油气地球化学实验报告(全)
实验一：有机碳含量测定
一、实验目的
通过实验，加强对反映烃源岩各种地球化学特征的相关指标的认识，掌握基本分析方法和操作步骤及其地质应用。
二、实验原理
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。
有机质含量=有机碳含量×K
将去除无机碳的样品，在1300℃~1500℃高温充分氧气存在的条件下进行灼烧45~90秒。有机碳被氧化为CO2、二价硫被氧化为SO2。生成SO2、CO2和CO气体，流经各种吸收管除去杂质。SO2进入硫红外池，检测出样品中硫元素的百分含量。CO2和CO进入催化炉，将CO转化为CO2，然后进入硫红外池，检测出样品中碳的百分含量。
三、实验步骤
1.样品的前处理
(1)碎样：将要分析的岩样洗去表面污物，在40~60℃的烘干箱内烘干后粉碎；
(2)过筛：过100目标准筛，装入样品袋，放入干燥器待用；
(3)称样：在万分之一天平称取0.5~1.0克岩样，放入透水瓷坩埚中；
(4)酸化：（去除无机碳）将坩埚放入50ml烧杯中，加25ml 10%的盐酸溶液，浸
泡3~4小时后，将烧杯放在水浴锅上加热，温度控制在70℃，使烧杯中的液体慢
慢蒸发40分钟；
(5)水洗：取出冷却到室温，将坩埚放在抽滤器上，用蒸馏水洗至中性；
(6)烘干：取出盛样坩埚放在烘箱内60~80℃烘干，时间为6~8小时。取出放入干
燥器内准备分析测定。
2.样品上机测定
(1)开机稳定1个小时；
(2)打开氧气、空气分压表，压力控制在36磅/平方英尺；
(3)所有最初启动程序必须全部完成，正常操作为自动形式；
(4)样品上机测定：从干燥机内将样品取出，在每一个样品中加铁助熔剂0.5克，
加铜助熔剂0.2克。输入样品编号和样品质量，然后将坩埚放入感应炉，按一下
分析开关，分析自动进行，结果显示于计算机上；
(5)取出废坩埚，放入第二块样品，按上述步骤分析，依次进行下去；
(6)空白实验：从某一分析结果中选取标准值，它的差异平均值是新的空白值。
四、实验试剂
10%盐酸溶液、无水高氯酸镁（分析纯）、烧碱石棉（分析纯）、铂硅胶、玻璃纤维、铁助熔剂、铜助熔剂、氧气（纯度不低于99.9%）、压缩空气或氮气（无油无水）、各种碳含量的仪器标定专用标样
五、注意事项
1.过滤样品前，一定要把手洗干净，防止坩埚污染；
2.过滤时烧杯号与坩埚不能混乱，滤液不能满足坩埚；
3.在做样品中，要注意检查除器里的玻璃纤维，和做干燥剂用的碱石棉、高氯酸镁结
板块应立即更换后再做样品；
4.分析样品时，经常注意氧气的流速变化。样品要先做含量小的后做含量大的；
5.做10块样品要清扫燃烧管一次，并做钢标样检查仪器是否正常，方可继续做样，否
则要找出原因，重新实验；
6.做样品前要用钢标检查仪器，要取大、中、小含碳量的钢样进行测定，如数值达到
要求才可分析样品。
六、实验结果如下表
七、结论
实验所用样品为50.69m厚烃源岩的上、下界面。烃源岩硫含量先升高后降低，表明沉积环境可能发生变化。上、下界面为内陆淡水环境，中段为半咸水-咸水环境。因此，该井取芯的沉积环境应为陆相淡水-微咸水。
有机碳是指存在于岩石有机质中的碳，无机碳除外。结果分析表明，该井岩心样品有机碳含量在上、下层较高，并逐渐降低至岩心，但含量均在1%以上，与陆相淡水-微咸水沉积主要油源层有机碳含量特征相一致。
根据陆相烃源岩有机质丰度评价指标，有机碳含量大于2%的烃源岩是最佳烃源岩类型。
实验二：岩石热解分析实验
一、实验目的
①掌握烃源岩热解分析的实验原理，本次实验主要对煤岩进行热解研究分析
②掌握油气显示评价仪（OG-2000型）的使用方法
③能够应用岩石热解分析的结果，对烃源岩的品质进行定性分析
二、实验原理
烃源岩中的有机质具有热不稳定性，故不同烃类组分，不同分子量和分子结构的胶质、沥青质和干酪根均具有不同沸点，当温度达到某特定有机组分的沸点时，该种有机质会蒸发裂解并从岩石中解析出。
由油气显示评价仪（OG-2000型）原理可知，当实验仪中温度升高时，岩石中的烃类、胶质、沥青质、干酪根在不同温度下挥发裂解。并从岩石中脱析，经载气的携带使其与岩样进行定性的分离，并由载气携带直接进入氢火焰化离子检测器（FID）检测，再通过计算机进行处理，记录各组分的含量和S2峰值温度T max，用来评价烃源岩的优劣。
本次实验中获得的热解色谱资料中可提供各种地化参数：
①岩石中气态烃（C1-C7）的含量So（mg/g）
②岩石中残留烃含量S1（mg/g）
③岩石中裂解烃含量S2（mg/g）
④岩石热解时S2峰值温度T max（℃）
三、实验步骤
1.打开气源总阀，观察其压力分别不低于N 203MPa、H 203Mpa、Air 0.4MPa；
2.打开电源开关，检查仪器上电路是否正常；
3.设置分析周期和热解残碳的灵敏度；
4.按“准备”键，仪器各点加热进入准备状态；
5.在仪器准备过程中，打开微机，进入地仪分析程度，用鼠标点击“井初始化”键入井号
等参数，再点击“仪器调试”，在“周期设置”中选择周期，再次点击“样品分析”，提取S2、S4和T max的标定误差范围，等待热解指数灯点亮；
6.指示灯“准备”点亮后，按热解键进行空白分析；
7.空白分析合格后，程序自动进入标样分析；
8.在分析过程中要观察某参数的工作状态，按“显示”键即可；
9.在分析过程中可按“准备”键中断该次分析，一起进入准备状态；
10.若发现分析错误，可按“准备”键中断该次分析。
四、结果分析
以CFD22-ABC热解数据中的第8组为例
TOC（%）=0.0831S0+S1+S2+S4
代入数据：TOC=0.0490113688
TPI=（S0+S1）/（S0+S1+S2）
代入数据：TPI=0.19655615844
潜在生油量S1+S2=0.587675
有机质类型S2/S3通过氢指数I H判断
I H=S2/ TOC×100%
代入数据：I H=938%
据上述参数，该组为生油潜能差，干酪根类型为标准腐泥型I１，产油气指数为0.19，说明烃源岩品质较差，有机碳含量低。
实验三：族组分分离
一、实验目的
原油和岩石可溶有机物族组分分析就是要将岩石可溶有机物和原油中的沥青质用正已烷或石油醚沉淀后,将其可溶物通过硅胶氧化铝层析柱,并采用不同极性的溶剂,依次将其中的饱和烃芳烃和非烃组分分别淋洗出来，驱赶溶剂,称量,以求得样品中各组分的含量。
通过本实验,了解岩石可溶有机物和原油族组分柱层析分析的基本原理，掌握柱层析分析中吸附剂活化、装注方式、淋洗剂选择、样品分离、组分计算等分析方法。
二、实验原理
柱层析法的分离原理是根据物质在硅胶或氧化铝等固定相上的吸附力不同而使各组分分离。一般情况下极性较大的物质易被硅胶或氧化铝等固定相吸附，极性较弱的物质则不易被固定相吸附。当采用溶剂洗脱时,发生一系列吸附、解吸、再吸附、再解吸的过程，吸附力较强的组分，移动的距离小,后出柱;吸附力较弱的组分，移动的距离大,先出柱。柱层析的流动相是根据极性相似相容的原理选择的，流动相的极性与所要洗脱的物质极性接近:极性小的用正己烷石油醚洗脱，极性较强的用甲醇氯仿洗脱,极性强的用甲醇-水-正丁醇洗脱。
