【正文】 劃分的五個級別： 1級 —— 未變化，有機殘渣呈黃色； 2級 —— 輕微熱變質(zhì)，呈桔色； 3級 —— 中等熱變質(zhì)，呈棕色或褐色； 4級 —— 強變質(zhì)，呈黑色； 5級 —— 強烈熱變質(zhì)，除有機殘渣呈黑色外，另有巖石變質(zhì)現(xiàn)象。 在顯微鏡透射光下，孢子、花粉及其它微化石結構，隨成熟作用增強而顯示不同顏色。 ② 熱變指數(shù) 熱變指數(shù) —— 是一種在顯微鏡下通過透射光觀測到的由熱引起的孢粉、藻類等顏色變化的標度。 實驗室加熱褐煤時反射率隨溫度以指數(shù)形式升高 (據(jù) Ting,1975) Ro＜ %為 成巖作用階段 ， 生油巖未成熟 ； %＜ Ro＜ %為 深成作用階段 早中期， 成油主帶 即“油窗” %＜ Ro＜ 2%為 深成作用階段晚期 ， 濕氣和凝析氣帶 ； Ro＞ 2%為 準變質(zhì)作用階段 ， 干氣帶，只有甲烷 。 鏡質(zhì)組反射率會隨著成熟度增加而升高，其原因主要在于 其分支結構的變化 。 （ 1）干酪根的演化特征 ① 鏡質(zhì)組反射率 鏡質(zhì)組 —— 是一組富氧的顯微組分，由同泥炭 成因有關的腐殖質(zhì)組成（被鏈絞合的縮合芳環(huán) 束），具有鏡煤的特征。 其程度可用有機質(zhì)的某些物理性質(zhì)和化學組成的變化特點來判斷，并劃分有機質(zhì)演化階段。 其中主要是根據(jù)干酪根的元素成分將其分為 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 乃至 Ⅳ 型。 因此對 有機質(zhì)類型的研究 成為評價生油巖的重要內(nèi)容之一。 巖樣熱解分析的記錄和應用 (Espitalie等， 1974) 據(jù)（ S1+S2）的生油巖劃分標準 標準 等級 好的 中等 差的 S1+S2 （ kg烴 /t巖石） ＞ 6 2 — 6 ＜ 2 ( 據(jù) Tissot,1978) 熱解總烴產(chǎn)率 與其它有機質(zhì)豐度標志一致，而且還揭示了不同類型生油巖的生油潛力。 高溫熱解可使不揮發(fā)的高分子聚合物（如生油巖中的干酪根）加熱裂解為揮發(fā)性產(chǎn)物（烴類等），巖樣熱解所得到的游離烴（ S1）裂解烴（ S2）之和，即 熱解總烴產(chǎn)率 。 為什么要用氯仿來提取呢 ？ 國內(nèi)外依據(jù)氯仿抽提物含量和總烴量劃分生油巖標準不一 抽提物及總烴的分級標準 標志 類型 有機碳 （ ppm） C15+抽提物 （ ppm） C15+總烴含量（ ppm） 烴類轉化率 （烴 /有機碳） 海相碳酸鹽巖 1000 100 60 1 — 5 陸相 泥頁巖 好 的 ＞ 10000 ＞ 1000 ＞ 500 ＞ 5 中 等 5000 — 1000 500 — 1000 100 — 500 1 — 5 差 的 3000 — 5000 200 — 500 60 — 100 ＜ 1 （據(jù)地礦部石油地質(zhì)中心實驗室） 生油巖評價標準（石油部全國統(tǒng)一標準） 項 目 生油巖類別 有機碳（ %） 氯 仿“ A”（ %） 總 烴（ ppm） 非生油巖 ＜ ＜ ＜ 100 生 油 巖 差 — — 100 — 200 較好 — — 200 — 500 好 — — 500 — 1000 最好 ＞ ＞ ＞ 1000 通常將氯仿抽提物含量 250300ppm和總烴含量 50100ppm定為生油巖的下限值。 由于氯仿抽提物的族組成與石油組成相似，總烴則更是石油的基本組成 ，因此比有機碳更具現(xiàn)實意義。 氯仿抽提物由飽和烴、芳烴、非烴和瀝青質(zhì)組成。 （ 2）氯仿瀝青“ A”和總烴含量 氯仿瀝青“ A”—— 是指巖石中可抽提有機質(zhì)的含量 總烴 —— 包括瀝青“ A”中飽和烴和芳香烴組分含量的總和。 