【正文】 /C高 ， ～ ；熱失重 3050%； 生烴潛力 ， ～ ；富含多環(huán)芳香 核 、 含氧基團 ， 脂族鏈很少 ， 生油潛力小 ， 是生天然氣的主要母源 ， 來源于陸生植物 的木質素 、 稈維素 、 芳香丹寧等 。 Ⅱ 型 ， H/C較高 ， ～ ； O/C較低 ， 一般 ～ ；熱失重 5080%； 生烴潛力 ～ ；含大量中等長度脂 族鏈化合物和脂環(huán)化合物 ， 生烴潛力較高； 其生油 、 生氣能力取決于靠近 Ⅰ 、 Ⅲ 型的 程度而異 ；來源于浮游生物和微生物的混 合有機質 。 主要由以上四類組份組成 。 ?以陸源植物為主要母源的酐酪根和近岸 淺水 較氧化環(huán)境形成的酐酪根相對貧氫 、 氮而富氧 。 (1)化學成分 、 元素組成 主要由 C、 H、 O組成 ， 并含有少量 N、 S、 P和其它金屬元素 。 結構上 為一種帶有各種烷基取 代基及其它官能團的結構單元 ， 通過橋鍵 (主要是 C、 O或肽鍵 )結合而成的 三維分子 。 ： 酐酪根是沉積物中 不溶于堿 、 非氧化 型酸和有機溶劑 的分散有機質 (Hunt,1979)。 沉積物有機質包括： ① 有機質 不溶于有機溶劑 的殘余 ； ② 有機質 不溶于堿性溶液 的殘余； 以上 二者合稱為酐酪根 。 最初用來描述蘇格蘭 一種油頁巖中的不溶有機質 ， 經蒸餾后能 產出似臘質的粘稠石油 。 有機質豐度不均衡分布 影響因素 ： (1)生物產率 (淺海區(qū) 、 大陸區(qū)濕熱帶高 )； (2)原始有機質保存條件 （ 氧化 、 還原 )； (3)沉積 、 沉降速度 （ 沉積 、 沉降較快且穩(wěn) 定有利有機質保存 ） ； (4)沉積物的粒度 （ 粒度越細吸附有機質微 粒越多 ） 。 綜上所述 ， 各種生物所含的生物化學組分不同 ， 一般植物主要含碳水化合物 、 木質素 ，而動物主要合蛋白質 、 脂類 。 動 、 植物體內都含有碳水化合物 ， 實驗證 明 ， 碳水化合物被氫還原后可得到烴類 。 化學性質穩(wěn)定 ， 從元素組成和分子結構都 近似石油 ， 實驗證明 ， 通過加氫和去羧基 ， 脂 肪酸可向烴類轉化 。 （ 今后講課主要據此觀點討論油氣生成及勘探 ） 第二節(jié) 生成油氣的物質基礎 有機說的 核心是認為石油起源于生物物質 ， 通過沉積作用保留下來 ， 再轉化成油氣 。 認為沉 積物埋藏到較大深度 ， 到成巖作用晚期或 后生作用初期 ， 沉積物的不溶有機質達到 成熟 ， 熱解生成大量液態(tài)石油和天然氣 。 隨著先進手段引進 ， 發(fā)現早期成油說 在許多問題上解釋遇到困難： (致命的弱點 ) ， 幾乎都不晚于 上新世； 別 ， 相反與現代生物更為接近； ， 而 石油中正烷烴奇 、 偶數碳原子差不多相等； 中豐富的多； ， 且四 、 五 、 六環(huán)的環(huán)烷烴居多 ， 而石油中則以單雙環(huán) 、 環(huán)烷烴為主； ， 酐酪根含量顯著降 低 、 MAB抽提物也有一定降低 ， 而烴類大 量增加 ， 說明兩者是有聯系的； 海相生物 12～ ‰ 陸生植物 ～ ‰ ； 海相抽提物 ～ ‰ 陸相抽提物 ～ ‰ ； 海相原油 ～ ‰ 陸相原油 ～ ‰ ； 由此可見 ， 石油并非成巖早期形成 ， 而是在成巖過程中 ， 經過一系列改造而逐 步轉化形成的 。 由于這些要求概括的共同之處是強調 低 溫 ， 成巖作用早期開始 。 有機質從沉積作用完結 ， 從埋藏不深 、 溫度不高的成巖作用早期開始向石油轉化 。 （ 上述條件只能在成巖早期具備 ， 且油氣是在 排水過程中 ， 把石油運移到儲層中去的 ） 前后經歷了將近半個世紀的努力 ， 早期成油說理論逐步形成 。 因此 ， 提出某些細菌是有機質 加氫去羧基轉變?yōu)轭愂偷拿浇?