第7章油氣生成

1、 油氣生成油氣生成教學(xué)目的教學(xué)目的 了解油氣生成研究歷史及現(xiàn)狀 掌握油氣生成過程中干酪根的變化特征 掌握不同類型干酪根的油氣生成模式主要內(nèi)容主要內(nèi)容 油氣生成的自然觀察及模擬結(jié)果 油氣生成中干酪根性質(zhì)的變化特征 油氣生成中可溶有機(jī)質(zhì)的演化 控制油氣生成的主要因素 油氣生成模式重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)及難點(diǎn) 干酪根的變化特征 油氣生成模式及其主要控制因素二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化1 1、元素組成的變化、元素組成的變化 （1 1）第一階段以）第一階段以O(shè)/CO/C比值迅速下降為主，比值迅速下降為主，H/CH/C比值略有降低。其中比值略有降低。其中IIIIII型干酪根比型干酪

2、根比I I、IIII型下降型下降慢，該階段相當(dāng)于成巖階段后期慢，該階段相當(dāng)于成巖階段后期 （2 2）第二階段）第二階段H/CH/C比值迅速下降，大量氫元素比值迅速下降，大量氫元素因形成烴類而排出。因形成烴類而排出。I I型、型、IIII型、型、IIIIII型干酪根的型干酪根的H/CH/C比值分別從比值分別從1.51.5，1.251.25，0.80.8降到降到0.50.5。O/CO/C值變值變化不大。它相當(dāng)于深成作用階段化不大。它相當(dāng)于深成作用階段 （3 3）第三階段相當(dāng)于準(zhǔn)變質(zhì)作用階段。三類）第三階段相當(dāng)于準(zhǔn)變質(zhì)作用階段。三類曲線在深處趨于合并，曲線在深處趨于合并，H/C0.5H/C0.5，含

3、碳量高達(dá)，含碳量高達(dá)91.691.69393 干酪根從成巖階段到準(zhǔn)變質(zhì)階段演化圖 從元素組成看，干酪根的熱演化是從元素組成看，干酪根的熱演化是富碳、去氫、富碳、去氫、脫氧脫氧的過程。實(shí)際上元素組成的變化反映了干酪根的過程。實(shí)際上元素組成的變化反映了干酪根結(jié)構(gòu)的變化，隨著氫元素含量的降低，干酪根向結(jié)構(gòu)的變化，隨著氫元素含量的降低，干酪根向縮縮合芳環(huán)結(jié)構(gòu)演化合芳環(huán)結(jié)構(gòu)演化從自然剖面觀察，干酪根的熱演化中元素組成也是富碳、去氫、脫氧的過程。二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化紅外光譜圖的識別（1）、與脂肪族官能團(tuán) CH3、CH2有關(guān)振動(dòng)的吸收峰 l）2860 cm-12930

4、 cm-1，代表 CH3和CH2伸縮振動(dòng) 2）1375 cm-11450 cm-1，代表 CH3和CH2變形振動(dòng) 3）730 cm-1代表脂肪鏈（CH2）n， n4的變形振動(dòng) 4）720 cm-1代表脂肪鏈（CH2）n， n4的變形振動(dòng) 二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化（2）、與芳核上官能團(tuán)如 H或 C=C共軛雙鍵有關(guān)振動(dòng)的吸收峰 l）1600 cm-1代表芳核中 C= C伸縮振動(dòng) 2）3050 cm-1代表芳核中 CH伸縮振動(dòng)如 3）700 cm-1930 cm-1 芳核上CH變形振動(dòng) A、740 cm-1760 cm-1代表芳核或縮合芳核上有 45個(gè)相鄰 H原子

