第四章 烃源岩及其地球化学研究
2011_summer_4-烃源岩石油地球化学评价方法
的矿物成分。
15. Tissot B，Durand B，Espitalié J 和 Combaz A ： “Influence of Nature and Diagenesis of Organic Matter in Formation of Petroleum”，AAPG Bulletin， 58 卷，第 3 期（1974 年 3 月）：499-506。
烃源岩基本要素 烃源岩是物理、生化和地质过程
综合作用的结果，最终形成富含碳和
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^ 水体中的有机质。溶解状态的有机质可能吸附到粘土颗粒上，然后慢慢沉
到水底。胶状有机质凝成絮状后沉淀。颗粒状有机质会直接落到水底。（根 据Barker的资料修改，参考文献8）。
氢的有机质的细粒沉积岩。烃源岩中 包含的有机质含量和种类在一定程度 上受控于环境和沉积条件。如果环境 条件有助于生物活动，形成大量有机 质，并且沉积条件把生成的有机质集 中起来，而后沉积条件则完好保存积 聚的有机质，那么便可形成源岩[7]。
有机质含量在很大程度上决定于 生物生产率、沉积矿物特征及水体和 沉积层的氧化作用。生物方面的贡献 从贫氢的木质碎屑到富氢的藻类或细 菌类物质。根据这些成分可能生成多 种有机化合物。
8. Barker C ：Organic Geochemistry in Petroleum Exploration。图尔萨 ：美国石油地质学家协会， AAPG Course Note Series，第 10 期，1997 年。
041第四章 油气成因和烃源岩(第一节 油气成因概述)
晚期成因说
应该看到，原始有机质从沉积、埋藏到转化为石油和天然气，是一个逐 渐演化的过程。在承认晚期成油起主要作用的同时，也不能一概否定早 期成油的影响，只不过在生油的量上可能多少不一，以晚期为主。
现在看来，液态石油的成因主要是晚期成因，而天然气的成因条件转化 较为宽松。
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气与油的成因差别
第五章 油气成因和烃源岩
第一节 油气成因概述 第二节 沉积有机质 第三节 沉积有机质的成烃演化 第四节 天然气成因 第五节 烃源岩 第六节 油气地球化学对比
一 油气无机成因说
第一节 油气成因
1904年又提出了火山说；
20世纪初又提出了岩浆说和高温生油说。
3. 油、气都属于流体矿产，但其流动、扩散性质以及成藏、保存条件都 有很大差别。
1. 天然气气源广阔，是多源的，相对而言，油源范围较窄，往往受到有 机物源的限制，是少源的。沉积层系中烃源岩类型在很大程度上决定 气和油的生成比重，几乎所有有机质岩类（腐植型、腐泥型、混合型 有机质），不同环境（海相、湖相、沼泽相）的有机岩类均有成气条 件。
2. 生气是多阶段的，而油则是在有机质达到中演化阶段生成的。
早期有机成因说
1. 实验发现，一些生物组分如类脂物、蛋白质和碳水化合物在一定条件 下都可生成烃类。
2. 在现代或近代的沉积物中，观察有有机质向烃类的转化。 3. 某些细菌是有机质加氢、去羧基转化为类石油物质的媒介，而这一过
程完成于沉积物埋藏不深的阶段。 难点： a.世界上发现的原生油气藏几乎偶在上新世以前； b.现代沉积物中的烃类性质与真正的石油不同。
19世纪中叶以来，提出了动物说、植物说以及动植物混成说。进入20世纪， 混成说得到了进一步的发展，认为富含分散有机质的淤泥就是生成石油的母 岩。到了50年代初，Smith提出了“石油是早期生成的烃类富集而成”。后来 有人又提出了只有当母岩埋藏达到一定的深度和温度时，有机质才大量的生 成液态的成熟烃。因此晚期生油说得到了更多人的拥护。
油气成因和烃源岩(2010)
（Petroleum Origin and Source Rock）
• 油气成因概述 • 油气有机成因理论 • 烃源岩及其评价 • 油气地球化学对比
第一节 油气成因概述
• 油气的基本特征：可流动性、源聚异地 • 油气成因争论的核心：起源物质和生成过程
• 油气无机成因说 Theory） （Inorganic Origin Theory） 油气有机成因说 Theory） （organic Origin Theory）
岩浆说（库德里亚夫采夫，1954）
• 油气起源与地球深部的岩浆有关 地球深处的岩浆中不仅存在碳和氢，而且还有氧、 硫、氮及石油中的其他微量元素。 • 它们在岩浆由高温到低温的变化过程中，自会发 生一系列的化学反应，从而形成一系列石油中的化 合物。 • 然后伴随着岩浆的侵入和喷发，这些石油化合物 在地壳内部的有利部位经运移和聚集而形成油气藏。
粘土和页岩 大陆， 陆棚， 陆坡 碳酸盐岩 砂