中國陸相泥質(zhì)生油巖生油條件與有機碳含量的關系 特征 生油條件 巖 性 巖 相 地球化學相 有機碳（ %） 最 好 以黑色泥頁 巖為主 較深 深湖相 還原 強還原 ＞ 1 好 — 較好 灰 灰黑色泥巖、頁巖為主夾灰綠色砂泥巖 淺湖 較深湖相 還 原 — 1 較好 — 較差 以灰 灰綠色泥巖為主 沼澤 淺湖相 弱還原 還原 — （地礦部無錫中心實驗室， 1980 ） 并非有機碳含量越高的生油巖越好。 （ 1）有機碳含量 有機碳含量 —— 指巖石中殘留的有機碳含量。 有機質(zhì)的豐度 巖石中有足夠數(shù)量的有機質(zhì)是形成油氣的物質(zhì)基礎，是決定巖石生烴能力的主要因素。 （二）生油巖的地球化學研究 主要的地球 化學指標 有機質(zhì)的豐度 有機質(zhì)的類型 有機質(zhì)成熟度 在一個沉積盆地中只有具有有效的生油巖才能形成油氣聚集。 在 空間上 生油最有利的地區(qū)是 湖盆中央的深水地區(qū)。 碳酸鹽巖類生油層 多呈灰黑、深灰、褐灰及灰色； 隱晶 — 粉晶結構，顆粒少，灰泥為主； 多呈厚層 ~塊狀，水平層理或波狀層理發(fā)育；含黃鐵礦及生物化石； 見原生油苗，有時吹即可聞見瀝青臭味。 常見的生油層： 粘土巖類 和 碳酸鹽巖類 粘土巖類生油層 主要包括 泥巖、頁巖、粘土 等，是在一定深度的穩(wěn)定水體中形成的。 一、生油層研究 （一）地質(zhì)研究 （二）地球化學研究 （一）地質(zhì)研究 包括 生油層的巖性、巖相及厚度研究。 第六節(jié)、生油層研究與油源對比 生油（氣）巖 —— 把能夠生成石油和天然氣的巖石稱為生油巖或生油氣母巖、烴源巖。 （ 3）惰性氣體的同位素組成。 （ 1）化學組成上常見少量到微量烯烴，且氫、氮、二氧化碳、一氧化碳及氦氣含量較高。 目前一般認為，無機成因氣主要是來自地幔源的巖漿和變質(zhì)作用以及由此引起的無機礦物質(zhì)熱分解作用所形成，有時可能發(fā)現(xiàn)由地表水滲入地殼深處而形成的大氣成因氣。 五、無機成因氣 無機成因氣 —— 指不涉及有機物質(zhì)反應的一切作用和過程所形成的氣體。 它們都是煤化作用中同甲烷一起產(chǎn)生的。 3 煤型氣的化學組成 煤化過程的不同階段，形成的產(chǎn)物組成不同。 煤氣發(fā)生率與有機質(zhì)組分的性質(zhì)和豐度、煤階等因素有關。 視煤氣發(fā)生率 （ Ra） —— 是指從褐煤到某一煤階，每噸煤時所生成的天然氣的總量（體積）。 煤氣發(fā)生率 —— 是指從泥炭階段到某一煤階，每噸煤所生成的烴類氣體的總量（體積）。 煤化中期 （大致由氣煤至肥煤階）生氣量銳減， CO2和甲烷產(chǎn)量逐漸降至最低，重烴產(chǎn)量最高。 成 煤 作 用 煤 階 成氣階段 相應 RO值（ %） 泥炭化作用 泥 炭 第一階段 ＜ 煤 化 作 用 成巖作用 年青褐煤 年老褐煤 第二階段 ＞ — 變 質(zhì) 作 用 長 焰 煤 氣 煤 第三階段 ＞ — 肥 煤 焦 煤 瘦 煤 貧 煤 第四階段 ＞ 腐植型有機質(zhì)成煤過程中成氣階段的劃分及相應的煤階、 Ro值簡表 煤系有機質(zhì)在成煤演化過程中不同煤階生成的天然氣成分和數(shù)量皆有所不同 煤的模擬生氣 (據(jù) ,1974) 可以將煤化作用階段劃分為 三個主要生氣期 。 （形成煤型濕氣和煤型油） 第四階段：貧煤 無煙煤階段。 （相當于生物化學生氣階段） 第二階段：褐煤中期 長焰煤階段。 植物主要有機組分的元素組成 有機組分 元素組成（重量 %） C H O S N 碳水化合物 44 6 50 木質(zhì)素 63 5 有機質(zhì)是形成煤型氣的基礎 煤化過程 植物遺體大量堆積在沼澤、內(nèi)陸淺水湖盆及海盆邊緣后 ① 幾乎沒有礦物質(zhì)參加，在氧氣有限進入的條件下，隨著埋深的增加，經(jīng)泥炭化、煤化作用，可演變成不同煤階的煤； ② 如果這些植物遺體呈分散狀態(tài)伴隨礦物質(zhì)一起沉積下來，隨著埋深的增加，經(jīng)成巖作用就可形成腐殖型干酪根。 注 意 區(qū) 分三者之間的差異 煤化過程及煤氣發(fā)生率 煤型氣的 原始有機質(zhì) ，主要來自各種門類的植物遺體，以陸生高等植物為主，低等植物為輔。 煤成氣 —— 指煤層在煤化過程中所生成的天然氣，屬煤型氣的一種。 