5、的吸收峰 B、800 cm-1810 cm-1代表芳核或縮合芳核上有 23個(gè)相鄰 H原子的吸收峰 C、860 cm-1880 cm-1代表芳核或縮合芳核上有 1個(gè)H原子的吸收峰 二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化（3）、與芳環(huán)或脂肪鏈上含雜原子基團(tuán)有關(guān)振動(dòng)的吸收峰 1）3200 cm-13600 cm-1代表與OH有關(guān)伸縮振動(dòng) 2）1740 cm-1為復(fù)雜酯類中 CO伸縮振動(dòng) 3）1710 cm-1為酯、酮、酸、醛中 C= O伸縮振動(dòng) 4）1660 cm-1為醒中 C=O伸縮振動(dòng) 5）1000 cm-11300 cm-1代表醚中 CO， COC的伸縮振動(dòng)和CN、S=O

6、等雜原子基團(tuán)的變形振動(dòng)。 二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化基團(tuán)結(jié)構(gòu)的變化 （1）第一階段以CO峰（1710cm-1）迅速下降為特征。III型干酪根的CO下降最為明顯。而CH3、CH2基團(tuán)的峰（2930cm-1,2860cm-1）僅稍有減少（圖中、）。 （2）第二階段2930cm-1，2860cm-1峰迅速降低，表明大量CH3、CH2基以烴類形式排出。 在930700cm-1范圍峰的出現(xiàn)反映芳香環(huán)上CH面外彎曲振動(dòng)。這是芳香核脫烷基或是環(huán)烷烴逐漸芳構(gòu)化的結(jié)果（圖中、）。 （3）第三階段CO，CH3、CH2基團(tuán)的峰繼續(xù)下降趨于消失，相當(dāng)于最后CH4的形成階段。此時(shí)，耗盡

7、了干酪根中的烷基側(cè)鏈，僅有芳環(huán)上CC的吸收譜帶（1600cm-1）突出，930cm-1700cm-1譜帶相對增強(qiáng)。它反映了殘余干酪根中芳香結(jié)構(gòu)不斷縮合。 干酪根紅外光譜隨埋深的變化干酪根紅外光譜隨埋深的變化（Tissot等，等，1978）二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化 2)鏡質(zhì)體反射率的變化 Ro0.50.7為成巖階段，有機(jī)質(zhì)未成熟。 0.50.7Ro1.151.3為深成階段，有機(jī)質(zhì)從低成熟到成熟。 1.151.3Ro2為深成階段后期，有機(jī)質(zhì)為高成熟 Ro2為準(zhǔn)變質(zhì)階段。二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化熱變指示帶孢粉顏色干酪根顏色熒光R

8、O，成熟階段熱變指數(shù)第一帶黃色帶黃色、淡黃色黃色強(qiáng)0.5未成熟1第二帶桔色帶桔黃、深黃色桔黃色中0.51.0低成熟2第三帶棕色帶棕色褐色微弱1.01.5成熟3第四帶黑色帶棕黑、暗棕色暗褐色無1.52.0高成熟4.5第五帶消光帶黑色黑色無2.0過成熟隨著成熟度的提高，干酪根的顏色由淺變深，由黃色到褐色、黑色。 有機(jī)質(zhì)熱變指示帶4 4、有機(jī)質(zhì)顏色及熒光性的變化、有機(jī)質(zhì)顏色及熒光性的變化二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化原樣 Ro=0.53%200 Ro=0.66%230 Ro=0.75%260 Ro=0.96%280 Ro=1.36%300 Ro=1.77%350 Ro=

9、2.15%400 Ro=2.55%歧歧74井沙三段泥巖井沙三段泥巖熱模擬干酪根鏡鑒熱模擬干酪根鏡鑒及顯微熒光及顯微熒光5 5、自由基濃度的變化、自由基濃度的變化自由基是指共價(jià)鍵分子在均裂時(shí)，產(chǎn)生的帶有不配對電子的基團(tuán)。有機(jī)質(zhì)受熱時(shí)烷基鏈從干酪根上斷裂下來、烷基碎片和干酪根碎片各帶有一個(gè)不配對電子，形成了自由基。烷基碎片是不穩(wěn)定的，很快即可從周圍介質(zhì)中得到氫形成烷基分子。然而較大的干酪根自由基，由于其分子結(jié)構(gòu)的屏蔽作用，可以穩(wěn)定地存在下來，經(jīng)歷漫長的地質(zhì)年代。自由基濃度數(shù)值變化的幅度與干酪根的類型和演化程度有密切的關(guān)系。 自由基濃度明顯增加達(dá)到峰值后，自由基濃度開始減少二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的

