石油地质学 第五部分 油气成因、烃源岩演化与评价及油气源对比
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
➢ 油气成因概论 ➢ 有机生烃理论 ➢ 烃源岩评价与油源对比
沉积有机质的形成
沉积有机质的形成 天然有机质
沉积有机质
1、概念
沉积有机质的形成
沉积有机质的来源
沉
浮游植物
积
有
机 质
浮游动物
来
源
的
细菌
生
物
种
类
高等植物
沉
盆地内水生生物来源
积
有
机 质
盆地外陆源高等植物来源
主
要
来
混合来源
源
形成沉积有机质影响因素？
干酪根的地球化学
注意事项：
1、整个分离操作过程务必在强通风条件下进行，以保证 人身安全。 2、加酸操作时，一次加酸量切勿过猛，以防样品溅出， 造成结果的偏差。 3、每次加酸处理后，要反复水洗至中性。 4、重液浮选提取干酪根时操作要小心。
干酪根的地球化学
干酪根的地球化学
干酪根的地球化学
有机质演化阶段的划分
Tissot 等 （ 1984 ） 总 结 了 从 成岩作用至有机质的变质作 用过程中有机质生烃演化作 用的总体特征（右图）。不 难看出，图中有机质在不同 演化阶段所生成的烃类产物 的特征是明显不同的。
1、成岩作用（未成熟）阶段 2、深成作用（成熟）阶段 3、准变质作用（过成熟）阶段
沉积有机质的缩聚作用
有机质的成岩作用阶段
当现代沉积物处于较浅水的环境下，大部分游离的、 可水解的组分消失了，其余的残留物则很快重新合成为一 种新聚合的不溶结构。这就是沉积有机质在成岩作用期间
的缩聚作用。
简言之，是两个或更多的有机分子，释放H2O、NH3等 简单分子而生成较大分子的反应过程。
在沉积有机质的成岩作用阶段中可能发生的化学反应 是很多的，包括有：氢的重新分配，碳－碳键的断裂，脱 羧基、氨基、羟基和脱硫作用，还原反应，消除反应，二 聚化反应，环化和芳构化反应， 变形反应等。但仍以缩聚 作用为主。在它的作用下将导致沉积物中缩聚产物的出现 和不溶结构的形成。
微生物的降解作用
微生物的酶解作用（降解作用Degradation）就是利用酶把 高分子量的蛋白质、碳水化合物和脂类化合物分解成它们 可以吸收的简单分子。
这些简单分子，一部分被重新合成为细菌的细胞质； 一部分则转变为气体。这时主要的反应是水解，即糖类分 解菌把纤维素水解成糖，蛋白质分解菌把蛋白质水解成氨 基酸，脂类分解菌把脂肪水解成脂肪酸 。
但是随着沉积物埋藏深度的增加，大部分表面亲水官 能团消失，可溶于NaOH的腐殖组分逐渐减少，不溶组分增 加，即富啡酸和腐殖酸减少，腐黑物或干酪根增加。
因此，现代沉积物中的腐殖质组分被认为是干酪根的 前身物；而缩聚作用是干酪根形成与演化的主要机制（蒂 索和威尔特，1984）。
有机质的成岩作用阶段
干酪根的地球化学
有机质演化阶段的划分
1、成岩作用阶段
二、有机质的成岩作用阶段
（一）生物化学作用
微生物的活动
沉积有机质所遭受的生物化学作用主要由微生物引起。
微生物引起化学变化的催化能力是非常大的。细菌个体很小， 能够进入沉积物的孔隙空间内部，从而迅速的改造有机质。
有机质的成岩作用阶段
细菌能改造和分解有机质，但他们的数量和活动能力 随沉积物埋藏深度增加而急剧减少
在有机化合物各组份中，最易被分解的是蛋白质，其 次是碳水化合物，脂类物质和木质素通常是不易分解的。
有机质的成岩作用阶段
在有喜氧菌存在的条件下，沉积物中的有机质被分解、 改造，彻底消灭破坏；在厌氧菌活动的环境中，沉积有机质 中抵抗力弱的组分被不同程度地分解、改造，形成各种气态 和液态的产物排出，并造成沉积有机质中碳、氢两种元素的 相对富集。
第五部分 油气成因、烃 源岩演化与评价及油气
源对比
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 第六部分 第七部分
概论 盆地流体 储层和盖层 圈闭和油气藏 油气成因 油气运移 油气成藏与破坏
唐玄 李开开 唐玄 李开开 唐玄
目录
➢ 油气成因概论 ➢ 有机生烃理论 ➢ 烃源岩评价与油源对比
目录
微生物对沉积有机质的分解、改造，是沉积有机质向油、 气演化漫长过程中的初步加工。因此，沉积有机质在成岩作 用阶段的生物化学过程，就其演化方向和产物看，可视为油、 气生成长链中最初始的一环。