過程 兩個演化途徑 ： （ 1）干酪根熱解直接生成氣態(tài)烴； （ 2）干酪根熱降解生成石油，地溫繼續(xù)增加，石油裂解為氣態(tài)烴。 3. 1 形成機理 進一步劃分為：石油伴生氣、凝析油伴生氣 裂解干氣 有機質(zhì)成烴及演化條件的模式圖 圖中 Ro值代表成油有機質(zhì)各演化階段的一般值 有機質(zhì)在熱力作用下天然熱降解成烴過程 干酪根（成油）在熱演化過程中自身結構、 H/C原子比值 變化與成烴關系圖示 (據(jù) Hunt,1979) 伴隨成烴過程，一方面釋放或生成低碳數(shù)的液態(tài)烴和氣態(tài)烴；另一方面干酪根內(nèi)部的芳環(huán)不斷縮合（或聚合）成較大的分子， H/C比值不斷下降，直至最后喪失成烴（氣）能力。 溫度對于甲烷生成數(shù)量的影響 (據(jù) amp。這種淺層形成的天然氣利于保存，而且可成為較深處形成的天然氣的極好蓋層。直到埋藏一定深度后，由于有機質(zhì)的分解使 pH值降到 ，甲烷菌大量繁殖，這時形成的甲烷氣較易保存并可在一定的條件下 聚集成藏 。但由于埋藏太淺，保存條件差，大部散失或被氧化， 不易形成規(guī)模較大的生物成因氣藏 。 陸相環(huán)境 中， 淡水湖泊 鹽度低，缺少硫酸鹽類礦物，腐植型和混合型有機質(zhì)易被分解成 H CO2，有利于甲烷菌繁殖。 Hoggan, 1958。 好氧帶 厭氧硫酸鹽還原帶 厭氧碳酸鹽還原帶（甲烷生成帶）。 形 成 條 件 富含有機質(zhì)的敞開海沉積物中微生物代謝作用 的生化環(huán)境剖面圖 (據(jù) Rice amp。 無機成因 有機成因 腐泥型 腐殖型 宇宙氣 幔源氣 巖漿巖氣 變質(zhì)巖氣 無機鹽類分解氣 熱解氣 裂解氣 熱解氣 裂解氣 油型氣 煤型氣 一、成因類型 第五節(jié) 天然氣的成因及特征 二、生物化學氣形成特點 生物化學成因氣：是有機質(zhì)在還原環(huán)境下，由微生物降解、發(fā)酵和合成作用形成的，以甲烷為主的天然氣。 瀝青化作用結果是產(chǎn)生石油和天然氣 ， 另一方面是固體殘余物進行芳構化和縮聚作用 。? 相對于腐泥型有機質(zhì)生成的原油： 芳香烴 含量 豐富 。? 正烷烴 ：高碳數(shù)組成含量高，正烷烴分布曲線特征與一般的陸源石油相似。? 腐殖煤的主要顯微組分 為 鏡質(zhì)組 ，可含有相當數(shù)量的 殼質(zhì)組 ，腐泥組和惰質(zhì)組含量較低。? 甾烷的立體異構化程度低，如 C 29 20S /(20 S + 20R) 小于 為低熟油 , 小于 為未熟油。 （ 1 ）樹脂體早期生烴（ 2 ）木栓質(zhì)體早期生烴（ 3 ）細菌改造陸源有機質(zhì)早期生烴（ 4 ）高等植物蠟質(zhì)早期生烴（ 5 ）藻類類脂物早期生烴（ 6 ）富硫大分子有機質(zhì)早期降解生烴 一般相對密度較重，也有低熟凝析油和輕質(zhì)油。1. 低熟油含義 （ Im mat ure o il ）? 各種顯微組分的熱穩(wěn)定性與生烴活化能不同，生烴時間和生烴潛力不同。? 相當于干酪根生烴模式的未成熟 （ Ro ? % ）和低成熟（ Ro= % ） 階段。 同時，由于有機質(zhì)類型上的差異，加之促使有機質(zhì)轉化成烴的各種因素的組合變化萬千，故實際上不可能用一個統(tǒng)一的指標去做截然的劃分。 高溫、高壓下的液態(tài)烴和重質(zhì)氣態(tài)烴強烈裂變成甲烷；干酪根進一步縮聚， H/C原子比降至 ～，出現(xiàn)全部有機制熱演化的最終產(chǎn)物 —— 干氣甲烷 和 碳瀝青 或 次石墨 。 有機質(zhì)演化進入高成熟時期；地溫超過了液態(tài)烴類物質(zhì) 的臨界溫度，除干酪根繼續(xù)斷開雜原子官能團和側鏈， 生成少量水、二氧化碳和氮外，主要反應是 大量 CC鏈 斷裂，液態(tài)烴急劇減少 ， 石油發(fā)生熱裂解、熱焦化。 三、熱裂解生凝析氣階段 ? 1. 深度： 4000 ～ 6000 米；? 2. 溫度： 1800 ～ 250 ℃? 3.