石油与天然气地质学3

油气成因是石油及天然气地质学中一个带根本性的问题。油气成因是找油找气的基础，选择勘探区域，选定主要勘探目的层及确定目标区（又称靶区），实际上都是在一定的油气成因理论指导下进行的。因此，阐明油气成因不仅具有理论意义，而且对于指导油气勘探具有重要的现实意义。在众说纷纭的油气成因争论中，就其观点都可归属于有机起源与无机起源两大学派。现在是1页\一共有169页\编辑于星期日油气成因之所以这样难于解决，其原因在于：①油气是流体：现今产出油气的地方往往并非油气的出生地；②油气是非常复杂的有机混合物：油气中不同组分可能有不同来历，有机成分对外界物、化条件变化较为敏感，漫长地质历史过程中变数繁多，难于把握；③油气成因涉及学科多：地质学科、化学学科以及其它学科极其广泛的知识领域。现在是2页\一共有169页\编辑于星期日一、油气无机成因学说

随着石油工业诞生，各种无机起源说也随之应运而生。俄国化学家门捷列夫（1876）提出的碳化物说，他认为把石油起源和煤相联系的想法与实际所观察到的油田剖面有矛盾，而当时已知有许多实验可以通过无机合成途径得到烃类。他提出，石油是地下深处的重金属碳化物与水相互作用生成乙炔：

3FemCn+4mH2O==mFe3O4+C3nH8m现在是3页\一共有169页\编辑于星期日石油无机起源说的另一典型代表是19世纪晚期由索柯洛夫提出的宇宙说。理论依据是在一些天体中发现有碳氢化物，如在水星、土星等，因此他认为碳氢化物是宇宙所固有的；地球早在尚处于熔融阶段时已存在于气圈之中了，后来随着地球冷却被吸收并凝结在地壳的上部，且这些碳氢化物沿裂隙溢向地表过程中便可形成油气藏。此外还出现过岩浆说、火山说等。总之，19世纪后半叶是石油无机起源说相当盛行的时期。现在是4页\一共有169页\编辑于星期日水星、土星火山爆发现在是5页\一共有169页\编辑于星期日二、油气有机成因学说

1、生油母质前苏联化学家罗蒙诺索夫（1763）根据对石油化学的研究，认为石油和煤炭一样是由泥炭在高温作用下（蒸馏）所生成。这是最早的石油有机成因论，被称为蒸馏说。19世纪后期，有机化学家参与石油形成的实验研究，为油气有机成因理论的建立起了重要作用。1863年，劳伦特把脂肪酸放在水蒸气中蒸馏得到了液态烷烃。1865年，斯托雷等对鮸鱼肝油的蒸馏中获得了相似的烷烃石油的混合物，并认为脂肪酸可能是烃类的母质。现在是6页\一共有169页\编辑于星期日恩格尔等用波罗的海泻湖水底腐泥（单细胞藻类组成且正在分解），经过蒸馏得到24.4%的腊质和沥青质液态烃和14.6%的气态烃，开创了利用现代沉积物模拟石油形成的先河。总之，此间有机学派观点：以低等动物为主；以藻类为主；以高等植物为主。20世纪上半叶是各种成烃理论论战最为活跃的时期，有机成因理论得到大量实验的支持，得到了大多数人认可。混成说代表波东尼（1906）认为动植物都是成油的原始材料，和矿物质点一起形成腐泥岩，再经天然蒸馏即可产生石油。随后又出现脂肪说、碳水化合物说、蛋白质说等。现在是7页\一共有169页\编辑于星期日古勃金认为，各种生化组分均可参与生油，如海洋动植物残体、陆地携入的生物分解产物；含有分散有机质的淤泥是生油母岩；母岩在早期主要由于细菌作用而产生分散态石油，晚期由于负荷加大将油水一起挤入多孔岩层，然后油水按比重分开并运移聚集到层内一定的部位形成油气藏。从此成油理论步入了地球化学研究阶段。他和维尔纳茨基将有机成因说推向了新的高度，形成了较完整的生油岩理论。现在是8页\一共有169页\编辑于星期日石油的有机成因观点逐步得到了地质学家和地球化学家的认同，但对有机质的成烃演化过程仍存在着各种各样的假说和认识。石油是成岩早期，还是成岩晚期形成，即石油有机成因的早期成油说和晚期成油说。19世纪末：奥顿等倾向于石油早期形成观点。20世纪上半叶：莱沃森

(1954)、维克(1961)等通过对各种地质资料研究，油气能在早期低温条件形成并聚集在圈闭中。2、成烃演化现在是9页\一共有169页\编辑于星期日古勃金认为，生油是从有机软泥或生物软泥中开始，就一直不停地在有机岩夹层和围岩层的成岩变化过程中完成。特点：温度并不特别高，在厌氧细菌参与下，液态石油或半液态石油在软泥或没有完全变硬的岩层里形成；当岩层在上覆重荷下逐渐压实时，随压力增加，石油和水被挤入疏松岩层。史密斯（1954）引进先进分析技术，首次在现代沉积物中发现烃类。研究者从地质学、地球化学及生物学等对成烃母质、成烃过程、地球化学条件及物理-化学环境等环节论述了石油的早期形成。现在是10页\一共有169页\编辑于星期日20世纪50年代中期开始，由于色谱（气相色谱）等技术应用，地质体中微量可溶有机质的研究得到了快速发展。埃文斯等(1961)提出，现代沉积物和生物体中的正烷烃碳数分布具有奇偶优势，而在古老沉积物和石油中不具备这些优势。同时，还发现现代沉积物中烃类丰度极低，难以构成大规模油气聚集。由此动摇了沉积有机质直接成油观点，为有机质高温降解成油理论的发展开辟了广阔的前景（晚期成油说）。现在是11页\一共有169页\编辑于星期日石油工业和石油地质学发展迅速，有机成因理论得到进一步充实和发展。在有机质改造过程中，只有达到一定温度或埋藏深度时，有机质才能大量转化成石油。蒲赛（1973）根据古地温研究指出，原油在地下一定温度和深度范围内分布，提出了“地温窗”和“液体窗”概念。由于这些研究显示大量生油阶段是有机质处于成岩作用的晚期阶段，同时认为生油原始物质主要是岩石中的不溶有机质--干酪根，这一时期逐步形成了干酪根晚期成油理论。现在是12页\一共有169页\编辑于星期日Tisoot和Hunt先后发表了两部专著，对干酪根成烃理论作了系统的、科学的论述，形成了一个相当完整的成油理论体系。揭示了常规油气生成演化规律，且据此衍生出油气潜力评价的地球化学参数和研究方法，已成为油气勘探的主要指导思想。3、油气海、陆相成因论唯海相生油论在相当一段时间内很盛行，在国外尤其得势。20纪40年代，我国学者潘钟祥、黄汲清等力排众议，以中国油田实例丰富的资料雄辨地论证了陆相生油是客观存在的现实，动摇了唯海相生油论。现在是13页\一共有169页\编辑于星期日第二节现代油气成因理论一、有机成因的证据二、有机成因的物质基础三、油气生成的理化条件四、成烃演化与模式五、油气成因理论进展重点：有机成因的物质基础与成烃演化模式。现在是14页\一共有169页\编辑于星期日一、有机成因的证据所谓油气成因的现代概念即指有机成因晚期成油说。有机说核心即认为油气起源于生物物质。有机起源说能够确立，有充分的地质及地球化学论据：（1）世界99%以上的石油都产自沉积岩，且据罗诺夫（1958）调查，含油气盆地的沉积岩有机碳含量三倍于非含油气盆地，有机碳是衡量岩石中有机质丰度的基本参数，因此含油气情况与有机质之间有着密切关系。现在是15页\一共有169页\编辑于星期日（2）除卟啉外，还发现异戊间二稀类、萜类和甾醇类化合物，这些化合物在油气地球化学上称之为生物标记化合物或指纹化合物。（3）石油的元素组成（微量元素、同位素）与有机物质近似，而与任何无机物质相差甚远。如碳同位素组成与生物物质（尤其脂类）碳同位素组成相近。（4）石油普遍具有旋光性。非晶质的旋光性系由物质分子中碳原子的不对称结构所致，这种具不对称碳原子结构的物质通常只有从生物界才能获得。现在是16页\一共有169页\编辑于星期日（5）大量实验表明，各种生物物质通过热降解均可得到或多或少的烃类产物。此外，现代分析技术还可从现代和古代沉积有机质中检测出含有与石油类似或相同的烃类。二、有机成因的物质基础1、沉积有机质（1）物质组成和来源沉积有机质指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。前寒武到泥盆纪主要来源海洋浮游生物，泥盆纪后出现高等植物。现在是17页\一共有169页\编辑于星期日从生物物质的发源地看，水盆地本身的原地有机质和河流、径流所携带来的异地有机质。原因：地史上高等植物的出现明显晚于浮游生物；无论现今或地史上，海域面积明显大于陆地；浮游生物具有很高的产率。油气主要为微生物体。现在是18页\一共有169页\编辑于星期日（2）化学组成生物化学组成主要是脂类、碳水化合物、蛋白质和木质素等。

