【正文】 圖 由圖可見，隨著演化程度的加深，三種干酪根的元素組成都向富碳方向斂合， H、 O含量均不斷降低，所以當(dāng)演化程度很高時(shí)其類型難以明確區(qū)分。 腐泥化產(chǎn)物，相對(duì)富 H 腐泥組 反射 率 生油 潛力 原始有機(jī)質(zhì) 顯微組 分 絲 炭化的木質(zhì)纖維 ， 來源于 森林火災(zāi)、再沉積有機(jī)質(zhì)，相對(duì)富植物的結(jié)構(gòu)和無結(jié)構(gòu)木質(zhì)纖維 ，來陸生植物的孢子、花粉、角質(zhì)層、樹脂、蠟和木栓層等 ，相對(duì)富↓反射率增高↓↓生油潛力降低↓藻類和其它 水生生物及細(xì)菌。 干酪根的組成不僅關(guān)系到生烴潛力的大小，而且涉及到生成石油的類型 。 另一方面，有機(jī)質(zhì)在陸地表面易被氧化，不易保存，需要有保存條件。 油氣生成的地質(zhì)環(huán)境 油氣生成的地質(zhì)環(huán)境 大地構(gòu)造條件 巖相古地理?xiàng)l件 古氣候條件 大地構(gòu)造條件 為確保水體有利生物繁盛的古地理環(huán)境的長(zhǎng)期存在和沉積物長(zhǎng)期處于還原環(huán)境，地殼必須有一個(gè) 持續(xù)下沉的大地構(gòu)造環(huán)境 ；同時(shí)長(zhǎng)期持續(xù)下沉的大地構(gòu)造背景，又需要得到 沉積物的相應(yīng)補(bǔ)償 。一般說來， 淺海盆地 和具有一定深度的 內(nèi)陸湖泊 ，是上述條件可能得以兼?zhèn)涞妮^為理想的古地理環(huán)境。 ? ? ? ? ? 能還原環(huán)境 有利于有機(jī)質(zhì)保存的低 有機(jī)物豐富的水體 深度適當(dāng)、面積較大、 有利的巖相、古地理環(huán)境 ： 海相： → 淺海、三角洲相 （波斯灣、墨西哥灣含油氣盆地） 陸相： → 深湖、半深湖相 （松遼、渤海灣） 深度適當(dāng)、面積較大、有機(jī)質(zhì)豐富的水體、低等還原環(huán)境 大陸環(huán)境的深水、半深水湖泊是陸相生油巖發(fā)育區(qū)域。此外近些年來有人發(fā)現(xiàn)，某些 陸坡部分也有相當(dāng)豐富的有機(jī)質(zhì)沉積，這是值得注意的新情況。 潮濕氣候下可以造成有利的生烴環(huán)境，干燥或半干燥氣候條件在一定時(shí)期內(nèi)仍具有生成油氣的可能性。根據(jù) 化學(xué)動(dòng)力學(xué)的一級(jí)反應(yīng) ： 反應(yīng)速度只與反應(yīng)物反應(yīng)速度只與反應(yīng)物濃度的一次方成正比濃度的一次方成正比 。 生油門限溫度為 72℃ ， 生油高峰約為 90℃ ， 生油結(jié)束約為 150℃ 。 門限溫度意味著有機(jī)質(zhì)開始走向成熟，進(jìn)入主要生油階段。 地溫梯度高的地區(qū)，有機(jī)質(zhì)不用埋藏太深就可以轉(zhuǎn)化為石油和天然氣。 有利于油氣生成并保存的盆地應(yīng)為年輕的熱盆地和古老的冷盆地。 ???????通性：兩者兼有等、生成有機(jī)物與、富集，、有機(jī)質(zhì)，分離還原條件下，部分分解厭氧等、生成喜氧：徹底分解有機(jī)質(zhì)細(xì)菌SHCOCHHC ONS :OHCO22422按照生活習(xí)性，可分為三類 呼吸作用 發(fā)酵作用 溶解物柱狀圖水 沉 積 物 柱 狀 剖 面 生 物 化 學(xué) 帶空氣光合作用帶水O 2沉積物喜氧帶O硫酸鹽還原帶碳酸鹽還原帶 交 代 作 用 柱 狀 圖S0 42HSHCO 3C H 4H 2光合作用喜氧呼吸喜氧的厭氧呼吸厭氧的發(fā)酵作用生物成因氣成氣機(jī)理 催化劑 催化劑可使不飽和烴發(fā)生聚合及使石蠟烴芳構(gòu)化。 