油气地球化学复习题
一、名词解释：（5’×5）
1、R0：亦称镜质体反射率，指光线垂直入射时，镜质体中的反射光强度和入射光强度的比值。（温度和有效加热时间的函数且具不可逆性）
（1）、干酪根：沉积岩中不溶于非氧化性酸、碱溶剂和常用有机溶剂的沉积有机质。
2、生物标记化合物：是指沉积有机质、原油、油页岩、煤中（书：沉积物或者岩石中）那些来源于活的生物体，在有机质演化过程中具有一定稳定性，没有或较少发生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架，记载了原始母质的特殊分子结构信息的有机化合物。因此，它们具有特殊的“标志作用”。
3、氯仿沥青“A”：指可溶于有机溶剂氯仿中的有机质。氯仿从岩石中提取出来的有机质质量与岩石样品质量之比的百分数，就是氯仿沥青“A”的含量。它是反映了岩石中分散沥青物质中性部分的含量，一般认为氯仿沥青“A”与石油的性质相近似。（课件：指岩石中可抽提有机质的含量）
4、生物降解作用：当含有溶解氧和微生物的地表水进入到浅层油藏界面后，微生物将以石油烃类为碳源进行繁殖，多是选择性消耗石油烃类使得石油化学组成发生重要改变的过程（这主要是需氧微生物的降解过程，异氧微生物的降解即是硫酸盐还原菌的厌氧氧化作用。）
（可以不用写吧）生物降解的结果一方面是使原有的性质变差，有的粘度增加，形成重质油；另一方面，生物降解也会产生沥青沉淀，堵塞孔隙喉道，是储层物性变差，从而降低油气藏的开发价值。
5、藿烷：五环三萜类中分布较广泛的生物标志物，由死亡生物体经地球化学过程演化而来的反映原核微生物(细菌)的输入的化合物。有4个六元环和1个五元环组成。碳数为27-35，（在C-4、C-8、C-10、C-14、C-18均有甲基，C-21是烃基取代基，它可以是-H、-CH3、C2H5等，）这类化合物的立体异构主要发生在C-17、C-21、C-22上，正常藿烷的碳数为30。（当某碳位上少一个-CH2时，称为降藿烷；少两个-CH2时称为二降藿烷；少三个-CH2时称为三降藿烷。当某碳位上增加一个-CH2时称为升藿烷；增加两个-CH2时称为二升藿烷；相应的还有三升直到五升藿烷。）
6、甾烷：甾族化合物中最重要的一类，由三个六元环和一个五元环组成。
7、Tm：17α（H）-22,29,30-三降藿烷，即在C-17上的氢原子为α构型，C-22，C-29，C-30的甲基丢失。
8、Ts：18α（H）-22,29,30-三降藿烷，C-18上的甲基转换到了C-17上，C-18上的氢原子为α构型，C-22，C-29，C-30的甲基丢失。
9、R构型：将手征性碳原子连接的四个不同基团，a-b-c-d由大到小排列，然后将次序规则中次序数最小的基团（d），放在观察者对面离眼睛最远的地方，其他三个基团（a，b，c）则指向观察者，如果a-b-c是顺时针方向的，则其构型为R。
10、S构型：将手征性碳原子连接的四个不同基团，a-b-c-d由大到小排列，然后将次序规则中次序数最小的基团（d），放在观察者对面离眼睛最远的地方，其他三个基团（a，b，c）则指向观察者，如果a-b-c是逆时针方向的，则其构型为S。
11、背向读者的基团称为α构型，用虚线表示；指向读者的基团称为β构型，用楔形线表示。
12、分子离子：当化合物分子进入离子源时，用能量为70eV或低于70eV的电子束轰击，化合物分子就会失去一个电子，变为等质量的带正电的分子离子。（分子受到电子轰击后失去一个外层电子形成的等质量的正离子，用M+表示）13、碎片离子：一般有机化合物分子电离成分子离子所需的能量为7-15eV，因此当能量加大到70eV时，多余的能量可以继续使分子离子裂解为稳定的质量较小的碎片离子。广义上指除分子离子以外的所有离子。
二、填空题：
1、石油的族组成：饱和烃、芳烃、非烃（胶质）、沥青质。
2、有机质丰度指标：有机碳含量(TOC)、岩石热解参数(生烃潜量，S1＋S2)、氯仿沥青“A”和总烃(HC)含量。
3、生油气母质的主要类型：浮游植物、浮游动物、细菌、高等植物。
4、干酪根元素组成的主要影响因素：有机母质类型；沉积环境；有机质热演化程度。
5、正构烷烃主要来源于活的生物体、脂肪酸、蜡质等脂类化合物
6、CPI，碳优势指数：表示C25—C33的正构烷烃的奇碳数分子与偶碳数分子含量的比值。其计算公式为：
7、OEP ，奇偶优势比：
当样品具有奇碳数优势时，OEP>1；当样品具有偶碳数优势时，OEP<1 8、有关Pr 、Ph 的应用：
还原环境下，偶碳数正构烷烃相对于奇碳数正构烷烃的优势，以及植烷相对于姥鲛烷的优势，即Pr/Ph <1；低姥植比代表氧化环境。
氧化环境下，奇碳数正构烷烃相对于偶碳数正构烷烃的优势，以及姥鲛烷相对于植烷的优势，即Pr/Ph>1；高姥植比代表氧化环境。
海相原油： Pr/Ph<3；陆相原油： Pr/Ph >4
9、岩石热解参数有：S 1（含游离烃量）、S 2（含热解烃量）、S 3（含二氧化碳量）、T max （残余有机碳最大热解峰值）
生油岩的主要分析参数：S 0（含气态烃量）S 1（含游离烃量）、S 2（含热解烃量）、S 3（含二氧化碳量）、T max （残余有机碳最大热解峰值）、TOC （总有机碳量），其中评价有机质丰度根据S 1 +S 2；T max 值的大小评价生油岩的成熟度。
三、识图题：
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?????-=∑∑∑∑偶数－奇数－＋偶数－奇数3426332532243325C C C C C C 21C C CPI ()1
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1、Pr/nC17；Ph/nC18
2、M/Z=191和M/Z=217
四、简述题：
1、石油的Tissot分类