①脂类狭义指动植物的油脂；广义泛指所有不溶于水但溶于脂溶剂（如乙醚、氯仿、苯等）的脂状物质，包括油脂、固醇类、萜类和色素等。

油脂是动植物的重要组成物质，最常见的脂类化合物。动物油脂常呈固态和半固态，称为脂肪；植物油脂常呈液态，称之为油。现在是19页\一共有169页\编辑于星期日油脂易水解成脂肪酸和醇，所以地质体中并不存其原型。从化学反应式上看，脂肪酸只要通过去羧基RCOOH-RH+CO2或加氢RCOOH+3H2-RCH3+2H2O即可得到烃类。饱和脂肪酸可能主要是正烷烃的母体，而不饱和脂肪酸可生成正烷烃、环烷烃乃至苯等。萜类和异戊间二稀化合物、固醇、色素等可能是芳香烃和异构烷烃的母体。现在是20页\一共有169页\编辑于星期日

②

碳水化合物是植物的主要组成物质，包括葡萄糖、淀粉、纤维素等。动物中也有（如无脊椎动物的几丁质），但数量较少。作为成油母质，碳水化合物数量丰富。实验证明，碳水化合物被氢还原后可以得到烃类。但碳水化合物大多易被喜氧细菌所消耗或者被分解成水溶物质，难于保存下来，在相当程度上降低了其成烃价值。纤维素较为稳定，是

重要母质之一。煤的现在是21页\一共有169页\编辑于星期日

③蛋白质组成细胞的基础物质，是生物体内最重要的成分，占动物干重50%以上，是不同氨基酸的聚合物。氨基酸是一种羧酸，但其中一个氢原子已被NH4所取代。因此，蛋白质只要经过去羧基和去氨基后就可形成烃类。实验中曾从丙氨酸等十一种氨基酸中获得C1-C5多种烷烃异构体。蛋白质是生物体中氮的主要载体，氮约占蛋白质重量的16%。石油中的含氮化合物可能与之有关。蛋白质易受喜氧细菌的破坏，不利保存。现在是22页\一共有169页\编辑于星期日

④

木质素仅存在于高等植物，具有比纤维素更强的抗腐能力，有丰富的芳环结构。主要是成煤的重要母质，可生成天然气；石油中的芳烃和沥青或与之有成因联系。总体看，脂类抗腐能力强，化学成分和结构最接近于石油，且去掉少量氧可转化为石油；碳水化合物和木质素要去掉大量氧，才能转化为石油；蛋白质要去掉大量氧和氮，才能转化为石油。因此，普遍认为脂类是最有利成烃的生化组分。现在是23页\一共有169页\编辑于星期日天然有机质与石油的平均元素组成

元素组成（%）CHSNO碳水化合物446--50木质素6350.10.331.6蛋白质53711722脂类7612--12石油851310.50.5现在是24页\一共有169页\编辑于星期日（3）形成过程生物物质与油气在化学组成上的差别表明，其间必然要经历一个极其深刻的转化过程。转化开始：生物有机质进入沉积有机质。沉积有机质指随无机质点一起沉积并保存下来的那部分生物残留物质，包括生物遗体、生物生命过程中的排泄物和分泌物。生物死亡后其遗体将受到化学分解和细菌分解，大部分以气态或成为水溶成分而逸散掉，有部分被生物所吞食，真正进入沉积物中去的只是很少的一部分。现在是25页\一共有169页\编辑于星期日随着沉积物被埋藏进入沉积环境，有机质所处的物、化条件发生变化，因而沉积物中的有机质转变为沉积岩中的有机质。一部分是生物物质中的稳定部分，如孢子、几丁质、树脂及生物标记化合物，清晰或完全地保存原有的生物化学结构；另一主要部分是新生成的复杂分子，它们在生物体中找不到对应物。现在是26页\一共有169页\编辑于星期日（4）丰度和分布岩石或沉积物中有机质的含量变化很大，从几乎全为有机质堆积的有机矿产到几乎不含有机质的红层。90%以上的沉积有机质呈分散状态存在于沉积岩或沉积物中，其含量一般在10%以内，在暗色泥质岩中多在0.8-2%之间。有机质的丰度最主要的衡量指标为有机碳含量来表示。亨特（1963）根据1000多块岩样的分析：泥质岩有机质平均含量为2.1%，碳酸盐岩为0.29%，砂岩为0.05%。稳定。现在是27页\一共有169页\编辑于星期日碳酸盐岩的有机碳含量随其不溶残渣含量的增加而增加，而不溶残渣常为泥质物所组成。现在是28页\一共有169页\编辑于星期日有机质含量的影响因素：

①生物物质的产量：地表的光合有机质产量很不均衡，大陆以热带最丰盛，海洋以温湿带和较高纬度带为重要，尤以浅海区最为重要。现代的海洋和大陆每年各自可提供几百亿吨有机碳，若折算成活的生物有机质其量更大。②原始有机质的保存条件：主要指沉落和埋藏过程中的氧化条件。除部分被活体生物吞食外，在通氧条件下，大部分有机质将受到较充分的化学和微生物（细菌）降解而遭破坏，最后只有0.01-10%可能进入沉积物中。现在是29页\一共有169页\编辑于星期日