(這一過程 ， 只 能在埋藏不深的成巖作用早期進行 )。 五 、 有機成因早期成油說 有機成油理論形成后 ， 進一步爭論逐漸轉為石油是成巖早期 、 還是成巖晚期生成的問題 。 五十年代 ， ， 取得了寶貴成果 ， 證實為有機質生成油 、 氣 。 混成說 （ 波東尼 ， 1906） 動 、 植物先生成腐泥巖 、 再形 成石油 。 干餾說 （ 羅蒙諾索夫 ， 1763)煤在地下受熱 、 干鎦生烴 。 反之 ， 用有機成因觀點來解釋 ， 則比較合理 一些 。 油組成復雜性之間關系 。 作為石油起源假說 ， 主要有以下幾種： ①碳化說 （門捷列夫， 1876）， 即碳和鐵形成碳化鐵，與 地殼深處熱水相遇生成碳氫化合物； ②宇宙說 (索科洛夫 ,1889) 認為碳氫化合物早期宇宙固 有 的，與后期條件關系不大 ； ③ 巖漿說 （ 庫特梁采夫 1951） 認為地球深部巖漿中存在碳 、 氫 、 微量元素 ， 巖漿冷卻時形成烴類； ④ 高溫高壓說 （ 切卡留克 1971） 認為深部生成烴類 ， 沿斷 裂進入沉積巖； ⑤ 蛇紋巖化 說 (耶蘭斯基 ,1966)， 提出蛇紋石化可形成烴類； 根據這些學說 ， 尋找油氣應在地殼深處 ， 巖漿活 動 、 巖漿巖發(fā)育的地方 。 大致可歸為兩類： ?地深成因說 ， 認為烴類形成于地球深處； ?宇宙成因說 ， 認為烴類早在地球形成的宇 宙階段即已形成 。 應該說 ， 晚期是主要的 。 目前 ， 特別是我國 ， 基本是以有機成因晚期成油學說觀點進行石油地質學研究和勘探開發(fā)的 。 有機成因理論形成后 ， 爭論油氣是成巖早期或晚期形成的問題 。 油氣成因基本歸為無機和有機兩大不同派別 。 對油氣成因，現已提出了多種假說，之所以 出現各種假說，其復雜性在于： ， 油氣都是流體 ， 易于流動 ， 現找到 它們的地方 ， 往往并不是它們生成的場所 ， ， 油氣通過運移 ， 其性質 、 原始組分 發(fā)生變化 ， 現在組成 ， 并不代表其原始面貌； 、 氣同原始母質之間過渡形式短乏 明確 認識 (儀器 、 設備 、 模擬條件有的無法達到 )。 第一節(jié) 油氣石油成因理論發(fā)展概況 石油 、 天然氣成因 ， 作為找油 、 找氣工作 的基礎 ， 具有很重要的指導意義 。 第二章 現代油氣成因理論 本章重點： ?石油和天然氣的成因學說； ?有機成因早期成油說和晚期成油說； ?生成油氣的原始物質； ?有機質轉化成油氣條件和因素及演化規(guī)律 。 ?油氣生成的地質環(huán)境； ?特別鑒別烴源巖常用地球化學指標及評價 。 石油 、 天然氣只有生成后 ， 才有運移 、 聚 集 、 保存 、 破壞等石油地質事件發(fā)生 ， 無油氣 源一切都無意義 。 實際上 ， 油氣生成不能脫離周圍地質條件 ， 爭論的焦點是原始物質和轉化條件等問題 。 總結勘探 、 開采經驗 ， 結合近代物理學 、化學 、 生物學及地質學等基礎理論科學 ， 為有機說提供了充分證據 ， 且形成了相當完整的體系 ， 從而被絕大多數人所接受 。 通過大量研究 ， 晚期成油說得到大部分人的擁護 。 現有人提出 ， 成油的過程是多次的 ， 即早期也有 ， 晚期也有 。 一 、 油氣無機成因說 石油工業(yè)發(fā)展早期 ， 從純化學角度出 發(fā) ， 認為石油是無機成因的 。 主要依據是： ， 從無機物中合成得到了烴類； 、 有碳 、 氫和烴類； 、 巖漿巖的包裹體中含烴； ； ， 可由非旋光物質合成 ， 葉啉也可無機合成 (近期有人認為 )。 實踐中 ， 無機學說無法解釋許多問題 ： (%的油氣與沉積巖有關 )。 ， 如姥姣烷 、 植 烷 、 甾烷等 ， 石油也不能在高溫下保存等 。 