地球化学正构烷烃
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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。
稳定碳同位素法在油气地球化学分析中的应用李惠平(中国地质大学地球科学学院,湖北武汉,430074)摘要: 随着现代分析测试技术的提高,碳同位素在油气地球化学中的应用也越来越广泛。
总结碳同位素在油气地球化学中的应用,这些应用包括:用碳同位素研究来鉴别原油的生成环境和母质类型,对天然气进行成因分类和鉴别,判断天然气的成熟度,进行油气源对比,讨论油气的次生变化,研究油气运移,研究天然气的混合情况和油藏地球化学。
关键词: 稳定碳同位素;油气地球化学;进展1.鉴别原油的生成环境和油气母质类型稳定碳同位素技术在油气地球化学上应用广泛。
现在普遍认为石油是由古代海相或陆相盆地中的沉积有机质随地层沉降埋深热演化而生成的, 沉积环境决定了有机质的性质, 而有机质的类型影响生成油的碳同位素组成。
因此, 通过原油单体烃碳同位素的研究, 可以确定其生成环境和母质来源。
一般认为原油< - 30‰时, 其烃源岩的沉积环境为海相; 为- 29. 5‰~ - 28‰时, 其烃源岩的沉积环境为湖相; 为- 28‰~ - 24‰时, 其烃源岩的沉积环境为陆相, 与煤系地层有关。
总的来说, 海相来源原油碳同位素比陆相来源的轻。
Bjoroy研究认为湖相来源和陆相来源的原油中正构烷烃和类异戊二烯的同位素值有明显的差别: 在湖相来源的原油中, 类异戊二烯的同位素值与相同碳原子数的正构烷烃的类似; 而在陆相来源的原油中, 类异戊二烯的同位素值比相应的正构烷烃的轻;在湖相来源的原油中, 正构烷烃和类异戊二烯的同位素比值均随着碳原子数的增加变化微弱; 在陆相来源的原油中, 正构烷烃的同位素比值随着碳原子数的增加而变轻, 而类异戊二烯的同位素比值则随着碳原子数的增加而变重。
沈平等将我国主要地区石油分离为饱和烃和芳烃两个馏份进行碳同位素测定, 发现不同来源的石油, 其饱和烃和芳烃的碳同位素组成具有明显差异: 对型或煤系有关的轻质油, 其饱和烃和芳烃都富集较重的碳同位素,型原油与煤系有关的轻质油(或凝析油) 相比, 均具有较轻的饱、芳同位素组成。
油源对比及运移地化指标参考1.1气相色谱(GC)气相色谱广泛用于油与沥青的筛选和对比研究。
气相色谱对于有机质输入,生物降解、热熟化等次生作用是很敏感的。
1.1.1老鲛烷/植烷(Pr/Ph)Powell和Mckirdy(1973)指出,非海相源岩生成的高蜡原油和凝析油,Pr/Ph比的范围为5到11,而海相源岩生成的低蜡原油,Pr/Ph的范围只有1到3。
Pr/Ph比值会随成熟作用增加而象征性地增加(Alexander 等,1981)有些老鲛烷和植烷在成岩作用期间还可能来自除植醇以外的一些母源(ten Haven ,1987)1.1.2类异戊二烯烷烃类/正石蜡烃类在开阔水体条件下沉积岩石生成的石油,Pr/nC17 小于0.5,而源于内陆泥炭-沼泽相沉积的石油,该比值小于1。
Pr/nC17和Ph/nC18都随石油热成熟度而增加。