③沉降、沉积速率：考虑无机质的绝对沉积速度，即堆积埋藏越快，有机质摆脱菌解越早，越有利于有机质保存；考虑有机质与无机质二者的相对沉积速度，在一定沉积环境中，有机质产量是一定的，沉积速度一般变化不大，如果无机质点沉积速度太快，势必会“稀释”有机质浓度，影响沉积物中有机质含量。现在是30页\一共有169页\编辑于星期日④沉积物的粒度：特拉斯克（1932）进行了系统研究，结果显示，＜5μm的粘土沉积物其有机质含量是5-50μm粉砂2倍，是50-250μm细砂4倍。另据，高尔斯卡娅（1950）对近代沉积物研究，砂的有机质含量为0.77%，粉砂为1.2%，粘土为1.8%。类似的调查很多，尽管调查的地点不同，数据也有差异，但都较为一致地说明沉积物的粒度与有机质含量呈如下关系：粒度越细所含有机质越多。现在是31页\一共有169页\编辑于星期日2、干酪根沉积岩中的有机质，依据其可溶性可分为两部分：通常将岩石中不溶于碱、非氧化型酸和非极性有机溶剂的有机组分定义为干酪根。可溶于碱、非氧化型酸等溶剂的有机组分称为沥青。这里的沥青包括烃类以及含S、N、O的非烃有机化合物（胶质和沥青质等）。现在是32页\一共有169页\编辑于星期日现在是33页\一共有169页\编辑于星期日（1）物质组成干酪根是沉积有机质的主体，含量可占70-90%，甚至更高。干酪根一词首先是由Brown（1912）提出的，原意是指苏格兰页岩中经蒸馏分解出的油状物质，后来转义为能产生油状物质的有机质，又称油母质。干酪根是地球上有机质分布最广泛的形式，是煤和液态石油的1,000倍和非储集岩岩石中分散天然沥青的50倍。最主要的原始成烃物质，但并非原始成烃物质的全部。现在是34页\一共有169页\编辑于星期日现在是35页\一共有169页\编辑于星期日从对巴黎盆地的典型研究看，随着埋深的加大和温度的增高，有机质中的干酪根含量不断下降，而烃类和胶质、沥青烯（沥青质的基本组成）的含量（氯仿抽提物）则相应上升。另外，MAB抽提物（即甲醇-丙酮-苯混合溶剂抽提物）的含量也是逐渐减少的。现在是36页\一共有169页\编辑于星期日干酪根由可辨认的植物颗粒、前期降解的分散有机质以及次生的沥青质（孢粉切片中观察到的片状非晶质物）组成。其中还见有微量由植物或动物合成的特殊有机物，如链烷、脂肪酸、萜烷、甾烷、卟啉和直链烃，这些是经历了有机质的分解作用和成岩作用后未被破坏的地球化学标志物。干酪根的组成和结构与原始有机物质的类型有关，不同来源的干酪根，其组成和结构差别很大，但基本结构单元却大同小异。现在是37页\一共有169页\编辑于星期日（2）元素组成和分子结构干酪根是由C、H、S、N、O元素组成，一般含C量为65-85%，含H量为4-8%，其含量比例平均为C∶H∶O∶N=87∶7∶10∶2。干酪根的元素组成跨有很大范围，反映其原始物质来源复杂而广泛。干酪根化学结构不确定，以许多带有各种官能团的芳香环、饱和环和杂环为核心，彼此被脂肪链或杂原子键连接形成三维立体大分子。现在是38页\一共有169页\编辑于星期日1-芳香族环；2-杂环；3-饱和烃；4-脂肪族链

A-微弱演化；B-强烈演化现在是39页\一共有169页\编辑于星期日大分子缩合芳核络合物，其结构异常复杂，核可以是单环或缩合环、脂族环等；桥键可以为氧、硫或肽键等。另外，有机化合物中常见的其它官能团，如羟基化合物。红外光谱可以评价羧基或碳基等含氧基团与脂肪链加饱和环的相对重要性。谱带：强吸收峰位置、宽谱带位置等。现在是40页\一共有169页\编辑于星期日现在是41页\一共有169页\编辑于星期日（3）类型和演化①类型关于有机质的类型，早在二十世纪初波东尼就已分出腐泥型和腐植型两大类别。前者的原始生物物质是富含脂类的水生浮游生物，成矿方向是油、藻煤和油页岩；后者的原始生物物质是富含木质素、纤维素的陆生高等植物，成矿方向是腐植煤。干酪根是有机质的主体，类型代表了源岩有机质类型，划分方法主要包括化学和光学方法。化学方法：现在是42页\一共有169页\编辑于星期日蒂索（1974）按H/C和O/C原子比：Ⅰ型：H/C原子比高，O/C原子比低。Ⅲ型：H/C原子比低，O/C原子比高。Ⅱ型：H/C和O/C原子比介于二者之间。现在是43页\一共有169页\编辑于星期日中国科学院贵阳地化所按干酪根化合物组成划分：脂肪族、含芳香脂肪族、含脂肪芳香族和芳香族。将Ⅱ型再细分为两个亚类，将更接近Ⅰ型者划为ⅡA型，更接近Ⅲ型者为ⅡB型；也有将Ⅰ、Ⅲ型范围扩大，再细分为ⅠA、ⅠB型和ⅢA、ⅢB型，同时也就将Ⅱ型局限在较小的范围。现在是44页\一共有169页\编辑于星期日脂肪族含芳香的脂肪族含脂肪的芳香族芳香族脂肪族化合物含量（%）≥9090—5050—10≤10芳香族化合物含量（%）≤1910—5050—90≥90H/C原子比＞1.251.25—11.0—0.85≤0.85O/C原子比≤0.80.8—11.0—1.5≥1.5热失重（600℃）（%）≥8585-5050-30≤30生油潜力优（＞0.8）良（0.8-0.5）差(0.5-0.2)极差（≤0.2现在是45页\一共有169页\编辑于星期日光学方法：透射光（孢粉学）和反射光（煤岩学）。透射光：参照孢粉学方法，样品经过酸解和浮选分离出干酪根，置于显微镜透射光下划分出无定形絮质、藻质、草质、木质和煤质五种组分。各组分的H/C原子比依絮质-草质-木质-煤质顺序降低，其生烃潜力相应减弱。反射光：参照煤岩学方法，样品制成块样，在显微镜反射光下鉴定出腐泥组、壳质组、镜质组和惰性组含量，再利用公式进行判别。腐泥组-壳质组-镜质组-惰性组生烃潜力依次降低。现在是46页\一共有169页\编辑于星期日炭质泥岩混合型（Ⅱ型）羌塘盆地T3炭质泥岩腐泥型（Ⅰ型）

