油气地球化学
- 格式:doc
- 大小:71.00 KB
- 文档页数:8
1.油气地球化学主要研究的是:A.地球的磁场变化B.油气藏的形成、分布和演化规律(答案)C.地震波的传播特性D.地球的岩石圈结构2.下列哪项是油气地球化学的重要研究内容之一?A.地球的自转速度B.油气藏的地球化学特征(答案)C.地球的板块构造D.地球的重力场分布3.油气地球化学在勘探和开发油气资源中的主要作用是:A.预测地震活动B.评估油气藏的储量和品质(答案)C.研究地球的气候变化D.探测地球的矿产资源4.下列哪项技术不是油气地球化学常用的研究方法?A.地震勘探技术(答案)B.地球化学测井技术C.油气地球化学模拟技术D.油气地球化学分析技术5.油气地球化学中的“生油岩”是指:A.能够产生石油的岩石(答案)B.含有大量天然气的岩石C.具有特殊磁性的岩石D.富含矿物质的岩石6.下列哪项因素不是影响油气藏形成的主要地球化学因素?A.烃源岩的有机质含量B.储集岩的孔隙度和渗透率C.地球的自转速度(答案)D.盖层的质量和分布7.油气地球化学中的“油气窗”是指:A.油气藏在地下的分布范围B.有利于油气生成和保存的温度和压力条件范围(答案)C.油气藏上方的岩石层D.油气藏下方的岩石层8.下列哪项不是油气地球化学在环境保护方面的应用?A.评估油气开发对地下水的影响B.研究油气泄漏对土壤和植被的破坏C.预测地震活动(答案)D.监测油气开发过程中的大气污染9.油气地球化学研究中的“成熟度”是指:A.油气藏的埋藏深度B.烃源岩中有机质向油气转化的程度(答案)C.油气藏的温度和压力条件D.油气藏的形成年代10.下列哪项技术是利用油气地球化学原理进行油气勘探的?A.磁力勘探技术B.地震勘探技术C.地球化学勘探技术(答案)D.重力勘探技术。
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Ø 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;Ø 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Ø 天然气地球化学;Ø 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。
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。
油气地球化学知识框架(总11页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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。
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。
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<1.02、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%~60④C31~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。
油气地球化学的发展概况回顾油气地球化学的发展历程,可以说油气地球化学是有机地球化学理论和技术最重要的应用领域之一,同时它也是目前有机地球化学新理论和新技术最为重要的生长点。
甚至可以这样说,油气地球化学体现了现代有机地球化学的进展。
正是这种基础理论研究、应用基础研究与地质应用相得益彰,油气地球化学被誉为现代基础科学与应用科学结合的典范(钟宁宁等,1998)。
可以这样认为,有了有机地球化学就产生了油气地球化学,这是因为最早的有机地球化学工作以及它的发展与石油和煤等能源的研究密切相关。
早在20世纪20年代,苏联学者B.H.维尔纳茨基就开始研究地质体中有机质的地质作用,他曾着重研究过石油的有机组成和石油有机成因等问题。
因此,在他的主要著作《地球化学概念》和《生物圈》等书中,详细论述了石油的有机组成和石油成因的主要依据,论述了生物和有机质(如腐殖质)在沉积锰矿以及其他金属元素表生富集过程中的重要意义。
当时维尔纳茨基工作的实验室即是1927年苏联建立的世界上第一个有关的实验室(活性炭研究室)的前身,后来该实验室又改名为生物地球化学研究室。
1934年,A.特莱布斯(Treibs,1936)首次从石油中分离并鉴定出卟啉化合物,从而被认为是真正的现代意义上的有机地球化学概念诞生的标志。
他首次发现并证实了卟啉化合物广泛存在于不同时代、不同成因的石油、沥青等地质体中,认为这些卟啉化合物来源于植物叶绿素,从而为石油有机成因理论提供了一个极其重要的证据。
经过对各种地质体进行了广泛深入的研究之后,A.特莱布斯认为这种石油卟啉就是植物叶绿素和动物血红素降解的产物,进而提出了从叶绿素a向石油卟啉转化途径的假说。