成巖中晚期　　蒙脫石型的粘土催化活力最強(qiáng)。 放射性 ? 　 放射性元素所造成的局部地溫增高將有利于有機(jī)質(zhì)的熱演化。在砂巖和礫巖中的重礦物組份中，這些放射性元素含量高；鉀 K40在化學(xué)鹽類含量高；鈾和釷在頁(yè)巖、粘土巖、泥灰?guī)r及其它含大量膠體團(tuán)塊的巖石中含量最大。 如華盛頓油田、巴爾湖油田地層溫度均超過 200℃ ，仍為油藏。 所以，有機(jī)質(zhì)向油氣的轉(zhuǎn)化，是在適宜的地質(zhì)環(huán)境里，多種因素綜合作用的結(jié)果。 有機(jī)質(zhì)演化的進(jìn)程不同 ， 所得到的烴類產(chǎn)物也不同 ，其成巖演化與油氣生成具有階段性。； 2. 溫度 ： 1 0 ~ 6 0 ℃? 3. 演化階段： Ro ＜ 0 .5 %沉積物的成巖作用階段 ；碳化作用中的泥炭 褐煤階段；? 4. 作用因素： 淺層以 細(xì)菌 生物化學(xué)作用為主；較深層以化學(xué)作用為主一、生物化學(xué)生氣階段 ? 5. 演化過程及產(chǎn)物：? 部分作為微生物養(yǎng)料 被菌解、氧化、消耗掉 → CO H2O ；? 大多數(shù) 經(jīng) 地質(zhì)聚合 和 縮合 → K er og en （ ~ 黃－淺褐色 ）可溶單體有機(jī)質(zhì)：? 部分經(jīng) 細(xì)菌生化作用 → CO H2O 、 CH4（ 生物成因氣）、 NH3? 少量未成熟油 ， 明顯奇數(shù)碳優(yōu)勢(shì)類脂化合物蛋白質(zhì)碳水化合物木質(zhì)素水解微生物酶作用可溶生物單體有機(jī)質(zhì)脂肪酸氨基酸單糖酚( A )? 主要產(chǎn)物： 生物成因氣、干酪根、少量油? 6. 烴類組成的特征 ——在有機(jī)質(zhì)中所占的比重很小 高分子量化合物為主，顯示萘和四芳烴雙峰四環(huán)分子顯畸峰正烷烴 環(huán)烷烴 芳烴13 20 30 330 2 4 6原始沉積有機(jī)質(zhì)含量百分?jǐn)?shù)0 100ABCD43215687埋深C O 、H O 、C H 、N 等2 2 4 2碳質(zhì)殘?jiān)叻肿恿空闊NC22～ C34范圍內(nèi)有明顯的奇數(shù)碳優(yōu)勢(shì)脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物、木質(zhì)素以及核酸等生物化學(xué)聚合物 脂肪酸、氨基酸、糖、酚 細(xì)菌作用、水解作用 酶催化作用 有機(jī)質(zhì) 生物化學(xué)單體物質(zhì) COCHNHH2S、H2O 瀝青 不再反應(yīng) 重新聚合 腐植酸、富啡酸、腐植素 高分子地質(zhì)聚合物 與周圍礦物相絡(luò)合 干酪根雛形 穩(wěn)定保存 深度增加 缺氧環(huán)境下經(jīng)歷復(fù)雜的分解和縮合作用 原生烴，甲烷 干酪根沉積巖 生物化學(xué)生氣階段 保存在沉積物中的有機(jī)質(zhì)，隨著埋藏深度加大，沉積物固結(jié)成巖，在缺氧環(huán)境下經(jīng)歷復(fù)雜的分解和縮合作用，完成從生物有機(jī)質(zhì)到干酪根的轉(zhuǎn)化階段。 這個(gè)階段也可以說是石油成因現(xiàn)代概念的核心。 