油气地球化学

油气地球化学

1、油气地球化学的定义

应用化学原理，研究地质体（沉积盆地）中生成油气的有机物、石油、天然气及其次生产物的组成、结构、形成、运移、聚集和次生变化的有机地球化学机理及其在勘探中的应用。

2、地球化学的分支学科

(1)元素地球化学； (2)同位素地球化学；

(3)流体地球化学； (4)地球化学热力学和动力学；

(5)各种地质作用地球化学； (6)有机地球化学；

(7)环境地球化学； (8)气体地球化学。

（9）海洋地球化学（10）区域地球化学

3、油气地球化学的研究对象

沉积盆地或地壳中油气、生成油气的有机物及相关物质。

4、油气地球化学研究的主要内容

? 与沉积作用有关的活性生物有机质及其在沉积、保存和埋藏条件下的演化;

? 石油成因和演化;

v 干酪根地球化学

v 可溶有机质地球化学

? 天然气地球化学;

? 油气地球化学在油气勘探、开发中的应用;

v 盆地的油气勘探远景和资源预测

v 油气地球化学勘探

v 油田水地球化学

v 油田开发地球化学

11、有机圈（organosphere）：系指地球上古今生物及其形成的有机物，分布和演变的空间。有机碳的循环：

（1）生物化学亚循环：为较小的亚循环(碳总量约为3×1012吨) ，其循环周期不超过一百年，包括三个次一级循环：

（2）地球化学亚循环：为大的亚循环(碳总量约为12×1015吨)，包括沉

积圈中有机质的演化途径，其循环周期以百万年计算，其中也包括三个次级循

环

11、旋光异构

当一个碳原子同时和四个不同的原子或原子团键合时，四个基团在碳原子

的周围会有两种排列方式，它们互为镜像但不能重合，这种立体异构体叫对映体，它们可使偏振光的偏振面发生反向旋转，因而被称为旋光异构。

11、沉积有机质的概念

分布在沉积物或沉积岩中的分散有机质。它们来源于生物的遗体及其分泌

物和排泄物。直接或间接进入沉积物中；或经过生物降解作用和沉积埋藏作用

被掩埋在沉积物中；或经过缩聚作用演化生成新的有机化合物。

11、富沉积有机质的沉积环境

生物高产和缺氧环境共存是富有机质沉积形成的必要条件。

一、.大型深水缺氧湖泊

存在永久性的分层,才能形成湖泊的缺氧环境. （1）富营养、贫营养湖泊

（2）深水是缺氧湖泊发育的重要条件（3）缺氧湖泊的发育与纬度有关。

2.海相缺氧环境（1）上升流形成的缺氧环境

3.沼泽环境沼泽沉积环境是一种成煤的环境

1温暖潮湿的气候和长期停滞的水体条件。

2地形一般比较平坦、低洼；构造上处于缓慢持续下沉状态。

二、有机质的沉积受控于多种因素

主控因素：原始生物产率（营养物、水体分层、光等）和缺氧环境（降雨量、距河口距离、河流的搬运能力）

11、习惯上把链状的萜类叫做异戊二烯型化合物，而把环状的异戊二烯型

化合物称为萜类，统称萜类化合物。

单萜(monoterpenes):由两个异戊二烯单元组成,大量出现在高等植物中,它是植物香精油的主要组成部分

倍半萜(sesquiterpenes):三个异戊二烯单元,链状,单环和双环的倍半萜广

泛分布于高等植物中。

双萜(diterpenes):四个异戊二烯单元,高等植物中的普遍生物化学成分，动

物体中的维生素A也具有双萜结构。

四萜(tetraterpenoids ):八个异戊二烯单元,重要的色素,其分子含有较长的

碳-碳共轭双键体系在链端处有一个或两个六元环,所以多带由黄至红的颜色多萜（polyterpenoids）：在自然界中，多萜化合物的代表是橡胶(Rubber)，如马来树胶和生橡胶，后者每个分子中约含1000个异戊二烯单元。