这样就开创了一种新的有机地球化学研究方法,即直接对比生物先质体中的生化组分和原油中的有机组分。
迄今为止,关于其他许多生物标志物的成因研究仍然基于这一基本思想,即地质历史时期中生物的生物化学转化机理可以用现代沉积的事实来解释,这也是有机地球化学最重要的基础学科——分子地球化学诞生的标志。
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。
滨海水体动乱,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聚集的地区,也是沉积物和有机质堆积的重要场所。
就有机质的供应来说,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,环境的复原性逐渐增强,有机质的保存条件逐渐变好。
1/10总体上看,从湖盆边缘到中心,有机质的丰度逐渐升高,陆源有机质的奉献逐渐减少,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,根本上以产烃能力强的水生生物奉献为主,有机质类型好。
实验二油气地球化学分析
实验目的:通过油气地球化学分析,了解石油和天然气的组成及相关特性。
实验设备:
1. 油气样品
2. 石油分析仪:用于分析样品中各组分的含量和性质,如闪点、凝点、蒸留范围等。
3. 气体分析仪:用于分析天然气样品的组成和性质,如甲烷含量、气体密度等。
4. 地球化学仪器:如质谱仪、红外光谱仪等,用于对样品进行进一步的成分分析。
5. 安全设备:如安全眼镜、手套、防护服等。
实验步骤:
1. 准备油气样品:从不同来源收集石油和天然气样品,保持样品的完整性和纯度。
2. 石油分析:使用石油分析仪,依次对样品进行闪点测定、凝点测定、蒸馏范围分析等。
3. 天然气分析:使用气体分析仪,对天然气样品进行甲烷含量分析、气体密度测定等。
4. 地球化学分析:使用地球化学仪器,对样品进行进一步的成分分析,比如使用质谱仪对石油样品中的各种化合物进行鉴定,使用红外光谱仪对样品中的官能团进行分析等。
5. 数据处理和分析:整理实验数据,并根据数据结果对样品的组成和特性进行分析和解释。
注意事项:
1. 实验过程中要注意安全,遵守实验室的相关规定,合理使用实验设备。
2. 样品的选择要代表性,能够反映石油和天然气的一般组成。
3. 在实验过程中要注意对实验设备的维护和校准,以保证实验结果的准确性。
4. 实验结束后要及时清理实验设备和实验场地,保持实验环境的整洁。
实验结果:
根据分析结果,可以得出石油和天然气的组成和特性,比如各组分的含量、闪点、凝点、蒸馏范围、甲烷含量、气体密度等。
这些数据可以用于石油和天然气的开发、利用和地质勘探等方面的研究和应用。
地球化学在油气勘探中的应用地球化学是一门研究地球和其他行星的化学成分、结构和演化的学科。
在油气勘探中,地球化学起着举足轻重的作用。
它通过分析地球内外部不同环境中的元素、同位素和有机化合物等信息,为油气勘探提供了重要的支持和指导。
本文将分析地球化学在油气勘探中的应用,并探讨其重要性。
一、地球化学应用于油气勘探的基本原理地球化学应用于油气勘探中的基本原理是通过研究地球内外部不同环境中的元素、同位素和有机物等特征,来揭示油气藏的形成和演化过程。
通过分析地球化学数据,可以获取油气藏的来源、形成机制、分布规律等重要信息,从而指导油气勘探地质工作。
二、1. 元素和同位素分析地球化学中常用的元素和同位素分析方法可以用于确定油气藏的来源和流体组成。
通过分析油气样品中的元素含量和同位素组成,可以推断油气来自特定沉积环境,判断油气藏类型和地质年代,进而指导油气勘探地质工作。
2. 有机地球化学有机地球化学是地球化学中的一个重要分支,它研究含有机物的岩石和地球表层沉积物。
通过分析有机质的组成、成熟度和来源等特征,可以评估有机质丰度、烃类类型和烃源岩的潜力,为油气勘探提供重要依据。
3. 稳定同位素地球化学稳定同位素地球化学主要研究元素的同位素组成和分馏过程。
通过分析油气样品中的稳定同位素组成,可以判断油气的源岩类型和成因,揭示油气形成、运移和沉积过程,为油气勘探提供重要线索和指导。
4. 地球化学勘探技术地球化学勘探技术是指基于地球化学原理和方法,开展的专门的地质勘探活动。
这些技术主要包括地球化学勘探地质地球化学探矿、地球化学勘探地质地球化学工程测量等。
通过采集地球化学数据、分析样品特征,可以评估地质构造、沉积环境和油气藏分布等,为油气勘探提供重要的技术支持。
三、地球化学在油气勘探中的重要性地球化学在油气勘探中的应用,可以提供丰富的地质信息,帮助勘探人员更准确地确定油气藏的位置、规模和品质,降低油气勘探的风险和成本,提高勘探效率。