地溫增加，超過烴類物質(zhì)的臨界溫度，液態(tài)烴急劇減少，高分子正烷烴含量趨于零，低分子正烷烴劇增，出露地表形成凝析油并伴有濕氣，進(jìn)入高成熟時(shí)期。 有機(jī)質(zhì)成熟演化的階段性 成巖演化階段 成巖階段 深成階段 準(zhǔn)變質(zhì)階段 烴類產(chǎn)物 生物甲烷 重質(zhì)油，干 氣 中質(zhì)油，濕 氣 輕質(zhì)油，濕 氣 高溫甲烷 煤 階 泥炭，褐 煤 高揮發(fā)分的 煙煤 中揮發(fā)分的 煙煤 低揮發(fā)分的 煙煤 半無煙煤，無 煙煤 固定碳（ %） —— 55 55 —— 75 75 —— 85 85 — 鏡煤反射率 RO（ %） —— —— —— — H/C原子比 ＞ 0． 84 —— —— ＜ 地 溫（ ℃ ） —— 50 50 —— 150 150 —— 200 200 — 深 度（ m） —— 1,000 1,000 —— 4,000 4,000 — 6,000 6,000 孢粉顏色 淺黃，橙 黃 橙 —— 褐 深 褐 黑 主要反應(yīng) 生物化學(xué) 熱 催 化 熱 裂 解 熱 裂 解 有機(jī)質(zhì)成熟度 未 成 熟 成 熟 高 成 熟 過 成 熟 以上各個(gè)階段是連續(xù)過渡的，而 相應(yīng)的反應(yīng)和產(chǎn)物是可以交錯(cuò)疊置的 。? 有機(jī)質(zhì)經(jīng)低溫生物化學(xué)或低溫化學(xué)反應(yīng)生成液態(tài)烴。? 飽和烴含量較低，非烴和瀝青質(zhì)相對(duì)含量較高，飽 / 芳比低。? 煤的顯微組分 生油（烴）能力從大到小的順序：殼質(zhì)組 —— 鏡質(zhì)組 —— 惰質(zhì)組 ? 含氧、氮、硫化合物 與 瀝青質(zhì)含量低 （小于 10 ％），飽和烴含量高 （可達(dá) 50 ～ 80 ％）；硫含量低。? 高 ?13C 值 ，一般 ～ ‰? 相對(duì)密度 較低 煤及煤系地層中陸源有機(jī)質(zhì)有兩種演化途徑 ， 向煤演化稱為煤化作用 ， 向生液烴方向演化 ， 稱為瀝青化作用 。 生 化 作 用 及 沉 積 環(huán)境 富含有機(jī)質(zhì)的沉積物中 微生物代謝作用 是導(dǎo)致甲烷生成的生化環(huán)境 ； 嚴(yán)格缺氧環(huán)境的碳酸鹽還原帶 ，是生成甲烷的主要生化帶。 為什么厭氧硫酸鹽還原帶不是甲烷的生成帶呢？ 硫酸鹽的存在不利于生物氣的形成，沉積物孔隙水中硫酸鹽（ SO42）含量與 CH4含量的消長(zhǎng)關(guān)系如圖所示 SO42幾近消失才開始有 CH4出現(xiàn) 美國(guó)圣巴巴拉盆地沉積物孔隙水中溶解的 SO42和 CH4隨深度變化圖 (據(jù) Emery amp。甲烷在沉積表面附近或之下不深的地帶即可形成。 在 水深較大的高壓低溫海域 中，沉積物之下深度不大的地帶可形成天然氣與水結(jié)合的固態(tài)氣 水合物。 ,1976) 門多塔湖沉積物，圖中標(biāo)明 m數(shù)為取樣深度；室內(nèi)培養(yǎng)時(shí)間為 30天 微生物合成甲烷過程中最佳 溫度 為3542℃ 三、油型氣形成特點(diǎn) 油型氣 —— 指腐泥型干酪根在進(jìn)入成熟階段后所形成的天然氣，包括伴隨生油過程形成的濕氣，以及高成熟和過成熟階段由于干酪根和液態(tài)烴裂解形成的凝析油伴生氣和裂解干氣。 