这比值也容易受生物降解等次生作用的影响。
通常正构石蜡烃类要先于类异戊二烯烷烃类受到喜氧菌的吞食。
1.1.3气相色谱“指纹”正构烷烃的双峰群分布,以及偏nC23至nC30的正构烷烃分布,通常与陆生高等植物腊有关。
与碳酸盐岩生油岩有关的沥青和油,通常表现为偶碳数正构烷烃优势;而与泥岩(页岩)相关的沥青和油一般表现为低于nC20的奇数碳正构烷烃优势。
正构烷烃的奇数碳优势通常见于许多源于页岩类生油岩的湖相油和海相油。
包括生物降解作用、熟化作用和运移作用在内的一些次生过程很容易改变这些化合物。
正构烷烃的双峰群分布以及偶碳数或奇碳数优势,会随着热成熟度的增加而消失。
1.1.4稳定同位素(1)相关的石油之间,成熟度差异引起同位素的变化可达2-3‰(2)碳同位素差值大于约2-3%的油,一般来说是不同油源的(3)一般来说,沥青的13C含量要比源岩干酪根低0.5-1.5‰,同理,石油要比相应的沥青低0-1.5%。
一种元素由重同位素形成的键发生断裂所需要的能量要比轻同位素形成的键要多。
这是同位素动力学效应的基础。
⽯油地球化学考试复习题-提纲⽯油地球化学复习题第⼆章沉积有机质组成及其沉积环境1、名词解释及重要概念1.5种⽣物化学组分:蛋⽩质、碳⽔化合物、脂类、⽊质素、⾊素.2. 碳⽔化合物:是由多羟基醛或多羟基酮及它们的衍⽣物构成的有机质。
3. 多醣:由上千个单糖以糖苷键(单糖-O-单糖)相连成的⾼聚体.4. 甾族化合物结构:5、脂肪酸的基本结构6、氨基酸的基本结构7、缺氧环境形成的关键:⽔体分层8. 缺氧湖泊发育的重要条件: 深⽔2、简答题1. 沉积盆地中有机质沉积的控制因素主要有两⽅⾯的控制因素:⽣物⽅⾯和物理⽅⽣物控制因素:原始⽣物产率、微⽣物降解作⽤物理控制因素:有机质的搬运作⽤、沉积速率、沉积环境2. ⽔⽣⽣物产率决定于⽔中养料(磷、氮)含氧量(游离氧)多少⽔体深浅:透光带3. 沉积⽔体中细菌降解有机质的过程1).喜氧细菌活动带:与空⽓接触的表层⽔[O]>1.0ml/l 死亡⽣物可以完全被降解成CO2,H2O2).兼氧细菌活动带:⽔中[O]<1.0ml/l,造氮菌和碳酸盐还原菌降解有机质,但是降解能⼒下降3).硫酸盐还原菌活动带: [O]<0.5ml/l,硫酸盐还原菌降解有机质⽣成有机酸,有H2S⽣成,其它⽣物死亡,4).甲烷⽣成菌活动带: 严格缺氧,有CH4⽣成,温度20-80度。
有效烃源岩沉积环境:⾼⽣物产率与缺氧环境叠加处.1陆相:盐湖环境,⽔体较深的咸⽔半咸⽔环境,淡⽔湖的深⽔沉积部位,沼泽环境(煤系烃源岩)2海相:障壁海、泻湖(⼤陆边缘),封闭海盆(陆架、⼤陆内部),富营养上升流发育区(⼤陆架)缺氧环境类型:1海相:(1)缺氧封闭局限海盆地:有障壁,进⽔量>蒸发量,养料丰富、底部⽔盐度⼤、具有永久分层⽔体的海盆。
(2)上升流形成的缺氧环境:深部海⽔向浅海的运动。
温度,含氧量低,养料丰富,可引起浅海⽣物极其繁盛。
2陆相:(1)盐湖:盐度分层,盐跃层以下为缺氧⽔层(2)淡⽔湖:温度分层(3)沼泽:形成含煤地层第三章成岩演化阶段有机质的演化⼀、名词解释及重要概念1、沉积物成岩作⽤:沉积物沉积以后在埋藏过程中受温度、压⼒等外界因素的作⽤,失⽔、压实、胶结、溶解等固结成岩的过程。