粘土和页岩 碳酸盐岩 硅质沉积
沉积有机质分布的主要影响因素
（1） 生物物质的产量：主要取决于阳光、温度、湿 度、含盐度和营养。在海洋、温湿带的浅海区有良好 的透光性和营养条件，在大陆以湿热带最重要。 （2）原始有机质的保存条件：指生物死亡后的沉降 、沉积和埋藏过程中的氧化还原条件。 （3）沉降、沉积速度：有机、无机质点的绝对速度 ；有机、无机质点的相对速度。 （4）沉积物的粒度：粒度越细所含有机质越多。
类脂(Lipids) 类脂
• 狭义：主要是动植物的油脂。 • 广义：包括油脂、固醇类、萜类、烃类和 色素。 • 共同特性：不溶于水，但溶于极低性的有 机溶剂如氯仿、四氯化碳、乙醚、苯和丙酮。 • 特点： 抗腐能力强； 化学成分和结构 最接近石油。
045第四章 油气成因和烃源岩(第五节烃源岩)
也能反映有机质的丰度。
我国陆相生油层评价标准
项
生 目
油
好 层层
生
油
岩相
深湖-半
深湖相
干酪根类型
腐泥型
中等生 油层
半深湖浅湖相
中间型
差生油 层
浅湖-滨 海相
腐植型
非生油 层 河流相
萜烷多见于高等植物。
有机质成熟度
有机质成熟度是指在有机质所经历的埋藏时间内，由于增温作用所引起 的各种变化。
评价有机质成熟度常用且有效的方法包括：镜质体反射率（R0）法、孢 粉和干酪根的颜色法、岩石热解法和可溶有机质的化学法。
还要应用多种成熟度标尺和TTI等预测方法来估算烃源岩中有机质的成熟 度。
＜100 ＜1
有机质的类型
有机质的类型常从不溶有机质（干酪根） 和可溶有机质（沥青）进行分析。
干酪根类型的确定是有机质类型研究的 主体，常用的研究方法有元素分析、光 学分析、红外线光谱分析以及岩石热解 分析等。
元素分析
元素分析：是从化学性质和本质上来把握其类型的。 从全球来看，石油主要产生于腐泥型或腐植形过渡的有机质；腐植型主
碳， IO）与干酪根元素组成分析能很好 对比。可利用这两个指数绘制范氏图确 定烃源岩中有机质的类型。
烃源岩中的干酪根分类
煤岩 学分 类
孢粉学分类 显微组分 显微组分细分
元素 分析
岩石 热解 分析
Tissot分类 中国分类 原始H/C原子比 原始O/C原子比 生烃潜力
降解率（%）
藻质
絮质
草质
木质
烃源岩的基本地球化学参数分析研究
烃源岩的基本地球化学参数分析研究作者：李忠炎来源：《中国科技博览》2019年第01期[摘要]页岩油气作为非常规能源重要的发展方向，显示出巨大的资源潜力。
虽然很多学者已经开展了大量的页岩油富集特征、资源评价及勘探条件等方面的研究，但是页岩油的勘探仍未取得良好的效果。
[关键词]页岩油；烃源岩；干酪根中图分类号：P618.13 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0171-011 引言目前页岩油的靶区主要集中在北美的海相页岩中，其具有较高的成熟度及低的石油密度，以轻质油为主，例如Eagle Ford，Monterey，Bakken及 Devonian Marcellus 等页岩等。
在我国以湖湘页岩油为特征，例如渤海湾盆地东营凹陷古近系与新近系，四川盆地三叠到侏罗系，江汉盆地的潜江组，鄂尔多斯盆地的长 7 段页岩及松辽盆地的晚白垩纪泥页岩。
相比较，我国陆相页岩成熟度低、密度大和蜡含量高，这些是制约我国页岩油的发展的重要因素。
以北美页岩油勘探为实例子，通常这些常规油气资源富集的地区也是页岩油气的重要产区。
页岩油可以富集在有机质丰富的泥页岩中，也可以富集在夹层等贫有机质层中，例如碳酸盐岩，即页岩油资源产自有机质丰富的泥页岩中，但这些油可以吸附在有机质、矿物表面、矿物层间、或者短距离运移至邻层等层位中。
页岩油的评价需要关注其烃源岩的性质，包括有机质的类型、丰度、成熟度、泥页岩体积、岩石脆性等，但不同于常规油气层分析，我们更需要考虑含油率及可动量这两重要参数。
针对烃源岩含油率的研究，一般利用参数残留烃量（S1）或者氯仿沥青“A”；含有饱和度（OSI=S1×100/TOC）也是目前普遍使用的页岩油潜力评价指标，当其值超过 100mgOil/gTOC指示页岩油的富集段；产油率[PI=S1/（S1+S2）]大于 0.2 时，表明烃源岩的生烃量已克服排驱压力发生排烃过程，也可以指示泥页岩含油量及排烃量的程度；目前页岩油可动性的评价趋于残留烃（S1）与吸附烃（Sp）的研究，两者的差值大于 0 表明存在过饱和的油（页岩油的有利段），差值小于 0 表明不利于页岩油的开采。
第四章第一节优质烃源岩的地球化学特征及分布特征
第四章第一节优质烃源岩的地球化学特征及分布特征第四章优质烃源岩的分布特征及资源贡献第一节优质烃源岩的分布特征一、优质烃源岩的评价依据与地球化学特征陆相泥质烃源岩一般都存在比较明显的非均质性，其中有机质丰度高、生烃潜力大的、已有生烃排烃过程的为有效烃源岩，有机质丰度特别大、生烃潜力特别高的称为优质烃源岩（金强，2002）。