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、天然气的时空分布、化学组成、结构、性质及其演化特征探讨石油和天然气的形成机理;油气的初次和二次运移及充注的期次、方向和效率;油气的次生改造和蚀变;油气藏聚集特征;油气田开发过程中的有机-无机相互作用;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。
现代油气成因理论: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-干酪根,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。
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,二是浅埋的早期阶段在厌氧微生物作用下可以大量生成。
沥青一般将能被中性有机溶剂抽提出来的有机质称为沥青。
用氯仿从岩石中抽提出来的沥青称为氯仿沥青“A”。
用三元溶剂苯-甲醇-丙酮抽提出来的沥青抽称为“MAB”抽提物。
氯仿沥青“A”运用:(1)烃源岩评价(2)油源对比色谱中两相是指具有大比表面积的固定相和携带有待分离的混合物流过固定相的流动相保留时间指样品组分进样到各个峰最高点经历的时间。
S0表示岩石中吸附的C1~C7烃类,在生油岩中表示生产的气态烃的残余量。
S1表示岩石中C8-C32液态烃量,可作为识别油层和原油性质指标。
S2表示岩石中部分重质烃、胶质和沥青质,可作为识别油层和原油性质的指标。
S4为岩石样品在600℃下不能裂解的残余有机碳,燃烧成二氧化碳由热导检测器测出的值,代表部分胶质和沥青质。
Tmax(℃)是S2峰最高的裂解峰温度,Tmax反映干酪根成熟度。
TOC值是指岩石中总有机碳,是生油岩有机质指标之一。
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。
三、预测油气运聚储藏和评估采收潜力的新研究油气运聚储藏的解析分析技术已非常成熟,但无论是解压实验还是溶解实验都需要在实验室条件下进行。
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。
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×[(3-MP)+(2-MP )]/[(P+(9-MP)+(1-MP))]式中,P为菲,MP为甲基菲28.生物气:指有机质在未成熟阶段经厌氧细菌生物化学降解生成的气态产物。
29.油型气又称为腐泥型天然气,简称腐泥气或油型气,是由I、Ⅱ型干酪根生成的天然气。
30.煤型气又称之为腐殖型天然气,简称腐殖气或煤型气,是由Ⅱ2、Ⅲ型干酪根生成的天然气。
31.煤成气:是指腐殖型为主的有机质(包括煤层和分散的Ⅱ和Ⅲ型有机质)在热力条件下煤化作用过程中生成的气态物质(主要是烃类气体)。
32.煤层气:指以吸附状态存在于煤层中的煤型气。
33.生物降解作用:指微生物对某些类型烃类化合物的选择性消耗。
34.原油伴生气:在原油热降解生成过程中伴随生成的烃类气体。
35.原油裂解气:主要是指形成的油藏在高温条件下发生裂解作用形成的天然气。
广义上讲,岩石中的残留烃类裂解形成的天然气也叫原油裂解气。
36.焦油席:是指具有明显界定范围的富沥青质的石油带,是在不同地质、地球化学条件下石油中沥青质相对富集的结果。
37.硫化作用:在硫酸盐还原细菌作用下,硫酸盐可以氧化烃类,还原形成H2S、S。
38.热降解作用和热裂解作用:沉积有机质在形成干酪根后经热力条件的作用发生化学和地球化学作用。
其中,在有机质成熟作用阶段的作用称之为热降解作用,而在高成熟-过成熟作用阶段发生的作用称之为热裂解作用。
39.运移分馏效应:油气在运移过程中,存在被矿物颗粒选择性吸咐的现象,这势必造成油气化学成分和物理性质的变化。
运移过程造成的烃类流体成份变化的现象叫运移分馏效应。
40.初次运移:是指烃类从烃源岩到储集岩(储层)的运移过程。
41.二次运移:则指油气在储集层中的一切运移过程。
42.沥青质:氯仿沥青“A”的族组分之一,溶于氯仿但不溶于石油醚的沥青部分。
43.煤成气:是指腐殖型为主的有机质(包括煤层和分散的Ⅱ和Ⅲ型有机质)在热力条件下煤化作用过程中生成的气态物质(主要是烃类气体)。
44.煤层气:指以吸附状态存在于煤层中的煤型气。
45.生物降解作用:指对某些类型烃类化合物的选择性消耗。
简答题:1.简述有机质沉积的一般地质特征。
1)地球上大多数沉积有机质以分散的形式存在,只有少部分以煤和油气藏的富集方式存在;2)有机质的沉积分布特征随地质时代而变;3)有机质的数量和性质随岩性而变;4)有机质的数量和性质随沉积环境(相)而变。