三、实验步骤
(1)在分析天平上称取20~50mg氯仿沥青或原油样品(原油需脱水，除去杂质),放入50ml 带塞三角瓶中。
(2)加人0.1ml氯仿,使试样完全溶解,待氯仿挥发后，在不断晃动下逐渐加入30ml正己烷或30~60℃的石油醚，静置12h,使试样中的沥青质沉淀。
(3)用塞有脱脂棉的短颈漏斗过滤沥青质，用三角瓶承接滤液，以正己烷或30~60°C的石油醚洗涤三角瓶及脱脂棉至滤液无色为止。
(4)滤液在70~ 80°C水浴锅上蒸馏浓缩(回流不超过120滴/min)至3~5ml时取下，待柱层析分离。
(5)换上已恒重的称量瓶,用氯仿溶解三角瓶及漏斗中脱脂棉上的沥青质,洗涤至滤液无色,挥发干净溶剂。
(6)在层析柱底部填塞少量脱脂棉,先加入3g硅胶,再加人2g氧化铝,轻击柱壁,使吸附剂填充均匀，并立即加入6ml正己烷或30~60°C的石油醚润湿柱子。
(7)润湿柱子的正己烷或30~60°C的石油醚液面接近氧化铝层顶部界面时,将样品浓缩液(3~5ml)转入层析柱，以每次5ml正已烷或30~ 60°C的石油醚共6次淋洗饱和烃,用称量瓶承接饱和烃馏分。
(8)当最后一次5ml正己烷(或30~60°C的石油醚)液面接近氧化铝层顶部界面时，以每次5ml2: 1的二氯甲烷与正己烷(或30~60°C的石油醚)混合溶剂共4次淋洗芳香烃。当第一次5ml二氯甲烷与正已烷(或30~60°C的石油醚)混合溶剂流进柱内3ml时(原油样为
2ml),取下承接芳香烃的称量瓶。
(9)在最后一次5ml二氯甲烷与正己烷(或30~60°C的石油醚)混合溶剂液面接近氧化铝层顶部界面时，先用10ml 无水乙醇流进柱内3ml时，取下承接芳烃的称量瓶,换上承接非烃的称量瓶。
(10)将上述分离好的各组分承接瓶置于40°C条件下挥发干净溶剂。
(11)所用称量瓶在40°C的烘箱中保持30min,取出放人干燥器中30min后称重,两次称量之差不得超过士0.20mg。饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质各组分在40°C的烘箱中保持30min,取出放入干燥器中30min后,称量2~3次,取最后的称量值。每批样品整个称量流程的湿度变化不超过20%。
(12)按步骤(11)对每批样品做一空白值。
(13)计算: ω(S,A,N,B) =（G1-G2-G3）/m×100%
(14)质量要求：样品中饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质4个组分总回收率要达到
85.00%~105.00%，低于上述规定应做平行样分析。
四、注意事项
(1)柱层析所用试剂氯仿、正己烷、二氯甲烷对人体危害极大，因此，层析柱必须安装在10~30°C的通风柜中。
(2)每一批样品的饱和烃、芳香烃和非烃的相对含量有较大差异，所需各类淋洗试剂的量也会有所变化,需要先作条件实验确定。
(3)本实验方法适用于岩石可溶有机物和正常原油及重质原油的族组分分析,不适用于轻质原油的族组分分析。
说明:本实验主要依据石油天然气行业标准SY/T 5119- 1995。
实验四：油气成因热模拟实验
一、实验目的
通过油气成因热模拟实验油气生成机理、干酪根和降解产物的结构性质、油气生成率、成熟度、油气源对比等方面都有十分重要的作用。
二、实验原理
本实验主要依据干酪根热降解成烃原理和有机质热演化的时间-温度补偿原理,有机质
在地下高温高压条件下向油气逐渐转化，生油气的过程中温度和时间呈互补的关系，这种关系符合化学反应动力学原理。油气成因高压热催化热模拟装置就是利用该原理，让生油岩样品或有机质在高温、高压作用下迅速发生物理、化学反应，使地下上百万年演变过程缩短为几到几十个小时，该装置主要用于生油岩(泥岩、碳酸盐岩和煤等)、干酪根及其它
有机质(如原油、沥青等)的热模拟实验，测量不同温度、压力和不同催化剂条件下反应物
和产物的数量、性质及其动力学过程，研究有机质生烃条件和演化机理。
本装置还可以用于水岩相互作用研究，模拟不同温度、压力和不同介质条件下矿物的沉淀和溶蚀作用，探讨碎屑岩和碳酸盐岩储集空间形成机制。
三、实验步骤
(1) 开启设备前需要认真做好准备工作，检查设备各零部件与线路是否正常完好。
(2) 按下减少压力时，釜内温度必须大于80°C并且小于150℃且取气后压力必须降至
常压。
(3) 压力不处于常压，温度大于100℃时严禁取出反应釜。
(4)实验需要处在时刻通风良好的状态下进行。
(5) 实验室内严禁出现明火，禁止用肢体检查釜的温度。
(6)在使用CHCl2或CHCl3清洗反应或收集反应气体时需对自身进行防护，以免灼伤皮
肤或吸入有毒气体。
(7)不建议使用含油率过高的样品进行试验。
(8)低压氮气钢瓶的压力需设置为1-1.2MPa,不足时则更换氮气瓶。
(9)采气管压力大于5Pa可以开始采气，装上集气袋时采气管压力需小于500Pa。
(10)冷凝接收器压力不能大于2MPa。
(11)低压氮气做控制压力，高压做气密性检测。
(12)多组实验后需检查各旋钮处的氟橡胶0形圈(8*1. 9mm) ，如出现磨损则及时更
换。
(13)气密性检测出现漏气现象后，应及时更换石墨圈，如果更换石墨圈后还是漏气，
须检查阀④内的4个橡胶圈是否发生磨损，如出现磨损则及时更换。
(14)拆装阀④时应当注意，阀④主要分底座、中间旋钮、顶部旋钮三个部分，固定好
中间旋钮与底座后必须先给0.2MPa压力后再安装顶部旋钮，同时拆装中间旋钮时不能使用蛮力，拆不动时使用扳手敲打中间旋钮旁的螺帽即可使其旋转，安装时同理。四、实验设备
1）加热炉：封闭的炉体（或通惰性气体的炉体），加温和控温系统，高压釜：能承受一定压力和温度的密闭可升温的容器。
2）装样器：玻璃管（真空封口），钢弹（Steel bomb）
3）气体收集器：一套可定量测量热解产生气体的玻璃装置
四、结果分析
1）对于本次模拟实验的影响因素有很多，其中最主要的就是温度，温度直接影响烃源岩的成熟度，在不同温度下，烃源岩排烃的产物和产率有极大的变化。
2）压力对于烃源岩生烃无明显影响，主要是对于排烃有积极影响。
3）水同温度一样，直接作用于烃源岩生烃过程，在有水且含水量不高于样品的50%时，水对生烃作用有积极影响，含水量高于50%时，会抑制烃源岩生烃。
4）空间的大小主要影响液态产物裂解为气态产物，同时，在有限空间的前提下会有利于烃源岩的排烃。
地球化学中的油气运移及环境效应