10、變化二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化6 6、熱失重的變化、熱失重的變化對于同一樣品而言，第一階段（350）失重量小，主要為水和二氧化碳；第二階段（350 500）失重量最大，主要為烴類；第三階段失重量也很小，主要產(chǎn)物是甲烷。對于不同的樣品而言,成巖作用階段有機(jī)質(zhì)的重量損失可達(dá)70%(曲線A)；深成作用階段中的熱失重比成巖階段小得多，隨著演化作用的進(jìn)行，熱失重有規(guī)律減少（曲線B、C、D）；變質(zhì)作用階段干酪根失重量最小，低于10(曲線E)失重量大失重量小失重量小705540202.0，殘留的干酪根中僅含少量短烷基鏈。H/C和O/C原子比均降到最低值，紅外光譜中只有與芳核結(jié)構(gòu)有關(guān)的譜帶。干酪根顏色變?yōu)?/p>

11、黑色，熒光消失，芳香片層排列定向，干酪根形成了愈來愈穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。該階段以富碳、縮聚為特征。二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化二、成烴過程中干酪根性質(zhì)的變化三、可溶有機(jī)質(zhì)的演化三、可溶有機(jī)質(zhì)的演化1 1、瀝青和總烴含量隨埋藏深度的變化、瀝青和總烴含量隨埋藏深度的變化 巴黎盆地托爾頁巖有機(jī)質(zhì)各組分含量隨深度的變化巴黎盆地托爾頁巖有機(jī)質(zhì)各組分含量隨深度的變化（據(jù)（據(jù)Tissot，1971）生 油 門 限重 雜 原 子 化 合 物生 油 下 限烴 類ABA 總 氯 仿 抽 提 物B 烴 類 深 度(m)mg/ g Corg0501001504000300020001000 杜阿拉盆地白堊紀(jì)地層中烴類的杜阿

12、拉盆地白堊紀(jì)地層中烴類的 生成深度和溫度關(guān)系生成深度和溫度關(guān)系（P.Albrecht等，等，1976）2 2、各種烴類隨埋藏深度的變化、各種烴類隨埋藏深度的變化 其 它 異 構(gòu) 烴正 構(gòu) 烴C -C1430異 戊 二 烯 烴型 干 酪 根I始 新 統(tǒng)猶 他 盆 地02040608010080006000400020000最大埋藏深度(m)異 戊 二 烯 烴異 戊 二 烯 烴型 干 酪 根C -C1430C -C1430正 構(gòu) 烴2000100003000400001020上 托 爾 階巴 黎 盆 地II異 戊 二 烯 烴異 戊 二 烯 烴0102030總 有 機(jī) 碳(mg/g)上 白 堊 統(tǒng)杜

13、 阿 拉 盆 地正 構(gòu) 烴III 型 干 酪 根正構(gòu)與異構(gòu)正構(gòu)與異構(gòu) 總 有 機(jī) 碳(mg/g)(m)型 干 酪 根I猶 他 盆 地02040608010080006000400020000芳 烴型 干 酪 根2000100003000400002060上 托 爾 階巴 黎 盆 地最大埋藏深度環(huán) 烷 烴環(huán) 烷 烴408020400上 白 堊 統(tǒng)杜 阿 拉 盆 地III 型干酪根環(huán) 烷 烴II芳 烴芳 烴環(huán)烷烴與芳香烴環(huán)烷烴與芳香烴 三、可溶有機(jī)質(zhì)的演化三、可溶有機(jī)質(zhì)的演化3 3、不同類型干酪根形成烴類的演化特征、不同類型干酪根形成烴類的演化特征 其 它 異 構(gòu) 烴正 構(gòu) 烴C -C1430異