11、.甾族化合物(steroids) 结构特点:含有一个由四个环稠合的碳环结构，可以看作是一部分氢化或完全氢化的菲与一个环戊烷稠合的碳环，并具有三个

侧链的骨架

胆汁酸：可视为甾醇衍生物，以胆盐形式存在于动物胆汁中，碳数为24。

甾族激素：它是人和动物内分泌的具生理活性的化合物,雄激素碳数19,雌激素碳数18(无侧链)。

天然甾醇:在C3位置含有(β)羟基,D环上带烷基侧链R3,其碳数可从8到11。

11、对沉积有机质有重要贡献的生物类型（浮游植物和动物、细菌、高等

植物）

浮游植物可能始终是地球上有机碳的主要来源之一。约在二十亿以前的前

寒武纪，主要是蓝一绿藻和行光合作用的细菌产生有机碳。经过早古生代，各

种海相的浮游生物、细菌和蓝—绿藻仍是有机碳的主要来源，直到中泥盆世陆

地植物才出现。

￥￥生物有机质的主要类型和地球化学意义

碳水化合物、脂类、蛋白质(Protein)和氨基酸、木质素和丹宁

1、多糖中对形成沉积岩中有机质最有意义的是纤维素和半纤维素。醣在

自然界中分布极广,也是一切生物体的重要组成部分之一。

2、地表有机质中蛋白质占1/3-1/4，但由于蛋白质易被分解所以在古老沉

积岩中完整的蛋白质和多肽类却很少。分解产物氨基酸广泛地存在于不同时代

的地质体中，对石油的形成具有重要的意义。氨基酸是可以通过进入腐殖质和

干酪根的格架保存于沉积物中的。氨基酸是沉积物(岩)中有机氮的主要提供者。

氨基酸可以通过缩合形成干酪根。

3、脂肪酸和脂肪醇是原油中某些烃类的可靠先体。地质体中，在土壤、

原油、泥炭、褐煤、烟煤、现代海洋沉积物、陨石中都存在有脂肪酸第二章

1、稳定同位素：能稳定存在1017年的

2、由于同位素不同，引起单质或化合物在物理、化学性质上发生微小变

化的现象，称为同位素效应。

3、定义：在各种自然过程中，由于同位素的效应引起同位素的相对含量

在不同相之间的变化，称为同位素的分馏作用。

（1）稳定同位素的物理分馏

也称为质量分馏，同位素之间由质量引起的一系列物理性质的微小差异，

使之在蒸发、凝聚、升华、扩散等自然物理过程中发生的轻重同位素的分异。

（2）稳定同位素的动力分馏

不同同位素分子，由于质量不同，他们参加化学反应的活性有差异，轻同

位素形成的化学键比重同位素的键容易破裂，因此轻同位素分子的反应速率较高，会在生成物中富集轻同位素。

（3）稳定同位素的平衡分馏

在化学反应中反应物和生成物之间由于物态、相态、价态以及化学键性质

的变化，使轻重同位素分别富集在不同分子中而发生的分异叫平衡分馏，也称

同位素交换反应。

4、放射性衰变的性质

①衰变作用发生在原子核内部，反应结果由一种核素变成另一种核素，并释放能量；②衰变自发地不断地进行，并有恒定的衰变比例；③衰变反应不受温度、压力、电磁场和原子核存在形式等物理化学条件的影响④衰变前和衰变后核数的原子数只是时间的函数。

四种性质决定了三种特征：绝对时标特征、示踪特征和能量特征。

放射性衰变规律：单位时间内衰变的原子数与现存放射性母体的原子数成正比

第三章干酪根

1干酪根的分类方法

1．显微组分分类（1）统计腐泥组和壳质组之和与镜质组的比例；

2）采用类型指数(T值)来划分，具体方法是将鉴定的各组分相对百分含量代入下式，计算出T值，再依据表中的分类标准划分类型

2、元素组成分类

1型干酪根主要源于藻类沉积和细菌遗体。藻类选择性的保存，聚集形成藻质体，细菌强烈改造的有机质及细菌遗体常表现为无定形体，故此类干酪根的显微组分主要是腐泥组。通常形成于静而少氧的浅水环境中的富有机质游泥中。

11型干酪根：这类干酪根一般与海相沉积有关，是由原地浮游生物及微生物(主要是细菌)有机物的混合沉积，在还原条件下形成的。也可由异地有机质形成，主要是异地富含脂类的高等植物有机物残体(如孢子、花粉和角质层)和植物分泌物(如树脂和蜡)相对富集后形成的。