答：由于研究目的和采用的参数不同，存在着不同的石油分类。Tissot和Welte 提出的分类方法是根据石油中各种烃类化合物：烷烃（石蜡）、环烷烃、芳香烃和含硫、氮、氧化合物（胶质和沥青质）的含量，以及硫的含量进行分类的。适用于常压下，大于210℃的那部分石油馏分。且该分类采用三角图解，以烷烃、环烷烃、芳烃和含硫、氮、氧化合物作为三角图解的三个端元。此分类方法将石油划分为两大类（正常石油和生物降解石油）六种类型。
首先，根据饱和烃、芳烃加硫氮氧化合物的含量，划分为两大区域：
1、饱和烃含量＞50%，芳烃加硫氮氧化合物含量＜50%，进而分为三种类型：
1）石蜡型：石蜡烃含量＞环烷烃含量且石蜡烃＞40%，硫含量＜1%；
2）石蜡-环烷型：石蜡烃含量≤40%和环烷烃含量≤40%，硫含量＜1%；
3）环烷型：环烷烃含量＞石蜡烃含量且环烷烃含量＞40%，硫含量＜1%；
2、饱和烃含量≤50%，芳烃加硫氮氧化合物含量≥50%，进而分为三种类型：
1）芳香-中间型：石蜡烃＞10%，硫含量＞1%；
2）芳香-沥青型：石蜡烃＜10%，环烷烃≤25%，硫含量＞1%；
3）芳香-环烷型：石蜡烃＜10%，环烷烃≥25%，硫含量＜1%。
其中，石蜡型、石蜡-环烷型、芳香-中间型属于正常石油；环烷型、芳香-沥青型、芳香-环烷型为生物降解石油。
2、简述气相色谱的主要工作原理。
答：气相色谱法一般用难挥发的高沸点的固定液或固定吸附剂作为固定相，用氮、
氢、氦等气体作为载气，携带溶质作为流动相。一般情况下，固定相被固定于色谱柱内，而流动相携带混合物样品通过色谱柱。在通过色谱柱的过程中，各组分在固定相和流动相之间不断地反复进行分配，由于不同的组分在两相中的分配系数有差异，随着分配次数的增加，最终各组分从色谱柱出口流出的时间不一样，从而达到对样品中各组分的高效分离目的。
3、简述甾烷的主要构型，并指出生物构型和地质构型。
4、简述正构烷烃的主要地质应用。
答：正构烷烃主要来源于活的生物体以及脂肪酸、蜡质等脂类化合物。其主要的地质应用如下：
1）正构烷烃的奇偶优势是标志有机物成熟的重要参数:在低成熟的原油、沉积物中的正构烷烃绝大多数具有奇碳数优势，随着热演化程度的增加，奇碳数优势会逐渐趋于消失。
2）高相对分子质量（nC25-nC33）的奇碳数正构烷烃，经常出现在富含陆源物质碎屑岩中，多数以nC27、nC29、nC31为主，具有明显的奇碳数优势，一般认为来源于高等植物中的角质蜡，在气相色谱图上，主峰碳在碳数较高范围内。
3）中相对分子质量（nC15-nC21）的奇碳数正构烷烃，经常出现在海相、深湖相沉积物中，以nC15、nC17为主，其生物来源主要是藻类和水生浮游生物，在气相色谱图上，主峰碳为中等碳数范围。
4）在碳酸盐岩和蒸发岩系中，常常出现偶碳数优势的正构烷烃，并伴随着Ph/Pr 优势，一般指示还原环境。
四、论述题
1、生物标记化合物的种类及其在石油勘探中的应用。
答：生物标记化合物种类繁多，其中正构烷烃、无环的类异戊二烯烃、萜烷和甾烷在油气勘探中应用广泛。
1）无环链烷烃类：包括正构烷烃类和单甲基支链烷烃类
应用：正构烷烃类：
a.陆相碎屑岩：nC25-nC33奇数正构烷烃：C27、C29、C31为主；具有明显的奇偶优势；来源于高等植物中的腊。
b.海相、深湖相沉积：nC15-nC21奇数正构烷烃：C15、C17为主；
c.碳酸盐岩和蒸发岩中：偶奇优势＋Ph优势
2）无环的类异戊二烯烃:可以分为规则的（头尾相连）和不规则的（头和头或者尾和尾相连）
应用：
a.反映环境：Pr/Ph<1，反映还原环境；Pr/Ph>1，反映氧化环境。
海相原油：Pr/Ph<3；陆相原油：Pr/Ph>4
b. 反映成熟度：Ro增大, Pr/Ph增大，Pr/nC17、Ph/nC18降低
c.GC-MS检测
3）萜类化合物：
1、二环倍半萜类：
应用：该类化合物检出于饱和烃或芳烃馏分。
2、二萜类：
应用：环状二萜类通常作为酸、醇、酚和烃类，构成高等植物树脂和支撑组织的主要成分。
3、五环三萜烷类化合物：五环三萜类中分布较广泛的生物标志物，藿烷类化合物主要反映原核微生物(细菌)的输入。这类化合物是石油和煤中常见的生物标志物。
(1) 藿烷类：降藿烷：Ts、Tm / 升藿烷。
（2）非藿烷类：
应用：判断成熟度环境：Tm/Ts作为成熟度指标；伽马蜡烷－蒸发盐环境，
奥利烷－陆相环境
4）甾烷：
（1）常规甾烷：
规则甾烷型－规则甾烷系列αα；
－异构甾烷系列ββ；
重排甾烷型－βα/ αβ；
甲基甾烷型（2）非常规甾烷：
脱A、B环甾烷；短侧链甾烷；降解甾烷；
应用：1）生物脂类组成与分布、古环境
2）石油地球化学——油源、成熟度
2、石油次生变化的主要因素。（这是课件，书149页）
答：又称“石油的地球化学转化”；“石油的蚀变”。在构造活动频繁或剧烈的地区，油气藏的保存条件往往被不同的程度的破坏，油藏中的烃类受到次生作用的影响，例如生物降解作用、脱沥青作用等。
1）热催化转化作用（热成熟作用）：
基本过程：脱环化作用+石蜡化作用→石蜡烃+芳烃
a.芳烃→同分异构化作用→原子团转移→去烷基作用→石蜡烃+低分子量芳烃
→高分子缩合作用→高碳物质
b.环烷烃→异构化作用→脱环化作用→去烷基→单环化→脱环→石蜡烃
c.石蜡烃→形成低分子量烃
2）水洗作用：
水洗作用程度主要与烃类分子溶解度有关
3）氧化作用：
a.需氧氧化－游离氧分子（在深度分布有限）、水溶氧分子
芳烃和环烷烃较易于氧化，形成环烷酸等产物；异构烷烃受氧化可变为正构烷烃。
b.厌氧氧化
－MeSO4(可溶性硫酸盐)+C n H m+(硫酸盐还原菌)→MeS+CO2+H2O
氧化作用的结果是使石油中的酸类和胶质成分增加。
4）生物降解作用：
当含有溶解氧和微生物的地表水进入到浅层油藏界面后，微生物将以石油烃类为碳源进行繁殖，多是选择性消耗石油烃类使得石油化学组成发生重要改变的过程（这主要是需氧微生物的降解过程，异氧微生物的降解即是硫酸盐还原菌的厌氧氧化作用。）
5）脱沥青作用：
石油中溶解有大量气体或轻烃（C2-C6）后，可使沥青质从原油中分离出来，
形成沥青质的局部或分层富集（“沥青席”）。
6）硫化作用：
石油厌氧氧化时，可产生硫化氢，同时，石油中某些化合物在高温分解后也可产生硫化氢，硫化氢是强还原剂，可与Fe2O3等含铁矿物反应形成硫及其它硫化物。