2.海洋环境有机质的沉积特征1)滨岸带不利于有机质沉积保存;2)浅海陆棚是海洋内有机质的主要沉积区 ;3)大陆斜坡及其邻近的深海盆地是有机质沉积较为丰富的地区,仅次于浅海带 ;4)远洋盆地(半深海-深海)是有机质沉积的贫瘠区3.湖泊环境有机质的特征1)有机质来源的二元多方向性;2)营养湖浪基面以下的还原环境,是有机质的富集区;3)湖泊环境的差异较大,沉积有机质的差异也较大;4)深湖-半深湖是富有机质泥岩的的要沉积环境;5)盐湖环境利于有机质的保存,泥质岩有机质丰度高;6)单断式“箕状”断陷湖盆,有机质也呈不对称分布4.造成沉积盆地干酪根类型差异的主要原因。
1)原始有机质的输入特征;2)沉积环境;3)有机质成熟度。
原始有机质的输入特征决定了进入沉积地层有机质的物质基础;沉识环境影响有机质的保存条件和元素组成特征;成熟度则改变有机质的化学组成。
5.有机质生烃演化的主要阶段及特点有机质的演化过程大体可分为三个主要阶段,即未熟阶段、成熟阶段和过成熟阶段。
○1未熟阶段:相当于有机质的成岩作用阶段,也就是干酪根的形成阶段,该阶段有机质经历的温度较低,对应的干酪根镜质组反射率(Ro)小于0.5%。
该阶段形成的产物主要是生物成因气;○2成熟阶段:相当于深成作用阶段,对应的干酪根镜质组反射率(Ro)范围较大,为0.5-2.0%。
有机质的生烃演化跨越沉积有机质生成液态烃(包括凝析油)的全过程,也是烃源岩生成油气的主要阶段。
其中,Ro为0.5-0.7%的阶段为成熟作用早期阶段,形成未熟-低熟油气。
Ro0.7-1.3%为成熟作用中期阶段,是有机质的主要生油阶段,即生油主带。
Ro1.3-2.0%为高成熟作用阶段,生成的产物为凝析油和湿气。
○3过成熟阶段:相当于变质作用阶段,Ro大于2.0%,生成产物以甲烷气为主,生烃潜力逐步枯竭。
6.烃源岩生烃潜力评价的主要研究内容及评价指标。
烃源岩生烃潜力评价的主要研究内容包括三个方面:即有机质丰度、有机质类型和有机质成熟度。
○1有机质丰度指标如有机碳(Corg)、可溶烃量、热解生烃潜量等;○2有机质类型指标较多,如烃源岩C、H、O元开素组成,有机显微组成、热解类型指数、降解率等;○3成熟度参数主要有:镜质组反射率(Ro)、热解最高峰温(Tmax)、可溶有机质中的生物标志化合物参数等。
7.有机成因气的主要类型。
有机成因气是指在沉积岩中由分散状或富集状有机质形成的天然气。
按母质来源有机成因气可分为油型气和煤型气;按有机质演化程度可分为生物成因气、生物-热催化过渡带气、热解气和高温裂解气。
8.简述有机质晚期热降解生烃理论的主要观点及证据。
晚期有机成因说认为,进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,随着埋深的进一步增大,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石油。
主要证据:○199%以上的石油产自于与有机质密切有关的沉积岩,产油的储层岩系与富含有机质的细粒岩石有密切的关系。
○2许多生物标记化合物,如卟啉、异戊二烯型烷烃、甾烷、萜烷,在原油中的普遍存在及石油的旋光性强烈支持其有机成因。
○3石油和动植物残体之间的组成及碳同位素组成的相近性提供了两者之间成因联系的进一步证据。
○4于沉积物和生物体中发现的烃类和原油中的烃类存在非常大的差别。
○5大量的实验室内的热模拟实验已经证实,干酪根在实验室受热时,的确可以产生大量类似于油的烃类和非烃类产物,其为物组成与勘探实践中发现的石油的化学组成特征基本一致。
○6自然地质剖面的实际资料显示,富含有机质的沉积岩中的烃类含量在达到一定的深度后开始大量升高。
9.不同类型干酪根的生烃演化模式有哪些主要差异?(1)不同类型干酪根或烃源岩生油门限存在较大差别;对应于Ⅰ、Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ型干酪根,随着有机质类型的变差,生烃模式中的生油门限深度(或成熟度)逐渐增加;而生油主峰由早而晚的出现的顺序是:Ⅱ2类、Ⅲ类、Ⅱ1 类和Ⅰ类;(2) 各类干酪根的最大产烃率不同;(3)不同类型干酪根在不同演化阶段的产物中的气油比(GOR)不同。
Ⅰ类和Ⅱ1类生成的产物中油多气少, Ⅱ2类和Ⅲ类气多油少;(4)不同类型有机质的演化阶段的划分也存在差异。
10.综述造成油藏流体非均质性的主要原因有哪些。
1)油藏储集岩的孔隙空间和孔结构存在非均质性;2)油藏的充注作用过程造成油藏流体的继承性非均质性。
油藏的充注作用过程与烃源岩的生烃演化过程是联系在一起的。
烃源岩在不同时生成的烃类组成的差异是油藏充注作用过程造成流体非均质性的基础;3)流体在储层的扩散混合作用不合完全消除油藏充注过程造成的非均质性。
流体在储层的扩散和混合作用在纵向上可能是快速完成的,而横向上的是缓慢进行的。
11.描述水体环境的参数有哪些?对有机质的沉积和保存有何影响?描述水体环境的参数分为三大类,即描述水体环境的物理参数、化学参数和环境的参物参数。