111型干酪根：具有较低的原始H/C原子比(<1.0)，而O/C原子比高(0.2-0.3)。由大量多芳香核、酮及羧酸基团组成，但不含酯基团。只含有少数的甲基和短链脂族结构，也有极少数起源于植物蜡和表皮层的脂族长链存在。

@在成岩作用初期，由Ⅰ型、Ⅱ型到Ⅲ型干酪根中芳族结构逐渐增多，而脂族结构逐渐减少。 &结构特征

芳族结构和脂族结构的各自特征不同，Ⅰ型干酪根中以简单、个体较小的芳核结构和长链脂族结构为主；Ⅲ型干酪根以短链脂族结构和相对复杂个体较大的芳核结构为特征，Ⅱ型干酪根介于两者之间。

二、干酪根成烃反应的动力学特征

1.干酪根是由一些能级不同的键组合而成的聚合物

决定了热解反应是一个连续、渐变和漫长的过程。

2.干酪根生成油气的过程并不是一个简单的裂解反应，而是由一系列平行和连续的反应组成 #导致了不同干酪根反应的结果和产物的差异。Ⅰ型干酪根以“解聚”为主，为连续反应，生油早期生成重油；Ⅲ型干酪根以“官能团脱除”型为主，为平行反应，以低分子产物为主，在低熟阶段也可生成凝析油

3.干酪根开始大量裂解成油只有在地壳中提供的热能达到了反应所需的活化能时才能发生。

4.干酪根热解是一个连续过程，其中各类化学键依次从低能量到高能量顺序开始裂解。

5.干酪根热解反应为连续不可逆过程

干酪根是指不溶于有机溶剂，也不溶于非氧化酸、碱的沉积有机质，它可以形成于成岩阶段末期，也可以形成于埋藏初期。它是由沉积物中各种类型的原始有机质转变而成的。

q Ⅰ型干酪根富含脂肪结构，其中含许多烷基键状化合物， H/C高、生油气潜力高；

q Ⅲ型干酪根主要含有缩合的多环芳香化合物和杂原子官能团，具少量脂链、 H/C低、生油潜力低，可生一些气。

q Ⅰ和Ⅲ型之间为混合型，可分为偏向Ⅰ的Ⅱ1型和偏向Ⅲ的Ⅱ2型

第四章生物标志化合物

1、生物标志化合物：是沉积物（岩）、原油、油页岩和煤中那些来源于生物体，在有机质演化过程中具有一定稳定性，没有或很少发生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架，记载了原始生物母质特殊分子结构信息的有机化合物。

v 正构烷烃无环类异戊二烯烷烃二环－四环异戊二烯烷烃藿烷系列

v 甾烷芳香烃含氮化合物、卟啉

2、油源对比:为原油及其油源岩的成因联系、油-油、气-油、气-岩成因联系提供一系列参数和指标。

3、用氯仿抽提岩石中的可溶有机质，其萃取物称氯仿沥青。

4、正构烷烃的来源和应用一、来源

? 低碳数正烷烃(

? 高碳数正烷烃主要来自偶碳数的蜡和脂肪酸

? 它们主要通过脂肪酸或蜡脱羧或脱水而生成正烷烃

? 干酪根生烃反应二、应用

1、母质来源：正烷烃C21-主要来自于以偶数碳原子为主的脂肪酸.海相原油没有石蜡,主要源自藻类,正烷烃分布中以C21-为主,蓝绿藻来源的正烷烃以

C14-C19占优势。

2、正烷烃的沉积环境

3、成熟度分析

4、油源对比

5、生物降解（减少则有）

5、异构Pr/Ph比值还原环境:Pr/Ph<1 氧化环境:Pr/Ph>1

6、萜类化合物三环萜烷的碳数分布可反映有机质成熟度

随地温升高,三环萜烷的长侧链就会不断断裂,碳数减少, 因此成熟度升高,低碳数三环二萜烷相对含量增加

三环萜烷的相对分布可用于油源对比m/z 191质量色谱图上三环二萜的分布在中新生代和古生代油源对比中都是较理想的对比指纹。

二环倍半萜可以指示不同的母质来源，可以用于油源对比。

v 升藿烷分布情况可以反映沉积环境。

v 高丰度的Ｃ35升藿烷一般与海相的碳酸盐岩或蒸发岩有关。

v 升藿烷的分布会受到热成熟度的影响，升藿烷指数是随成熟度增加而减小的。此外，大多数碳酸盐岩中Ｃ29藿烷含量大于Ｃ30藿烷。

7、甾族化合物（Steroids）广泛分布于活的生物体中，在动植物界中都很丰富。地质体中甾族化合物主要以烃类形式出现，其继承了生物甾族化合物的基本结构，即由三个六元环和一个五元环组成的的碳环结构。甾族化合物的碳数范围一般在Ｃ27～Ｃ30。