地球化学中的油气运移及环境效应 地球是人类赖以生存的家园，而油气是我们生活中不可或缺的能源，其产生与运移对地球化学环境产生了极大影响。本文将从油气的运移机制、环境效应两方面探讨地球化学中的油气运移及其环境效应。 一、油气运移机制 油气运移是指油气从地下岩层中向上运移的过程。其主要机制有两种，一种是依靠岩石孔隙、裂隙来运移，另一种是通过岩石固体与流体之间的相互作用而进行运移。 1、岩石孔隙、裂隙运移 这是油气运移的一种常见机制，岩石中存在着不同大小的孔隙与裂隙，油气通过这些空隙向上运移。对于孔隙较大的岩石，如砂岩、泥岩等，油气可以直接在孔隙中储存；而对于孔隙较小的岩石，如页岩、板岩等，油气无法直接运移，必须通过压裂等方式才能释放出来。 2、相互作用运移 这是油气运移的另一种机制，通过岩石固体与流体之间的相互作用，油气分子可以跨越石英烷基等的界面向上运移。这种机制主要发生在页岩、泥岩等非常规油气储层中。 二、油气运移的环境效应 油气运移不仅对经济、社会发展有着巨大意义，也对环境产生了一定的影响。这些环境效应主要有以下几点。 1、地下水质污染
油气的开采、运输与储存等过程中，往往会产生一些有毒有害物质，如挥发性有机化合物、重金属等，这些物质会直接污染地下水，并可能造成地下水的非可恢复性污染。 2、温室气体排放 随着人们对油气的需求不断增长，油气采集与运输所产生的温室气体排放量也在不断上升，这会直接加剧全球气候变暖的程度。 3、地表水体污染 油气开采和运输会产生大量的水、污染物等废水，如果不合理排放或处理，就会对地表水体造成直接或间接的污染，这种污染将直接危及人类饮用水的安全和生态环境的健康。 4、土壤污染 油气开采和运输过程中，经常与机械、设备等有机化合物直接接触，这些物质可能经过雨水等途径被带到地表，对土壤产生污染，对植物和生态环境的破坏也非常严重。 综上所述，油气在地球化学中的运移以及其环境效应是一个复杂而又深刻的问题，我们需要共同探讨并找到解决方案，让油气的开发利用在满足人类需求的同时也不对环境造成过大影响。
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）
油气地球化学
一、名词解释 1.生物圈: 是指生物生存的地球外圈，包括大气圈、水圈和地壳表层。 2.有机圈: 是以古今生物为来源的有机质的分布、演变空间。有机圈包括生物圈。 3.地球化学界面：又称地球化学墙，是指Eh或pH值的某种特定值或特定界限，特定的矿物或沉积物只在界限一边存在，不在界限另一边出现。 4.有机物界面：又称有机物墙,位于Eh值为零的面上，在此界面之上为氧化环境，有机质不能保存；在此界面之下为还原环境，有机质才能保存。 5.干酪根：泛指一切不溶于常用有机溶剂的沉积岩中的有机质。 6.沥青“A”:用常用有机溶剂（如氯仿）从烃源岩中直接抽提出的可溶有机质称为沥青“A” 7.沥青“B”有机溶剂抽提后的残渣，经高温热解后再用有机溶剂抽提出来的可溶有机质。 8.沥青“C”：使用有机溶剂从沉积物或岩石中抽提出可溶有机质后，用有机溶剂从酸(HCl)处理过的沉积物或岩石中抽提出来的可溶有机质。 9.原油族组成:是族组分分离过程中得到的组成成分，包括饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质。 10.原油馏份组成：石油组分分析中，用某个温度范围内蒸馏出的馏分百分含量(重量或体积)所表示的石油组成 11.有机显微组分：显微组分就是指这些在显微镜下能够认别的有机组分。 12.稳定碳同位素相对丰度：的度量可以用12C/13C比值表示，而习惯上以δ13C表示，即(表达式略) 13.腐泥质：是在滞水盆地条件下（海湾、泻湖、湖泊等）堆积的有机淤泥。 14.腐殖质：是由高等植物的细胞和细胞壁（主要由木质素、纤维素、丹宁组成）在有氧条件下沉积而成的有机物质。 15.有机质成熟度：是指有机质的热演化水平，是沉积有机质在地温升高的条件下有机质化学性质和物理性变化规律的总和。 16.原油的热蚀变作用：是指在油藏条件下经历高温作用原油发生的地球化学作用过程。 17.储层的热蚀变作用：在储层中，石油和天然气中的烃类若处在更高温的地热系统中，会向着分子结构更稳定、自由能降低的方向继续演化，最终形成在该温度、压力下稳定的混合物。这一过程叫烃类储层的热蚀变作用。 18.有机质的生烃演化模式：是有机质在生烃演化过程中所表现的基本规律的总和。 19.生烃门限：是指沉积盆地中干酪根开始热降解生烃作用的起始成熟度或深度。 20.液态窗：是指烃源岩有机质在生烃演化过程中的生油主带。 21.未熟－低熟油：是在未熟－低成熟阶段，特殊类型的生烃母质经低温生物化学或低温化学作用形成的原油，与正常成熟原油比较，其主要差别是生烃演化机理的差别。 22.生物标志化合物：是指沉积有机质或矿物燃料中那些来源于活的生物体，在有机质的演化过程中具有一定的稳定性、基本保存了原始化学组份的骨架特征、没有或较少发生变化，记录了原始生物母质特殊分子结构信息的有机化合物，具有特殊的标志性意义。 23.质量色谱图：某一质量（或某一质量范围）离子流强度的总和与时间（或扫描次数）的对应关系图叫质量色谱图。 24.质谱图：化合物在电子的轰击后会，根据化合物的结构属性离解成不同质量的碎片。依据碎片质量大小的相对顺序和每一碎片的相对强度得到的碎片质量的频数分布图叫质谱图。 25.色谱图：是化合物经色谱分离并经检测器对其检测后，得到的一系列化合物相对强度（电信号）与其保留时间之间的二维关系图。 26.类异戊二烯烷烃：由类异戊二烯结构单元形成的链烷烃类。 27.甲基菲指数：甲基菲指数（MPI）是用芳烃馏分是甲基菲表示的成熟度参数。MPI＝1.5
烃源岩的定性评价
烃源岩的定性评价 烃源岩评价主要回答研究区能否生烃、生成了多少烃类？即一个探区是否值得勘探、有利区在哪？ 烃源岩定性评价 在第三～五篇中，已经分别介绍了有机质的产生、沉积及组成，有机质的演化和油气的生成及成烃模式，油气的组成、分类及蚀变。这些内容构成了油气地球化学的理论基础。不过，作为一门应用性学科，油气地球化学必需落实到应用上，其生命力也将与应用效果密切相关。因此，本篇将集中讨论油气地球化学在油气勘探开发中的应用。 经典的油气地球化学以烃源岩为核心，它主要服务于油气勘探，其应用主要体现在两方面，一是烃源岩评价，二是油源对比。烃源岩评价主要回答研究区能否生烃、生成了多少烃类？即一个探区是否值得勘探、有利区在哪？油源对比则主要回答源岩所生成的烃类到哪里去了？或者，所发现的油气来自哪里？从而为明确有利勘探方向服务。现代油气地球化学的研究重心已逐渐向油气藏转移，需要回答油气藏形成的机理、历史、过程和组分的非均质性及其在油田开发过程中的变化。它既可以服务于油气勘探，也可以服务于油气藏评价和油气田开发。烃源岩对应的英文为Source rock，从本意上讲，它应该既包括能生油的油源岩，也包括能生气的气源岩，但过去多将它译为生油岩。其中的重要原因可能在于国内早期的油气勘探主要瞄准着对油的勘探。因此，油气地球化学所关注和研究的对象主要是油而不是气。这可能是早期的有关专著和教材也多冠以“石油”