也有人把有机质丰度与类型俱佳的烃源岩称为优质烃源岩，如济阳坳陷下第三系的优质烃源岩和塔里木盆地的优质气源岩等（周杰等，2004）。
国内外的一些研究实例也已证实，并非烃源岩厚度大，分布广，生烃潜力就大，而部分薄层的优质烃源岩层段对油气成藏起决定性作用。
对于陆相含油气盆地而言，优质烃源岩是指在生物勃发期和缺氧的湖相环境中形成的有机质特别富集，演化程度适中的烃源岩，常为薄层状(有时为纹层状)以某种生物为主的有机质富集层，以不规则状分布在有效烃源岩中。
由于不同盆地优质烃源岩的成因不同，所以优质烃源岩没有统一的标准，不同盆地优质烃源岩标准的制定要考虑该盆地烃源岩的沉积环境和母质来源等因素。
作为优质烃源岩，一般要求烃源岩中有机质相对富集，有机质丰度指标达到好－极好烃源岩的标准，有机质类型较好（以I型或II1型为主），烃源岩中富含藻类体、壳质体等显微组分。
通过对溱潼凹陷优质烃源岩和非优质烃源岩地化特征的对比，我们认为溱潼凹陷优质烃源岩地球化学特征为：TOC一般大于1.5％，S1+S2大于10mg/g，氢指数大于400mg/g，氯仿沥青“A”大于0.1％，Ph含量高（远高于Pr），β-胡萝卜烷含量中等～很高，伽马蜡烷含量很高，有机质类型较好（以Ⅰ型或Ⅱ1型为主），烃源岩中富含藻类体、壳质体等显微组分。
溱潼凹陷阜二段、阜四段、泰州组部分MA类烃源岩大部分已达到这一标准。
这些烃源岩中TOC一般大于1.5%，S1+S2大于10mg/g，壳质体和矿物沥青质体含量较高，富含黄色层纹层状藻类体、黄色沥青及液态包体、亮绿黄色、团状小孢粉体，分布有黄色荧光—亮黄色孢粉体及动物沥青壳壁体和动物沥青。
地球化学-第四章生物标志物2
成熟度分析 除细菌来源的正烷烃无奇偶或偶奇优势外, 其它来源的正烷烃未成熟时总是分布不均,随成 熟度增高,奇偶优势消失,高碳数正烷烃向低碳 数正烷烃转化。 + 因此:CPI 、OEP 趋近于1, C21 / C22 增大 CPI的计算公式不是固定不变的,可以根 据实际资料自己修改公式,但是在处理同一 批资料时,公式应一致。 低成熟阶段,正烷烃低碳峰群首先平滑, 高碳峰群滞后平滑。
三环萜烷的碳数分布可反映有机质成熟度随地温升高三环萜烷的长侧链就会不断断裂碳数减四五环三萜化合物五环三萜化合物是非常重要的生物标志化合物它们几乎分布于所有的石油和岩石抽提物中
第二节 正构烷烃
正构烷烃
正烷烃又叫饱和直链烃，具有CnH2n+2通式。 常温下，C1—C4同系物是气体，C5—C17为略带臭味的 无色液体， C18以上均为固体，因外观似石蜡又称“石 蜡烃”。
高分子量奇数碳正构烷烃常出现于富含陆源 碎屑沉积岩系的有机质中。一般认为，这些烃来 自于高等植物中的蜡，蜡水解为含偶数碳的高分 子量酸和醇，在还原环境下通过脱羧基和羟基转 化为长链奇数碳正构烷烃。 其碳数范围从nＣ10～nＣ40内的正构烷烃显 示出奇数碳原子比偶数碳原子占有强大的优势， 奇数碳与偶数碳的比值等于或大于10。尤其是n Ｃ23～nＣ35的奇数碳优势更为显著，其中正构烷 烃的主峰碳位置在nＣ27、nＣ29或nＣ31
第二节
正构烷烃
一、高分子量（nＣ25～nＣ33）具奇数碳优势 的正构烷烃
二、中等分子量（nＣ15～nＣ21）具奇数碳优 势的正构烷烃 三、具偶奇优势的正构烷烃 四、不具有奇数碳或偶数碳优势的正构烷经 五、具偶奇优势的正构脂肪酸
六、正构烷烃的应用总结
三、具偶奇优势的正构烷烃 具偶奇优势的正构烷烃一般出现在碳酸盐岩和蒸 发岩中，在原油中偶尔也可见到。
烃源岩地球化学
显微组分组成一、显微组分组成与有机质类型根据源岩干酪根所表现出来的化学性质，源岩中的有机质被划分为腐泥型（Ⅰ型）、过渡型（Ⅱ型）和腐殖型（Ⅲ型）三种类型。
这种有机质类型实际上是根据显微组分混合物的平均化学成分在van krevelen图解上的演化轨迹划分出来的。
有机质类型的差别，实质上是显微组分的差别（表2-12），由于镜质组、惰性组、壳质组和腐泥组构成了源岩有机质的绝大部分，所以也就是它们组成上的差别。
造成显微组分组成差别的原因，一是原始物源不同，二是沉积环境和微生物改造作用的差异。
对于煤层而言，有机质都是原地堆积的，原始物源的差别是最主要的。
而对于碎屑岩和碳酸盐岩，沉积环境的控制作用更明显，腐泥物质的形成往往与滞留缺氧的特定环境有关；惰性组、镜质组和壳质组等腐殖物质则是沉积物的碎屑成分，必然按其颗粒大小，形状、比重和抗磨蚀性被分选。
像惰性组分脆易碎，抗磨性差，经过不长距离搬运便成为细小的碎屑，但有时盆地边缘森林火灾形成的丝质体也可能被风力送至比较远的地方还见棱见角，呈比较大的碎片出现。
壳质组分比重小、性韧抗磨，其化学成分对地表地质营力的侵蚀破坏非常稳定，故而在煤岩学中也被称为稳定组分（liptinite），壳质组分很容易被水流、风力运送，散布在各种环境的沉积物中。