14、戊 二 烯 烴型 干 酪 根I始 新 統(tǒng)猶 他 盆 地02040608010080006000400020000最大埋藏深度(m)異 戊 二 烯 烴異 戊 二 烯 烴型 干 酪 根C -C1430C -C1430正 構(gòu) 烴2000100003000400001020上 托 爾 階巴 黎 盆 地II異 戊 二 烯 烴異 戊 二 烯 烴0102030總 有 機(jī) 碳(mg/g)上 白 堊 統(tǒng)杜 阿 拉 盆 地正 構(gòu) 烴III 型 干 酪 根烴類的比例烴類的比例正構(gòu)與異構(gòu)正構(gòu)與異構(gòu) 三、可溶有機(jī)質(zhì)的演化三、可溶有機(jī)質(zhì)的演化總有機(jī)碳(mg/g)(m)型 干 酪 根I猶 他 盆 地020406080100

15、80006000400020000芳 烴型 干 酪 根2000100003000400002060上 托 爾 階巴 黎 盆 地最大埋藏深度環(huán) 烷 烴環(huán) 烷 烴408020400上白堊統(tǒng)杜阿拉盆地III 型干酪根環(huán) 烷 烴II芳 烴芳 烴3 3、不同類型干酪根形成烴類的演化特征、不同類型干酪根形成烴類的演化特征 烴類的比例烴類的比例環(huán)烷烴與芳香烴環(huán)烷烴與芳香烴 三、可溶有機(jī)質(zhì)的演化三、可溶有機(jī)質(zhì)的演化3 3、不同類型干酪根形成烴類的演化特征、不同類型干酪根形成烴類的演化特征 在最大生油深度上三種主要類型干酪根生成的烴類組成在最大生油深度上三種主要類型干酪根生成的烴類組成（圖中面積分別與每克有機(jī)碳

16、中各種烴類質(zhì)量成正比）（圖中面積分別與每克有機(jī)碳中各種烴類質(zhì)量成正比）正 構(gòu) 烷 烴異 構(gòu) 烷 烴環(huán) 烷 烴芳 香 烴尤 因 塔 盆 地 類 型 I巴 黎 盆 地 類 型 II杜 阿 拉 盆 地 類 型 III三、可溶有機(jī)質(zhì)的演化三、可溶有機(jī)質(zhì)的演化烴類的比例烴類的比例四、影響油氣生成的主要因素四、影響油氣生成的主要因素 干酪根作為一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的縮合物，從化學(xué)動(dòng)力學(xué)角度來看，是由一些能量不同的鍵組合而成的聚合物。干酪根生成油氣的過程并不是一個(gè)簡單的裂解反應(yīng)，而是由一系列平行和連續(xù)的反應(yīng)組成，但從總體過程來看，尤其是成熟的干酪根生成油氣的過程（成熟干酪根-重雜原子化合物油氣殘余碳），可以近似為具

17、一級反應(yīng)特征的熱裂解反應(yīng)： 1 1、溫度是油氣生成的主要控制因素、溫度是油氣生成的主要控制因素 dC/dt=KC C-反應(yīng)物的濃度；t-時(shí)間；K-反應(yīng)速率常數(shù)；負(fù)號表示生成物增加，反應(yīng)物減少反應(yīng)速率取決于反應(yīng)速率常數(shù)和反應(yīng)物濃度。 大量的實(shí)踐表明，溫度每增加l0，反應(yīng)速率可增加12倍，即，據(jù)此推算，若增加1倍，那么在相當(dāng)于150深處的反應(yīng)速率比地下50埋深時(shí)反應(yīng)速率快1000倍。1889年Arrhenius提出了反應(yīng)速率常數(shù)與溫度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式，即著名的阿侖尼烏斯方程： 1 1、溫度是油氣生成的主要控制因素、溫度是油氣生成的主要控制因素 式中： k反應(yīng)速率常數(shù) A頻率因子 R氣體常數(shù)，R=8.3