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）
一、名词解释（每个2分，20分） 1、沉积有机质 2、稳定同位素分馏 3、有机圈 4、有效烃源岩 5、门限温度 6、氯仿沥青“A” 7、生物标志化合物 8、干酪根 9、大型气田 10、油气源对比 二、填空题（每题1分，10分） 1、原油中很难检测到糖类化合物是因为。 a、被细菌分解； b、进入干酪根无法查其原始面貌； c、原油中含氧化合物很少； d、连结糖类的醚键容易断裂。 2、下列过程属于油藏中原油次生变化的有。 a、聚合作用； b、生物降解； c、蒸馏作用； d、注气开发。 3、奥利烷的主要生源是。 a、高等植物； b、海洋植物； c、被子植物； d、原生动物。 4、正常情况下有机成因天然气中甲烷及其同系物的碳同位素表现为。 a、δ13C1<δ13C2<δ13C3<δ13C4； b、δ13C1>δ13C2<δ13C3>δ13C4 c、δ13C1>δ13C2>δ13C3>δ13C4； d、δ13C1<δ13C2>δ13C3>δ13C4。 5、鉴别生物成因天然气的主要标志是。 a、在天然气组成上主要是CH4，δ13C1重； b、在天然气组成上主要是CH4，δ13C1轻； c、在天然气组成上主要是CO2，δ13C1轻； d、在天然气组成上主要是CH4和CO2，δ13C1重。 6、Pr/Ph是反映。 a、烃源岩沉积环境的指标； b、原油成熟度指标； c、原油次生改造程度的指标； d、母质类型参数。 7、卟啉作为石油有机成因的重要证据之一，它是从原油中分离鉴定出第一个具有 生物成因的化合物。 a、Treibs（1934）； b、Serfert（1978）； c、Tissot（1974）； d、Smith（1954）。 8、年青沉积物中甾类化合物的主要构型是。 a、5α(H)14α(H)17α(H)20R； b、5α(H)14α(H)17α(H)20S； c、5α(H)14β(H)17β(H)20R； d、5α(H) 14β(H)17β(H)20S。 9、在同等条件下，最先进入生烃门限的是干酪根。 a、I型； b、II型； c、III型； d、IV型 10、同一成熟度条件下干酪根的H/C原子比值。 a、III>II>I型； b、II>III>I型； c、II>I>III型； d、I>II>III型。 三、判断改错题（每题1分，共8分） 1、烃源岩评价主要是评价有机质的丰度和类型。 2、镜质体反射率的测定是将样品浸入油中所测得的反射率值。 3、在油气源对比中，样品间的正相关性是样品具有成因联系的必要证据，而负相关性却 是样品之间缺乏亲缘关系的有力证据。 4、油藏受气浸时将产生两极分化，一方面形成凝析气藏，另一方面产生固体沥青沉淀， 从而使储层孔隙度和渗透率降低。 5、III型干酪根只能生气不能生油。 6、随着烃源岩成熟度的增高，生成的油气越来越多，导致可溶烃（残余油气或吸咐烃） 逐渐增多，而热解烃却逐渐减少。 7、凝析油是有机质在高演化阶段所特有的产物。 8、通常情况下，成熟度相当或相近的煤型气碳同位素组成比油型气轻。 四、回答题（每题8分，共40分） 1、论述干酪根分类方法及优缺点？（至少列举3种方法） 2、有机质成烃演化阶段及产物特征？ 3、生物标志化合物的主要类型及其在地质研究中的作用？ 4、油藏中原油的次生变化类型及其结果？ 5、应用化学动力学原理，阐述影响油气生成的主要因素？ 五、图谱识别（7分） 标出图示原油饱和烃气相色谱图中Pr、Ph和正构烷烃的碳数分布、指出主峰碳，判断
第十四章有机地球化学在油气勘探中的应用烃源岩评价 油气成因理论 油气源对比 油气资源评价 油气藏成藏地球化学研究 沉积盆地热流和热史研究 油气地球化学勘探（化探） ……
第一节烃源岩定性评价 烃源岩的定性评价是其定量评价和油气资源量评估的基础。也是油气资源评价体系中的的重要组成部分，是在勘探早期是对烃源岩的一种鉴定工作。主要回答勘探区是否存在烃源岩？哪些是烃源岩？烃源岩的品质如何？由于前已述及，油气是由有机质生成的，因此，岩石中有机质的多少、有机质生烃能力的高低及有机质向油气转化的程度就成为决定烃源岩生烃量大小的因素。
岩石热解分析 Rock--Eval Eval））基本原理（Rock 分析周期
岩石热解分析 （Rock Rock--Eval Eval）） 基本原理 分析结果S 参数意义 0:气态烃量，mg 烃/g 岩 S 1:液态烃量，mg 烃/g 岩 S 2:热解烃量，mg 烃/g 岩 S 4:残余有机质二氧化碳量, mg CO2/g 岩 Tmax :最高热解峰温，是热解烃S 2峰 峰顶的温度，与烃源岩的成熟度有关
岩石热解分析 （Rock Rock--Eval Eval）） 烃源岩热解参数计算及参数意义 总有机碳：TOC（%）=（0.83×(S 0+S 1 +S 2 ）+S 4 ）/10 氢指数：I H （mg 烃 /g 。TOC ）= S 2 /TOC）×100 烃指数：I HC （mg 烃 /g 。TOC ）=（S +S 1 ）/ TOC）×100 氧指数：I O （mg CO2 /g 。TOC ）=（S 3 /TOC）×100 有效碳：Cp(%)= 0.083×(S 0+S 1 +S 2 ） 降解率：D（%）=(Cp/TOC）×100 生烃潜量：Pg(mg 烃/g 。岩 ) = S +S 1 +S 2
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