镜质组分的性质介于惰性组分和壳质组分之间。
若镜质组分的先质是腐殖溶胶的话，则可能出现在沉积盆地的较深水相带。
源岩形成于不同环境中，自然也就是有不同的显微组分组成。
1.Ⅰ型有机质（图版Ⅷ-1,2）Ⅰ型有机质的显微组分组成简单。
腐泥组含量60%以上，壳质组含量0—40%，镜质组+惰性组含量小于10%。
常见的富集的Ⅰ型有机质，如各种腐泥煤（藻煤、烛藻煤等），主要的显微组分是藻类体和沥青质体，孢子体也是腐泥煤的常见组分。
一般不存在惰性组分或偶尔见丝质体碎屑和惰屑体。
沥青质体作为基质，而藻类体A和孢子体则是被基质“胶结”的形态分子。
一些腐泥煤中，无结构镜质体含量可达15%左右，呈条带状、脉状出现。
关于烃源岩石油地球化学评价方法的探讨
关于烃源岩石油地球化学评价方法的探讨烃源岩是包含有油源岩、气源岩以及油气源岩的一种岩石种类，又被称为生油岩，这是一种能够产生或者已经产生可移动烃类的岩石。
基于此，本文针对烃源岩的基本要素进行分析，并且从不同的分析评价方法入手了解烃源岩的具体本质，为提升对于烃源岩石油地球化学评价方法的了解提供有效的参考。
标签：烃源岩；石油；石油地球化学评价在不同的环境下油气生成的机理也会产生差别，主要受到的是沉积相、埋藏史、构造特征等影响。
有关于油气的开采技术不断进步，为油气的勘探以及开发开辟了新的远景区，资源远景区能够帮助石油的开采相关工作获得更好的发展方向。
1 烃源岩基本要素烃源岩作为一种与尤其生成密切相关的岩石，在物理、生化以及地质等综合过程当中都受到了影响，最终形成的细粒沉积岩当中富含碳、氢等有机质。
受到环境的影响，有机质的含量也并不完全相同，生物生产率、沉积矿物以及水体沉积层的氧化都会成为其含量的重要影响要素。
一些高质量的烃源岩，无论是碳酸盐岩还是夜宴都是在厌氧环境下形成的，呈现出层状的特征，并且TOC呈中高水平，其中蕴含的有机质氢碳比大部分会超过1.2。
随着地壳的变动和沉积作用的积累，埋深不断增加，压力以及温度都发生了巨大的变化，这种情况下，有机质热变，会产生干酪根，由于起源存在差别，主要可以分为四类，如图1所示。
目前在石油勘探等操作的基础之上，就勘探公司钻到的深度来说石油生成过程一般还没有完成，因此从地下采集出来的样本的那个中，岩石样本还有一部分的生油能力，故而可以在实验室当中也可以观测到一定的反应。
2 烃源岩分析方法2.1 基本分析方法在烃源岩石油地球化学评价当中使用的方法有很多，通常来说，烃源岩内存在的石油化合物如果存在的温度低于干酪根裂解的温度，就会释放出来，通过温度变化，可以开展释放活动当中化合物的观测。
在地球化学师的工作当中可以由此来确定生成石油相对于烃源岩的总体生油潜力比例数值。
在目前，地学家开展烃源岩的生油能力评估，所涉及到的试验方法主要是针对露头岩样、地层岩屑等开展的，从中得到的数值能够成为判断烃源岩有机质的含量以及成熟度的重要指标。
烃源岩地球化学
烃源岩地球化学烃源岩(hydrocarbonsourcerock)是一种多组分古生物残体碳氢化合物的特殊类型，其中含有大量的有机碳、氢、氧、硫和氮，它是形成油气藏的重要元素。
烃源岩地球化学是研究烃源岩物质成因、结构及水热性质的重要课题。
烃源岩的成因是复杂多变的，它们源于已知的碳、水、氧、氮和硫等主要元素，这些元素可能来自固体地球的改造过程，也可能来自外部的来源。
烃源岩的成因和古环境密切相关，因此地球化学研究可以有助于研究古环境的演变以及古生物的生存状态。
烃源岩的地球化学特征可以通过对其碳、氢、氧、氮和硫含量的测定来研究。
利用地球化学技术，可以更好地识别含有烃源岩的岩性组合，进而预测油气藏的潜力。
例如，在陆上油气勘探中，通过识别有机质含量高的烃源岩，可以有效地预测和定位潜在的油气藏。
地球化学的研究还可以帮助研究人员对油气藏的演化、储集模式及古生物活动的演变历史进行推断。
使用地球化学技术，可以确定不同烃源岩类型之间的组分分布，并分析烃源岩的演化模式，以及油气藏的发育模式。
除此之外，研究人员还可以使用地球化学技术来识别和估算储层性质。
对烃源岩中高分子质含量的测量，可以有效地评估油气藏的渗透性及粘稠度，从而可以估算储层的渗透性和油气的稳定性。
另外，地球化学技术还可用于研究烃源岩油气资源的发育及其产出时间。
烃源岩研究中使用的具体技术包括：碳、氢、氧和氮的含量分析；烃源岩的富集和析出分析；低分子碳氢化合物和烃源岩有机成分的同位素比值分析；含油烃有机质分析；烃源岩热史分析等。
总之，烃源岩地球化学是烃源岩物质成因、结构及水热性质的重要研究课题，利用地球化学技术，可以研究烃源岩油气资源的发育、潜力、古环境演变及古生物活动的演变历史，以及储层性质的估算等。
烃源岩地球化学的研究，将为更好地开发油气资源提供重要的理论基础。
石油地质学7. 烃源岩
