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油气地球化学总复习(姚)

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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油气地球化学总复习(油气资源学院)油气地球化学是应用 化学原理 尤其是 有机化学 的理论和观点来研究 地质体 中与油气有关的 有机质、石油、天然气的 化学组成、结构、性质及其演化特征以及时空分布 ,探讨 :① 石油和天然气的形成机理;② 油气的初次和二次运移及充注的期次、方向和效率;③ 油气的次生改造和蚀变;④ 油气藏聚集特征;⑤ 油气田开发过程中的有机-无机相互作用;⑥ 油气组分的变化;等方面的规律和意义,以及运用这些知识来指导油气的勘探和开发的一门科学。油气地球化学概念及研究范畴一、 基础理论部分(一)绪 论)油气成因理论现代油气成因理论认为 :石油 主要 是由有机质生成的 。 生物有机质 沉积后首先在 生物化学和化学 的作用下 , 经 分解 、 聚合 、 缩聚 等作用 , 在埋深较大的成岩作用晚期进一步 缩合 为地质大分子 随着 埋深的进一步增大 , 热应力的不断升高 , 干酪根 才逐步发生催化裂解 和 热裂解 形成大量的 原石油 。但是 , 也有一部分有机质 ( 主要是 类脂化合物 ) 不经过干酪根就直接以 可溶有机质 ( 相当于原石油 ) 的形式存在于 富含有机质的细粒岩石 中 。 干酪根在热力的作用下开始大量生油之前 , 这一部分的 数量通常很少 , 不足以排出并聚集成为有工业价值的油藏 , 但在有利的条件下 ( 如 树脂体 、 木栓质体等特殊类型有机质的富集 、 强烈的微生物活动和改造等 ) , 有机质可以在浅埋的阶段早期生成较多的油气 , 并排出 、 聚集成为具工业意义的油藏 。)天然气 的生成实际上是一个从 有机质沉积 后直到其 生气潜力被彻底消耗之前 一直在进行的过程大量生成集中在 两个阶段 :一是由干酪根受热生成 , 但它大量生成所需的 热力条件高于 干酪根成油的热力条件二是浅埋的早期阶段在厌氧微生物作用下可以大量生成 。但 多数情况下 , 由于浅埋时保存条件不佳 , 所生成的相当部分生物气都散失殆尽 , 必需有良好的保存条件配合 , 才能大规模成藏同时 , 在有机质转化成烃的过程中 , 可能有无机组分的参与和加入 。 对于天然气来说 , 尤其是非烃气 , 可能有幔源气的贡献现代油气成因理论(个人观点)石油可以有机生成 , 也可以无机生成;可以早期形成 , 也可以晚期成藏 。 对于油气成藏来说 , 圈闭和储盖条件是必须 ,良好的生油层和深大断裂的发育可以相互补充 。石油勘探正是从 “ 背斜学说 ” 到 “ 圈闭学说 ” , 从 “ 海相生油 ” 到 “ 陆相也能生油 ” , 从 “ 无机成因 ” 到 “ 晚期有机成因 ” 再到 “ 现代油气成因 ” 理论发展 , 石油工业才有了今天长足的发展 。 目前 , 非常规油气田的勘探和开发对原有的成因理论提出了新的挑战一个观念的更新 , 一个新理论的出现 , 常常会打开一片新的勘探领域 。 “ 理论 ” 应用也是有前提的 , 并不断拓展的 。 对于的石油工业来说 , 希望在新一代的勘探学家手上(三)、油气地球化学的主要分析方法 油气地球化学分析主要可分两个步骤:首先是将有机质从岩石中 分离 出来,然后再针对研究的目的,用不同的分析方法( 仪器 )对各种组分进行分析 目前,最常用的仪器有:用于分离并 鉴定 未知化合物的 气相色谱 、 液相色谱 、 热解色谱 、 质谱仪 ;用于 官能团 分析的 红外光谱 、 紫外光谱 ;用于 结构分析 的 核磁共振 、 电子顺磁共振 、 ;用于 干酪根研究 的 电子显微镜 及光学显微镜)、有机质的产生和生物圈的演化 地球上广泛分布着各种生物,其发育有一定的范围,包括接近地表的大气圈、地壳表面薄层和水圈,合称为 生物圈 生物及其产生的有机质分布的空间,称为 有机圈 。