二 、 油氣有機成因說 主張油氣有機成因說的學者認為 ， 油氣是地質時 期中生物選擇在適當條件下生成的 。 動物說 (， 1869)實驗證明動物脂肪可合成烴類 。 使有機成油說成為較完整的學說 。 三 、 油氣有機成因證據 （ 主要有以下幾點 ） ： %以上石油都產自沉積巖 ， 而在大片火成巖 、 變質巖出露地區(qū) ， 沒有工業(yè)石油； ， 與地史上生物的發(fā)育和興衰密 切相關 ， 具有一致性； ， 含油氣層位總與富含有機質層位有 依存關系； 沉積有機質； ， 其碳骨架僅為生 物體所特有； ； 同位素組成接近； ， 只有從生物才能獲得這種物質； ， 從多種有機質中可得到油氣的烴類產物； 、 現代沉積物中檢測出類似油氣中的烴類 。 （ 理由主要有 ） ： 類轉化的過程； (脂肪 、 蛋白質 、 碳水化合物等 )得到了比甲烷重的烴類； ， 微生物的活動隨埋藏深度增加迅 速減弱以至停止 。 ， 其運移是以 溶解在水中的方式進行運移的 (這要求巖層孔隙 大 、 喉道粗 ， 且生油巖大量的水尚未排出 )。 早期成油說可概括為下列幾點 ： 有機質形成的； 、 蛋白質和碳水化合物是主要生油母 質 。 ， 菌解是必要媒介； (否則發(fā)生氧化 )； 聚集的過程 。 因此 ， 稱為 “ 石 油有機成因早期成油說 ” 。 六十年代后期 ， 七十年代以來近二十 多年發(fā)展 ， 生油學說進一步完善 。 所以又稱 “ 石油有機晚期成油說 ” 。 一 、 生油氣母質及其化學組成 包括脂肪 、 醇類 、 甾族類及萜烯類化合物 等 。 生物體內重要的成分 ， 當充分受到高地溫作 用 ， 蛋白質衍生物是一種重要的生油母質 ， 經 過去羧基和去氨基后便可合成烴類 。 僅存在高等植物中 ， 可生成天然氣 。 二 .沉積有機質的形成 ?油氣轉化 從生物有機質進入沉積有機質 開始進行； ?沉積有機質主要是 生物的遺體 ， 此外包 括其生命過程中的 排泄物和分泌物 ； ?沉積 有機質來源 （ 原地有機質 、 異地有 機質 、 混合有機質 、 再沉積有機質 ） 統計表明 有機質數量很大 ， 但分布不均衡 ： 分布不均衡； 分布不同 ， 大陸及邊緣海有 機質含量高 ， 大洋沉積物有機質含量貧乏； 有機質含量不同 ， 泥巖高 ， 碳酸 鹽巖中等 ， 砂巖低 。 三 .酐酪根 酐酪根是沉積巖中主要的有機質和生 成油氣的主要母質 。 亨特 (Hunt)等在 研究沉積頁巖中 ， 把其中的 不溶有機質統 稱為酐酪根 。 ③ 有機質中部分 能溶于有機溶劑的有機物 質 ， 稱可溶有機質 ， 也叫做 可溶性瀝青 。 其成分和結構極為復雜 ， 是一種不均質的 分子量較高的物質 ， 由 C、 H、 O、 S、 N等 元素組成 。 提純分離 ： ① 將巖石粉碎后 ， 先用氯仿抽提 ， 然后用 MAB抽提 ， 除去可溶物質； ② 鹽酸溶解 ， 除去碳酸鹽； ③ 氫氟酸溶解除去硅鋁酸鹽； ④ 用比重液 、 超生波除去巖石中的黃鐵礦 及其它重礦物 。 其中： C， 7090%； H， 310%； O， 319%； H/C(原子比 )， 一般 ； O/C ； N， ～ 4%； S， %～ 5%； 元素組成與酐酪根類型 、 成熟度關系明顯 ?以浮游生物為有機質的主要母源 ， 深水 還原環(huán)境下的 海相或湖相形成的酐酪根富 含氫和氮 。 (2)結構 （ 結構復雜 ） 大致由： ① 核 ， 可以是單環(huán) 、 或縮合環(huán) 、 芳香環(huán)或 脂族環(huán) ， 含硫或含氮的雜環(huán) (核間由不同類型 橋鍵連接成三維主體結構 ， 核表面再連結各種基團 )； ② 橋鍵 ， 有脂肪族碳鍵 (CH)n； 含氧或含硫的官能鍵 ， C(酮 )， CO(酯 )， O(醚鍵 )， S(硫鍵 )，