而不是“油气”的原因所在。相应地，生油岩这一术语在地化文献中得到了相当广泛的沿用。随着我国对天然气重视程度的逐步、大幅提高，有关天然气的勘探和地球化学研究也越来越多，很多时候，需要区分油、气源岩。因此，本教材中以烃源岩替代早期的生油岩来涵盖油源岩和气源岩。由于这样便于“顾名思义”，目前已有不少学者都在这样使用术语，但不少文章、专著、科研报告广泛存在沿用和混用的情况。 关于烃源岩，不同学者的定义并不完全一致。Hunt（1979）认为，烃源岩指自然环境下，曾经生成并排出过足以形成商业性油气聚集数量烃类的任一种细粒沉积物。而Tissot等（1978，1984）倾向于认为烃源岩系指已经生成、或有可能生成，或具有生成油气潜力的岩石。从原理上理解，Hunt的定义更为合理。因为任一岩石都会或多或少含有有机质，因而都会有生成或者具有生成一定数量油气的能力，但它们并不都是烃源岩，只有对成藏做出过贡献的才能成为烃源岩。但从应用上看，可能Tissot等的定义更为实用。因为商业性的油气藏本身是一个随油价及勘探开发技术而变化的概念。同时，当对一个新区进行早期地球化学研究时，人们往往事先并不知道某一地层是否已经生成并排出过商业性的油气，但仍然将这种研究称为烃源岩评价。后面将会看到，烃源岩评价的结果，某些地层可能会归入差（烃）源岩（生油岩）中。文献中常常会见到未成熟源岩的概念。显然，差源岩、未成熟源岩就不一定生成并排出过商业性的油气，但仍然被称为源岩。 我们推荐推荐的烃源岩定义为：已经生成、或有可能生成，或具有生成油气潜力的细粒岩石。这既包括泥、页岩，也包括碳酸盐岩，既包括油
油气地球化学
油气地球化学 一、名词解释 1．生物圈：生物的活动仅限于地球外圈，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。 2．有机圈：生物及其产生的有机质分布的空间。包括生物圈和沉积岩石圈。 3．烃源岩：已经生成或可能生成油气，或具有生成油气潜力的细粒岩石。 4．凡是被中性有机溶剂从沉积岩中溶解出来的有机质称为可溶有机质。 5．可溶有机质分类：沥青“A”：使用有机溶剂从沉积物或岩石中直接抽提出来的可溶有机质。沥青“B”:有机溶剂抽提后的残渣，经高温热解后在用有机溶剂抽提出来的可溶有机质。沥青“C”：已抽提出沥青“A”的沉积物或岩石用酸处理后再用有机溶剂抽提出来的可溶有机质。 6．干酪根：泛指一切不溶于常用有机溶剂的沉积岩中的有机质。 7．成岩作用：松散的沉积物脱离沉积环境而被固结成岩石期间所发生的作用。 8．生烃门限：沉积盆地中干酪根明显热降解生烃作用的起始成熟度和深度。 9．生油窗：能是液态烃大量生成的温度范围。 10．脱沥青作用：由于大量的气体或轻烃溶解到原油中，使得重质到中等的原油中的沥青质沉淀下来的过程。 11．水洗作用：原油中水溶性相对较高的组分被地层水优先萃取出去，从而改变原油的组成，使其变重的过程。 12．硫化作用：元素S或S化物与石油烃类反应生成有机硫化物的过程。 13．生物标志化合物：他是沉积物或岩石中来源于活体生物并基本保持原始生化组分碳骨架的记载原始生物的母质特征分子结构信息的化合物。 14．异戊二烯法则：由异戊二烯亚单元组成的化合物的生物合成作用是通过C5—类异戊二烯亚单元合理聚合而形的。 15．有机质丰度：单位质量岩石中有机质的数量。 16有机碳是指岩石中存在于有机质中的碳。 17热失重是指受热前干酪根的重量减去受热后干酪根的重量。 填空： 1油气气球化学主要应用于：烃源岩评价、油源对比、油藏和开发地球化学。 2油气成因理论的发展大致经历了四个阶段：无机成因说、早期有机成因说、晚期有机成因说、现代油气成因理论。 3对有机质沉积有重要影响的物理参数有水流流速、水体深度和浪基面深度、沉积速率与沉降速率；环境化学参数主要包括：氧化—还原电位（Eh值）、酸碱度（Ph值）、盐度和温度。4腐殖质根据其在酸碱溶液中的溶解性质可分为：富啡酸（溶于酸、碱）、胡敏酸（只溶于碱不溶于酸）、胡敏素（酸碱都不溶）。 5近代沉积物有机质分为：腐殖质（主要来源于高等的植物）、腐泥质（主要来源于水生生物）。干酪根的显微组成：壳质组、镜质组、腐泥组、惰质组。 6成岩作用主要作用因素是压实和胶结。成岩作用的主要因素是微生物，在有利条件下可以生成大量生物甲烷气。 7有机质的成岩作用描述的是由生物体到干酪根形成的这一演化进化成温度在这一进程中不是决定性因素其主要作用的是微生物，主要发生生物化学作用和化学作用。 8深成热解作用对应着石油形成的主要阶段，对有机质演化起主要作用的因素是温度，主要的作用是热催化和热裂解作用。变质作用的最终产物是甲烷和石墨。 9根据生成天然气的原始物质来源可将其划分为;无机成因气、有机成因气、混合成因气。
地球化学
地球化学基本概念 1.地球化学的定义：地球化学是研究地球及子系统(含部分宇宙体)的化学组成、化学机制(作用)和化学演化的科学。 2.地球化学研究的基本问题：1）地球系统中元素（同位素）的组成2）元素的共生组合和存在形式3) 研究元素的迁移和循环4) 地球的历史与演化 3.陨石主要是由镍-铁合金、结晶硅酸盐或两者的混合物所组成，按成份分为三类： 1）铁陨石（siderite）主要由金属Ni, Fe（占98%）和少量其他元素组成（Co, S, P, Cu, Cr, C 等）。 2）石陨石（aerolite）主要由硅酸盐矿物组成（橄榄石、辉石）。这类陨石可以分为两类，即决定它们是否含有球粒硅酸盐结构，分为球粒陨石和无球粒陨石。 3）铁石陨石（sidrolite）由数量上大体相等的Fe－Ni和硅酸盐矿物组成，是上述两类陨石的过渡类型。 4.九大行星的分类：地球和类地行星，包括地球、水星、金星和火星；巨行星，包括木星和土星；远日星星，包括天王星、海王星和冥王星 5.通常将元素在宇宙体或较大的地球化学系统中的平均含量称为丰度，元素在地壳中的丰度又称为克拉克值。 6.地球化学体系的特征：温度、压力等条件的变化幅度与实验条件相比是相对有限的；是多组分的复杂体系；体系是开放的；自发进行的不可逆过程。 7.元素分布规律：1. H和He是丰度最高的两种元素。这两种元素的原子几乎占了太阳中全部原子数目的98％。太阳系元素递减规律：H>He>O>C>Ne>N>Fe>Si>Mg>S 2. 原子序数较低的范围内，元素丰度随原子序数增大呈指数递减，而在原子序数较大的范围内（Z＞45）各元素丰度值很相近。 3. 原子序数为偶数的元素其丰度大大高于相邻原子序数为奇数的元素。具有偶数质子数（A）或偶数中子数（N）的核素丰度总是高于具有奇数A或N的核素。这一规律称为奥多-哈根斯法则，亦即奇偶规律。 4. 质量数为4的倍数（即α粒子质量的倍数）的核素或同位素具有较高丰度。此外，还有人指出原子序数（Z）或中子数（N）为“约数”（2、8、20、50、82和126等）的核素或同位素丰度最大。例如，4He（Z=2，N＝2）、16O（Z=8，N=8）、40Ca（Z=20，N=20）和140Ce(Z=58,N=82)等都具有较高的丰度。 