它不仅包括 生物圈 、而且也包括 沉积岩石圈 原始有机质来源可分为: 水盆内水生生物来源 、陆地高等植物 来源和 混合来源 。后两种有机质的天然组合只是到泥盆纪植物征服了大陆并繁盛以后才出现。陆源有机质的主要载体是河流)、 生物体化学组成及其特征生物体是沉积有机质的原始母质。生物体植物动物微生物生物体生物化学组成主要次要蛋白质脂类碳水化合物核酸激素木质素色素维生素无机矿物质 与石油化学组成最近似的 脂类 对提供 成油 有机质最为重要。对提供 成煤和成气 的有机质来说,则是 纤维素 (一类多糖化合物)和 木质素 最重要 植物和细菌 中含有 萜类 化合物, 甾类 主要存在于 藻类和高等植物 中,二者都是异戊二烯类化合物及其衍生物 浮游生物 、 细菌 的脂类和蛋白质含量较高,有利于生油; 高等植物 以纤维素、木质素为主,有利于成煤和成气;但高等植物的某些 部分 ,如 孢粉、树脂、角质 等含较高脂类,可提供部分 生油母质 来源)、有机质的沉积分布特征 有利于有机质沉积的环境 物理参数 是:缓慢的水流或停滞的水体;有机质与粘土颗粒的絮凝、粘合作用使聚合体获得近似细砂的沉积速度;浪基面以下静(缓)水低能环境和超过浪基面深度的中等水深,保存潜势高;沉降速率与沉积速率相近或前者稍大时,才能持久保持还原环境 有利于有机质沉积的环境 化学参数 是:水体下部或沉积物表层保持良好的还原环境。酸碱度影响伴生沉积物性质。只有 )、沉积有机质1、可溶有机质的定义:凡是被中性有机溶剂从沉积岩(物)中溶解(抽提)出来的有机质称为可溶有机质,或可抽提有机质,也称为 沥青 。常用的溶剂是 :氯仿( 二氯甲烷 (或一些混合剂 :苯 丙酮三元溶剂)。一旦生物的分泌物、排泄物及其死亡后的遗体进入沉积物(岩)中之后,即称为沉积有机质。根据有机质的溶解性,将沉积有机质分为 可溶有机质 (沥青 )和 不溶有机质(干酪根)根据抽提过程和方法的不同,提取出的可溶有机质可分为 沥青 “ A”、 沥青 “ B”和 沥青 “ C”3种类型 氯仿沥青 “ A”的族组分可分为 饱和烃 、 芳香烃 、胶质 (也称为非烃)和 沥青质 4种 在元素构成上,氯仿沥青主要由 C、 H、 O、 S、均来说, 4%, 0%, 3种杂元素含量在 6%左右,其中以 酪根 或者,泛指一切不溶于常用有机溶剂的沉积岩中的有机质。干酪根是地球上有机碳的最重要形式,是沉积有机质中分布最广泛、数量最多的一类。1979)的定义: 沉积岩 中不溶于碱、非氧化型酸和非极性有机溶剂的分散有机质。高倍电镜扫描鉴定干酪根的透光性、形态和结构鉴定干酪根的反光性、形态、结构和突起鉴定干酪根在近紫外光激发下发射较长波长的光 ——荧光研究干酪根的显微结构及其晶格成像( 1)干酪根的显微组成物来源 透射光 反射光 荧光 扫描电镜藻质体 藻类透明、黄色、淡黄色、黄褐色深灰,微突起,有内反射强,鲜黄、黄褐、绿黄椭圆,外表呈蜂窝状群体无定形体富氢水生生物、藻、细菌、陆生植物壳质体透明~半透明,鲜黄、褐黄到棕灰色表面粗糙,不显突起较强,黄、灰黄、棕色不均匀絮状,团块状、花朵状、颗粒状贫氢 陆生植物的木质素、纤维素等暗,近黑色 灰、白色,微突起弱或无荧光壳质组植物孢子花粉、角质、树脂、蜡、木栓质体透明,轮廓清楚,黄、绿黄、橙黄、褐黄色深灰色,具突起中等,黄绿、橙黄、褐黄色外形特殊,常保留植物结构镜质组植物结构和无结构木质纤维部分透明~半透明,棕红、褐红灰色,无突起弱荧光,褐色、铁锈色棱角状、棒状、枝状惰质组炭化的木质纤维部分不透明,黑色 