但应注意的是：并非有机碳含量愈高的岩石既为生油量 愈大的岩石，这是因为生油岩的大小还取决于有机物向石油 的转化程度。因而有机物的数量如果同时使用有机碳和烃/ 有机碳（即烃在每克有机碳中的毫克数）来表示，则更具有 实际意义。
另外，还可配合有机质转化指标β（沥青中的碳/剩余有 机碳*100%）、氯仿抽提物、烃含量等指标来反映岩石中有 机物的丰度。而且通常将250—300ppm的氯仿沥青含量和 50—100ppm的烃含量，定为生油岩的下限值。
五、有机质成熟度
有机质必须经过成熟作用方能形成石油和天然气，成熟作 用的水平决定着生成物的性质和数量。用于研究成熟度的方法 主要有下列几方面：
〈一〉使用光学方法测定生油岩有机质的成熟度
1、孢粉和干酪根的颜色
➢孢粉和干酪根的颜色随有机质成熟度的增强而加深。 ➢未成熟时，孢粉和干酪根的颜色以黄色为主； ➢成熟时，孢粉的颜色以褐色为主，干酪根的颜色为橙 色、褐色、褐黑色； ➢过成熟时，孢粉和干酪根的颜色皆变为黑色。
四、有机质的类型
有机质的类型不同，岩石的生油潜力不同。有机质的光学类 型、化学类型以及各种类型的生油潜力。
此外，干酪根的类型，还可根据生油岩热解参数氢 指数IH和氧指数IO加以划分：
氢指数=干酪根热解烃（S2）/ 有机碳 氧指数=二氧化碳（S3）/ 有机碳
两参数与干酪根的化学分类参数H/C和O/C比相当， 也可用来划分、确定有机质的类型，同样将干酪根划分 为 Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ 型三种类型。
Ⅱ型干酪根：H/C和O/C原子比介于上述二 类之间，属混合型或过渡型干酪根。其生 烃潜力视其接近Ⅰ型或是接近Ⅲ型而异。
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。
辽河滩海地区烃源岩地球化学特征研究
辽河滩海地区烃源岩地球化学特征研究摘要：烃源岩的质量和规模直接影响油气富集，本文通过评价滩海地区烃源岩的有机质丰度，用干酪根镜下显微组份鉴定、干酪根元素、干酪根碳同位素等方法确定烃源岩有机质类型以及对有机质成熟度的研究，得出结论滩海地区主力烃源岩为沙河街组三段，其次为沙河街组一二段，滩海西部凹陷和东部凹陷生油门限存在差异，滩海西部凹陷生油门限为2800m左右，滩海东部凹陷为2850m 左右。
关键词：有机质丰度有机质类型有机质成熟度干酪根一、前言辽河滩海具有西部和东部两大生油洼陷，洼陷生油岩的质量和规模直接影响的油气富集。
以往由于钻井较少，且揭露地层厚度较薄，因此对于滩海烃源岩的质量缺乏系统的评价，烃源岩的地球化学特征研究的也就更少了。
近几年，辽河滩海的勘探获得了巨大突破，探明储量超过1亿吨，探井数量也大大增加，时1井、仙鹤3、仙鹤4、太阳9等多数井钻探深度均超过3000米，揭露了沙三段主力烃源岩且取了大量的生油岩资料，这就为滩海烃源岩的评价和地球化学特征的研究奠定了基础。
二、滩海地区烃源岩地球化学特征1.有机质丰度生油岩有机质丰度是生油岩的重要指标之一，是含油气盆地油气生成的物质基础。
我国陆相盆地生油岩的标准采用：有机碳含量不低于0.4%、氯仿沥青“A”含量不低于0.015%、总烃含量不低于100μg·g-1。
从整个滩海生油岩有机质丰度整体特征（表1）来看，滩海西部东营组为较差生油岩，但滩海东部接近较好生油岩标准；沙一、二段有机质丰度，滩海西部优于东部。
滩海西部沙一、二段生油岩达到好生油岩级别。
滩海东部沙一段仅为较好生油岩；滩海西部沙三段有机质丰度明显高于滩海东部，西部达到好生油岩级别，而东部仅达到较好生油岩标准。
2.有机质类型烃源岩中有机质的类型是其质量指标。
不同类型的原始有机质具有不同的油气生成潜能，形成不同性质的产物，因此有机质类型研究是烃源岩研究中的重要内容。
本次研究借鉴了前人的研究成果和认识，采用干酪根镜下显微组份鉴定、干酪根元素组成、岩石热解色谱、生物标志化合物等多种方法。
烃源岩地球化学
烃源岩地球化学
烃源岩地球化学是一门研究成岩样物质和烃源岩间相互作用的地
质学科，它包括分析地球中潜在油气藏的构造环境，识别烃源岩特征，确定烃源岩来源及其形成机制，探讨烃源岩与油气藏相互作用机制等内容。
烃源岩地球化学主要研究对象包括陆相烃源岩和海相烃源岩两类。
前者是由于断裂或火山引起的流体熔融、蒸发、溶解等物理化学环境的作用，受油气成熟度不断提高的直接影响，形成的有机质、碳酸盐、有机碳等成分组成。
而后者则是海洋或湖泊环境中有机物的沉积而成的有机物分布以及产出的有机物的形成。
此外，烃源岩地球化学还应用有机碳和碳酸盐分析技术研究有机质组成和热演化度，进而确定油气藏构成、烃源岩形成机制、热综合作用等潜在油气构造环境，设计油气勘探方案。
有机地球化学的研究方法也可用于识别放射性元素的地质背景，从而有助于发现和声明潜在的能源资源。
综上所述，烃源岩地球化学是一门重要地质学科，它不仅可以帮助我们了解潜在油气藏的构造环境，而且可以分析烃源岩特征并结合有机地球化学技术，识别放射性等资源，为油气勘探提供重要依据。