羌塘盆地T3炭质泥岩腐植型（III型）

羌塘盆地T3现在是47页\一共有169页\编辑于星期日Tissot等（1979）利用红外光谱对北大西洋白垩系黑色页岩不同类型干酪根化学组成进行了研究。现在是48页\一共有169页\编辑于星期日干酪根演化阶段：第一阶段：大量消耗氧，镜质体反射率在0.4%~0.6%之间。第二阶段：氧继续减少至稳定，氢大量减少，镜质体放射率缓慢增加，然后较快增加到2%。第三阶段：碳含量达90%以上，镜质体反射率达2%以上。②演化现在是49页\一共有169页\编辑于星期日现在是50页\一共有169页\编辑于星期日350oC时（成岩作用晚期）：失重小于10%，元素组成与埋深1000~1500m接近，C=O吸收谱明显减弱。470~500oC时（深成岩作用）：热失重达70%左右，CH3、CH2峰减弱，C=O峰消失，芳烃峰增强。超500

oC（准变质作用）：干酪根失重缓慢且很少，主要为芳烃吸收谱带。现在是51页\一共有169页\编辑于星期日随着演化程度的加深，三种干酪根的元素组成都向富碳方向敛合，H、O含量均不断降低，所以当演化程度很高时其类型难以明确区分。注意：现在是52页\一共有169页\编辑于星期日三、油气生成的理化条件促使有机质转化成烃的因素主要有细菌、温度、时间和催化剂等。1、细菌生命力强、分布于大多数水系和浅埋沉积物；喜氧细菌和厌氧细菌；不同种类细菌的生存或消亡、抑制或活跃，受温度、湿度、养料以及介质化学环境等因素控制。细菌分布特点：集中分布于最顶层，且随深度而锐减。现在是53页\一共有169页\编辑于星期日细菌分带现象：①喜氧细菌带；②厌氧还原硫酸盐细菌带；③甲烷生成细菌带。现在是54页\一共有169页\编辑于星期日细菌：原始生物物质被氧化和分解。通氧时主要游离产物：H2O、CO2以及硫酸盐、铵和磷酸盐离子；缺氧时主要游离产物：CH4、CO2、H2S、H2O及磷酸盐离子。沉积有机质经细菌作用后，以气态和溶解态移走氮、硫、氧和磷等杂原子的有机质，使碳、氢相对富集。现在是55页\一共有169页\编辑于星期日2、时间和温度温度：重要因素；时间：次要因素。假定干酪根生烃反应速度以平均每增加10℃其反应速度增加1倍计，尚若在120℃的地下历经2500万年所形成的石油量，在110℃的地层条件下就需要5000万年，在100℃的地下就需要1亿年。现在是56页\一共有169页\编辑于星期日生油层年代越久远，受热时间越漫长，门限温度就越低。例如，西加拿大盆地上泥盆统生油门限温度为50℃，巴黎盆地下侏罗统为60℃，西非下第三系为70℃，我国东营盆地下第三系为93℃，美国洛杉矶盆地上第三系为115℃。康南依据世界若干盆地的实际资料绘制出了时间、温度关系式为:现在是57页\一共有169页\编辑于星期日1-巴西亚马逊盆地；2-法国巴黎盆地；3-法国阿奎特因盆地；4-西非阿尤恩地区；5-喀麦隆杜阿拉盆地；6-新西兰塔拉纳基盆地；7-法国卡马格盆地；8-新西兰塔拉纳基盆地；9-美国洛杉矶盆地；10-美国文图拉盆地；11-法国阿奎特因盆地

注意：时-温关系线只适用于连续且匀速沉积的盆地。曾有上升和剥蚀的剖面，某一层位的现地温未必是所经历的最高地温。现在是58页\一共有169页\编辑于星期日沉积有机质进行加热实验来检验温度对烃类转化的作用。对海洋沉积物和河流相页岩中不溶有机质的加热实验，获得了烃类产物，且随温度升高，产物数量增加，低分子成分逐渐增多

。温度（℃）低分子烷烃（ppm）CH4

C2H6

C3H8—C8H18

nC7H16

11260.02650200.440030019037070.01871.70.01现在是59页\一共有169页\编辑于星期日加热产物（占不溶有机质的%）温度（℃）时间（h）挥发性产物液态产物固态残余物1505.06.11.592.42005.114.43.282.42505.318.33.877.93105.228.96.065.13505.028.16.665.34105.040.82.756.5

现在是60页\一共有169页\编辑于星期日深度每增加100m所增加的温度（℃）数值叫做地温梯度。现代地壳的平均地温梯度为3℃/100m，范围：0.5-25℃/100m。含油气盆地：2-5℃/100m。现在是61页\一共有169页\编辑于星期日生油数量开始显著增长时的温度叫做门限温度。与之对应的深度叫做门限深度。温度与深度的关系取决于地温梯度。相同的门限温度在地温梯度大的地区出现的深度较浅；在地温梯度较小的地区则出现的深度较深。生油门限温度：50-120℃。例如，大庆为50℃（1250m）；冀中为67℃（1500m）；胜利为93℃（2200m）。门限温度的高低主要与有机质受热持续时间或地质时代有关，还与有机质类型和催化作用有关。现在是62页\一共有169页\编辑于星期日现在是63页\一共有169页\编辑于星期日3、催化剂催化剂：本身不参加反应又不改变反应条件（温度、压力等）的情况下能增加化学反应速度的一种物质。最主要的催化剂为粘土；蒙脱石型粘土催化活力最强。例如，用高活力催化剂在100℃下裂解正十六烷只需要几个月，若用低活力催化剂则需要1000年，而不用催化剂单纯的热解所需时间已超过了地球的年龄。酵素（酶）中含活性组分，起催化作用。现在是64页\一共有169页\编辑于星期日现在是65页\一共有169页\编辑于星期日

4、其它放射性作用：沉积岩中含有一些铀、钍、钾等，赋存于重矿物或化合物中；富含有机质的黑色页岩常有较强放射性。随着埋藏深度加大，地温升高的同时压力增大，但压力在有机质演化成烃过程中的作用争论较大。影响反应物系中的物质相态。另外，有岩浆活动、热液作用等仅在局部可起加温作用。现在是66页\一共有169页\编辑于星期日四、成烃演化与模式