有机质的成岩作用阶段
（二）化学作用
随着沉积物埋藏深度的增加、环境的改变，微生物对沉积 有机质的降解改造变得越来越不重要，或者说越来越削弱。取 代它的是包括聚合作用和缩合作用为主要内容的各种化学变化。 在成岩作用阶段所发生的各类化学反应，其最高温度为50～ 60℃。
有机质的成岩作用阶段
生物体+高等植物残体
生
被微生物分解
物
化
学
小分子有机化合物
部分被微生物吸收
部分剩余
通过化学作用
缩
酚-酚缩聚
聚 酚-含氮化合物（氨基酸）缩聚
方
醣-氨缩聚
式
酚-脂肪酸缩聚
发生缩聚 形成腐植（泥）质
有机质的成岩作用阶段
在沉积物最上层的几米范围内，沉积有机质发生的是 分散作用和缩聚作用，并形成了代表着90%以上的总有机 质大分子，大部分由可溶于NaOH的腐殖组分组成。
一、干酪根的定义 二、干酪根的性质（物理和化学） 三、干酪根的显微组分特征 四、干酪根的类型划分 五、干酪根的结构
干酪根的地球化学
干酪根定义
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。
干酪根的地球化学
干酪根的地球化学
黄铁矿的处理： 之前方法：对于浮选出干 酪根（分层不明显），向 样品中加入6mol/L的盐酸 及无砷锌粒，用重液浮选 去除杂质，用蒸馏水洗至 无氯离子。 新开放方法：氯化铬固体 颗粒与6mol/L的盐酸以1： 1比例混合，加入无砷锌 粒，充分反应 至溶液变蓝，将一定量的 干酪根样品加入该溶液中 加热充分反应，以除去黄 铁矿。
交 换 库3
储 存 沉积岩中有机质
、煤和干酪根等
库
CO2
1
光合作用 植物和细菌
动物
2
死亡的动 植物细菌
土壤和沉积物 中的有机物
45 6
石油Βιβλιοθήκη Baidu天然气
变质沉积岩 中的有机质
生物圈
有 机 圈 中 有 机 碳 循 环
沉积有机质的形成
有机质演化阶段的划分
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，而且比无机质点要 敏感得多。石油和天然气正是有机质成岩演化 过程中形成的自然产物。有机质演化进程不同， 所得到的烃类产物也不同。
沉积有机质的形成
沉积有机质的形成 天然有机质
沉积有机质
1、概念
沉积有机质的形成
沉积有机质的来源
沉
浮游植物
积
有
机 质
浮游动物
来
源
的
细菌
生
物
种
类
高等植物
沉
盆地内水生生物来源
积
有
机 质
盆地外陆源高等植物来源
主
要
来
混合来源
源
形成沉积有机质影响因素？
干酪根的地球化学
注意事项：
1、整个分离操作过程务必在强通风条件下进行，以保证 人身安全。 2、加酸操作时，一次加酸量切勿过猛，以防样品溅出， 造成结果的偏差。 3、每次加酸处理后，要反复水洗至中性。 4、重液浮选提取干酪根时操作要小心。
干酪根的地球化学
干酪根的地球化学
干酪根的地球化学
有机质演化阶段的划分
Tissot 等 （ 1984 ） 总 结 了 从 成岩作用至有机质的变质作 用过程中有机质生烃演化作 用的总体特征（右图）。不 难看出，图中有机质在不同 演化阶段所生成的烃类产物 的特征是明显不同的。
1、成岩作用（未成熟）阶段 2、深成作用（成熟）阶段 3、准变质作用（过成熟）阶段
沉积有机质的缩聚作用
有机质的成岩作用阶段
当现代沉积物处于较浅水的环境下，大部分游离的、 可水解的组分消失了，其余的残留物则很快重新合成为一 种新聚合的不溶结构。这就是沉积有机质在成岩作用期间
的缩聚作用。
简言之，是两个或更多的有机分子，释放H2O、NH3等 简单分子而生成较大分子的反应过程。
在沉积有机质的成岩作用阶段中可能发生的化学反应 是很多的，包括有：氢的重新分配，碳－碳键的断裂，脱 羧基、氨基、羟基和脱硫作用，还原反应，消除反应，二 聚化反应，环化和芳构化反应， 变形反应等。但仍以缩聚 作用为主。在它的作用下将导致沉积物中缩聚产物的出现 和不溶结构的形成。
微生物的降解作用
微生物的酶解作用（降解作用Degradation）就是利用酶把 高分子量的蛋白质、碳水化合物和脂类化合物分解成它们 可以吸收的简单分子。