甾族化合物可以分为如下几类：规则甾烷、重排甾烷、4-甲基甾烷、低分子量甾烷和芳香甾烃类。

！！！应用于成熟度的研究：规则甾烷的异构化作用20S/(20R+20S)和ββ/(αα+ββ)为常用参数（C29甾烷）

比值随成熟度的增加由零分别增加到0.5（S/（R+S））左右和0.7

（ββ/(αα+ββ)）左右，而达到平衡。两种比值相比，20S/(20R+20S)约在Ro 为0.8%时达到平衡，但生油门限值在不同盆地稍有区别，而ββ/(αα+ββ)约在Ro为0.9%时达到平衡，生油门限值为0.25左右

规则甾烷可用来区分不同源岩或相同源岩的不同有机相生成的石油，是油源对比的常用指标。

q 生物标志化合物的主要作用：为我们研究生油岩、原油等提供了原始有机质来源、沉积环境、有机质成熟变化、油源对比、运移等信息。

q GC-MS是研究生物标志化合物的重要手段。

q 正构烷烃碳数分布范围,主峰碳和奇偶优势是标志有机质类型和成熟度的重要参数。缺氧盆地有机质形成的正烷烃具偶奇优势，支链烷烃中植烷优势,Pr/Ph<1。

q 甾萜类化合物是广泛分布于生物体中的生化组分,生油岩、原油中的甾烷、萜烷有多种类型,它们的立体异构化、芳构化及其相对组成提供了有机质热演化、有机质来源等信息。下页所示图是一些生物标志化合物指示成熟度的运用范围和起始值、终点值。

“碳优势指数”（CPI）来表示奇数碳分子与偶数碳分子含量的比值。

即“奇偶优势”（OEP）值：上图后者

高碳数的正构烷烃在近代沉积物和未成熟的沉积岩中，一般保持着明显的奇数碳高于偶数碳的特征

正烷烃的沉积环境：

陆相:高碳数正烷烃占优势 C21-/ C22+小

海相:低碳数正烷烃占优势 C21-/ C22+大

一般环境下:生物腊、脂肪酸脱羧基形成奇碳数正

烷烃,因此正烷烃显奇偶优势.

盐湖和海相缺氧盆地:其生油岩和原油中正烷烃由生物腊和脂肪酸脱水加氢生成,因此具偶奇优势.

第五章油气生成（小题）

1、所谓的低熟油系指所有非干酪根晚期热降解成因的各类低温早熟的非常规石油。从0.7～1.0g/cm3，绝大多数低熟油的密度介于0.85～0.94g/cm3之间，与普通石油相比显示出其油质偏重的特点

饱/芳比低和非/沥比高是低熟油在族组成上的另一共同特征。

（1）低熟油的判识定量标志：C29甾烷αββ/(ααα+αββ) ＜0.4

C29ααα甾烷20S/(20S+20R) ＜0.4

定性标志：热不稳定的生物标志物的存在：例如各种甾烯和藿烯、5β(H)-粪甾烷、5α-粪甾烷、脱羟基维生素E系列、卟啉以及长链烷基四氢噻吩和噻吩系列等。

（2）包括凝析油、轻质油、正常石油、重油和高凝固点油等。低熟油生烃阶段相应的源岩镜质体反射率Ro大体上在0.20～0.70%范围内，相当于干酪报生烃模式的未成熟和（或）低成熟阶段。

（3）低熟油的成因机理

1．木栓质体早期生烃2．树脂体早期生烃3．细菌改造陆源有机质早期生

烃

4．生物类脂物早期生烃5．富硫大分子早期降解生烃机理

在特定条件下，碳酸盐岩对低熟油的形成更为有利，特别是在碳酸盐岩—

蒸发岩体系中。原因:

（1）烃源岩有机质丰度高，有利于直接从可溶性有机质形成重质石油。

（2）含硫高

（3）碳酸盐岩对可溶有机物的低吸附性，也有利于油气的早期运移。

2、煤成油的排驱机理

（1）压实排驱机理（2）受压力驱动的连续沥青网络运移机理

（3）气溶方式运移机理

煤成油的总体特征是低密度、低粘度、低凝固点、低含硫、中—高含蜡、

高饱和烃和低非烃+沥青质。

3、煤成油的地球化学特征

（1）在族组成中，饱和烃含量高于芳烃、非烃和沥青质，澳大利亚典型

煤成油的非烃十沥青质含量一般＜10%；（2）硫含量低，甚至可以忽略不计；

（3）正烷烃分布在C20～C40范围最大，类异戊二烯型烷烃中，Pr/Ph

值一般大于4；（4）倍半萜类中有补身烷和桉叶油烷等既反映生源又反映沉积

环境的化合物，还有其它来源于五元环同系物、可能与细菌作用有关的化合物（5）富含反映不同植物属种和石油时代的二萜类化合物；（6）一般都有藿烷

类化合物，而且长侧链藿烷浓度随其碳数增加呈指数递减，但甲基藿烷和降藿

烷不常见；

（7）Ｘ化合物（一种C30重排甾烷）常见；（8）有时可见非藿烷型萜烷，如奥利烷、羽扇烷、乌散烷和多杜松烷以及不饱和三萜烷；（9）规则甾烷分

布以C29甾烷占优势。

v 正构烷烃

一般随深度增加，主峰碳数降低，碳数范围由高碳数范围C23~C33向低

碳数范围C15~C21或更低范围C15-移动，奇偶优势消失。

v 异构烷烃随埋深增加而减少

v 环烷烃

随深度由浅到深：多环（四、五、六环）环烷烃逐渐降低，单环、二环

环烷烃含量逐渐增高。

v 芳香烃

生油高峰期之后饱/芳比有随深度增加而变小的趋势。从结构上来看，浅处多以芳香环烷烃为主，碳数27~30，与生物成因的环状化合物关系密切。深

部多以1~3环的苯。萘、菲系列芳香烃为主，而高分子量芳香环烷烃趋于消失。

第六章天然气地球化学

1、定义：生物成因气指在成岩作用或有机质演化早期阶段，微生物群体

的发酵和合成作用形成的以甲烷气体为主的天然气。

2、油型气：指由腐泥型母质（1型）和腐殖——腐泥型母质（11型）形

成的天然气。油型气组分以烃类气为主，一般含量在90%～95%以上，而烃类

气中又以甲烷为主。甲烷的主频率在70%～100%，随源岩时代变老气态烃中

重烃降低。

3、煤型气：指腐殖型为主的有机质（包括煤层和分散的11和111型有机质）在煤化作用过程中生成的气态物质。

4、甲烷水合物：在低温和高压条件下，高含量的甲烷和水在地下地层中

同时存在时，形成的含有甲烷的像冰一样的固体。

5、煤层气：属于一种特殊赋存状态的煤型气，也称“煤层甲烷”