5. Li、Be和B具有很低的丰度，属于强亏损的元素，而O和Fe呈现明显的峰，它们是过剩元素。 太阳系：H>He>O>C>Ne>N>Fe>Si>Mg>S 地球：Fe>O>Mg>Si>Ni>S>Ca>Al>Co>Na 地壳：O>Si>Al>Fe>Ca>Na>K>Mg>Ti>H 8.在自然体系中元素形成阳离子的能力和所显示出的有选择地与某种阴离子结合的特性，称元素的地球化学亲和性。在自然体系中元素的地球化学亲和性分类主要包括亲氧性元素、亲硫性元素和亲铁性元素三大类型。 9.某些物质在一定的外界条件下结晶时，晶体中的部分构造位置随机地被介质中地其他质点（原子、离子、配离子、分子）所占据，结果只引起晶格常数的微小变化，晶体的构造类型、化学键类型等保持不变，这一现象称类质同象。 10.类质同象置换法则-戈尔德施密特类质同象法则：1）优先法则：两种离子电价相同，半径有别，半径小的离子集中于较早的矿物中，而半径较大的离子（化学键弱）将在晚阶段矿物中富集。2)捕获允许法则：如果两个离子半径相近，而电荷不同，较高价离子优先进入较早结晶的矿物晶体中，称“捕获”（capture），低价离子“允许”(admit)进入晚期矿物。
油气地球化学
一、海相原油的地球化学特征 1、原油的化学性质 国外公认的碳酸盐岩生成的石油特征是：高硫（＞ 1.0 %）, 低API度（20～30），Pr/Ph＜1.0，Ph/nC18＞1.0，偶碳优势CPI＜1.0 2、生物标志化合物特征 ①正构烷烃碳数分布呈单峰态， ②广泛检出C13～C20规则无环类异戊二烯烷烃和C21～C45规则和不规则无环类异戊二烯烷烃。 ③规则甾烷以C29甾烷占优势，一般占40%～60 ④C31～C35升藿烷系列相对较发育，且明显受盐度控制。 ⑤伽马蜡烷为常见的非藿烷骨架型五环三萜烷。 ⑥三环萜烷含量较高 二、陆相原油的地球化学特征 1、原油的性质：原油普遍高含蜡，硫酸盐含量低，具有低钒/镍比（一般小于1）的特点 2、原油的烃类族组成：原油的烃类族组成以烷烃为主，环烷烃次之，芳香烃较少，多属石蜡基原基。 3、生物标志化合物特征 ①饱和烃馏分 检测出C13～C20规则无环类异戊二烯烷烃，并有丰富的甾烷、萜烷类化合物 甾烷类生要由C27～C29甾烷、重排甾烷及4-甲基甾烷组成，此外还有少量的孕甾烷和升孕甾烷。甾类化合物主要为藻类生源产物，但C29
甾烷可能来源于高等植物。在陆相原油中，C29甾烷明显高于C27甾烷 ②芳烃馏分 陆相原油芳经馏分中含有丰富的芳构化生物标志化合物，主要类型有： 芳构化倍半萜类与二萜类：前者只检测出卡达烯，后者仅见惹烯和海松烯，属被子植物树脂生源完全芳构化的生物标志化合物。 芳构化三环萜烷：主要包括m/z181 及m/z209的两个C24～C26二芳三环萜烷和m/z205的C26 ～C28三芳三环萜烷．芳构化三环萜烷是常规三环萜烷芳构化的产物，属于细菌、藻类生源，但它是在酸性氧化环境中形成的，常与陆源有机质有关。 芳构化三萜类：主要是陆生被子植物生源的奥利烷、乌散烷及羽扇烷芳构化的产物，也有微量细菌生源的芳构化藿烷。它们大都是在酸性氧化作用较强的湖相沉积中形成的，与陆源有机质有关。 苯并藿烷：指示细菌生源，是在酸性氧化环境中形成的，在煤系地层及湖相腐殖—偏腐殖泥岩中分布较广泛。 芳构化甾类：仅见C26～C28三芳甾、C27～C29甲基三芳甾及其它微量甾类芳构化产物．陆相原油各类生物标志化合物的形成大都与陆源有机质输入有关。在有大量陆源有机质输入的淡水湖泊中，不仅腐殖质组分急剧增多，而且水介质的酸性氧化作用也明显增强，这种沉积环境的演变既有利于形成陆游生物标志化合物，也有利于各种生物标志化合物的芳构化，甾烷与藿烷的重排现象也较普遍。当然，生物标志化合物的芳构化和重排作用也与有机质的热演化程度有关。 三、生标物应具备的基本特征 1.化合物的结构表明它曾经是或者可能是生物体的一种成分，存在于沉积物中，尤其是在原油、煤、岩石中能够检测到 2.其母体化合物有较高的浓度，其主要结构特征在沉积和早期埋藏过程中具有化学稳定性 3.分子结构有明显的特异性，即具有特殊的碳骨架
长江大学油气地化教案
《长江大学油气地球化学教案》 第一章绪论 第一节油气地球化学的定义及研究范畴 油气地球化学即石油与天然气地球化学，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、天然气及其次生产物的时空分布、化学组成、结构与性质，探讨石油和天然气的形成机理；油气向储层的注入期次与运移方向、油气藏聚集特征、油气田开发过程的地球化学作用；阐明油气地球化学的基本原理和规律在油气勘探和开发中应用的一门科学。 油气地球化学是有机地球化学的重要分支，而有机地球化学本为地球化学的组成部分，故三者之间有一定的渊源关系。地球化学：是用化学原理研究地壳，地球的化学成分和化学元素，在其中分布、集中、分散、共生组合与迁移规律以及演化历史的学科。有机地球化学是地球化学的组成部分，是用有机化学理论研究地壳内各种碳质物体的分布情况，探讨它们的运移，富集规律，鉴别它们的成因和起源。简而言之，有机地球化学是研究碳化合物在地壳内所表现的性能和演化历史的学科。 油气地球化学是一门新兴的边缘学科，它突破了单一学科的界限，将多种学科尤其是地质学、有机化学、生物学、沉积学、石油工程等的理论和方法融为统一的科学体系，并吸取多种学科之长，弥补单一学科之不足。故此，这门年青的学科在油气勘探和开发实践中逐渐形成为一门独立的学科，其基本理论和方法在目前油气勘探和开发中正发挥着越来越重要的作用，油气地球化学已与石油地质学、地球物理学并列，成为石油勘探三大理论基础之一。该学科的基本原理和基本方法是地球化学专业、资源勘查工程专业学生以及从事油气勘探与开发的地质人员所必备的。 油气地球化学的研究领域极其广泛，并随着研究水平和分析测试技术水平的不断提高，其研究范畴也在不断的拓展。可以说凡是应用地球化学方法与手段，研究地质体中与油气生成、运移、聚集和开采过程中的一切问题均属于油气地球化学的研究范畴。概而言之，油气地球化学的研究领域主要为勘探地球化学、油藏地球化学以及新技术和新方法。勘探地球化学是以石油地质学的基础理论为指导，以各种现代的分析测试方法和仪器为研究手段，以原油天然气和烃源岩为研究对象，通过对原油物理性质和化学组成特征（宏观化学组成和微观化学组成）的详细剖析，确定原油的性质、热演化程度及成因类型；通过对烃源岩中各种有机显微组分的分布与组成特征的剖析，并依据烃源岩中有机质丰度和类型评价其生烃潜力，探讨有机质热演化规律及成烃机理；研究原油和天然气与烃源岩之间的成因联系，确认原油和天然气的烃源岩以及烃源岩分布区域，指出油气勘探的有利区域和方向。勘探地球化学作为一个跨越多个学科的研究方向，集地质学、地球物理、地球化学、生物学和化学于一身，研究油气生成机理及其运移聚集成藏的规律，具有其它学科不可替代的学术地位。对于一个具体的石油探区而言，勘探地球化学可以解决油气性质、成熟程度、成因类型、有效烃源岩性质、分布区域及其与不同油气间的成因联系，评价该探区的含油气远景，指出有利的油气运移聚集方向和油气聚集区，直接指导油气勘探。因此，油气勘探地球化学作为一个研究方向，不仅具有重要的理论价值，而且具备不可估量的实用意义，在油气勘探过程中具有不可替代的作用。 20世纪80年代中后期，确切地说是自1985年之后，油藏地球化学成为油气地球化学学科的新的生长点，其特点在于突破了传统单一的学科界限，将油气地球化学研究对象由烃源岩转向储集岩，研究领域从油气勘探逐渐转向油田开发和采油过程，大大地拓宽了油气地球化学的研究范畴，使油气地球化学理论和实践能贯穿于石油工业的勘探、开发和生产全过程，因此具有较强的生命力。油藏地球化学是应用化学原理和一切有效的地球化学分析手段，