沉积物在埋藏过程中要发生成岩作用，有机质必然要发生相应的变化。有机质演化的进程不同，所得到的烃类产物不同。按照石油地质观点，有机质的成岩演化与油气生成划分出以下阶段：有机质所伴随的成岩变化划分为成岩阶段、深成阶段和准变质阶段；以生成石油为基准将有机质成烃演化划分为未成熟阶段、成熟阶段和过成熟阶段。现在是67页\一共有169页\编辑于星期日现在是68页\一共有169页\编辑于星期日现在是69页\一共有169页\编辑于星期日1、未成熟阶段沉积有机质进入埋藏状态开始，直至达到门限深度为止，Ro<0.5%。有机质受到细菌作用、水解作用和酶催化作用，使原来的脂肪、蛋白质、碳水化合物、木质素等转化为脂肪酸、氨基酸、酚等生物化学单体物质；同时产出CO2、CH4、NH3、H2S和H2O等。有机质随着埋藏深度加大，沉积物固结成岩，在缺氧环境下经历复杂的分解和缩合作用，完成从生物有机质到干酪根的转化阶段。现在是70页\一共有169页\编辑于星期日实验表明，细菌最活跃的温度是4-75℃，在达生油门限前，微生物生气活动非常活跃。随着有机质埋藏环境变化，微生物生态系统的演替将形成三种截然不同的生物化学环境(好氧带、厌氧硫酸盐还原带和厌氧碳酸盐还原带)。现在是71页\一共有169页\编辑于星期日有机质成烃演化的产物除继承性烃类外，主要是含氧的重杂原子化合物和甲烷（重烃）以及CO2、N2、H2等气体。主要烃类是生物甲烷，其次还有一定量的重质石油。深度（m）可抽提有机质的含量（%）抽提物的色层分析（%）饱和烃芳香烃含SNO的化合物氧化铅上的残余物0.9-1.20.036.01.514.078.55.4-6.60.03217.92.512.167.515.6-5.90.03218.28.314.358.230.6-30.90.03125.25.710.658.5现在是72页\一共有169页\编辑于星期日1-CO2+H2O;2-油;3-湿气;4-甲烷;5-胶质+沥青质;6-不溶于有机溶剂的有机质;7-可溶于碱的有机质;8-可溶于酸的有机质。现在是73页\一共有169页\编辑于星期日成岩阶段的氯仿抽提物和总烃的含量较低，且随深度变化不大；尤其是成岩早期所生成的烃不同于岩石中成熟的石油烃：①早期生成的烃多是从生物体中继承下来的高分子烃，缺乏低分子烃；而低分子烃在成熟石油中常占50%左右。②早期生成的正烷烃中C25以上占很大比例，且奇数碳原子具有明显优势；而成熟石油中这种优势接近消失，姥鲛烷/nC17和植烷/nC18比值大于1.0。现在是74页\一共有169页\编辑于星期日③环烷烃中，四环、五环和六环的含量较多，单环、二环和三环者较少。④早期生成的烃缺乏低分子芳香烃；而石油中有相当数量的苯、甲苯、二甲苯等。现在是75页\一共有169页\编辑于星期日2、成熟阶段干酪根生成油气的主要阶段，从有机质演化的门限值开始至生成石油和湿气结束为止，Ro为0.5%~2.0%。有机质进入热催化阶段，温度作用显著，通常伴有粘土催化作用。先期为地质聚合物的干酪根进入深成作用阶段后，接着继续向较低分子的地质单体物质转化。低熟阶段：在温度作用下，干酪根演化主要是各种键断裂，如C-O、C-S等，生成CO2、CH4、N2等挥发性物质及分子量小的可溶有机质。现在是76页\一共有169页\编辑于星期日中熟阶段：主要生油阶段，大约80-95%的烃在此阶段生成。主要特征：正烷烃的碳原子数和分子量递减，生物烃所带来的奇碳优势被新生烃所冲淡直至消失；环烷烃和芳香烃的碳原子数和环数减少，分布曲线由双峰型变为单峰型；轻质低分子烃增加的速度比重质烃大，正烷烃分布曲线的主峰碳向低碳数方向前移；姥鲛烷/nC17和植烷/nC18的比值逐渐变为小于1.0。现在是77页\一共有169页\编辑于星期日现在是78页\一共有169页\编辑于星期日A-饱和烃成分的演化;B-正烷烃分布的演化;C-异戊间二烯烃与正C18烷、正C17烷演化的比较。Jo,Va,An,Ce,Es,Do,Bo为采样地层代号现在是79页\一共有169页\编辑于星期日高熟阶段：随温度进一步升高，热催化优势逐渐转变为热裂解优势，主要形成凝析油和湿气。液态烃急剧减少，而低分子烷烃显著增加。1+2--烃类;3--胶质;4--沥青质;5--MAB抽提物;6--干酪根现在是80页\一共有169页\编辑于星期日3、过成熟阶段Ro>2.0%，称准变质或预变质作用阶段，是深成作用向变质作用的过渡。随埋藏深度加深，在较高温度下，有机质热裂解反应迅速进行。由于氢消耗，干酪根H/C原子比很低，生油潜力逐渐枯竭。据估计，干酪根H/C原子比降低至0.45，无液态烃生成；甲烷生成的最低限为0.3。已经生成的液态烃和重烃气也裂解成甲烷。有机质释放出甲烷后本身进一步聚缩，最终将成为石墨。现在是81页\一共有169页\编辑于星期日成岩演化阶段成岩阶段深成阶段准变质阶段烃类产物生物甲烷重质油，干气中质油，湿气轻质油，湿气高温甲烷煤阶泥炭，褐煤高挥发分的烟煤中挥发分的烟煤低挥发分的烟煤半无烟煤，无烟煤固定碳（%）——5555——7575——8585—镜煤反射率RO（%）——0.50.5——1.31.3——2.02.0—H/C原子比＞0.840．84——0.690.69——0.62＜0.62地温（℃）——5050——150150——200200—深度（m）——1,0001,000——4,0004,000—6,0006,000孢粉颜色浅黄，橙黄橙——褐深褐黑主要反应生物化学热催化热裂解热裂解有机质成熟度未成熟成熟高成熟过成熟现在是82页\一共有169页\编辑于星期日各个阶段是连续过渡的，相应的反应和产物是交错叠置的。现在是83页\一共有169页\编辑于星期日据亨特估计，C1-3气烃的17%，C4-14液烃的9%和非烃的40%生成于成岩阶段；气烃的82%，液烃的91%，非烃的60%，生成于深成阶段；气烃的1%和痕量的液烃与非烃生成于准变质阶段。现在是84页\一共有169页\编辑于星期日五、油气成因理论进展1、未熟-低熟油形成理论未熟油是一个与干酪根晚期成油理论中成熟油相对立的概念，具有低的源岩演化程度和不同于成熟油的有机地球化学特征。未熟-低熟油气生烃阶段：Ro大致在0.2%-0.7%。例如，1963年Martin对北美采自8个油田的40个样品进行了正烷烃分布分析，提出犹他盆地的油为未熟油。现在是85页\一共有169页\编辑于星期日在墨西哥湾、西太平洋和西地中海的中生界及更新统沉积物岩芯中发现了未成熟的运移石油、沥青和烃类气体等。20世纪70年代又在许多国家和地区又不断发现低熟烃类资源。产层分布：从古生界至现代沉积中均有分布，但以新生界为主；分布深度在几米至5000m，大部分在2000m内。源岩时代：与储层层位比较一致，大多显示出自生自储性。源岩沉积相：海相、陆相和过渡相；源岩岩性：泥岩、碳酸盐岩和煤等。现在是86页\一共有169页\编辑于星期日现在是87页\一共有169页\编辑于星期日烃类相态产状：天然气、凝析油、轻质油、正常原油、重油、油砂及固体沥青等。早期生烃机制：树脂体早期生烃；木栓质体早期生烃；细菌改造陆源有机质早期生烃；高等植物蜡质早期生烃；藻类类脂物早期生烃；富硫大分子有机质早期降解生烃。现在是88页\一共有169页\编辑于星期日未熟油承认有机质完整的三阶段演化模式基础上，认为是未成熟有机质形成的液态烃；早期成烃理论认为所有的液态烃都是成岩作用阶段形成的。未成熟油在储层中仍显示低演化阶段特征；早期成烃理论认为成熟油是在储层演化成熟的结果。