18、14J/（mol.K） E活化能，J/mol Tt時(shí)刻絕對溫度K（273）KAeE/RT從公式看出，K與E和T呈指數(shù)關(guān)系，溫度升高或活化能降低，可使反應(yīng)速率常數(shù)發(fā)生較大的變化。四、影響油氣生成的主要因素四、影響油氣生成的主要因素三種類型干酪根的活化能分布三種類型干酪根的活化能分布00.10.20.30.410 20 30 40 50 60 70 80I型 干 酪 根II 型 干 酪 根III 型 干 酪 根00.10.20.310 20 30 40 50 60 70 8000.10.20.310 20 30 40 50 60 70 80E (4184 J/mol)I型 干 酪 根II 型 干

19、酪 根III 型 干 酪 根干 酪 根 類 型鏡質(zhì)體反射率(%)0.00.51.01.52.02.5Ro未成熟油油油凝 析 油 和 濕 氣 帶干 氣 帶生 油 主 峰 干酪根開始大量裂解成油只是在地殼中提供的熱能達(dá)到反應(yīng)所需的活化能時(shí)才能發(fā)生，一般干酪根開始裂解的活化能為（1115）4184J/mol，因此油氣開始大量生成時(shí)需要一定的地層溫度。 生油門限：烴源巖中油氣開始大量生成時(shí)所對應(yīng)的地層溫度或地層埋藏深度。 生油門限溫度：烴源巖中油氣開始大量生成時(shí)所對應(yīng)的地層溫度。 生油門限深度：烴源巖中油氣開始大量生成時(shí)所對應(yīng)的地層埋藏深度。四、影響油氣生成的主要因素四、影響油氣生成的主要因素00.1

20、0.20.30.410 20 30 40 50 60 70 80I型 干 酪 根II 型 干 酪 根III 型 干 酪 根00.10.20.310 20 30 40 50 60 70 8000.10.20.310 20 30 40 50 60 70 80E (4184 J/mol)I型 干 酪 根II 型 干 酪 根III 型 干 酪 根干 酪 根 類 型鏡質(zhì)體反射率(%)0.00.51.01.52.02.5Ro未成熟油油油凝 析 油 和 濕 氣 帶干 氣 帶生 油 主 峰三種類型干酪根的活化能分布及根據(jù)鏡質(zhì)體反射率確定油氣生成的近似界線三種類型干酪根的活化能分布及根據(jù)鏡質(zhì)體反射率確定油氣生成

21、的近似界線(Tissot(Tissot等，等，1978)1978)四、影響油氣生成的主要因素四、影響油氣生成的主要因素 不同類型干酪根具有不同的鍵組合，裂解反應(yīng)需要不同的活化能，因而不同類型干酪根生油門限不同。I型干酪根因以脂肪族結(jié)構(gòu)為主，雜原子鍵少，故活化能分布中對應(yīng)于弱鍵的低值少，大部分值在704184J/mol附近，相應(yīng)于CC鍵斷裂所需的活化能。所以，它要求較高的門限溫度。而且，在高溫下，反應(yīng)速率迅速增長，生烴量很快上升到峰值。II型干酪根活化能分布較寬，由于雜原子鍵較多，活化能值較I型低，峰值為504184J/mol，門限溫度較低。III型干酪根活化能分布平緩，最大值集中在604184

22、J/mol， 故門限溫度介于I型和II型之間。由此，Tissot和Welte提出了油氣生成界限：II干酪根首先進(jìn)入門限，相當(dāng)于RO0.5， III型次之，RO0.6，I型干酪根最后，RO0.7。有機(jī)質(zhì)性質(zhì)的影響有機(jī)質(zhì)性質(zhì)的影響四、影響油氣生成的主要因素四、影響油氣生成的主要因素2、溫度和時(shí)間的綜合效應(yīng) 干酪根熱演化成烴的反應(yīng)速率主要與反應(yīng)速率常數(shù)（K）有關(guān)，K與溫度的影響呈指數(shù)關(guān)系，與時(shí)間的影響呈線性關(guān)系，而溫度和時(shí)間可以互補(bǔ)。因此門限溫度不僅取決于古地溫，還取決于烴源巖的地質(zhì)時(shí)代即該溫度下的時(shí)間間隔-四、影響油氣生成的主要因素四、影響油氣生成的主要因素 當(dāng)干酪根類型相同時(shí)，烴源巖時(shí)代越新，門