油气地球化学
第四章沉积有机质 1.说明生物的发育与沉积环境的关系？能解释原因吗？ 1）海洋环境分为滨海、浅海、海湾和深海。滨海水体动荡，含氧量高，由于水体能量过高，陆源，水生生物、高等植物、细菌、浮游动物均发育较少。浅海环境由于阳光充足，温度适宜，江河、波浪、潮汐带来陆岸大量营养，故水生生物、浮游动植物、细菌均发育良好，陆源生物、高等植物发育良好。海湾水生生物、细菌，浮游动植物十分发育。深海区由于远离大陆缺乏营养来源，温跃层、盐跃层的存在又使深层含营养物的水不易升到表层，生物极少产量最低。 3）湖泊分为滨湖、深湖、浅湖、半深湖相。滨湖水体能量高，各种生物均不发育，浅湖区由于河流的注入，同时带来营养物质的陆源生物、水生生物、浮游动物发育中等，深湖、半深湖区由于比海洋浅的多，阳光充足，河流注入带来大量的营养物质，各种生物均十分发育。2．以湖泊为例说明影响生物类型及沉积有机质发育的因素。 湖泊是大陆上地形相对低洼和流水汇集的地区，也是沉积物和有机质堆积的重要场所。 就有机质的供给来说，湖泊沉积环境出了本身产出的水生生物外，同时还由于琥珀的规模比海盆小，受陆原有机质影响较大，从而造成有机质来源的二元性。此外，湖泊被大陆所包围，入湖的河流可以从四面八方带来有机质，造成陆源有机质来源的多方向性，使得其沉积物中的有机质具有二元多向性。陆源有机质影响的大小，一方面与陆源有机质的发育程度（取决于气候条件）有关，同时还与湖盆的大小有关。但总体上讲，越往湖盆中心，陆源有机质影响越小（重力流影响除外）。 就有机质的保存条件来说，尽管不同的湖盆有明显的差异，但总体上讲，从湖泊边缘到中心，随着水体逐渐加深，湖盆从滨湖，浅湖逐步过渡到深湖半深湖相，水体的搅动程度逐渐减弱，沉积物逐渐变细，环境的还原性逐渐增强，有机质的保存条件逐渐变好。 总体上看，从湖盆边缘到中心，有机质的丰度逐渐升高，陆源有机质的贡献逐渐减少，有机质类型逐渐变好，且复杂，一般在大型湖泊的深湖相，由于远离陆源有机质的影响，基本上以产烃能力强的水生生物贡献为主，有机质类型好。 第五章干酪根与油气的生成 1.干酪根是如何形成的 在微生物（酶）的作用下，源于生物体的生物聚合物，即蛋白质、碳水化合物、木质素和类脂等，首先部分被降解成单体化合物，如氨基酸、单糖、脂肪酸、酚等，这些单体化合物或者被微生物利用、消耗，或者被溶解带走，剩余的则在微生物的进一步作用下，与尚未完全分解的生物聚合体通过活泼官能团反应缩聚成为相对分子质量较大、溶解性较差的多聚体有机质（腐殖质），随后，在微生物的进一步作用下，有机质的聚合程度不断升高，多聚体表面的亲水官能团逐渐减少，从而导致有机质的水解性和在酸碱溶液中溶解性逐步降低（不溶作用），而演化成为聚合度、稳定性更高的地质聚合物——干酪根。一些类脂或烃类也可不被分解直接形成腐殖质，再经不溶作用形成干酪根，也可直接形成干酪根。 。 4、图9-1，生烃模式图有何意义 答：左侧的图中表示不同深度有机物经历的地质作用阶段以及从生成物角度划分的各个带，中间的图中显示的是可溶有机质的数量变化，不同深度地层中各物质的累积含量，右侧的图中表示可溶有机质的化学成分变化。 浅层中有机物主要经过成岩作用形成生物成因气带，大部分可溶有机质为地球化学化石，小部分为气。中层中有机物经过深成作用上层为油带，下层为湿气带，残余部分地球化学化石，随深度增加油的含量先增加后减少、含气量逐渐增加。深层中有机物继续经过变质作用形成干气带。可溶有机质继续向气转化，大部分为干气，油含量很少。
油气地球化学研究的最新进展
油气地球化学研究的最新进展油气地球化学是以石油和天然气作为研究对象，探讨它们的来源、成熟演化、运聚储藏等方面的一门学科。自1950年代以来， 随着仪器技术、化学分析等多方面的发展，石油地球化学的研究 也得到了飞速的发展。本文将介绍油气地球化学研究的最新进展。 一、油气源岩形成机制的深入研究 油气源岩是产烃和储集烃类物质的重要富集区，其成因机制对 石油资源的形成起到了至关重要的作用。目前，油气源岩成因的 研究主要从有机质古地理、氧化还原条件和沉积环境等三个方面 进行探究。 有机质古地理方面，研究表明油气源岩的有机质来源可能是来 自周围地层，在运移过程中汇聚到基底区域，形成富有机质沉积物。此外，还有一部分有机质来源于生物形成废弃物及其他原生 有机质。 氧化还原条件方面，研究表明异常高的氧化还原界面可能会导 致母质有机质的快速转化，导致大量的烃类产生。
沉积环境方面，一些新的研究表明，不同的沉积环境对于石油形成有着关键的影响。例如，特定的海湾和海洋环境有助于油气源岩中的沥青质和q10等有机物的形成，而湖、河流和盆地则更有利于烃类型的多样性产生。 二、油气地球化学新技术的应用 近年来，油气地球化学的研究中出现了一些新的仪器技术和分析方法，这些方法极大的改善了石油地球化学的质量和精确性。 其中，氡同位素放射性检测技术是一种新的石油勘探工具。氡同位素在油气储层中的浓度非常低，但它的放射性半衰期长，可以通过测量氡同位素的衰变产物来检测油气运移的路径和运聚储藏的情况。 另外，生物分子标志技术也是近年来油气地球化学新的重要分析方法之一。这项技术以生物黑色素为例，与有机质结合，分析有机质类型，补充了油气地球化学分析的缺陷。此外，研究人员还开发了新的基于氯同位素的标志技术，利用氯同位素的分布来反映沉积环境的化学特征，从而预测油气储层特征和含量。
浅谈油气示踪的几种地球化学方法(1)