《油气地球化学》考试试卷（第一套） 一、名词解释（每题2分，共16分） 1、立体异构立体异构是指具有相同的分子式和相同的原子连接顺序，但是由于分子内的原子在空间排布的位置不同而产生的异构 2、稳定同位素根据目前的测试水平和技术条件，凡未发现有放射性衰变或裂变的同位素称为稳定同位素 3、干酪根干酪根是指不溶于非氧化的无机酸、碱和有机溶剂的一切有机质 4、镜质体反射率指在油浸介质中测定的镜质体入射光强度与反射光强度的百分比。（指在油浸介质中测定的镜质体反射率）。 5、有机成因天然气指沉积岩中分散状或集中状的有机质通过细菌作用、物理化学作用等形成的天然气 6、地质色层作用油气在运移过程中，岩石矿物对石油中不同组分的吸附能力不同以及油气运移路径的差异等所引起的油气化学组成的变化称为地质色层作用。 7、生物标志化合物沉积物或岩石中来源于活体生物，并基本保存原始生化组分碳骨架的、记载原始生物母质特殊分子结构信息的有机化合物。 8、潜在烃源岩能够生成但尚未生成具有工业价值油气流的岩石。 1、构造异构构造异构是指具有相同的分子式，但由于分子中原子结合的顺序不同而产生的异构 2、放射性同位素根据目前的测试水平和技术条件，凡发现有放射性衰变或裂变的同位素称为放射性同位素。可利用放射性同位素测定古代沉积物的地质年龄。 4、生油门限在烃源岩热演化过程中油气开始大量生成时所对应的地层温度或地层埋藏深度称为生油门限。 5、无机成因天然气泛指在任何环境下由无机物质形成的天然气。 6、分子离子峰分子受到电子轰击后失去一个外层电子形成的正离子为分子离子或母体离子，质谱图中对应于分子离子的峰为母峰或分子离子峰。 7、脱沥青作用在油气藏过程中或多期次成藏时，当大量气态烃（特别是湿气或凝析气）注入时，使原油中沥青质、胶质分离出来的作用，称为脱沥青作用。 稳定同位素分馏：稳定同位素分馏是指稳定同位素在两种同位素比值不同的物质之间的分配，包括同位素的动力分馏效应和同位素的交换分馏效应。 有效烃源岩：有效烃源岩是指具备生油气条件，并已生成和排出了具有商业价值油气聚集的岩石。 门限温度：门限温度是指有机质在热演化过程中开始大量生成油气时所对应的温度。氯仿沥青：是指以氯仿作溶剂得到的岩石抽提物。 大型气田：天然气探明储量大于300×108m3的气田。 油气源对比：油气源对比是指应用有机地球化学的基本原理，合理地选择对比参数（指标）来研究油、气、岩之间的相互关系。 热成熟作用：一方面原油发生裂解形成轻质油、凝析油、湿气甚至干气，油气的品质变好；另一方面，也会形成焦沥青，对储层造成伤害。 生物降解作用：轻组分损失，原油品质变差，水洗作用也会使品质变差。 气侵和脱沥青作用：一方面形成凝析气藏，另一方面随着天然气的注入发生脱沥青作用，沥青质沉淀，对储层造成伤害，使储层物性变差。 氧化作用：使石油中胶质、沥青质组分增加，原油品质变差。 手性碳原子：具有指向四面体角的4个键，且与其相连的abcd4个基团完全不同的碳原子轻烃：沸点小于200°c的烃类化合物。热蚀变作用：储层中油气随着沉降或低温梯度的改变而经受跟高的温度，将发生类似于有机质在烃源岩中的成熟作用，被称为石油的热蚀变作用。 腐泥型天然气（油型气）是指腐泥型干酪根进入成熟阶段以后所形成的天然气。 腐殖型天然气（煤型气）是由腐殖或偏腐殖型Ⅱ2、Ⅲ型干酪根在成熟演化阶段形成的天然气。
油气地球化学总结复习资料 1、C15~C21主要源于水生生物，C25~C33，成熟度低、高等陆源植物 2、类异戊二烯烃：盐湖相石油形成于强还原环境，具植烷优势和正烷烃的偶碳优势，Pr/Ph＜ 1、0；湖相烃源岩生成的石油形成于还原环境，Pr/Ph为 1、0~ 3、0；湖沼相的石油形成于弱氧化环境，姥鲛烷优势明显，Pr/Ph＞ 3、0。在煤系地层中Pr/Ph值很高，Pr/Ph =5~10随着有机质热成熟Pr/Ph值增大，异构烷烃与相应的正构烷烃含量比值下降，Pr/nC17，Ph/nC18明显降低； 3、在石油中最常见的萜烷有m/z191的五环三萜烷（藿烷与非藿烷）。奥利烷被认为是白垩系或更年青时代高等植物的标志物，可能来源于桦木醇和被子植物中的五环三萜烯 4、生物标志化合物的应用 1、母源输入和沉积环境C15~C21主要源于水生生物， C25~C33，成熟度低、高等陆源植物 2、类异戊二烯烃：盐湖相石油形成于强还原环境，具植烷优势和正烷烃的偶碳优势，Pr/Ph＜ 1、0；湖相烃源岩生成的石油形成于还原环境，Pr/Ph为
1、0~ 3、0；湖沼相的石油形成于弱氧化环境，姥鲛烷优势明显，Pr/Ph＞ 3、0。在煤系地层中Pr/Ph值很高，Pr/Ph =5~10随着有机质热成熟Pr/Ph值增大，异构烷烃与相应的正构烷烃含量比值下降，Pr/nC17，Ph/nC18明显降低； 2、确定时代 3、成熟作用CPI、OEP/2nC29／(nC28＋nC30)P8 74、生物降解利用生物标志化合物能判断原油的生物降解程度，随着生物降解程度的增加，原油的物性将发生明显的变化，原油的密度、粘度增大，胶质和沥青质含量增加，饱和烃遭受生物降解的顺序为：正构烷烃＞无环异戊二烯类烷烃＞藿烷（有25-降藿烷存在）＞规则甾烷＞藿烷（无25-降藿烷存在）＞重排甾烷＞芳香甾类化合物＞卟啉 5、油气运移发现随着运移距离的增加，烷烃与芳香烃、正构烷烃与环烷烃的比值增加、长链三环萜比藿烷易于运移，甾烷中αββ 组分比ααα组分易于运移，单芳甾烷比三芳甾烷更易运移，因此，随着原油运移距离的加大，易运移的组分相对富集。 6、油气源对比干酪根石油的形成影响油气生成的因素 1、微生物（成岩阶段形成生物气） 2、温度和活化能与反应速率呈指数关系
第三章生物的类型与化学组成 名词解释： 1.浮游植物：指在水中营浮游生活的微小植物。 2.浮游动物：指没有运动器官或具极不发达运动器官，对水流等不发生作用，而只能随波 逐流的一类水生生物，浮游动物大多骨骼不发育体积小。 3.碳水化合物：是多烃基的醛类或酮类化合物，有C、H、O3种元素组成，其中H、O 原子比例数为2：1，与水分子中H、O比例相同。 4.蛋白质：是由氨基酸单体通过肽键组成的生物大分子多聚体。 5.脂类：指所有生物组成的不溶于水而溶于乙醚氯仿苯等非极性溶剂中的生物体组分。 6.蜡：是不溶于水德固体，是由高级脂肪酸与高级一元醇和甾醇形成的酯。 7.高等植物：苔藓植物，蕨类植物，种子植物的合体。 一．概述油气成因理论的四种学说 无机成因说：油气是由无机化合物经化学反应形成的。它们或是由地球深部高温条件下原始碳或其氧化态经还原作用形成；或是在宇宙形成初期已存在，后随地球冷却被吸收并凝结在地壳的上部，有这些碳氢化合物沿裂隙溢向地表过程中便可形成油气藏。按照这一学说，无机成因油气不仅存在而且远景巨大，将有可能比有机成因的油气潜力大的多，其蕴藏量几乎是取之不尽的。 油气的早期有机成因说：石油是由沉积物（岩）中的分散有机质在早期的成岩作用阶段经生物化学和化学作用形成的。这一学说认为石油是在近现代形成的，是许多海相生物中遗留下来的天然烃的混合物，即它仅仅是生物体中烃类物质的简单分离和聚集。由于此时的有机质还埋藏较浅故也被称为浅成熟。 油气的晚期成因说：认为并入沉积物中的生物聚合体首先在生物化学和化学的作用下，经分