烃源岩评价及地球化学对比.ppt
板块的边缘活动带
板块内部的裂谷、坳陷
造山带的前陆盆地、山间盆地。
第三节 天然气的成因类型
天然气按成因可分为四种类型： 生物成因气、油型气、 煤型气和无机成因。
一、生物成因气
1、生物成因气的形成 生物成因气是指成岩作用阶段早期，在浅层生物化学
二、岩相古地理环境
海相环境： 滨海、浅海大陆架、大陆坡、深海 平原
浅海大陆架:阳光、温度适宜，生物繁盛，并接 受河流搬运来的大量陆源有机质，有机质异常丰 富的聚集。有机质的大量存在，消耗水中的氧， 形成还原环境，保证了剩余有机质和新补充的有 机质免受分解破坏。大陆 架上的泻湖、海湾以及 闭塞的深海盆地等也是良好的低能还原环境，既 有利于有机质的堆积，又有利于有机质的保存， 是良好的生油区。
煤成烃一般具有饱和烃含量高、非烃和沥青质含 量低的特点。煤成烃最明显的特征是具有姥鲛烷 优势。其它特征还有高碳数峰更突出；富含三萜 烷，具明显的藿烷类和C29甾烷优势；含丰富的各 种芳香烃类。
3．煤的生烃模式
煤及煤系地层中陆源有机质有两种演化途径，向 煤演化称为煤化作用，向生液烃方向演化，称为 沥青化作用。沥青化作用结果是产生石油和天然 气，另一方面是固体残余物进行芳构化和缩聚作 用。
影响其演化的因素很多，有温度、时间、细菌、催化剂和 压力等因素，其中起主要控制作用的因素是温度和时间。 1、温度 化学动力学定律的一级反应方程：-dc/dt=KC 速度常数k由阿氏方程求得： k=Ae-E/RT E：为活化能，与键强度成正比，同温下，E越大，反应 越慢；只有超过E值，才能反应，相应的温度为门限温度， 与有机质类型有关。 T：为绝对温度，决定其活化分子数和碰撞几率，同活化 能条件下，温度增高，速度增加。
第四章油气生成与烃源岩
第四章 石油和天然气的形成
第二节 油气有机成因的母质
一 二
原始物质的来源 原始物质的形成 生油母质——干酪根
三
第四章 石油和天然气的形成
一、生成油气的原始物质
原始来源：活的有机体及生命代谢的产物
1. 生物种类来源
沉积有机质的生物种类来源首先是浮游植物， 其次是细菌、高等植物、浮游动物。 2. 生化体有机组分
１、 碳化说：1876年俄国化学家门捷列夫：石油是 地下深处的金属碳化物与下渗的水相互作用所生成。生 成的石油蒸气在冲向地壳的过程中冷凝形成油气藏。 ３FemCn+4mH2O——mFe3O4+C3nH3m
第四章 石油和天然气的形成
３、岩浆说：苏联库德梁采夫(1949,10)，在纪念宇宙 说六十周年时突然由有机说的观点转变为无机说，认 为地球深处的岩浆中，含有C、H，还有O、N、S及石 油中其他灰分元素。在6000℃—12000℃下，C、H可 形成甲基，到3000—4000℃可形成次甲基，随着温度 降低，可形成甲基，最后形成甲烷，甲炔基可聚合形 成各种烃，在温度、压力适合时形成石油。 其证据是：岩桨岩、变质岩中相继发现油气藏， 基性岩桨发现了天然气。
２、沉积有机质来源： （1） 原地有机质：主要来源的于盆地自身。 （２）异地有机质：经河流、风等携入盆地。
（３）再沉积有机质：已有的有机质由于岩石
风化等因素再次沉积。
第四章 石油和天然气的形成 ３、沉积有机质分布和影响因素
(1) 分布：
总量大，分布很不均衡。
(2) 影响有机质丰度因素： 有机质来源充足 保存条件好 沉积物中富含有机质的地质条件是：
第四章 石油和天然气的形成
二、油气成因分两大学派
焦点与学派：
烃源岩地球化学研究论文
烃源岩地球化学研究论文1有机质含量对比本次采集的烃源岩样品包括钻井和露头的泥质岩（泥岩）与碳酸盐岩（石灰岩）,其中野外露头8个,钻井6口（图1）。
对采集的钻井和露头样品分别进行了有机碳含量（TOC）测定、氯仿沥青“A”抽提与计量、族组分分离与定量、岩石热解、饱和烃气相色谱等分析测试。
其中,有机碳含量通过LECOCS-400碳硫测定仪进行测定；氯仿沥青“A”含量通过索氏抽提法利用氯仿溶剂进行抽提获得；族组分采用层析柱法进行分离、定量；岩石热解数据通过OGE-II油气评价仪（Rock-Eval）进行测定；饱和烃组成主要通过日本岛津GC-17A气相色谱仪进行分析。
将测试数据与前人分析数据相结合,其中石炭系露头石灰岩、钻井泥岩和下二叠统露头泥岩的样品分析较多,其他样品的分析数据较少,样品少其实与该类可能烃源岩样品不发育有一定关系。
露头与钻井不同岩性的有机碳含量与氯仿沥青“A”含量总体成呈正相关特征（图2）。
据图2和表1可以较清楚地观测到钻井样品与露头样品的有机质含量差异。
总体来看,钻井样品的可溶有机质氯仿沥青“A”含量偏高,位于上部区域。
露头样品氯仿沥青“A”含量偏低,位于左下部和右下部区域。
仔细观察可以看到,左下部区域主要为石炭系和下二叠统露头石灰岩样品,右下部区域的样品主要为下二叠统露头泥岩样品。