白色,高突起无荧光 棱角状、棒状、颗粒状干酪根显微组分的光学特征 在成熟度大体一致的条件下,各显微组分的荧光强度近似反映了其生油潜力: 藻质体和以藻及细菌为主形成的富氢无定形体生油潜力 最大 壳质体及部分富氢无定形体 次之 镜质组及贫氢无定形体生油潜能 差 ,以生 气 为主 惰质组生油气潜能 极低要以 C、 H、 主,含有 少量的 N、 S、 85%, %~ 10%, % ~20%。 由于干酪根是一种高分子聚合物,因此没有一定的组成影响干酪根元素组成主要因素包括: 有机质母质类型、有机质的沉积环境、有机质热演化程度通常水生生物来源的干酪根富含 H、 N;而以陆源高等植物来源的干酪根一般含 水还原条件下或海相形成的干酪根中富含 H、 N;而在近岸氧化环境中形成的干酪根则贫 H、 气的大量生成,残余干酪根中 3)干酪根的基团组成基团类型 主要吸收频带 (反应的基团振动特征烷基基团(H)29302860脂肪链的甲基 (—次甲基(>能团的 伸缩振动1455 > —曲振动720 脂肪链 —(n—的 C—)1630~1600 芳环中 C=形振动含氧基团(O)3600~3200 基、羧基的 C=000 芳基烷基中 C — O,C — O — 红外光谱仪可测定干酪根的基团组成,主要有三类基团: 烷基 、 芳基 及 含氧基团 生油潜量大的干酪根 烷基 含量高, 含氧基团 低;不利生油的干酪根 烷基 降低, 含氧基团 和 芳香基峰 高 随着演化程度增高,先 含氧基团 减少,接着 烷基 减少。故用基团组成可研究干酪根的类型和成熟度83( 4)干酪根的碳同位素组成大多数陆生植物的δ1312~ 。沙漠和盐沼植物及热带草本植物为 19‰ ;藻类介于两者之间,为 23‰ 。由于高等植物的 δ13生浮游生物的 δ13 ,故腐殖型干酪根 δ13于 腐泥型干酪根。干酪根的碳同位素反映了不同生物先质体和类型87干酪根的类型(四分法)干酪根的元素分类Ⅰ 型干酪根 : H/O/要来源于藻类和微生物的脂类化合物,以生油为主Ⅱ 干酪根 : H/~ 要来源于浮游动、植物和微生物,既能生油,也能生气Ⅲ 干酪根 : H/O/源于陆地植物的木质素、纤维素等,以成气为主Ⅳ 干酪根 : H/O/残余有机质或再循环有机质,其生烃能力极低、九)有机质的成烃模式及阶段划分 总体来讲,油气的形成过程或有机质的演化过程大体可分为 3个阶段: 未熟阶段 、成熟阶段 和 过成熟阶段 ,它们分别对应着有机质的 成岩作用 、 深成(热解)作用 和 变质作用机质的成岩作用特征 对整个沉积体系而言,成岩作用的结果是将松散的沉积物变成固结的沉积岩,主要的作用因素是压实和胶结 对有机质而言,成岩作用的主要结果是形成干酪根,同时释放 2伴有一定量的继承性的可溶烃类和非烃类 该阶段起作用的主要因素是微生物(细菌),在有利的条件下,可以生成大量的生物甲烷气酪根在深成阶段的演化特征深成作用:当沉积有机质镜质体反射率 间时,有机质会大量生烃,这时地层温度一般在 50之间,埋深可达数千米,这一阶段就称为深成作用阶段干酪根在深成阶段的演化特征:( 1) 在 125℃ 以前, 在 60~ 125℃ 温度范围内,干酪根由于受热而大量裂解生成烃类。此时表现为可溶有机质数量迅速增加, 生成的 占全部烃类生成总量的 80~ 90%左右 。沉积有机质处于成熟状态, 生成的主要产物为液态烃 , 即石油。( 2)当温度 大于 125℃ 时,即在 125—200℃ 温度范围内,此时将发生 强裂的热裂解反应 ,它不仅可促使干酪根上 较短的侧链脱落 ,同时也可使原先生成的 较长链烃的碳 —碳键发生断裂,形成的轻质烃往往优于从 干 酪根上各种键断裂产生的烃, 出现了 以湿气和凝析油为主的阶段,即沉积有机质的过成熟阶段。