對(duì)生油巖中干酪根熱解分析： （ 1）干酪根碳含量為 77~85%、 C/H原子比為~，出現(xiàn)石油生成高峰； （ 2）干酪根碳含量為 85~89%、 C/H原子比為~，出現(xiàn)生氣高峰； 四、煤型氣形成及特點(diǎn) 煤型氣 —— 凡煤系有機(jī)質(zhì)（包括煤層和煤系地層中的分散有機(jī)質(zhì)）熱演化形成的天然氣。有機(jī)組成主要是碳水化合物（包括纖維素、半纖維素等）、木質(zhì)素為主。 （主要生成 CO CH4，為成巖和熱作用形成） 第三階段：氣煤 瘦煤階段。 煤化早期 （大致為褐煤至長(zhǎng)焰煤階）生氣量最多，以 CO2為主，甲烷居次，重?zé)N無。又稱為總煤氣發(fā)生率。不同的煤有不同的煤氣發(fā)生率。 此外，煤型氣常 貧 H2S。 無機(jī)成因氣的分布常與深大斷裂活動(dòng)有關(guān)，特別是古地層。通常將 3He/4He（氣）＞3He/4He（大氣）作為無機(jī)成因氣的重要證據(jù)。 生油巖 一般是粒細(xì)、色暗、富含有機(jī)質(zhì)和微體生物化石，常含有原生分散裝潢鐵礦，偶見原生油苗。 以低能環(huán)境下形成的富含有機(jī)質(zhì)的 石灰?guī)r、生物灰?guī)r和泥灰?guī)r為主 ； 我國(guó)的陸相生油層系基本上有四種剖面類型： 泥巖型 夾油頁(yè)巖泥巖型 含碳泥巖型 含膏泥巖型 最有利的生油巖相是 淺海相 、 三角洲相 和 深水湖相 在 陸相盆地 中， 深水湖泊 是最有利的生油巖相，其中，又以 近海地帶深水湖盆的泥巖型 剖面生油條件更佳。而生油巖必須具備足夠數(shù)量的有機(jī)質(zhì)、良好的有機(jī)質(zhì)類型以及一定的有機(jī)質(zhì)演化史。 在沉積巖中，碳以 碳酸鹽碳 和非碳酸鹽碳 兩種形式存在。 是對(duì)巖樣用氯仿作溶劑在索氏抽提器內(nèi)連續(xù)抽提一定時(shí)間所獲得的 可溶有機(jī)質(zhì)總量 。 氯仿抽提物 /有機(jī)碳 和 烴 /有機(jī)碳 （烴在每克有機(jī)碳中的毫克數(shù)）來表示有機(jī)質(zhì)的豐度。 它更本質(zhì)地反映了巖石中干酪根熱解的生烴潛力，用以表示有機(jī)質(zhì)豐度更具實(shí)用價(jià)值。 生油巖的有機(jī)質(zhì)類型，可從可溶有機(jī)質(zhì)（瀝青）和不溶有機(jī)質(zhì)（干酪根）的結(jié)構(gòu)及組成來區(qū)分。 在生油巖研究中，測(cè)定生油巖有機(jī)質(zhì)成熟度的 方法包括 ： 鏡質(zhì)組反射率、 熱變指數(shù)、 干酪根的顏色、 H/C— O/C原子比、 巖石熱解參數(shù)、孢粉碳化程度、可溶抽提物的化學(xué)組成特征、飽和烴的成分、自由基含量、生物標(biāo)志等，都可用來判別有機(jī)質(zhì)的熱演化程度。 反應(yīng)速率隨溫度以指數(shù)形式增加的不可逆化學(xué)反應(yīng)，決定著由分子結(jié)構(gòu)的變化所引起的隨溫度的線性增加反射率呈指數(shù)升高。 根據(jù)顏色變化確定有機(jī)質(zhì)的演化變質(zhì)程度 。 有機(jī)質(zhì)成熟作用相 大致的溫度℃ （ oF） 成熟指數(shù) 干酪根顏色 成熟度 期望產(chǎn)物 30(86) 50(122) 100(212) 150(301) 175(347) ＞ 200(＞392) 2+.輕度轉(zhuǎn)化 淺黃 黃 橙 褐 褐黑 黑 未成熟 成熟 變質(zhì) 干氣 干氣，重油 油，濕氣 凝析物，濕氣 干氣 干氣乃至無氣 (據(jù) ,1979) ③ 干酪根的顏色變化估