解，聚合，缩聚，不溶等作用，在埋深较大的成岩作用晚期成为地质大分子——干酪根。之后，随着埋深的继续增大在不断升高的热应力作用下，干酪根才逐步发生催化裂解和热裂解形成大量的原石油（或称为沥青，包括烃类和非烃类）。在一定条件下，这些原石油从生成它的细粒岩中运移出来，在储层中聚集成为油气藏。与早期成因说相同的是，它也认为油气源于有机质。但不同的是，它认为石油不是生物烃类的简单分离和聚集，而是先形成干酪根，之后在较大的埋深和较高的低温条件下才在热力的作用下转化形成。它也被称为深成说（此时有机质的埋深已经较大）和干酪根成烃说（有机质先形成干酪根，干酪根再生油气）。现代油气成因说：无机成因说+油气的早期有机成因说+油气的晚期成因说 二．脂类、蛋白质、碳水化合物、木质素的结构和元素组成有何异同？ 脂类（C，H，O）：包罗广，结构差异大，但有共性，既不溶于水而溶于低极性的有机溶剂，如氯仿，乙醚。 蛋白质（C，H，O，N）：蛋白质构成了生物机体中大部分含氮化合物，结构复杂，种类繁多，功能各异，是细胞最重要的结构成分。 碳水化合物（C，H，O）：是一切生物体的重要组成之一，是光合作用的产物，包括单糖，多糖（淀粉，纤维素，壳质）。 木质素（C，H，O，N）：是植物细胞壁的主要成分，其性质十分稳定，不易水解，但可被氧化成芳香酸和脂肪酸,含侧链很少，故生油难，但含-OCH3，可生气。 三．与油气关系密切的有哪几类生物，其化学组成有何异同，能否解释这几类生物为什么会与油气关系密切？ 浮游植物：糖类富集，蛋白质含量较低，含木质素，脂类含量仅高于高等植物。浮游植物可能始终是世界上有机碳的主要来源。 浮游动物：糖类含量较低，蛋白质含量较高，脂类含量较高。其数量受浮游植物产率的控制，
石油 石油是一种液态的，以碳氢化合物为主要成分的矿产品。原油是从地下采出的石油，或称天然石油。人造石油是从煤或油页岩中提炼出的液态碳氢化合物。组成原油的主要元素是碳、氢、硫、氮、氧。 石油成因的学说 主要有无机成因和有机成因学说。多数学者认为石油主要是有机成因的。 生油岩 按照有机成因学说，大量的微体生物遗骸与泥砂或碳酸质沉淀物埋藏在地下，经过长时期的物理化学作用，形成富含有机质的岩石，其中的生物遗骸转化为石油。这种岩石称为生油岩。 储集层 是指能够储存和渗滤油气的岩层，它必须具有储存空间(孔隙性)和储存空间一定的连通性(渗透性)。储集层中可以阻止油气向前继续运移，并在其中贮存聚集起来的一种场所，称为圈闭或储油气圈闭。 油气藏 圈闭内储集了相当多的油气，就称为油气藏。 油气田 在地质意义上，油气田是一定(连续)的产油面积内各油气藏的总称。该产油面积是受单一的或多种的地质因素控制的地质单位。 油气聚集带 油气聚集带是油气聚集条件相似的、位置邻近的一系列油气藏或油气田的总和。它具有明确的地质边界区，形成年产原油430万吨和天然气3.8亿立方米生产能力。 含油气盆地 在地质历史上某一时期的沉降区，接受同一时期的沉积物，有统一边界，其中可形成并储集油气的地质单元，称做含油气盆地。 生油门限 生油岩在地质历史中随着埋藏在地下的深度加大，受到的压力和温度增加，其中的有机
质逐步转变成油或气。当生油岩的埋藏到达大量生成石油的深度(也是与深度相应温度)时，叫进入生油门限。 油气地质储量及其分级 油气地质储量就是油气在地下油藏或油田中的蕴藏量，油以重量(吨)为计量单位，气以体积(立方米)为计量单位。地质储量按控制程度及精确性由低到高分为预测储量、控制储量和探明储量三级。地处豫西南的南阳盆地，矿区横跨南阳、驻马店、平顶山三地市，分布在新野、唐河等8县境内。已累计找到14个油田，探明石油地质储量1.7亿吨及含油面积117.9平方公里。1995年年产原油192万吨。 油(气)按储量可分 按最终可采储量值可分成4种：特大油(气)田：石油最终可采储量大于7亿吨(50亿桶)的油田。天然气可按1137米3气=1吨原油折算。大型油(气)田：石油最终可采储量0.7～7亿吨(5～50亿桶)的油(气)田。中型油(气)田：石油最终可采储量710～7100万吨(0.5～5亿桶)的油(气)田。小型油(气)田：石油最终可采储量小于710万吨(5000万桶)的油(气)田。 按圈闭类型划分油气藏 有构造油气藏、地层油气藏和岩性油气藏三大类。后两类比较难于发现，勘探难度大，称为隐蔽圈闭油气藏。 岩石分类 岩石分沉积岩、火成岩及变质岩三大类。多数油、气储存于沉积岩中，火成岩及变质岩中也可以储存油、气。常见的沉积岩有砂岩、砾岩、泥岩、页岩、石灰岩及白云岩等。 地层及其单位 岩石(特别是沉积岩)常常是由老到新呈现为层状排列的，因而把这些排列在一起的岩石统称为地层。地层的单位有大有小，因其成因和时代及工作需要可把排列在一起的岩石划分为不同的地层单位和系统。 地层时代划分 地层形成的年代有老有新，通常把地层的时代由老至新划分为太古代、元古代、古生代、中生代、新生代等，与“代”相对应的地层单位则称为“界”，如太古界、……新生界等。“代”可以细分为“纪”，如中生代分为三叠纪、侏罗纪、白垩纪，新生代分为第三纪、第四纪等，与“纪”相对应的地层单位称为“系”，如侏罗系、第三系等。“纪”和“系”还可以再详细划分，如油、气勘探开发工作中常用到的“×××组”和“×××层”，就是更小的地层单位。 三维地震勘探
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