在这一温度范围内, 3烃的含量相对增加 ,其 它 较高碳数的烃含量则相对下降 。变质作用阶段 最低温度在 200~ 300℃ 范围 沉积有机质的演化已经达到相当高的成熟阶段。表现在干酪根的 热降解率降低 ,一些 活性基团和侧链从干酪根上脱落下来,已经没有明显数量的烃类生成 ; 芳构化作用和干酪根的缩聚现象明显增加 ;沉积有机质 (干酪根 )在这一阶段内释放出最后的 少量的甲烷 ,其自身则逐渐向高碳质的焦沥青和石墨演化 前一阶段生成的 重质烃 ,在高温条件下也进一步 裂解成干气 ,从而导致了沉积有机质 (干酪根 )的最终产物为 甲烷和石墨溶有机质在热演化过程中的变化 沥青和总烃含量随埋藏深度增加呈有规律的变化 烷烃随深度有规律的变化。正构烷烃、异构烷烃和饱和烃随深度的变化,均可以划分为 3个变化带,并可与沉积有机质演化的 3个阶段进行对比 环烷烃随深度增加,由多环向单环、二环转化 芳香烃随埋藏深度变化的特征与饱和烃类似,只是变化速率略小 不同类型干酪根形成烃类的演化特征有一定的差异 非烃随埋藏深度也呈有规律的变化。在浅层的沥青中胶质和沥青质含 O、 N、 着埋藏深度的增加,含量逐渐减少响有机质演化的地球化学因素 微生物的作用 温度(热应力)的作用:阿仑尼乌斯( 1899)总结了反应速率常数与温度变化的关系:应速度常数 、 率因子 、 化能 、 对温度 、 体常数,) 说明温度发生微小的变化,反应速率常数就会发生较大的变化响有机质演化的地球化学因素 时间的作用。在沉积有机质的演化过程中,时间和温度存在着补偿关系,但温度起主导作用,时间的补偿是有一定限度的 压力的作用 催化剂的作用 有机质性质的影响。有机质的生烃潜力取决于干酪根结构中的含氢量,即脂肪族的结构和丰度。在相同热演化条件下, Ⅰ 、 Ⅱ 型有机质的生烃潜力显然高于 Ⅲ 型(十)原油的组成、分类及影响因素1、石油的元素组成 组成石油的元素主要是 碳和氢 ,其次是氧、硫、氮。碳、氢元素的含量一般为96%~ 99%,其中碳占 83%~87%,氢占 11%~ 14% 其余 3种元素的含量很少,仅占 5%油的一般性质原油是沉积岩中有机质在成岩演化过程中生成的烃类和非烃类复杂混合物,为黄色、褐色乃至黑色的可燃性粘稠液体。不同地区、不同层位产出的原油其物理性质有较大的差异,根据原油的粘度、相对密度可将原油划分为 轻质原油、中质原油、重质原油和沥青砂四类分类名称 俗 称 粘度( 相对密度轻质原油 普通原油 10000 >对密度对原油分类标准石油的族组成烃类异构烷烃非烃烷烃芳香烃环烷烃环烷芳香烃正构烷烃含氧化合物含氮化合物含硫化合物胶质和沥青质有机金属化合物酸类:饱和酸、环烷酸、异戊间二烯酸、芳香酸等吡啶、喹啉等硫醇、一硫化物、二硫化物、噻吩衍生物等3、石油的族组成饱和烃1)、 蜡烃> 10% 芳香中间型芳烃 +胶质 +沥青质50%芳烃 +胶质 + )由已生成的液态烃和残余干酪根及部分重烃气经高温裂解作用而生成的天然气。热催化过渡带天然气 ——指有机质在低温演化阶段( 生成的天然气。2、轻烃地球化学 轻烃: 一般是指沸点小于 200℃ 的烃类化合物,包括正构烷烃、环烷烃和芳香烃类化合物。 