（一）影响甲烷水合物稳定性的主要因素

存在于高压、低温和气体过饱和的区域（气体类型也对其有影响）

（二）用天然气组分可以在一定条件下识别天然气的成因

干燥系数重烃苯指数湿度

如1、Ro=0.8%时油型气δ13C1处于-42.4‰～-45.5‰，煤型气相应的

δ13C1为-28.8‰～-33.6‰，2、在Ro＝1%时油型气δ13C1约为-41.0‰～-43.4‰，煤型气则为-28.0‰～-34.5‰。

4．生物气的判识

v 甲烷＞95％，C1/C1-5为0.95~1，C2/C3大于2；

v δ13C1＜-55‰定为生物气的判识指标，也有的为小于-60‰；

v 生物气一般在浅层产出（＜1500m-2000m）。

5轻烃地球化学指数看类型1、轻烃族组成

源于腐泥型母质的轻烃组分中富含正构烷烃

源于腐殖型母质的轻烃组分中则富含异构烷烃和芳烃

天然气中C5、C6和C7脂族烃组成编制的三角图来鉴别油型气和煤型气。

2．烷烃组成甲基环己烷:主要来自高等植物。二甲基环戊烷:主要来自水

生生物的类脂化合物。正庚烷:主要来自藻类和细菌。

3、特殊参数法

第七章石油的地球化学分类及影响因素

一、石油的地球化学类型（大概知道）

1、石蜡型：由轻质石油和一定量的高蜡和高沸点石油组成。比重低，粘

度较低。石蜡烃含量丰富，硫含量很低。

2、石蜡环烷型：硫量低。该型石油密度和粘度常高于石蜡型石油，为中

等值

3、环烷型：仅有少数石油属于此类，属低成熟石油或是由石蜡型和石蜡—环烷型石油的生物降解作用产物

4.芳香—中间型：一般由重质油组成，比重一般高于0.85，含硫量在1％

以上。

5．芳香—环烷（AN）型和芳香—沥青（AA）型石油：芳香—环烷型石油主要由石蜡型和石蜡—环烷型石油，次生转化作用后形成，含硫量低于1％。

二、影响石油组成的因素

㈠、原始有机质的类型和性质

石油化学组成的某些特征是由生油母质继承下来的。原始有机质的性质对

石油的化学组成有明显的影响（海相、陆相）1．海相有机质

海相有机质脂类化合物中包含多环环状有机物质。脂类化合物中还有一些

易于成环的分子。海相有机质一般富含硫，有助于有机分子的芳构化和成环作用。

因而海相有机质形成的石油、一般属于石蜡—环烷型和芳香—中间型石油。胶质和沥青质在这种石油中含量较高，硫含量也较高。

2．陆相有机质

陆相有机质脂类化合物中，还包含高分子量的脂肪类和与其密切相关的蜡，以及由脂肪变成的中等链长的脂肪酸。当Ⅲ型干酪根占优势时，主要形成石蜡

型石油，有时也形成石蜡—环烷型石油。含硫量少，而蜡含量高。

㈡、有机母质的成熟度

1．石油成分随深度增加的变化：石油密度降低。石油含硫量减少。环烷

烃含量减少石蜡烃含量升高芳香烃含量增加。

2．石油成分随储层时代的变化

石油和储层时代由新到老：石蜡烃含量增加环烷烃含量下降芳香烃变化不

明显。

㈢、油气运移

油气运移对生物标志化合物的影响：

随运移距离加大，烷烃／芳烃、正构烷烃／环烷烃比值增加，卟啉化合物减少。长链三萜烷比藿烷易于运移，单芳甾烷比三芳甾烷更易运移。因此，随着运移距离加大，易运移的组分相对富集

（四）、石油在油藏中的演化

进入储层的石油在温度、催化剂、氧化、生物降解等地球化学作用下，将进一步发生变化，这种现象被称之为石油的地球化学转化（或蚀变）。

1．热催化-转化作用

2．氧化作用

储层上升，圈闭开启或地下水的活跃引起的。根据氧的来源不同，石油氧化作用可分为需氧氧化和厌氧氧化。

3．生物降解作用生物降解的条件

v 较低温（＜80℃、冷而浅）的储层；充足的氧的供应；

v 富含氮、磷等营养元素；水的盐度小于100~150‰；

v H2S对喜氧细菌也是有毒的，其含量必须很低

天然气的生物降解参数

长链成分降解比短链快；正构烷烃比异构烷烃降解快；异构烷烃比环烷烃降解快；轻烃遭受生物降解作用过程，使残存的各种单体烃都随降解作用增大逐渐富集同位素D和13C。

4．水洗作用

定义：石油的水洗作用是指油田水选择性溶解某些石油组分并将其带离，从而改变石油组成的现象。在油运移通过温度较高的含水储层，或聚集之后由于油藏底水的运动都会发生水洗作用。高的盐度对水洗作用有抑制作用。