23、限溫度就越高，反之，烴源巖層越老，其門限溫度就越低 0100200010020001002000100200010020001000200030004000東 撒 哈 拉50 C60 C70 C90 C115 C總 烴落 杉 基 盆 地 黃 驊 坳 陷（ 田 克 勤 ） 松 遼 盆 地（ 李 永 康 ） 巴 黎 盆 地 加 拿 大 西 部上 泥 盆 統(tǒng)下 侏 羅 統(tǒng)下 白 堊 統(tǒng)下 第 三 系上 第 三 系(350Ma)(180Ma)(150Ma)(40Ma)(10Ma)(Philippi,1965)(Tissot,1978)(Tissot,1978)可 溶 有 機(jī) 質(zhì)(mg/g Toc)深度

24、(m)幾種不同時(shí)代烴源巖的門限深度和門限溫度比較幾種不同時(shí)代烴源巖的門限深度和門限溫度比較 四、影響油氣生成的主要因素四、影響油氣生成的主要因素時(shí)間和溫度對生油門限的影響 干酪根成烴過程中，時(shí)間和溫度的作用并不完全相當(dāng)，溫度對有機(jī)質(zhì)的熱演化起主導(dǎo)作用，反應(yīng)速率與溫度成指數(shù)關(guān)系，與時(shí)間成線性關(guān)系。也就是說，溫度增加10 ，時(shí)間需增加一倍才是等效的。 四、影響油氣生成的主要因素四、影響油氣生成的主要因素 時(shí)間的補(bǔ)償作用也是有一定限度的，古老地層若埋藏過淺，從未達(dá)到生油門限溫度，時(shí)間再長也無法使有機(jī)質(zhì)成熟。J.Karweil在研究煤化溫度與時(shí)間關(guān)系時(shí)，發(fā)現(xiàn)在5060以下，即使經(jīng)歷長達(dá)兩億年的時(shí)間也不

25、能達(dá)到在150下受熱兩千萬年的煤化程度。也就是說受熱溫度過低（小于5060）時(shí)間因素的影響很小，當(dāng)溫度超過5060時(shí)，時(shí)間影響才顯示出來 生烴過程與煤化過程相似，是一個(gè)長期而連續(xù)累加的不可逆過程。經(jīng)受的溫度較低，生油過程就緩慢；溫度升高，過程隨之加速；溫度再度降低，生油過程可以再次變慢，只要有機(jī)質(zhì)不被氧化、剝蝕，只有生油潛力，無論經(jīng)歷多么復(fù)雜的過程，一旦進(jìn)入門限深度就可以生成烴類，即“二次生烴”。 總之，在溫度和時(shí)間的綜合效應(yīng)下，有利于生成并保存油氣的盆地是年輕的熱盆地和古老的冷盆地。相反，年輕的冷盆地中有機(jī)質(zhì)難以達(dá)到生油門限值，不能轉(zhuǎn)化為油氣，古老的熱盆地則會(huì)使己形成的烴類破壞。四、影響油氣

26、生成的主要因素四、影響油氣生成的主要因素3 3、壓力作用、壓力作用 傳統(tǒng)的干酪根熱降解成烴理論往往主要考慮溫度和時(shí)間對油氣生成的作用，而較少考慮壓力的作用。目前壓力對油氣生成的影響逐漸得到重視。從目前的研究來看，壓力升高對生油巖中的干酪根的熱解有阻滯作用，且在相同溫度下增加反應(yīng)壓力，實(shí)驗(yàn)樣品的鏡煤反射率降低，導(dǎo)致凝析油烷烴峰態(tài)趨向于正常油峰態(tài)變化 同一溫度不同壓力下熱模擬油正構(gòu)烷烴碳數(shù)分布對比30262218141005101520含量(%)歧 74井 260 C熱 模 擬 油加 水 20%（ 7.8Mpa）加 水 10%（ 4.7Mpa）30262218141005101520含量(%)歧