至 195 ℃ 目前分析并应用的主要是 检测出的化合物共有 30种 轻烃地球化学参数的应用主要包括: 天然气成因类型的划分 、 油气成熟度的确定 、 生物降解作用的判识 等(十二)油气的蚀变 油气自源岩沥青中分离后,经过 排烃、运移、聚集和保存 的整个过程,其组成也不断的变化,称为油气的蚀变 油气蚀变主要包括: 热蚀变作用(热催化 氧化和生物降解作用、脱沥青作用、水洗作用、硫化作用、重力分异作用等热蚀变作用和氧化、生物降解作用 热蚀变作用(热催化 —转化):如果储层中的油气随着沉降或地温梯度的改变而经受更高的温度,将发生类似于有机质在烃源岩中的成熟作用,即,使石油化学成分向着结构更加稳定、活化能降低的方向继续演化,最终形成在新温度、压力下稳定的混合物,该过程称为油气的热蚀变作用 油气的氧化作用是指在游离氧或含氧化合物中的结合氧的作用下,烃类被氧化成 或酸、醇、酮、酚的过程。是热催化作用的逆过程 生物降解作用是指微生物对某些类型烃类化合物的选择性消耗过程 脱沥青作用: 当油藏中含有大量气体或其它轻烃( 6)时,它们溶解于石油中,可使中等 —重质石油中的沥青质沉淀分离出来的作用 水洗作用 指水溶性较高的成分被地层水优先、有限萃取出来,改变原油的组成,使其变重的过程 硫化作用:元素硫或硫化物与石油烃类反应生成有机硫化物的过程 重力分异作用: 在油藏中,大分子向石油柱底部沉降,石油的密度随埋藏增加而增大,小分子组分(气体)在油藏顶部富集(十三)生物标志化合物 生物标志化合物是一种重要的地球化学指标,可广泛地应用于 判识生源输入 、 有机质类型 、 指示沉积环境 、油源对比 、 生物降解 、 油和烃源岩成熟度 和 油气运移等方面 生物标志化合物 (是指原油和沉积有机质中源于活的生物体,具有明显分子结构特征、稳定的碳骨架,在成岩和深成热解作用过程中没有或很少发生变化,而基本保持能被识别和追踪其原始先质的碳骨架、分子量较大的有机化合物 包括 正构烷烃、无环类异戊二烯烷烃、五环三萜(藿烷系列)、甾类和部分芳香烃 五大类 在成岩阶段和热成熟阶段中,生物体中的多以醇、酸、酮等形式存在的化合物不可避免地要发生成分和结构的变化,以达到热力学上的稳定来适应新的环境,即由 生物构型 转化为 地质构型 结构上的 继承性 使其具有标志有机质来源及原始环境的作用,结构上的 变异性 又使其能够用于追溯有机质经历的演化过程 生物标志化合物的立体异构型为此提供了丰富的信息 立体异构体 :具有完全相同的分子式和原子连接顺序,但其在三维空间的排列方式不同的化合物互称为立体异构体 手性碳原子:饱和碳原子具有指向四面体角的四个键,如果与其相连的 A、 B、 C、 样的碳原子称为不对称碳原子。它有两种互为镜像的构型 如果 中心碳原子不是环系的一部分 ,可依据 4个取代基质量的先后顺序分为 构型 最低质量的序位远离观察者 方向,其余 3个基团所具 质量数以顺时针方向降低 时,为 反之 则为 如果手征中心是在环状体系中, 以 α或 β表示基团的位置 ,当键指向纸内为 α构型 , 用虚线或空心圆表示, 当键指向纸外为 β构型 ,用实线或实心圆表示。 形成的两种不同构型则被描述为 α构型和 β构型构型的基本知识1、 正构烷烃类 高分子量奇碳数( 多以 31为主,具有明显的奇偶优势。一般认为,这些烃主要来源于 高等植物 中等分子量奇碳数正构烷烃( 出现在海相、深湖相沉积有机质中,以 奇偶优势不太明显。 生物来源主要是藻类等 水生 浮游生物 在正构烷烃的气相色谱图上, 陆源高等植物来源 的高分子量正烷烃为 后峰型 , 水生生物来源 的中等分子量正烷烃为 前峰型 ,当两种有机质来源 同时存在 时,则为 双峰型151515151520202020202015303030303030252525 252525双峰型后峰型前峰型现代沉积 生油岩2、类异 戊二烯烷烃( 1)、概念类异戊二烯烷烃:由 5个碳原子构成的异戊二烯(甲基丁二烯)为所有非直链生物标志化合物的基本结构单元,由异戊二烯亚单元组成的化合物统称为萜类或类异戊二烯烷烃。无环的 类 异戊二烯烷烃是一类具有规则甲基支链的饱和烃 ,属无环的萜类。