水洗的规律：

（1）汽油馏分的溶解度大于C15+ 烃类。（2）水洗过程中C15- 烃类按如下顺序从原油中消除：芳烃类、正烷烃、环烷烃。

（3）水洗作用对天然气的影响，甲烷比其它低分子烃类更易溶解。

5．脱沥青作用

区分脱沥青作用和热催化—转化作用：

（1）脱沥青作用形成的沥青具有类似于石油的同位素比值，而热催化—

转化形成的沥青质同位素比值较高。

（2）脱沥青作用一般是局部性的，而热催化—转化往往是区域性的。

6．硫化作用

分为生物硫化作用和热的硫化作用：

v 在厌氧生物降解作用进行，微生物把硫加到了石油中，同时消耗部分

烃类也使硫在石油中相对富集。

v 在高温下硫酸盐可以和有机质发生反应形成有机硫化物。

石油在储层中经历的地球化学作用可以归结为两种性质不同、方向相反的

过程。

其一是热催化-转化作用、脱沥青作用，使石油重组分减少、轻组分增多，饱和烃尤其是正构烷烃增加。

其二是氧化作用、生物降解作用、水洗作用和硫化作用，使石油比重变大，粘度提高，胶质、沥青质含量增加，质量变差。

第八章油气地球化学的应用

烃源岩是指具备了生油气条件，已经生成并能排出具有工业价值油、气的

岩石。

烃源岩的研究主要包括：

（1）时空展布；（2）岩石中有机质的数量（3）有机质的类型；（4）成

熟度

一、烃源岩有机质的数量

1．有机碳(Organic Carbon)含量

有机碳含量是指岩石中所有有机质含有的碳元素的总和占岩石总重量的

百分比。

2．氯仿沥青“A”和总烃含量 3．岩石热解分析及生烃潜力

二、烃源岩有机质的类型

(一)干酪根类型研究：干酪根类型研究的常用方法有光学法、化学元素分析法、热解法和红外光谱法等

(二)可溶有机质的类型研究

沉积岩中可溶的沥青组分与干酪根一起，构成了沉积有机质的整体，因而从另一个方面反映了成油母质的特征

三、有机质的成熟度

有机地球化学指标主要是指有机质的各种组成变化特征，如生物标志化合物的构型变化，有机质的化学组成变化和结构变化等。

有机岩石学研究的光学指标最为经济可靠，是生产中采用的主要方法。

1．镜质体反射率(Ro) ：与大多数生物标志物热成熟度参数相比，镜质体反射率在达到相当于开始生油的成熟度之前，其灵敏度较低。在生油范围及以后镜质体反射率比生物标志物有效。

2．沥青和无定形体(微粒体)反射率3．海相镜质组反射率（Rmv）

4．热解成熟度参数：产率指数(S1/（S1+S2）)和热解最高峰温(Tmax)。

第二节油源对比

1．油源对比的概念

油源对比是依靠地质和地球化学证据，确定石油和源岩间成因联系的工作。

2、油源对比原理：源岩中的干酪根，沥青与来自该层系的油气有着亲缘关系，在化学组成上也必然有着某种程度的相似性。

3．油源对比的参数选择原则

①选择在演化、运移和次生变化中较稳定的特征化合物，尤其是那些能够直接反映原始有机质特征的化合物作为对比参数。

②不同类型的油气采用不同的对比参数

③为了减少次生因素的干扰，尽量少采用有机化合物的绝对浓度，而应采用系列化合物的分布型式及相对比值

④各种参数的综合对比

⑤广泛地采用数理统计方法和计算机应用的成果科学地定量地研究对比参

数之间的相关性。

1、配对成分对比：将化学结构和沸点相同(近)的烃类成分配对。用每对中

的各组分的浓度比值进行对比。

2．中等分子量烃的组成

3．C15+正构烷烃

应该指出，由于正构烷烃对细菌降解和热力作用最为敏感，并在一定程度

上受运移影响，所以正构烷烃指标一般只对低—中等成熟度，生物降解不明显

的原油才有较好的效果。

4．类异戊二烯烷烃在石油和沥青中的iC15~iC20在色谱图上最为明显。

它们比较稳定，能够比正构烷烃更好地抵抗微生物的降解，所以是一类重要的

对比参数。目前采用的主要是二种：系列对比(iC15~iC20)和比值对比：Pr/Ph，Pr/nC17，Ph/nC18等。

5．碳同位素组成

δ13C干>δ13C沥≥δ13C油；

δ13C干≥δ13C沥青质≥δ13C非烃≥δ13C芳烃≥δ13C饱和烃

6．甾类和萜类化合物

结构独特，性质稳定，尤其是可以抵抗微生物降解，所以在油源对比

中起着很大的作用。

常采用甾类和萜类化合物系列的分布型式及特征化合物作为油、油和油、源对比参数。

母源的输入成熟度：成因的

运移次生变化：非成因的