关于油气地球化学的新技术和新方法分析 付莹 (沈阳师范大学化学与生命科学学院,辽宁沈阳110034) 【摘要】油气地球化学是利用多项实验分析技术获得与石油地质相关的信息参数,同时对油气地质进行预估,以便使微观地质研究以及合理的勘探开发得以实现。油气地球化学是我国石油地质研究领域当中不可或缺的部分之一。本文简述了油气地球化学中的技术,从天然气有机地球化、油气轻烃两方面分析了油气地球化学,以便油气地球化学能够在我国地质研究当中的应用更为广泛。 【关键词】油气地球化学技术分析新方法 油气地球化学是我国地质勘查的主要应用手段之一,能够快速、有效的帮助我国或去石油地质的相关信息,为我国石油开采以及相关工程起到积极作用。我国油气地球化学分析技术兴起于20世纪五十年代后,由苏联引进中国。我国通过不断的开发以及创新,截止目前为止,我国在油气地球化学方面已然形成新的技术以及方法,从而对我国的发展具有积极意义。 1油气地球化学分析技术 1.1油气地球化学分析技术的内涵以及功能 以油气地球化学的角度来看,油气地球化学技术具有多方面功能:其一,油气地球化学技术能够帮助研究人员分析沉积盆地当中之所以形成石油与天然气资源的原因。另一方面,分析石油与天然气资源在运移成藏之后所产生的次生变化。研究人员通过油气地球化学技术能够对上述两个方面进行深人研究。现今,油气地球化学技术正在高速发展,相关人员也在不断进行研究。我国以原有的油气地球化学分析技术为基础,可以令含氮化化合物的分离制备得以实现,可以对石油与天然气资源中的色泽、质量、生物标志以及分子等石油信息实施检测,并得
出其质谱、色谱以及同位素方面的数据。我国以油气地球化学分析为基础,不断开发新型的技术以及方法,其目的是为我国现今的石油与天然气资源勘测、石油与天然气成因分析、运移成藏的过程预测以及后期次生变化方面所做的研究供提供数据支持以及保障。 1.2油气地球化学分析技术的作用 油气地球化学分析技术在勘察过程中,一般是以土壤气测法作为勘察的主要手段。该方法至今已获得较大的进步,油气地球化分析技术拥有多项新技术以及新方法。相比传统的油气 地球化学分析技术,新技术能够提供更为健全的指标、同时节省了企业大量资金、并能够高效率完成工作,故而在油气地球化学分析技术当中得到广泛的运用。如今,该技术已然渗人勘探期间的各部分工作当中,高以及新兴技术高速发展的背景下,成为油气资源勘测施工的重要组成部分,预测成功率的提高、企业经济效益的提油气地球化学分析技术逐渐向一体化以及系统化方向改变与发展。油气地球化学分析技术的适用范围将愈发广泛,以我国目前的油气资源分析,除了陆地的石油与天然气资源需要油气地球化学分析技术,海上石油的开采也需要该技术支持。因此,油气地球化学分析技术对我国海上石油与天然气资源具有较高的应用价值,同时也对海上石油与天然气气源的开采工作具有积极作用。 2油气地球化学新技术以及新方法 2.1天然气有机地球化学中运移、封盖条件方面 传统天然气地质研究当中,并没有丰富的的研究对象,研究方法也较为匾乏,直至天然气有机地球化学以及相关的运移、封盖技术条件测试出现。通常情况下,传统分析当中,研究人员主要使用Cl一cs中所包含的烃类成分以及非烃类成分实施研究,方法单一,导致分析结果并不精确。若从技术方面来看,该方法并不能帮助研究人员获取大量的信息,所获取的信息类别也较少,不能区分所有天然气的类别,同时也无法分析目标天然气的形成原因、封盖条件等,油气地球化学开发的新技术以及新方法在天然气中的应用具体有以下几个方面:
油气地球化学 第一章生物有机质组成与沉积模式 第一节有机质的形成与全球碳循环 一、生命的起源与演化 二、光合作用 三、对地球上有机质有主要贡献的生物 1、浮游植物（时间长、水体面积高、繁殖率高） 2、细菌（时间长、分布广、适应性极强、繁殖快） 3、高等植物（出现晚，分布在陆地保存难、可富集演化为煤层） 4、浮游动物（食物消费者产率低、低等浮游动物数量较大） 四、有机碳的循环 1、有机圈 2、有机碳的循环 (1)生物化学亚循环 (2)地球化学亚循环 第二节生物有机质的组成和性质 一、碳水化合物 二、蛋白质和氨基酸 （一）蛋白质 (二)氨基酸 (三)酶 三、脂类 1．脂肪酸 2．腊 3.萜类和甾类化合物 4.甾族化合物 四、木质素和丹宁 五、色素 第三节有机质沉积模式 一、有机质沉积的控制因素 1、生物控制因素:微生物降解、原始生产速率 2、物理控制因素:有机质沉积速率、沉积环境、有机质的搬运作用 二、缺氧环境的类型 1、大型缺氧湖泊 （1）深水是缺氧湖泊发育的重要条件 （2）缺氧湖泊的发育与纬度有关 （四季变化明显的湖泊底水含氧量大,热带湖泊含氧量少） 2、海相缺氧环境 (1)缺氧封闭局限海盆 (2)由上升流形成的缺氧沉积 第二章沉积有机质组成及成岩演化
第一节腐殖质的组成、结构和性质 1、腐殖质的概念：是指土壤、天然水和现代沉积物中不能水解的、不溶于有机溶剂的暗色有机质。 2、腐殖质的形成、提取及分类 (1)形成 有机质受细菌作用后剩余的木质素、氨基酸、脂肪酸、酚、纤维素等在微生物作用下缩合而成（在强还原环境下可以不形成腐殖质） (2)提取与分类 富啡酸（FA）、胡敏酸(HA)、胡敏素 (3)腐殖酸元素组成 主要为C、H、O、S、N，其中C、O两项占90%以上 3.腐殖酸的结构 A富克斯结构模型 B费尔伯克结构模型 C特拉古诺夫结构模型 D库哈连科结构通式 4.腐殖酸的物理化学性质 (1)胶体性和可溶性 (2)明显的酸性 (3)亲水性 (4)热解性质 5.腐殖质的演化 第二节可溶有机质 一、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（抽取）出来的有机质称为可溶有机质，或可抽提有机质，也成为沥青。 可溶有机质的分类 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，经高温热解后再用有机溶剂抽提出来的可溶有机质。 沥青C：使用有机溶剂从酸(HCl)处理过的沉积物或岩石中抽提出来的可溶有机质 二、氯仿沥青“A”的族组分 (1)油质：溶于石油醚而不被硅胶吸附的沥青部分 主要由烃类组成，在氯仿沥青中约占20～50％； 腐泥型有机质中数较腐殖型有机质多； 腐泥型有机质中油质主要是脂肪化程度高的烷烃-环烷烃； 腐殖型有机质中油质所含环烷-芳香烃稍多于烷烃-环烷烃。 (2)胶质：用苯和乙醇-苯从硅胶解吸的产物 含硫、氮、氧的复杂含碳化合物 腐泥型有机质中数较腐殖型有机质少 胶质又可分为苯胶质和乙醇-苯胶质(酸性较强) (3)沥青质：溶于氯仿但不溶于石油醚的沥青部分 高分子化合物含量较胶质增加 显微镜下为胶状颗粒，由稠环芳香烃和烷基侧链组成 腐泥型有机质中数较腐殖型有机质少