未熟-低熟理论与早期成烃理论不同：未熟油资源的确立为早期成油理论提供了依据；反过来，早期成油理论为深入研究未熟油的形成演化、运移聚集奠定了理论基础。现在是89页\一共有169页\编辑于星期日2、煤成烃理论由煤和煤系地层中集中和分散的有机质，在煤化作用的同时所生成的液态烃称煤成油。（1）煤的有机组成及成烃潜力富含富氢显微组分无定形体、藻类体及壳质体的煤有生成液态烃的能力；富含贫氢显微组分镜质组和惰质组的煤以生气为主。（2）煤成烃的地球化学特征一般具有饱和烃含量高、非烃和沥青质含量低的特点。现在是90页\一共有169页\编辑于星期日（3）煤的生烃模式沥青化作用是煤的显微组分的主要演化途径。结果：产生油气；固体残余产物芳构化和缩聚。现在是91页\一共有169页\编辑于星期日第三节天然气成因类型与判别一、天然气的成因类型及特点二、天然气成因类型判别重点：天然气成因类型。现在是92页\一共有169页\编辑于星期日天然气来源：由沉积物中分散有机质经微生物降解、热解作用所形成；由石油、油页岩和低阶煤（泥炭及褐煤）等可燃有机矿产的进一步热解所形成；深部无机成因气或源于大气的渗入。天然气：以烃气为主的各种来源气体混合物。现在是93页\一共有169页\编辑于星期日来源各种主要来源的可能次序（重要性依数字增大而减小）CH4CO2N2H2SHeH2沉积有机质的热解11111沉积有机质的微生物降解24煤层的成熟作用432储层石油和沥青的热转化32火成岩、变质岩气体扩散31碳酸盐的热分解2沉积物捕获的空气4Hunt(1979)对构成天然气组成的各种来源按主次进行了排序。现在是94页\一共有169页\编辑于星期日根据成气的主要作用因素，有机成因气分为生物成因气（包括成岩气）和热解气。一、天然气的成因类型及特点根据形成机理：有机成因气和无机成因气。根据成气有机质类型不同：油型气和煤型气。油型气：由成油有机质（Ⅰ、Ⅱ型干酪根）形成与石油相伴生成的天然气；煤型气：Ⅲ型干酪根和成煤有机质在成煤变质过程中形成的天然气称为。现在是95页\一共有169页\编辑于星期日分类依据形成机理主要作用因素有机质类型天然气有机成因气生物成因气（生物化学作用）热解气（温度--热力作用）油型气（Ⅰ、Ⅱ型干酪根）煤型气（煤、Ⅲ型干酪根）无机成因气按成因类型划分，即生物成因气、油型气、煤型气和无机成因气。现在是96页\一共有169页\编辑于星期日1、生物成因气指有机质在还原环境下由微生物降解、发酵和合成作用形成的以甲烷为主的天然气。微生物的代谢作用包括呼吸作用和发酵作用。呼吸作用：喜氧和厌氧。在喜氧呼吸中，游离氧很快被消耗尽而进入还原环境，代之以厌氧的硫酸盐还原菌的还原作用。当硫酸盐的还原作用基本完成后进入碳酸盐还原带。现在是97页\一共有169页\编辑于星期日发酵作用是使不溶有机质变成挥发性可溶有机酸、二氧化碳和氢。现在是98页\一共有169页\编辑于星期日有利于生物气形成的因素：①有丰富的有机质；②严格的缺氧、缺硫酸盐环境；③pH值以接近中性为宜；④温度在35-42℃为最佳。现在是99页\一共有169页\编辑于星期日

气田地区及名称CH4重烃CO2N2C1/C2+C2+/CH4δ13C1(‰PDB)西

西

伯

利

亚乌连戈伊98.51.00.211.10985.00.001-59.0--59.2塔佐夫99.010.1870.300.50529.50.0019-61.7--59扎波利扬98.50.2620.500.70375.950.0027-63.0--60.3古勃金98.50.1350.11.2729.60.0014-61.7--61.1麦德维热98.20.4130.220.73237.80.0042-58.3柴

达

木聂中(2)99.50.035-0.452842.90.00045-66.4涩中(6)98.280.09-1.621092.00.0009长江三角洲89.450.721.6CO2+H2S7.86124.240.0080-78.7--68.3

不同地区生物气气体成分生物成因气的δ13C1值一般为-60‰（亦有以-55‰或-58‰为上限者）到-85‰之间，最低为-90‰。若有深部热成因气的加入，δ13C1值可升高达-45‰~-50‰左右。现在是100页\一共有169页\编辑于星期日2、油型气指成油有机质在热力作用下以及石油热裂解形成的各种天然气。根据成气的热力条件及与石油伴生关系：石油伴生气、凝析油伴生湿气和热裂解干气。据杨天宇和王涵云（1986）研究，成油有机质（干酪根）热解成烃的热力条件可表述为：现在是101页\一共有169页\编辑于星期日有机质在热力作用下天然热降解成烃过程中，通常用Ro值的大小来代表其成熟程度。现在是102页\一共有169页\编辑于星期日干酪根结构：释放或生成低碳数的液态烃和气态烃；内部的芳环不断缩合（或聚合）成较大的分子，H/C比值不断下降。现在是103页\一共有169页\编辑于星期日石油伴生气和热裂解成因干气是在较高温度下应形成的，重烃含量高，大于5%，最高达50%，过成熟干气以甲烷为主，很少重烃。由石油伴生气→凝析油伴生气→过成熟干气方向13C逐渐富集，δ13C1值增大。现在是104页\一共有169页\编辑于星期日3、煤型气由腐植煤及腐植型有机质在变质作用阶段形成的天然气，又称煤系气、煤成气等。煤型气不包括煤系有机质形成的生物成因气和成岩气。煤系：含有煤层和煤线的沉积岩系。有机碳≤15%的泥岩称暗色泥岩；15%<有机碳≤30%的泥岩称碳质泥岩；有机碳>30%称煤。现在是105页\一共有169页\编辑于星期日煤：陆生高等植物为主，低等植物次之。有机组成主要是碳水化合物（包括纤维素、半纤维素等）、木质素为主。镜下观察显微组分主要为镜质组、惰质组和壳质组。现在是106页\一共有169页\编辑于星期日泥炭化阶段：氧化和分解，弱氧化或还原环境，生物化学变化合成腐植酸、沥青等物质。泥炭化阶阶段和煤化作用阶段。成煤演化的全过程可分为两个阶段：煤化作用阶段：泥炭向褐煤、烟煤、无烟煤以至半石墨方向演化的全过程。从植物→泥炭→褐煤→烟煤→无烟煤：碳元素逐渐富集，氧、氢元素不断减少，挥发分不断降低的过程。现在是107页\一共有169页\编辑于星期日现在是108页\一共有169页\编辑于星期日变质阶段变质程度工业牌号Ro，max%褐煤褐煤<0.50烟煤低煤化烟煤长焰煤0.50-0.65气煤0.65-0.9中煤化烟煤肥煤0.9-1.2焦煤1.2-1.7高煤化烟煤瘦煤1.7-2.0贫煤2.0-2.5无烟煤无烟煤>2.5现在是109页\一共有169页\编辑于星期日类别代号数码Vdaf%粘结指数％无烟煤WY01<3.5贫煤PM1110~20<5贫瘦煤PS1210~205~20瘦煤SM1310~2020~65焦煤JM1510~28>651/3焦煤1/3JM3528~37>65肥煤FM1610~28>85气肥煤QF46>37>85气煤QM3428~3750~6543>3735~501/2中粘煤1/2ZN2320~2830~50弱粘煤RN2220~285~30不粘煤BN2120~28<5长焰煤CY41>37<5褐煤HM51>37现在是110页\一共有169页\编辑于星期日现在是111页\一共有169页\编辑于星期日特点：较高的非烃气体，含N2，在7-16%，含CO2，5%左右；普遍含汞量较高,贫H2S；较油型气富集13C，约重13-14‰。据戴金星等（1985），我国煤型气甲烷、乙烷和丙烷的δ13C值分布。现在是112页\一共有169页\编辑于星期日煤型气产率计算：煤气发生率和视煤气发生率。煤气发生率：指成煤先体（植物残体或泥炭）在成煤过程中每形成单位重量（吨）的某煤阶煤时所累计生成的天然气（不包括非烃气）的总体积。视煤气发生率：指褐煤后到形成某一煤阶的单位重量（吨）煤时所生成的天然气的总体积。煤气发生率（Rg）与视煤气发生率（Ra）之差，即为泥炭-褐煤的煤气发生率。该阶段主要是生物成因气而非典型的煤成气。现在是113页\一共有169页\编辑于星期日煤阶褐煤长焰煤气煤肥煤焦煤瘦煤贫煤无烟煤总煤气发生率（Ra）68168212230270287330422视煤气发生率（Ra）0100144162202219262354阶煤气发生率（Ra）681004418401743现在是114页\一共有169页\编辑于星期日4、无机成因气