很显然,二者相比,露头泥岩的有机碳含量和氯仿沥青“A”含量均总体高于石灰岩,所有石灰岩有机碳含量在0.01%～0.83%,均值为0.09%；氯仿沥青“A”含量分布在0.0004%～0.0247%,均值为0.0034%。
下二叠统露头泥岩有机碳含量在0.08%～4.45%,均值为1.79%；氯仿沥青“A”含量0.0002%～0.0108%,均值为0.0042%（表1）。
钻井样品主要是石炭系泥岩、石灰岩与下二叠统泥岩,其中石炭系石灰岩有机碳和氯仿沥青“A”含量偏低,但是钻井石灰岩的氯仿沥青“A”含量仍高于露头石灰岩,而有机碳含量最高值分布于露头石灰岩（图2）。
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第四章 石油和天然气的形成
奇偶优势比即正烷烃中奇碳分子比偶碳分 子的相对浓度，它有两种表示方法，即碳优势 指数（CPI）和奇偶优势指数（OPE）。
随着有机质成熟度的 增加，CPI值和 OEP值愈 接近1，并趋于稳定。
第四章 石油和天然气的形成
5.甾族化合物
对于非环状体系，与手征碳原子连接的四个基团 按质量大小依次为A、B、C、D，假定观测者位于质量 最小的原子或原子团D的对面，A→B→C是顺时针方向 排列时，则称为R型，反时针方向排列时，称为S型。
生物体中单一的异 构化变成两种热稳定性 相似的异构体的混合物， 如甾族形成在C-20位置 上R型和S型异构体的混 合物。
第四章 石油和天然气的形成
环状体系 中就以 α 或 β 表示基团位置，当手征中 心上的原子或原子团在环平面下边（即指向纸内）为 α ，用虚线表示，相反，在环平面上边（即指向纸外） 为β，用实线表示。 两种构型一般具有不 同的热稳定性，生物体中 是低稳定型，地质体中是 高稳定型，如藿烷的C-17 和C-21位置上的H，由17β （H）21β（H）转化为 17α（H）21β（H）。
2920／ 1600
δ13C(‰)
HI(岩石热解)
第四章 石油和天然气的形成
2-可溶沥青有机质的类型 a.正构烷烃
第四章 石油和天然气的形成
来源于陆生高 等植物的有机质气 相色谱图上具有高 分子量的正构烷烃， 其 碳 数 范 围 从 C10 ～ C40 ， 主 峰 碳 位置在 nC27 、 nC29 和 nC31。
第四章 石油和天然气的形成
随成熟度的增大，甾烷系列中表现出 S 构 型向S和R构型混合演化，低稳定型的ββ型向 稳定型的βα型演化，常用的指标有甾烷系列 中的ααα-C2920S/20（S+R ）C29甾烷和ββC29/（ββ+αα）-C29甾烷。这些指标与沉积 环境的关系密切，只能在母质类型相同时使用。
镜质体反射率
< 0．5
0．5～1．3
1．3～1．5
1．5～2．0
> 2．0
I类
< 437
437～460
450～465
460～490
> 490
Tmax
11类
< 435
435～455
447～460
455～490
> 490
Ⅲ类
< 432
432～460
445～470
460～505
> 505
第四章 石油和天然气的形成
生油层研究：地质研究和地球化学研究
第四章 石油和天然气的形成
二、生油层的地质研究
——岩性、岩相、厚度及分布范围
生油岩的岩石类型： 泥质岩类：泥岩、页岩、粘土岩等； 碳酸盐岩类：泥灰岩、生物灰岩以及富含
有机质的灰岩等。
泥岩和泥灰岩是石油原始物质大量赋 存的场所。
第四章 石油和天然气的形成
特征： 粒度细 —— 小于 0.05mm ，颜 色暗——黑、深灰、灰绿、灰褐色等， 富含有机质，偶见原生油苗，常见分散 黄铁矿等。
第四章 石油和天然气的形成
第五节 生油层层研究与油源对比
烃源岩：指富含有机质能生成并提供工 业数量油气的岩石。 生油岩：只提供工业数量的石油的岩石。 生气母岩或气源岩：如果只提供工业数量的 天然气的岩石。
第四章 石油和天然气的形成 生油层：由生油岩组成的地层。
生油层系：在相同的地质背景下和一
定的地史阶段中形成的生油岩与非生 油岩的组合。
岩性特征是确定生油岩最简便、最
直观的标志。
第四章 石油和天然气的形成 沉积环境或岩相：一般在利于生物大量繁
殖、保存，且利于生油岩发育的环境最有利。 这样的环境只有深水和半深水湖相及浅海相， 沼泽相则主要为成煤环境。
生油层的厚度及分布：分布面积越大，厚度越大，
有机质的总量越大，则生烃量越大。但单层厚度很大的块 状泥岩因往往欠压实，产生超压，会抑制生烃能力，不利 于排烃。粘土岩层厚30~40m，砂层单层厚10~15m，二者显 略等厚互层的地区，生储岩接触面积大，最利于石油的生 成与聚集。
＞50
＞800 ＜40 ＞3.0 ＞1.20 海生、湖生
10－50
800－500 60－40 ＞3.0 1.20－0.45 陆生 油气 ＜150 150－50 ＜0.4 ＜0.25 陆生
