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第一章
石油的化学元素主要有碳（84%）、氢（13%）、氧、氮、硫
石油的化合物主要可分为烃类和非烃类两类。化合物烃类化合物是由碳和氢两种主要元素组成按其结构分为烷烃、环烷烃及芳香烃三类。非烃类化合物主要是含硫、氮、氧化合物。化合物中除含有碳和氢两种元素外，还含有硫、氮、氧等元素。
石油的物理性质1、颜色：千差万别：黄绿色、乳白色、淡黄色、黑色
2、相对密度：常指在1atm下，20℃脱气原油密度与4℃同体积纯水密度的比值，常用d204表示。
3、粘度：是指石油流动时分子之间运动的内摩擦力所产生的阻力，它表示石油流动的难易程度。石油粘度越大就越不易流动。粘度单位常为帕斯卡秒(Pa·s)或毫帕斯卡秒(mPa·s)。
4、荧光性：油的发光现象取决于其化学结构。石油中的多环芳香烃和非烃引起发光，而饱和烃则完全不发光。
5、旋光性
6、溶解性：石油是各种碳氢化合物的混合物。烃类难溶于水
7、导电性：石油是非导体，其电阻率为109一1016Ω·m，比地层水高得多。天然气元素组成
元素的构成：C(65-80%)、H (12-20%)。另有少氮、氧、硫及其它微量元素。
化合物组成：以甲烷（CH4）为主，次为乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）。含有数量不等的N2 、CO2、H2S 及其它惰性气体。
根据甲烷的含量天然气可分为干气（>95%）和湿气（<95%）。
天然气的物理性质
相对密度：在标准状况下，单位体积天然气与同体积空气的质量比。一般随重烃、CO2、H2S、N2 含量的增加而增大；一般为0.56-0.90。湿气的相对密度大于干气。
粘度：指气体内部相对运动时，气体分子内摩擦力所产生的阻力。粘度的大小与气体组成，温度，压力等参数有关，一般随分子量增加而减小，随温度、压力增大而增大
溶解性：在相同的条件下，天然气在石油中的溶解度远大于在水中的溶解度。当天然气重烃增多(丙烷的溶解性远大于乙烷，重烃含量多时溶解度高)，或者石油中的轻馏份较多时（低碳数烃含量多时，天然气易溶解），都可增加天然气在石油中的溶解度
蒸气压力：气体液化时所需施加的压力称为该气体的饱和蒸气压力。蒸汽压力随温度升高而增大。在同一温度条件下碳氢化合物的分子量越小，则其蒸气压力越大。
油田水的矿化度：单位体积油田水中各种离子和化合物（不包括气体）的总含量。单位mg/l、g/l或ppm。数值越高说明水中溶解的盐分越多。
第二章
生成油气的原始物质是沉积有机质。
沉积有机质：通过沉积作用进入沉积物中并被埋藏下来的那部分有机质称为沉积有机质。保存条件：第一，要求有缺氧的水体，它可以使吸附在矿物颗粒表面上的溶解有机质和微粒有机质被保护而免受生物的消耗；第二，要求有机质在水体中滞留时间短，深度适中的水体中有机质的堆积条件优于很深的水体；第三，适度的沉积颗粒的沉积速度对沉积有机质的保存有利。有机质供应量一定，则有机质在沉积物中的浓度与矿物颗粒的沉积速度成反比。干酪根：沉积岩（物）中常温常压下分散的不溶于一般有机溶剂的沉积有机质。
A：I型干酪根，氢含量高、氧含量低，H/C原子比介于1.25-1.75，O/C原子比介于0.026-0.12 。以含类脂化合物为主，直链烷烃很多，但多环芳香烃及含氧官能团很少来自藻类堆积物或各种有机质被细菌强烈改造留下原始物质的类脂化合物馏分和细菌的类脂化合物生油潜能大B：Ⅱ型干酪根原始氢含量较高，但稍低于I型干酪根，H/C原子比0.65-1.25，O/C原子比0.04-0.13。属高度饱和的多环碳骨架，含中等长度直链烷烃和环烷烃甚多，也含多环芳香烃及杂原子官能团来源于浮游生物(以浮游植物为主)和微生物的混合有机质生油潜能中等
C：Ⅲ型干酪根原始氢含量低和氧含量高，H/C原子比0.46-0.93，O/C原子比0.05-0.30，以