第24卷 第4期2005年12月 岩 矿 测 试 ROCK AND M I N ERA L ANALY SIS V o.l 24,N o .4 D ece mber ,2005 文章编号:02545357(2005)04027106 国土资源地质大调查分析测试技术专栏 油气地球化学勘查中的分析测试技术和方法 汪双清,孙玮琳 (国家地质实验测试中心,北京 100037) 摘要:回顾了油气地球化学勘查在中国石油工业发展历史中的作用和贡献,分析了其现状和发展前景;总结和介绍了油气地球化学勘查中的常见分析测试技术和方法,在油气资源调查工作中的优势、应用范围及其发展趋势;并在此基础上提出对我国油气地球化学勘查研究工作的四点建议:立足理论研究,开拓应用技术;大力开展海洋油气资源勘查的室内外地球化学分析测试技术研 究;积极构建管理和技术平台,整合地球化学勘查技术和数据资源;协调开展综合油气勘查工作。 关键词:油气;地球化学勘查;技术和方法中图分类号:P618.130.2 文献标识码:A 收稿日期:2005 01 11;修订日期:2005 08 03 基金项目:国土资源地质大调查项目(200120190106 01) 作者简介:汪双清(1961),男,湖北武汉市人,研究员,从事有机地球化学研究。 1 油气地球化学勘探的历史和作用 油气藏地球化学勘查已有70多年的历史,目前 仍处于发展和完善阶段。应用地球化学方法找油气,大致可以包括两方面的工作:一是评价生油岩和原油的地球化学特征;二是根据原生油气所形成的地球化学异常,选择适当的地球化学特征来找矿。 目前,人们对于油气形成过程中的原生油气迁移和聚集的机制尚存在不同认识。但原生油气在其迁移和聚集的过程中,在周围介质环境中所遗留下 的某些痕迹和影响是公认的[1~6] 。由于原生油气迁移和聚集所产生的痕迹和影响,以及储层烃类垂向微渗逸并在近地表形成各种各样的地球化学效应,使周围的土壤、岩石和地下水等介质中的组分发生了显著变化,从而造成局部的地球化学异常,使之成为寻找油气的信息,这也是近地表油气藏地球化学找矿的依据。 在石油勘探历史的早期,人们利用油气苗就已在世界上找到了许多大油田。当可见的油气苗变得不显著时,则需借助新技术以检测油气的微渗出量及表层土壤中由烃类引起的化学、物理和微生物的效应。近地表油气藏地球化学勘查方法最初是用 Laubm eyer 于1929年创建的土壤气测法[7] 。经历 了近60年的坎坷发展后,这一技术在勘查的领域、对象和技术方法等多方面都得到巨大的发展,并于上世纪80年代后期全面复兴。它因具有方法新、指标全、成本低、直接、高效等优点,日益受到石油工业界的重视与支持,已被广泛地应用于油气勘探的各个阶段,成为油气勘查中的一种有效的技术手段。显示其发展的主要标志是:预测成功率高,取得了明显的经济效益;新技术新方法迅速发展,数据处理及解释趋于系统化。 在我国,上世纪90年代以前,近地表油气藏地球化学勘查工作十分活跃,并在80年代后期至90 年代初出现高潮,积累了大量的工作经验[8~10] ,为寻找和确立大庆、胜利、塔里木、土哈等大中型油气 田做出了重要贡献[11] 。90年代后期,由于油气勘探条件的变化,勘探本身难度的增加和技术方面的困难,以及经济体制变革等多方面的原因,这方面的工作被严重削弱。 事实上,油气地球化学勘查在我国仍有着巨大的需求。我国除了要在陆地上继续寻找大型整装油气藏外,当前更主要的目标是寻找非常规油气藏。在这方面,油气地球化学勘查技术有其独到的优势,应扮演重要的角色。此外,在一些特殊的勘探领域, 271
一、海相原油的地球化学特征 K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CPK1.0 2、生物标志化合物特征 ①正构烷姪碳数分布呈单峰态， ②广泛检出C13-C20规则无环类异戊二烯烷桂和C21-C45规则和不规则无环类异戊二烯烷炷。 ③规则笛烷以C29笛烷占优势，一般占40%?60 ④C31?C35升蕾烷系列相对较发育，且明显受盐度控制。 ⑤伽马蜡烷为常见的非蕾烷骨架型五环三菇烷。 ⑥三环砧烷含量较高 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，具有低帆/鎳比 般小于1）的特点 （2、原油的婭类族组成：原油的坯类族组成以烷炷为主，环烷炷次 之，芳香绘较少，多属石蜡基原基。 3、生物标志化合物特征 ①饱和炷憾分检测出C13?C20规则无环类异戊二烯烷坯，并有丰富的笛烷、菇烷类化合物 笛烷类生要由C27?C29笛烷、重排笛烷及4?甲基當烷组成，此外还有少量的孕笛烷和升孕笛烷。笛类化合物主要为藻类生源产物，但C29
笛烷可能来源于高等植物。在陆相原油中，C29笛烷明显高于C27笛烷 ②芳坯馅分 陆相原油芳经憾分中含有丰富的芳构化生物标志化合物，主要类型有： 芳构化倍半菇类与二菇类：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。 芳构化三环帖烷：主要包括m/zl81及m/z209的两个C24?C26二芳三环砧烷和m/z205的C26?C28三芳三环祜烷.芳构化三环菇烷是常规三环菇烷芳构化的产物，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。 芳构化三祜类：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霍烷。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。 苯并蕾烷：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一偏腐殖泥岩中分布较广泛。 芳构化笛类：仅见C26-C28三芳笛、C27-C29甲基三芳笛及其它微量笛类芳构化产物.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，笛烷与董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