浅谈油气示踪的几种地球化学方法 作者：倪宁 【摘要】油气在运移过程中，由于油气分子在大小、结构、极性等方面的差异，存在被矿物颗粒选择性吸附的现象，从而导致油气在运移过程中产生一定程度的运移分异效应，即地质色层效应。已经证实，当盆地的地质环境比较稳定时，油气在运移过程中所发生的变化与实验室的“色层”效应极为相似（查明，1997）。从物理化学的角度来看，色层效应是原油中各个化学组分的分馏过程（Leythaeuser等，1984；Seifert and Moldowan，1986）。因此，根据某些典型的地球化学指标的变化规律，可以追踪油气运移的主要方向和距离。 【关键字】非烃化合物；饱和烃；芳香烃 一、族组成变化 由于原油中的非烃化合物（胶质、沥青质）分子大，极易被矿物表面吸附。同样，芳香烃比正构烷烃和环烷烃的极性强，因此，随着运移距离的增大，原油中的胶质、沥青质和芳香烃含量都降低，造成了原油中的饱芳比、总烃（HC/R+AS）等指标变大。 王东良等（2007）研究塔里木盆地柯克亚白垩—新近系原油族组成的纵向变化特征后认为，其原油自下而上具有饱和烃含量增高、芳香烃含量降低、饱芳比值增加的特征，而芳香烃、非烃和沥青质含量自下而上的分布特征与饱和烃含量具有相反的变化趋势。这种差异主要受控于油气自下而上的运移分馏作用的控制。 二、各族组分变化 （一）饱和烃 对于原油来说，随着运移距离增大，沿着运移方向，原油组分发生了有规律的变化。由于原油中烃类分子化合物立体结构效应，使得原油中异构烷烃比正构烷烃易运移出去，正构烷烃比环烷烃易运移出去，链烷烃比环烷烃易运移出去，运聚效应结果导致了沿运移方向运移出去的原油中异构烷烃/正构烷烃、链烷烃/环烷烃比值均上升。 对于天然气来说，天然气的运聚效应导致了甲烷相对于重烃、异构丁烷相对于正丁烃、烃类组分相对于非烃组分优先运移，结果使得随着运移距离增大，天然气中C1/C2、C1/(C2+C3)、iC4/nC4、HC/NHC比值均增大。 一般来说，分子量越高，烃类化合物极性越强。因此在地质色层效应和烃化合物吸附作用下，随着运移距离增大，运聚效应的结果会导致原油中低分子量烃类越来越多，而高分子量烃类越来越少，使得沿油气运移方向，ΣC21-/ΣC22+比值上升，主峰碳数下降。据荣启宏(2004)在济阳坳陷的研究表明，运移后的油藏其色谱峰型由A型变为D型，重烃分子量减少，轻烃分子增加，主峰碳降低，同时nC21-/nC22+的值相应的发生了增高。这一演变规律，在邻近的牛庄洼陷中己被证实与油气运移相关（查明，1997）。因而，有 理由认为研究区油藏色谱图特征上的差异是由油藏流体运移所致，并可能在一定程度上反映油藏流体的运移强度。 （二）芳香烃 芳烃中的甲基菲包括4个异构体：3-MP和2-MP为β型，9-MP和1-MP为α型，因取代基位置不同，空间效应有别，α型显然比β型活跃，因此极性可能相对较强，在运移过程中易被岩石吸附而滞留在后，所以沿着运移方向，MPI1和MPR值增大。
油气地球化学实验报告(全)
实验一：有机碳含量测定 一、实验目的 通过实验，加强对反映烃源岩各种地球化学特征的相关指标的认识，掌握基本分析方法和操作步骤及其地质应用。 二、实验原理 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。 有机质含量=有机碳含量×K 将去除无机碳的样品，在1300℃~1500℃高温充分氧气存在的条件下进行灼烧45~90秒。有机碳被氧化为CO2、二价硫被氧化为SO2。生成SO2、CO2和CO气体，流经各种吸收管除去杂质。SO2进入硫红外池，检测出样品中硫元素的百分含量。CO2和CO进入催化炉，将CO转化为CO2，然后进入硫红外池，检测出样品中碳的百分含量。 三、实验步骤 1.样品的前处理 (1)碎样：将要分析的岩样洗去表面污物，在40~60℃的烘干箱内烘干后粉碎； (2)过筛：过100目标准筛，装入样品袋，放入干燥器待用； (3)称样：在万分之一天平称取0.5~1.0克岩样，放入透水瓷坩埚中； (4)酸化：（去除无机碳）将坩埚放入50ml烧杯中，加25ml 10%的盐酸溶液，浸 泡3~4小时后，将烧杯放在水浴锅上加热，温度控制在70℃，使烧杯中的液体慢 慢蒸发40分钟； (5)水洗：取出冷却到室温，将坩埚放在抽滤器上，用蒸馏水洗至中性； (6)烘干：取出盛样坩埚放在烘箱内60~80℃烘干，时间为6~8小时。取出放入干 燥器内准备分析测定。 2.样品上机测定 (1)开机稳定1个小时； (2)打开氧气、空气分压表，压力控制在36磅/平方英尺； (3)所有最初启动程序必须全部完成，正常操作为自动形式； (4)样品上机测定：从干燥机内将样品取出，在每一个样品中加铁助熔剂0.5克， 加铜助熔剂0.2克。输入样品编号和样品质量，然后将坩埚放入感应炉，按一下 分析开关，分析自动进行，结果显示于计算机上； (5)取出废坩埚，放入第二块样品，按上述步骤分析，依次进行下去； (6)空白实验：从某一分析结果中选取标准值，它的差异平均值是新的空白值。 四、实验试剂 10%盐酸溶液、无水高氯酸镁（分析纯）、烧碱石棉（分析纯）、铂硅胶、玻璃纤维、铁助熔剂、铜助熔剂、氧气（纯度不低于99.9%）、压缩空气或氮气（无油无水）、各种碳含量的仪器标定专用标样 五、注意事项 1.过滤样品前，一定要把手洗干净，防止坩埚污染； 2.过滤时烧杯号与坩埚不能混乱，滤液不能满足坩埚；
中国石油大学(华东)《地球化学》实验报告
中国石油大学（华东）《地球化学》实验报告 一、X射线衍射仪X-Ray Diffractomer 仪器结构 主要部件包括4部分： （1）高稳定度X射线源 （2）样品及样品位置取向的调整机构系统 （3）射线检测器 （4）衍射图的处理分析系统 仪器原理 X射线的波长和晶体内部原子面之间的间距相近，晶体可以作为X射线的空间衍射光栅，即一束X射线照射到物体上时，受到物体中原子的散射，每个原子都产生散射波，这些波互相干涉，结果就产生衍射。衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强，在其他方向上减弱。分析衍射结果，便可获得晶体结构。晶体衍射基础公式——布拉格方程：2dsinθ=nλ 对于晶体材料，当待测晶体与入射束呈不同角度时，那些满足布拉格衍射的晶面就会被检测出来，体现在XRD图谱上就是具有不同的衍射强度的衍射峰。对于非晶体材料，由于其结构不存在晶体结构中原子排列的长程有序，只是在几个原子范围内存在着短程有序，故非晶体材料的XRD图谱为一些漫散射馒头峰。 应用 油田录井 Olympus便携式X 射线衍射仪BTX可能直接分析出岩石的矿物组成及相对含量，并形成了定性、定量的岩性识别方法，为录井随钻岩性快速识别、建立地质剖面提供了技术保障。 岩石定名 X 射线衍射仪主要采集的是岩石中各种矿物的相对含量，并系统采集各种矿物的标准图谱，通过矿物成分的相对含量就可以确定岩石岩性，为岩性定名提供定量化的参考依据。 二、X荧光光谱仪X-ray Fluorescence Spectrometer（XRF） 仪器结构 由激发源（X射线管）和探测系统构成。