Wclham（1979）在东太平洋海隆热液喷出口观测到射出的甲烷气，证实了地球内部大量深源无机成因甲烷气的客观存在。加勒比海深大断裂附近，测得大规模的甲烷气及少量乙烷和丙烷。深源无机成因说可提供符合实际情况的解释--由深部形成的甲烷在向地表运移过程中被捕集于泥质沉积物中，在适当温压条件下转变为气水合物。现在是115页\一共有169页\编辑于星期日氧的化学有效性用“逸度”表示。高逸度值有利于形成H2O、CO2和SO2；低逸度值有利于还原型化合物如H2S、H2和CH4等的形成和保存。形成机理：据对地壳内部岩浆作用的热力学模型研究认为，地壳内部甲烷的稳定性取决于温度、压力和氧的化学有效性。现在是116页\一共有169页\编辑于星期日地幔排气类型：较高温度、氧逸度、较小压力的热排气过程，以H2O和CO2为主；较低温度、氧逸度、较大压力的冷排气过程，以CH4和H2为主。化学性质：化学组成一般甲烷占优，少量到微量烯烃（乙烯或丙烯），且氢、氮、二氧化碳及氦气等较高。烃气中δ13C1变化大，-2~-41‰，以-15~-35‰最为普遍。一般以δ13C1＞-20‰作为无机成因气的较可靠证据。现在是117页\一共有169页\编辑于星期日（1）氮气沉积物、石油和煤中含氮化合物，在较高温度的作用下易形成NH3和N2。从泥炭到半无烟煤过程中生成的N2大致是CH4的1/10。注意：由于N2的分子直径比CH4小，较容易通过孔隙直径较小、渗透性差的岩层。岩浆源在上升过程中脱气作用可以释出N2。沉积作用阶段捕获的大气氮。现在是118页\一共有169页\编辑于星期日（2）二氧化碳由泥炭到褐煤演化阶段，产气以CO2为主；从褐煤到无烟煤，1千克煤能生成75升（最高达120-140升）CO2。CO2是岩浆脱气作用的主要产物之一。在火山气中CO2含量2.1%-40.9%，相对含量仅次于H2O。碳酸盐岩在岩浆热力作用下分解产生大量CO2气体。现在是119页\一共有169页\编辑于星期日（3）硫化氢H2S含量特别高的产气层都是碳酸盐岩层，往往与石膏或（和）岩盐成互层共生。在高温作用下含硫有机质和石油中的含硫有机杂环化合物热解形成的H2S是最主要的。随着有机质成熟度（埋深）的增加，所生成的气体组成在垂向上有着明显的分带性。现在是120页\一共有169页\编辑于星期日二、天然气成因类型判别1、δ13C1~δ13Cco2分类图版I区：无机成因气区。δ13C1值-41‰~-7‰，δ13Cco2为-7‰~27‰。II区：生物化学气区。δ13C1值-92‰~-54‰，δ13Cco2为-36‰~1‰。III区：有机质热裂解气区。δ13C1值-40‰~-19‰，δ13Cco2为-30‰~-16‰。现在是121页\一共有169页\编辑于星期日2、δ13C1~Ro分类图版戴金星院士（1985）：现在是122页\一共有169页\编辑于星期日3、综合分类图版根据甲烷碳同位素、乙烷碳同位素、甲烷氢同位素及重烃气含量指标划分有机成因气类型：生物化学气、石油伴生气、凝析油伴生气、腐泥型热裂解气、腐殖型热裂解气和混合气。现在是123页\一共有169页\编辑于星期日现在是124页\一共有169页\编辑于星期日第四节烃源岩及其评价一、烃源岩的概念二、烃源岩的评价重点：烃源岩评价。现在是125页\一共有169页\编辑于星期日包括油源岩、气源岩和油气源岩，又称生油岩。亨特（1979）将烃源岩限定为“在天然条件下曾经产生并排出了足以形成工业性油、气聚集之烃类的细粒沉积”。蒂索（1978）定义:“可能产生或已经产生石油的岩石”。从油气成因的现代概念理解，限定为成熟烃源岩；从广义成烃看，既指成熟烃源岩，也包括未成熟烃源岩。一、烃源岩的概念现在是126页\一共有169页\编辑于星期日在一定的地史阶段相同的地质背景下形成的一套生油岩与非生油岩的岩性组合，叫做生油岩系。生油岩：低能带粘土和碳酸盐淤泥沉积，但并非所有低能环境的细粒沉积都是生油岩。要怎样对其进行定性或定量评价。