含多环芳香烃及含氧官能团为主，饱和烃链很少，被联接在多环网格结构上来源于陆地高等植物，含可鉴别的植物碎屑甚多，可被河流带入海、湖成三角洲或大陆边缘热解时可给出30%产物，与Ⅰ、Ⅱ型相比，对生油不利，但埋藏到足够深度时，可成为有利的生气来源。油气生成条件：合适的地质环境和动力条件。
地质环境条件：（1）古地理环境分为海相环境和陆相环境(2) 大地构造条件
动力条件：主要包括热力作用、催化作用、细菌作用及放射性作用等，其中，温度。与时间是有机质向油气演化全过程中至关重要的一对因素。
动力因素1、细菌和催化剂在特定阶段作用显著，加速有机质降解生油、生气；2、放射性作用可不断提供游离氢的来源；3、温度与时间在油气生成全过程中都有着重要作用。门限温度：只有当达到一定温度之后，有机质才可以大量转化为石油，这个温度称之为有机质的成熟温度或门限温度。
门限深度：温度主要由地温梯度和埋藏深度所决定，成熟温度所在的深度。
油气成因模式四个阶段
一、生物化学生气阶段环境：自原始有机质沉积开始到埋藏深度达门限深度为止的整个阶段。深度范围从沉积界面到1500m左右，温度约为10-60℃，以细菌作用和有机催化剂作用为主。产物：该阶段埋藏深度较浅，温度、压力较低，有机质除形成少量烃类和挥发性气体以及早期低熟石油外，大部分转化成干酪根保存在沉积岩中。由于细菌的生物化学降解作用，烃类以甲烷为主。到本阶段后期，埋藏深度加大，温度接近60℃，开始生成少量液态石油。在特定的生源构成和适宜环境条件下可生成相当数量的未熟-低熟油。意义：该阶段生成的生物化学气，或称细菌气，甲烷含量在95%以上，属干气；甲烷稳定碳同位素值异常低，介于-55~-85‰。它们可以富集成特大型气藏，埋藏深度浅，易于勘探和开发，是经济效益高的研究对象。
二、热催化生油气阶段环境：沉积物埋藏深度超过门限深度之后，即进入了该阶段，相当于后生作用阶段前期，深度约1500一4000 m，温度为60一180℃左右。促使干酪根转化的最活跃因素是热力作用和粘土的催化作用。在有粘土矿物的催化作用下，地温不需太高，便可达到成熟门限，干酪根发生热降解，杂原子(O、N、S)的键破裂产生二氧化碳、水、氮、硫化氢等挥发性物质逸散，同时获得大量低分子液态烃和气态烃。产物：干酪根被大量地转化为天然气和石油（生油窗）。这个阶段产生的烃类已经成熟，在化学结构上显示出同原始有机质有了明显区别，而与石油却非常相似，正烷烃碳原子数及分子量递减，奇数碳优势消失；环烷烃及芳香烃碳原子数也递减，多环及多芳核化合物显著减少。意义：该阶段是最主要的生油时期。
三、热裂解生凝析气阶段环境：随着沉积有机质的埋藏深度加大，进入了后生作用阶段的后期。深度为4000一7000m，地温达到180~250℃。高成熟时期。该阶段的主导因素是热力作用。可分为石油热裂解与石油热焦化两种作用：石油热裂解是指在高温下脂肪族结构破裂为较小分子，变为甲烷及其气态同系物，并使石油所含芳香烃浓缩集中；石油热焦化是指在高温下贫氢石油(一般以含杂元素-芳香烃为主)产生缩合反应，主要形成固态残渣，并使石油中脂肪族相对增加而杂原子减少。产物：此时地温超过了烃类物质的临界温度，除继续断开杂原子官能团和侧链，生成少量水、二氧化碳和氮外，主要反应是大量C-C链断裂，包括环烷的开环和破裂，液态烃急剧减少。相反，低分子正烷烃剧增，主要是甲烷及其气态同系物，在地下深处呈气态，采至地面随温度、压力降低，反而凝结为液态轻质石油，即凝析油并伴有湿气，进入了高成熟时期。意义：在深度较大的部位可以寻找优质的凝析油气藏。
四、深部高温生气阶段环境：当深度超过6000~7000m，沉积物已进入变质作用阶段，达到有机质转化的末期，温度超过了250℃，以高温高压为特征。产物：已形成的液态烃和重质气态烃强烈裂解，变成热力学上最稳定的甲烷；这个阶段出现了全部沉积有机质热演化的