这类化合物中,每隔三个碳链( 一个甲基支链,自成一类化合物系列。符合 的通式。5类 异戊二烯烷基  按照异戊二烯单元连接的顺序分为规则的和不规则的两类 规则的类异戊间二烯烃是指各单元头尾相连接成的链状分子, 其中含量最多,分布最广的是 h< 1还原环境, h > 1氧化环境 h< 3海相原油, h > 4 陆相原油 不规则的类异戊二烯烃 :头头相连和尾尾相连的链状分子 头头相连的碳数为 32~40。一般认为这类烃来源于古细菌膜的类脂组分 尾尾相连接的系列,碳数为 30~40,常见的有 角鲨烯 、 蕃茄红素和葫萝卜素。 一般可指示藻菌的成因以及强还原环境( 2)、萜类( 合物有环状和非环状,这里主要 指有环的类异戊二烯型化合物主要构型: 5α,14α,17α(H)— 甾烷5α,14β,17β(H)— 异构甾烷构型 : 17α(H) 21β(H) 藿烷17β (H) 21α (H) 莫烷( 3)甾族化合物( 甾烷类为具有一烷基侧链的四环化合物 包括 6类,在油田研究和生产中应用最多的是常规甾烷及重排甾烷 常规(正常)甾烷 类: 5β( H)甾烷亚类(生物构型甾烷 /粪甾烷); 5α( H)甾烷亚类,包括 αα系列、 ββ系列(异构甾烷系列),主要存在于未成熟沉积物中 重排甾烷类:甾烷在热成熟作用过程中会发生重排现象,正常甾烷的碳 10、 13位上的甲基发生重排,转移到碳 5、 14位上形成重排甾烷( 4)藿烷类化合物藿烷型是指含有藿烷核的环骨架与链状异戊二烯烷基构成的五环三萜。 非藿烷系列是指只含有环状结构,不含链状结构的五环三萜。正常的藿烷碳数为 30。藿烷的立体异构体主要发生在 有地质意义的手征中心位于 构型的变化可将藿烷类化合物分为四类异构体系列A 构化主要发生位置是其有助于判断有机质的成熟度。生物构型的藿类在沉积圈中经历温度、压力和催化剂的作用逐渐转化为地质构型的藿烷。生物构型是 17β21β22着成熟度增加,转化为 17β21α(莫烷)和 17α21β型。通常稳定性的顺序是:咸水 < ”(%) 0200~500 >500~1000 >1000(2)(mg/ < ~20 >20注:表中评价指标适用于成熟度较低( 烃源岩的评价,当热演化程度高时,由于油气大量排出以及排烃程度不同,导致上列有机质丰度指标失真,应进行恢复后评价或适当降低评价标准。( 2)有机质的类型 依据岩石(或干酪根)的 依据红外光谱(官能团)特征划分 依据干酪根的稳定碳同位素组成判识 依据干酪的热失重特征判识 数值化的干酪类型指数 依据可溶沥青的特征识别2、有机质的成熟度1) 有机质颜色变化3)干酪根中自由基的变化( 1) 镜质组反射率随热演化程度的升高而稳定增大,并且有相对广泛、稳定的可比性,使 为权威的成熟度指标。我国石油行业 1995年颁布的 熟度)的关系如下: ( 1) 有机质变质阶段,有机质过成熟,主要产干气。干酪根则经强烈的芳构化、缩聚而趋向于形成仅含碳元素的石墨成熟度 未成熟 生 油 凝析气 湿 气 干 气R。% 2Ⅰ 类 类 类 90>490>505三类干酪根不同成熟阶段的 据石油勘探开发研究院 )型干酪根、腐殖煤的镜质体反射率之间的相关性对于缺乏镜质体颗粒的 Ⅰ 、 Ⅱ 型干酪根更有意义1) 的丰度2)甲基菲指标 ( 2) . 沥青、烃类成熟度指标由 小 到 大 ,然后再逐渐变 小 ,当 ~ ,是菲系化合物演化的转折点,各指数值由峰值转化为下降。甲基菲指数与镜质体反射率、生油门限和生油高峰期均有较好的对应关系1)甾族化合物3)3) . 