这些简单分子，一部分被重新合成为细菌的细胞质； 一部分则转变为气体。这时主要的反应是水解，即糖类分 解菌把纤维素水解成糖，蛋白质分解菌把蛋白质水解成氨 基酸，脂类分解菌把脂肪水解成脂肪酸 。
但是随着沉积物埋藏深度的增加，大部分表面亲水官 能团消失，可溶于NaOH的腐殖组分逐渐减少，不溶组分增 加，即富啡酸和腐殖酸减少，腐黑物或干酪根增加。
因此，现代沉积物中的腐殖质组分被认为是干酪根的 前身物；而缩聚作用是干酪根形成与演化的主要机制（蒂 索和威尔特，1984）。
有机质的成岩作用阶段
干酪根的地球化学
有机质演化阶段的划分
1、成岩作用阶段
二、有机质的成岩作用阶段
（一）生物化学作用
微生物的活动
沉积有机质所遭受的生物化学作用主要由微生物引起。
微生物引起化学变化的催化能力是非常大的。细菌个体很小， 能够进入沉积物的孔隙空间内部，从而迅速的改造有机质。
有机质的成岩作用阶段
细菌能改造和分解有机质，但他们的数量和活动能力 随沉积物埋藏深度增加而急剧减少
在有机化合物各组份中，最易被分解的是蛋白质，其 次是碳水化合物，脂类物质和木质素通常是不易分解的。
有机质的成岩作用阶段
在有喜氧菌存在的条件下，沉积物中的有机质被分解、 改造，彻底消灭破坏；在厌氧菌活动的环境中，沉积有机质 中抵抗力弱的组分被不同程度地分解、改造，形成各种气态 和液态的产物排出，并造成沉积有机质中碳、氢两种元素的 相对富集。
第五部分 油气成因、烃 源岩演化与评价及油气
源对比
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 第六部分 第七部分
概论 盆地流体 储层和盖层 圈闭和油气藏 油气成因 油气运移 油气成藏与破坏
唐玄 李开开 唐玄 李开开 唐玄
目录
➢ 油气成因概论 ➢ 有机生烃理论 ➢ 烃源岩评价与油源对比
目录
微生物对沉积有机质的分解、改造，是沉积有机质向油、 气演化漫长过程中的初步加工。因此，沉积有机质在成岩作 用阶段的生物化学过程，就其演化方向和产物看，可视为油、 气生成长链中最初始的一环。
有机质的成岩作用阶段
（二）化学作用
随着沉积物埋藏深度的增加、环境的改变，微生物对沉积 有机质的降解改造变得越来越不重要，或者说越来越削弱。取 代它的是包括聚合作用和缩合作用为主要内容的各种化学变化。 在成岩作用阶段所发生的各类化学反应，其最高温度为50～ 60℃。
有机质的成岩作用阶段
生物体+高等植物残体
生
被微生物分解
物
化
学
小分子有机化合物
部分被微生物吸收
部分剩余
通过化学作用
缩
酚-酚缩聚
聚 酚-含氮化合物（氨基酸）缩聚
方
醣-氨缩聚
式
酚-脂肪酸缩聚
发生缩聚 形成腐植（泥）质
有机质的成岩作用阶段
在沉积物最上层的几米范围内，沉积有机质发生的是 分散作用和缩聚作用，并形成了代表着90%以上的总有机 质大分子，大部分由可溶于NaOH的腐殖组分组成。
一、干酪根的定义 二、干酪根的性质（物理和化学） 三、干酪根的显微组分特征 四、干酪根的类型划分 五、干酪根的结构
干酪根的地球化学
干酪根定义
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。
干酪根的地球化学
干酪根的地球化学
黄铁矿的处理： 之前方法：对于浮选出干 酪根（分层不明显），向 样品中加入6mol/L的盐酸 及无砷锌粒，用重液浮选 去除杂质，用蒸馏水洗至 无氯离子。 新开放方法：氯化铬固体 颗粒与6mol/L的盐酸以1： 1比例混合，加入无砷锌 粒，充分反应 至溶液变蓝，将一定量的 干酪根样品加入该溶液中 加热充分反应，以除去黄 铁矿。
交 换 库3
储 存 沉积岩中有机质
、煤和干酪根等
库
CO2
1
光合作用 植物和细菌
动物
2
死亡的动 植物细菌
土壤和沉积物 中的有机物
45 6
石油Βιβλιοθήκη Baidu天然气
变质沉积岩 中的有机质
生物圈
有 机 圈 中 有 机 碳 循 环
沉积有机质的形成
有机质演化阶段的划分
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，而且比无机质点要 敏感得多。石油和天然气正是有机质成岩演化 过程中形成的自然产物。有机质演化进程不同， 所得到的烃类产物也不同。