油气地球化学勘查新方法和新技术的应用研究 近年来，油气地球化学勘查技术空前发展，在多领域发挥着重要作用，尤其以酸解烃、二维与三维荧光和吸附相态汞等应用更为广泛。本文从油气地球化学勘查的概念入手，分析其新技术新方法，并对其应用进行研究。 标签：油气地球化学勘查新方法新技术应用 我国的地球化学勘查始于20世纪50年代，我们总结国外经验，摸索适合中国国情的发展路线，现已逐步完善，日渐成为地质调查和资源勘查的重要技术手段。现如今，我国油气地球化探技术取得重大进步，成功解决了包括森林、高寒、丘陵、山湖泊等区域的资源勘查问题。与此同时，多目标的地球化学调查成功对社会和经济的促进效益也越来越明显。 1油气地球化学概述 1.1地球化学勘查 地球化学勘查是测量某地自然物中各种元素的含量，并以此得到该地区的地理分布规律，进而预测该地区的矿产，获得第一手地球化学基本资料，为相关单位和领域提供基础支持。其主要测量对象往往是水系沉积物，以少数采样点的沉积物为基础，遥测该水域甚至是地域的矿产信息，为进一步的地质研究和资源测查提供可靠信息。 1.2油气地球化学勘查 油气地球化学勘查也叫石油天然气地球化学勘查，简称油气化探。其以地球化学勘查为基础，以油气形成、转移和破坏过程中留下的印迹（也称地球化学异常）为线索，来探究油气矿产的方法。油气田其实就是烃类的工业聚集体，而油气化探中只涉及最简单的几种烃类。比如：开链烃是碳骨架，其中的气体最易扩散，是最好测量的化探指标。部分芳烃对水有一定的溶解度，也可以作为油气化探的指标。 2油气化探的主要方法 2.1油气地球化学指标 近些年，油气化探技术迅速发展，油气指标也日益增多。这些指标，根据其在油气化探中的作用分為两类：直接指标和间接指标。其中直接指标是能直接从油气矿藏中分散开来的烃类，这类指标以轻烃为主。间接指标根据其间接的程度又可分为两种：第一种是直接指标的派生物，与指标有亲缘关系。如，亚铁和细菌。第二种则是与烃类的转移和保存环境以及次生变化有关，和烃类没有成因关系。如无机气体。
油气地球化学复习题 一、名词解释：（5’×5） 1、R0：亦称镜质体反射率，指光线垂直入射时，镜质体中的反射光强度和入射光强度的比值。（温度和有效加热时间的函数且具不可逆性） （1）、干酪根：沉积岩中不溶于非氧化性酸、碱溶剂和常用有机溶剂的沉积有机质。 2、生物标记化合物：是指沉积有机质、原油、油页岩、煤中（书：沉积物或者岩石中）那些来源于活的生物体，在有机质演化过程中具有一定稳定性，没有或较少发生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架，记载了原始母质的特殊分子结构信息的有机化合物。因此，它们具有特殊的“标志作用”。 3、氯仿沥青“A”：指可溶于有机溶剂氯仿中的有机质。氯仿从岩石中提取出来的有机质质量与岩石样品质量之比的百分数，就是氯仿沥青“A”的含量。它是反映了岩石中分散沥青物质中性部分的含量，一般认为氯仿沥青“A”与石油的性质相近似。（课件：指岩石中可抽提有机质的含量） 4、生物降解作用：当含有溶解氧和微生物的地表水进入到浅层油藏界面后，微生物将以石油烃类为碳源进行繁殖，多是选择性消耗石油烃类使得石油化学组成发生重要改变的过程（这主要是需氧微生物的降解过程，异氧微生物的降解即是硫酸盐还原菌的厌氧氧化作用。） （可以不用写吧）生物降解的结果一方面是使原有的性质变差，有的粘度增加，形成重质油；另一方面，生物降解也会产生沥青沉淀，堵塞孔隙喉道，是储层物性变差，从而降低油气藏的开发价值。 5、藿烷：五环三萜类中分布较广泛的生物标志物，由死亡生物体经地球化学过
程演化而来的反映原核微生物(细菌)的输入的化合物。有4个六元环和1个五元环组成。碳数为27-35，（在C-4、C-8、C-10、C-14、C-18均有甲基，C-21是烃基取代基，它可以是-H、-CH3、C2H5等，）这类化合物的立体异构主要发生在C-17、C-21、C-22上，正常藿烷的碳数为30。（当某碳位上少一个-CH2时，称为降藿烷；少两个-CH2时称为二降藿烷；少三个-CH2时称为三降藿烷。当某碳位上增加一个-CH2时称为升藿烷；增加两个-CH2时称为二升藿烷；相应的还有三升直到五升藿烷。） 6、甾烷：甾族化合物中最重要的一类，由三个六元环和一个五元环组成。 7、Tm：17α（H）-22,29,30-三降藿烷，即在C-17上的氢原子为α构型，C-22，C-29，C-30的甲基丢失。 8、Ts：18α（H）-22,29,30-三降藿烷，C-18上的甲基转换到了C-17上，C-18上的氢原子为α构型，C-22，C-29，C-30的甲基丢失。 9、R构型：将手征性碳原子连接的四个不同基团，a-b-c-d由大到小排列，然后将次序规则中次序数最小的基团（d），放在观察者对面离眼睛最远的地方，其他三个基团（a，b，c）则指向观察者，如果a-b-c是顺时针方向的，则其构型为R。 10、S构型：将手征性碳原子连接的四个不同基团，a-b-c-d由大到小排列，然后将次序规则中次序数最小的基团（d），放在观察者对面离眼睛最远的地方，其他三个基团（a，b，c）则指向观察者，如果a-b-c是逆时针方向的，则其构型为S。 11、背向读者的基团称为α构型，用虚线表示；指向读者的基团称为β构型，用楔形线表示。 12、分子离子：当化合物分子进入离子源时，用能量为70eV或低于70eV的电