仪器原理 受激发的样品中的每一种元素会放射出二次X射线，并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量。然后，仪器软件将探测系统所收集到的信息转换成样品中各种元素的种类及含量。 应用 广泛应用于冶金、地质、有色、建材、商检、环保、卫生等各个领域，特别是在RoHS检测领域应用得最多也最广泛。 大多数元素分析均可用其进行分析，可分析固体、粉末、熔珠、液体等样品，分析范围为Be到U。并且具有分析速度快、测量范围宽、干扰小的特点。 三、拉曼光谱仪 仪器结构 仪器的主要部件包括：显微共聚焦系统、平面全息光栅组、激发光源、外部激光器、激光二极管、陷波滤波器、显微镜、光谱信号检测系统 仪器原理 散射光与入射光之间的频率差v称为拉曼位移，拉曼位移与入射光频率无关，它只与散射分子本身的结构有关。拉曼散射是由于分子极化率的改变而产生的（电子云发生变化）。拉曼位移取决于分子振动能级的变化，不同化学键或基团有特征的分子振动，ΔE反映了指定能级的变化，因此与之对应的拉曼位移也是特征的。这是拉曼光谱可以作为分子结构定性分析的依据。 应用 1. 石油领域 检测石油产品质量、定性分析石油产品组成或种类 2.地质领域 现场探矿、矿石成分的定量定性分析和包裹体的研究等。 3.环境保护 环保部门水质污染监测、表面污染检测和其他有机污染物 4. 化学、高分子、制药及医学相关领域 过程控制、质量控制、成分鉴定、药物鉴别、疾病诊断 5. 物理领域 光学器件和半导体元件研究 四、流体包裹体显微测温仪 仪器结构 Carl Zeiss Axioskop 40和Nikon透射/反射两用光学显微镜+摄像(照相)
浅谈油气示踪的几种地球化学方法(2)
（三）非烃 非烃化合物按极性大小可分为中性非烃（非极性非烃，NP）、弱极性非烃（LP）和强极性非烃（HP）化合物。中性非烃化合物有对称性醚类、硫醚、酮、对称性氨基取代物；弱极性非烃化合物有醚、硫酮、某些氨基化合物；强极性非烃化合物有脂肪酸、氨基酸类、巯基化合物（含-SH基）。极性强的非烃化合物的吸附性强，容易发生表面吸附效应，不易运移出去，中性非烃的吸附性较弱，相对强极性非烃易运移出去，弱极性非烃的极性介于强极性非烃和中性非烃之间。因此，随着运移距离的增加，中性非烃极易运移出去，而强极性非烃不容易运移出去，可以利用它们相对含量变化来追踪油气运移。 必须指出的是，只有当沿着油气运移方向层析作用起主导作用时，才能发生原油性质的变化。假如，在运移过程中，氧化作用占主导地位，则会出现相反的变化。如在辽河西部凹陷，从凹陷内部到凹陷外缘，由于断层发育程度增高，导致氧化作用逐渐增强，结果使原油性质沿油气运移方向由轻变重，原油的密度、粘度、胶质+沥青质的含量有规律地增大（卢双舫等，2010）。 三、生物标志化合物 不同分子量、不同极性以及不同立体化学结构的烃类与非烃类化合物，在通过运载层过程中（运移），遭受吸附和解吸作用的能力也不同。许多极性分子可能牢固地吸附在矿物表面，使运移的石油中该化合物的含量随运移距离而减少。鉴于这种地层色层效应，所以常用不同生物标志化合物含量比值来揭示含烃流体运移方向，进而示踪含烃流体活动的输导通道。 沿着油气运移的方向，油气的生物标志化合物的变化表现为：正烷烃中低碳数丰度增加，主峰碳前移；植烷系列中，低碳数化合物增加，Pr/Ph略有增加，Pr/n-C17、Ph/n-C18变化较小；芳香烃馏分中，高相对分子质量的芳香甾萜类略有下降，低环数常规多环芳香烃丰度增加；中性含氮化合物中化合物绝对浓度变低，屏蔽型和裸露型化合物比值增加；烷基苯酚类化合物的绝对浓度变低，屏蔽型和裸露型化合物比值增加等。 在地质色层效应作用、运移分馏作用和扩散作用下，烃类的生物标志物会产生立体空间效应，造成生物标志化合物参数的异常现象，一般有如下规律：甾烷20S构型比20R构型易运移；甾烷5α14β17β构型比5α14α17α构型易运移；重排甾烷13β17α比规则甾烷5α14α17α构型易运移；单芳甾烷比三芳甾烷易运移；三环萜烷比五环萜烷易运移；藿烷比γ蜡烷易运移；γ蜡烷和卟啉化合物运移速度慢，不易运移（刚文哲和林壬子，2011）。 从生物标志物总体运聚效应来分析，一般具有这样的规律：从直链烷烃到类异戊二烯烷烃再到三环萜烷和甾烷最后到四环萜烷和藿烷，按其次序运移难度增加，不易运移出去。 原油饱和烃生物标志化合物的地球化学特征与油气运移关系密切，这主要体现在由生物标志化合物所表征的原油成熟度方面。但是，由于原油在运移过程中普遍容易遭受生物降解及水洗作用，导致了生物标志物在表征原油成熟度时易受生物降解作用的影响，使得在应用生物标志物来反映油气运移的方向时出现偏差。这就要求所选生物标志物来确定油气运移方向时，其必须适用于较宽的成熟度范围且具有很强的抗生物降
地球化学在石油与天然气勘探中的应用
地球化学在石油与天然气勘探中的应用 地球化学是一门研究地球及其化学成分的科学，它在石油与天然气 勘探中发挥着重要的作用。通过分析地下岩石和沉积物中的化学元素 及其同位素的组成，地球化学可以提供有关石油与天然气的勘探方向、储量评估以及地下水污染的风险评估等重要信息。本文将介绍地球化 学在石油与天然气勘探中的应用。 一、元素地球化学分析 元素地球化学分析是地球化学在石油与天然气勘探中的常用技术。 通过分析地下岩石和沉积物中的元素含量和相对丰度，可以判断该地 区是否存在潜在的石油与天然气资源。例如，在含油气形成潜力较高 的地区，石油与天然气来源岩的有机质含量通常较高，同时还伴有丰 富的有机质热演化产物。通过测量岩石和沉积物中的有机质含量、有 机质类型和有机质热演化程度，可以评估潜在石油与天然气资源的丰 度和成熟度。 二、同位素地球化学分析 同位素地球化学分析是石油与天然气勘探中另一个重要的地球化学 技术。同位素地球化学通过测量地下岩石和沉积物中同位素的组成和 比例，可以判断石油与天然气的来源和演化历史。例如，通过测量石 油和天然气中的碳同位素组成，可以确定其来源是来自于陆地植被的 有机质还是海洋生物的有机质。同样地，通过测量氢同位素组成，可 以判断石油与天然气的形成温度和演化历史。
三、石油与天然气的地球化学勘探模型 地球化学在石油与天然气勘探中还可以构建地质模型，并预测潜在 石油与天然气的分布和储量。通过分析地下岩石和沉积物中石油与天 然气的地球化学特征，结合地震勘探和地质学的数据，可以构建石油 与天然气的地球化学勘探模型。这一模型可以为勘探人员提供有关石 油与天然气地下分布的定量预测和评估。 四、地球化学在环境保护中的应用 地球化学不仅在石油与天然气勘探中发挥作用，也在环境保护中发 挥着重要的作用。随着石油与天然气勘探的不断发展，地下水污染的 风险也在逐渐增大。地球化学可以通过分析地下水和土壤中的石油与 天然气组分，评估地下水污染的程度和扩散范围。同时，地球化学还 可以帮助勘探人员确定地下水的质量和安全性，为环境保护提供科学 依据。 综上所述，地球化学在石油与天然气勘探中具有重要的应用价值。 通过元素地球化学分析和同位素地球化学分析，可以提供有关石油与 天然气的地下分布、丰度和演化历史等重要信息。此外，地球化学还 可以构建石油与天然气的地球化学勘探模型，并应用于环境保护工作。随着地球化学技术的进一步发展和应用，相信地球化学将在石油与天 然气勘探中发挥更加重要的作用，为能源资源的开发和环境保护做出 更大的贡献。