＜10
红外光谱 分析
陆生强氧化 或再循环无油、少量气
以油、油页岩、藻煤和残植 煤为主
以气和腐植煤为主
第四章 石油和天然气的形成
第四章 石油和天然气的形成
３、总烃（HC）含量
总烃为沥青“A”中的饱和烃+芳香烃含量。
第四章 石油和天然气的形成
生油层类别 项目 岩相 干酪根类型 H／C 有机碳含量(％) 氯仿沥青“A”（％) 总烃含量(ppm) 总烃／有机碳(％) 好生油层 深湖一半深湖相 腐泥型 1.7～1.3 3.5～1.0 > 0.12 >500 >6 中等生油层 半深湖一浅湖相 中 间型 1.3—1.0 1.0～0.6 0.12～0.06 500～250 6— 3 差生油层 浅湖一滨湖相 腐殖型 1.0～0.5 0.6～0.4 0.06～0.01 250～100 3～ 1 非生油层 河流相 腐殖型 1.0～0.5 < 0.4 < 0.01 <100 <1
第四章 石油和天然气的形成
来源于海相的浮游植物和藻类的有机质气 相色谱图上具有中等分子量的正构烷烃，主峰 碳位置在 nC15 和 nC17，为单峰型。 如台湾新竹的 上第三系原油为海 相原油，南海北部 湾下第三系原油为 陆相原油。
第四章 石油和天然气的形成
若为混合来源 的有机质，正构烷 烃会出现前后两个 峰，即为双峰型，
如美国犹英他盆地
始新统沉积物。
第四章 石油和天然气的形成
b. 甾萜烷
第四章 石油和天然气的形成
C27甾 烷主 要来 自浮 游生 物
C29甾 烷主要 来自陆 源高等 植物
第四章 石油和天然气的形成
孙虎—前磨头地区源岩三种甾烷组成的三角图
第四章 石油和天然气的形成
（三）有机质的成熟度
——盆地中有机质热演化程度
干酪根的类型不同其各成熟阶段Ro值也有一定差别
第四章 石油和天然气的形成
2. 孢粉和干酪根颜色法
未成熟阶段
为浅黄至黄色；
成熟阶段为褐黄
至棕色；过成熟
阶段为深棕色至
黑色。
第四章 石油和天然气的形成
3. 岩石热解法
第四章 石油和天然气的形成
我国生油岩的Tmax范围(邬立言，1986)
成熟度指标 未成熟 生油 凝析油 湿气 干气
其它干酪根分类（中国陆相）
标准腐殖型 Ⅲ2 H／C 0／ C 红 外 1460／ 1600 < 0.8 > 0.30 < 0.20 < 0.65 > -22.5 < 65 含腐泥腐殖型 Ⅲ1 0.8—1.0 0.30～0.25 0.20～0.35 0.65～1.25 -22.5～ -25.5 65～260 腐殖腐泥型 Ⅱ 1.0—1.3 0.25～0.15 0.35～0.80 1.25～3.25 -25.5～ -28 260～475 含腐殖腐泥型 I2 1.3～1.5 0.15～0.10 > 0.80 > 3.25 < -28 > 475 标准腐泥型 I1 > 1.5 < 0.10 ／ ／ ／ ／
差 非 非 中
级别
差 非 差 差 中 差
沙四段
好
差
中
中
中
第四章 石油和天然气的形成
吐哈盆地煤系泥岩有机质丰度评价标准表(据陈建平等，1993)
生油岩级别 好 中 差 非
C
(％ )
> 3．0
3．0～1．5
1．5～0．75
< 0．75
A
(％ )
> 0．06
0．06～0．03
0．03～0．015
< 0．015
第四章 石油和天然气的形成
1000
Ⅰ
前磨头沙三段 前磨头沙四段
800
I H,mg / g
600
Ⅱ1
400
Ⅱ 2
200
Ⅲ
0 0 100 200 I O, mg / g 300 400
前磨头地区源岩氢指数与氧指数
第四章 石油和天然气的形成
烃源岩中的干酪根分类(据陈荣书，1989，补充)
孢粉学分类 显微组分 煤岩学分 类 藻 质 絮 质 壳 质 组 孢 粉 角质体 树脂体 木栓体 草 质 木 质 镜质组 结构镜质体 无结构镜质体 腐植型（Ⅲ） 腐植型（Ⅲ） 1.0－0.70 0.3－0.2 ＜2 煤 质 情质组 丝质体 微粒体 巩膜体 残余型（Ⅳ） 煤质型（Ⅳ） 0.60－0.50 0.3－0.25 ＜2
组成有机质的元素中C最多、最稳定，可反映有 机质数量。 实测Toc是烃源岩中油气生成后，残留下来碳含 量，又称残余（剩余）有机碳。 有机碳≠有机质。 一般：剩余有机质＝有机系数×剩余有机碳 有机系数为1.22或1.33
第四章 石油和天然气的形成
2.氯仿沥青“A”
氯仿沥青“ A” 是指岩石中可抽提的有机质含量 . 与有机质丰度、类型、成熟度有关。
（1）镜质组反射率（R0） 镜质组是一组富氧的显微组份，由泥炭成因有关的腐 殖质组成，具镜煤（或煤素质）特征，其结构为以芳香烃 为核，常有不同的支链烷基。在热演化过程中，链烷热解 析出，芳环稠合，出现微片状结构，芳环片间距逐渐缩小， 致使反射率增大，透射率减小，颜色变暗，这是一种不可 逆反应。镜质组反射率与成岩作用关系密切相关，热变质 作用愈深，镜质组反射率愈大。