现在是127页\一共有169页\编辑于星期日二、烃源岩的评价1、有机质数量包括有机质丰度和烃源岩体积。有机质丰度一般是通过测定有机碳、氯仿沥青“A”和总烃等定量估算。注意：现在测定的各种丰度参数都是残余有机质丰度。有机质生、排烃是个低效率过程，残余有机碳含量近似代表烃源岩中有机质数量。现在是128页\一共有169页\编辑于星期日沉积岩中碳赋存形式：以碳酸盐碳（或氧化碳）和非碳酸盐碳（或还原碳，有机碳）。氧化碳占82%，有机碳占18%。有机碳与生物活动有关，C、H、O、N、S中以碳含量最高，最稳定。据格胥曼（1962）的分析资料，346块灰岩有机碳平均含量0.24%；1066块页岩的有机碳平均含量1.14%。影响有机碳含量的因素：沉积的原始物质、沉积环境等。现在是129页\一共有169页\编辑于星期日现在是130页\一共有169页\编辑于星期日有机碳含量下限值：一般陆相泥岩定为0.5%；地球化学家认为下限值0.4%；原地矿部石油地质中心实验室（1980）下限定为0.5%。碳酸盐岩下限值为0.3%，甚至0.1%。氯仿沥青“A”或C15+抽提物，用单位重量岩石百分数或ppm表示。氯仿沥青“A”：饱和烃、芳烃、非烃和沥青质；C15+抽提物：饱和烃与芳烃和。氯仿沥青“A”下限值为250-300ppm；C15+抽提物下限值为

50-100ppm。

现在是131页\一共有169页\编辑于星期日标志类型有机碳（%）氯仿沥青“A”（ppm）C15+总烃含量（ppm）烃类转化率（烃/有机碳）海相碳酸盐岩0.3100501—5陆相泥页岩1—0.5200—50060—100＜1（据地矿部石油地质中心实验室）烃/有机碳（烃在每克有机碳中的毫克数）来表示有机质烃转化率。现在是132页\一共有169页\编辑于星期日项目生油岩类别有机碳（%）氯仿“A”（%）总烃（ppm）非生油岩＜0.4＜0.015＜100生油岩差0.4—0.60.015—0.05100—200较好0.6—1.00.05—0.1200—500好1.0—2.00.1—0.2500—1000最好＞2.0＞0.2＞1000中国陆相源岩有机质丰度评价标准现在是133页\一共有169页\编辑于星期日生烃潜量：岩石高温热解总烃产率（S1+S2）表示，单位为毫克烃/克岩石或千克烃/吨岩石。S1：岩样热解所得到的游离烃；S2：岩样热解所得到的裂解烃。S1代表岩样中已生成的烃，S2代表岩样若埋深增加干酪根进一步裂解所生成的烃，更本质地反映了岩石中干酪根热解的生烃潜力。现在是134页\一共有169页\编辑于星期日2、有机质类型有机质类型不同，性质不同：生烃潜力、产烃类型及门限深度（温度）。类型划分依据腐泥成分腐植成分按煤岩学（反射光）壳质组镜质组惰性组按孢粉学（透射光）絮质藻质草质木质煤质按H/C和O/C原子比Ⅰ、ⅡAⅡBⅢⅣ按化合物脂肪族含芳香脂肪族含脂肪芳香族芳香族物质来源海洋、湖泊陆地陆地陆地、再沉积成矿意义石油、油页岩、腐泥煤油、气气、腐植煤无油、痕量气现在是135页\一共有169页\编辑于星期日干酪根镜下观察有机质类型：注：腐泥组生油潜力最大，加权数取+100；壳质组次之，取+50；镜质组取-75；生油潜力最小的惰性组取-100。式中a、b、c、d分别代表腐泥组、壳质组、镜质组和惰性组。Ⅰ型：TI≥80；ⅡA型：TI=80-40；ⅡB型：TI=0-40；Ⅲ型：TI＜0。方法：现在是136页\一共有169页\编辑于星期日氢指数（IH）和氧指数（IO）：S2/有机碳，S3（二氧化碳）/有机碳。元素比值：H/C、O/C比值。此外，分析吸附烃的组成（C2-C7），地球化学化石的甾烷和萜烷性质和数量均可反映有机质类型。现在是137页\一共有169页\编辑于星期日现在是138页\一共有169页\编辑于星期日干酪根演化：先释放氧，后释放氢两个阶段。早期以形成CO2和H2O释放氧；晚期以形成烃、H2O和H2S释放氢。Ⅲ型干酪根释放氧的阶段开始得早，持续时间长；ⅡB、Ⅰ型干酪根开始得晚，持续时间短；ⅡA、Ⅰ型干酪根释放氢的阶段开始得早，持续得长。三种干酪根产烃的性质和潜力以及成油的门限值也不同。现在是139页\一共有169页\编辑于星期日3、有机质成熟度方法：源岩或干酪根的光学鉴定，包括透射光、反射光和萤光；干酪根的物理-化学方法；可溶有机质的化学方法。现在是140页\一共有169页\编辑于星期日（1）镜质体反射率（Ro）光线垂直入射时，反射光强度与入射光强度的百分比。（Rmax、Rmin、Re）（Ra、Ro）在煤岩组成中，镜质组最丰富，包括有结构镜煤体和无结构腐植体，这两种物质的反射率大致相同。但与壳质组（低）和惰性组（高）的成熟度有所差异。镜质组反射率之所以随着成熟度增加而升高，其原因主要在于其分支结构的变化。现在是141页\一共有169页\编辑于星期日Ro＜0.5-0.7%为成岩作用阶段，生油岩为低成熟；0.7%＜Ro＜1.3%为深成作用阶段早中期，成油主带即“油窗”；1.3%＜Ro＜2%为深成作用阶段晚期，湿气和凝析气带；Ro＞2%为准变质作用阶段，干气带。注意：因干酪根类型不同而有所差别，但差别不大。现在是142页\一共有169页\编辑于星期日演化阶段Ro（%）H/C原子比沥青镜质体

未熟期＜0.65＜0.5＞0.8成熟期0.65—1.500.5—1.30.8—0.6高熟期1.50—2.201.3—2.00.6—0.4过熟期＞2.20＞2.0＜0.4现在是143页\一共有169页\编辑于星期日（2）孢粉颜色在显微镜透射光下，孢子、花粉及其它微化石结构，随成熟作用的增强而显示不同颜色。黄色桔黄色或褐黄色褐色黑色。此外，干酪根萤光性等能定性研究演化程度。大致的温度℃（oF）成熟指数干酪根颜色成熟度期望产物30(86)50(122)100(212)150(301)175(347)＞200(＞392)1.未转化2+.轻度转化2.中度转化3.强度转化4.剧烈转化5.已变质浅黄黄橙褐褐黑黑未成熟

成熟

变质干气干气，重油油，湿气凝析物，湿气干气干气乃至无气现在是144页\一共有169页\编辑于星期日现在是145页\一共有169页\编辑于星期日（3）地球化学参数随着生油岩成熟度增高，S1逐渐增多，S2逐渐减少，用热解峰温（Tmax℃）、产率指数（Ip=S1/S1+S2）、氢指数（IH）和氧指数（IO）等研究生油岩成熟度。热解峰温（Tmax）：生油岩中干酪根热降解生成油气时，热稳定性最差的部分先降解，余下部分的热解需要更高温度。Tmax随成熟度增加而不断升高。现在是146页\一共有169页\编辑于星期日现在是147页\一共有169页\编辑于星期日成熟度未成熟生油凝析油湿气干气镜质体反射率＜0.50.5—1.31.0—1.51.3—2＞2热变指数＜22—＜3＞2—＜3＜3—＞3＞3—4Tmax

Ⅰ型＜437437-460450-465460-490＞490Ⅱ型＜435435-455447-460455-490＞490Ⅲ型＜432432-