27、74井 280 C熱 模 擬 油加 水 20%（ 9.7Mpa）加 水 10%（ 5.6Mpa）正 構(gòu) 烷 烴 碳 數(shù)正 構(gòu) 烷 烴 碳 數(shù)四、影響油氣生成的主要因素四、影響油氣生成的主要因素4 4、礦物基質(zhì)的影響、礦物基質(zhì)的影響 礦物基質(zhì)對油氣生成的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：催化和吸附作用 四、影響油氣生成的主要因素四、影響油氣生成的主要因素干酪根和蒙脫石混合樣與純干酪根熱解產(chǎn)烴量比較表（據(jù)張枝煥等，1994） 表中+95.6 表示比純干酪根熱解產(chǎn)烴量增加95.6% ；-2.9表示純干酪根熱解產(chǎn)烴量減少了2.9% 。當(dāng)混合樣中蒙脫石比例較小時(shí)，其熱解烴中S1、S2都比純干酪根要多；隨蒙脫石比例

28、增加，S1增多，S2減少，S2甚至比純干酪根熱解還少。型干酪根與蒙脫石混合熱解實(shí)驗(yàn)表明，其變化趨勢與型干酪根的混合樣十分相似，但影響程度不同。這表明蒙脫石對不同類型干酪根熱解所起的催化作用強(qiáng)度不同。四、影響油氣生成的主要因素四、影響油氣生成的主要因素5 5、微生物的影響、微生物的影響 五、干酪根的一般生烴模式五、干酪根的一般生烴模式 油氣的形成具有明顯的階段性，研究這些階段的特征,建立油氣生成模式，對于確定生油巖系的生油期，評價(jià)其生油潛能，判斷油氣成因是十分重要的。目前世界上各家提出的油氣生成模式較多，其中Tissot等（1978）提出的一般成烴模式較具有代表性，已為廣大油氣地質(zhì)工作者所接受。

29、在該模式中將干酪根的成烴作用演化劃分 為三個(gè)階段：成巖作用階段，深成作用階段及變質(zhì)作用階段。1 1、生物甲烷氣階段、生物甲烷氣階段成巖階段成巖階段 這一階段包括從生物被埋藏，到經(jīng)生物化學(xué)解聚及縮聚等作用而形成黃腐酸和腐黑物，最終形成多聚集的干酪根這一過程。 該階段以低溫（一般小于70）、低壓和微生物生物化學(xué)作用為主要特點(diǎn)，有機(jī)質(zhì)未成熟，沒有大量轉(zhuǎn)化為烴類，干酪根表現(xiàn)為強(qiáng)烈的去雜原子化，主要產(chǎn)物是水與CO2，此外，干酪根還可裂解形成一些富瀝青質(zhì)與膠質(zhì)的重?zé)N。對于、型干酪根，能形成一定數(shù)量的氣態(tài)烴，主要形成的烴是甲烷。這是有機(jī)質(zhì)尤其是富含纖維素的有機(jī)質(zhì)為厭氧細(xì)菌發(fā)酵的產(chǎn)物，在有利的保存條件下也可形