生物标志化合物成熟度指标( 4)、时间温度指数( 在沉积有机质向油气转化的过程中,最重要的两个影响因素是 时间 和 温度 ,它们有着互补的关系 机质的成熟度只与温度和时间有关 根据范特霍夫经验规则,有: ∑△ t × 2n 式中,△ t 为烃源岩在某一温度下所经历的时间( 在所选择的基准温度间隔内, n=0,以后每升高 10℃ , ,而每降低 10℃ ,  机质的成熟度越高3、综合分析: 一个盆地发育有几套地层,分别为 1,其主要特征如表 1。目前,该盆地 已发现 具有商业价值的石油和天然气,其中的天然气主要包括 生物气 、 油型气 和 煤型气 三种成因类型。地层 岩性 埋深 (m) ) “A”(%) 显微组成 %) 岩为主 500~ 1100 质组、惰质组 岩为主 2500~ 3000 泥组 岩为主 3000~ 3300 质组、惰质组 酸盐岩 3500~ 3800 泥组 岩为主 3900~ 4100 质组、惰质组 某盆地各地层地球化学特征表问 1) 该盆地有哪几套有效的烃源岩?各处在什么演化阶段?地层 岩性 埋深 (m) ) “A”(%) 显微组成 %) 岩为主 500~ 1100 质组、惰质组 岩为主 2500~ 3000 泥组 岩为主 3000~ 3300 质组、惰质组 酸盐岩 3500~ 3800 泥组 岩为主 3900~ 4100 质组、惰质组 盆地有 成熟阶段), 熟阶段), 成熟阶段)。问 2) 哪些是以生油为主的烃源岩?哪些是以生气为主的烃源岩?地层 岩性 埋深 (m) ) “A”(%) 显微组成 %) 岩为主 500~ 1100 质组、惰质组 岩为主 2500~ 3000 泥组 岩为主 3000~ 3300 质组、惰质组 酸盐岩 3500~ 3800 泥组 岩为主 3900~ 4100 质组、惰质组 2和 3) 生物气、油型气和煤型气各来源于哪套烃源岩?地层 岩性 埋深 (m) ) “A”(%) 显微组成 %) 岩为主 500~ 1100 质组、惰质组 岩为主 2500~ 3000 泥组 岩为主 3000~ 3300 质组、惰质组 酸盐岩 3500~ 3800 泥组 岩为主 3900~ 4100 质组、惰质组 1烃源岩生成煤型气。(二)油气源对比 1、油气源对比的主要依据 所谓油气源对比是指在综合地质和地球化学资料的基础上,建立油、气与烃源岩的成因关系,其实质是运用有机地球化学的基本原理,合理地选择对比参数(指标)来研究石油、天然气、烃源岩之间的相互关系;其基本依据是如果源岩中的干酪根、可溶抽提物沥青与来自该层系的油、气有亲缘关系,则它们在化学组成上必然存在某种程度的相似性,反之非同缘的油气则会表现出较大的差异, 即 “ 相似相关 ” 是进行油气源对比的基本依据。2、油气源研究的主要方法 油气源研究的 主要方法 是对原油(天然气)之间或原油(天然气)和烃源岩之间的相同馏分中某个成分的含量或某些成分之间的比值,或某同系物分布和组成进行比较 可通过 元素 (样品的总体构成)、 分子 和 同位素参数 的对比实现 使用的主要分析技术有 气相色谱 、 气相色谱 —质谱联用仪 和 碳同位素测定仪 等 油气源对比研究的对象: 烃源岩中不溶的 干酪根 、烃源岩和储集层中的 可溶沥青 、聚集在储集层(或圈闭)中的 石油(凝析油) 和 天然气 油气源对比参数选择的原则: 为避免非成因因素的影响,尽可能选择一些受运移、演化和次生变化 影响较小 、能直接反映原始有机质特征的化合物或沸点和溶解度 相近 的化合物的 相对浓度比值 作为对比参数常用油气源对比参数 物理性质参数 原油孢粉 含蜡量、含硫量和 V/族组成 链烃和环烷烃 基团类 同位素 生物标志化合物 轻烃指标
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本文标题:油气地球化学总复习(姚)
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