30、成生物氣藏。有少量的烴類來自于活生物體，大部分為C15+重?zé)N，具特征結(jié)構(gòu)，為生物標(biāo)志化合物。 五、干酪根的一般生烴模式五、干酪根的一般生烴模式2 2、石油形成階段、石油形成階段 (1)(1)生油主帶生油主帶 在生油主帶，隨著溫度持續(xù)上升，有機(jī)質(zhì)開始成熟，當(dāng)達(dá)到門限值時(shí)，干酪根便在熱催化下大量裂解形成液態(tài)烴及一定量的氣體，這是生油的主要階段，新生的烴具有中到低分子量，沒有特征的結(jié)構(gòu)及特殊的分布，它們數(shù)量不斷增加，逐漸稀釋了繼承性的生物標(biāo)志化合物。液態(tài)窗是指液態(tài)烴類能夠大量形成并保存的溫度區(qū)間。 石油窗液態(tài)烴生成的上、下門限之間的深度段稱之為“石油窗”，即相當(dāng)于生物化學(xué)階段結(jié)束，干酪根開始大量熱降

31、解成烴，直到液態(tài)烴生成結(jié)束，其鏡質(zhì)組反射率值一般確定為0.5%1.3。 五、干酪根的一般生烴模式五、干酪根的一般生烴模式(2)凝析油和濕氣帶 在高溫下C-C鍵斷裂更快，剩余的干酪根和己經(jīng)形成的重?zé)N繼續(xù)熱裂解，輕烴（C1-C8）比例迅速增加，在地層溫度和壓力超過烴類相態(tài)轉(zhuǎn)變的臨界值時(shí)，這些輕質(zhì)烴就會(huì)發(fā)生逆蒸發(fā)，反溶解于氣態(tài)烴中，形成凝析氣和更富含氣態(tài)烴的濕氣。根據(jù)烴體系相態(tài)研究，當(dāng)氣油比超過6001000m3/t時(shí)，主要為凝析油氣體系。凝析油和濕氣帶的鏡質(zhì)組反射率值一般確定為1.3%2.0。 五、干酪根的一般生烴模式五、干酪根的一般生烴模式3、熱裂解甲烷氣階段準(zhǔn)變質(zhì)階段 經(jīng)過上述的深成階段，干酪

32、根上絕大部分可以斷裂的側(cè)鏈和基團(tuán)基本消失，己不再具有形成長鏈液態(tài)烴的能力。殘余的少量烷基鏈，尤其是己經(jīng)形成的輕質(zhì)液態(tài)烴在高溫下繼續(xù)裂解形成大量的最穩(wěn)定的甲烷。干酪根的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步縮聚形成官碳的殘余物質(zhì)。因此，該階段也稱為干氣階段。五、干酪根的一般生烴模式五、干酪根的一般生烴模式、型干酪根的生烴曲線型干酪根的生烴曲線 生油上限生油上限生油下限生油下限（凝析油氣）（凝析油氣）I型和型和II型型 III型型五、干酪根的一般生烴模式五、干酪根的一般生烴模式六、不同類型干酪根的生烴模式六、不同類型干酪根的生烴模式不同類型干酪根生烴模式（不同類型干酪根生烴模式（Snowdon，1982）富 樹 脂 體富 樹

33、 脂 體富 鏡 質(zhì) 體生 物 成 因沉 積 物碎 屑 沉 積 物陸相有機(jī)質(zhì)海相有機(jī)質(zhì)CH4CH4CH4CH4CH40.40.60.81.01.21.4鏡質(zhì)體反射率(%)氣 / 環(huán) 烷 基 凝 析 油輕 質(zhì) 環(huán) 烷 油氣 / 石 蠟 基 凝 析 油石 蠟 基 油 輕 質(zhì) 石 蠟 基 油氣 / 石 蠟 基 凝 析 油石 蠟 基 / 環(huán) 烷 基 凝 析 油氣 / 環(huán) 烷 基 凝 析 油石 蠟 基 / 環(huán) 烷 基 油重 質(zhì) ， 富 硫 瀝 青 基 油氣氣氣氣氣 體 溶 解 于 油 中熱 裂 解幾種不同類型干酪根成烴模式比較圖(l)不同類型干酪根或生油巖生油門限先后順序不同；(2)各類干酪根的最大產(chǎn)烴率

34、不相同；(3)不同類型干酪根產(chǎn)物中油氣比例不同；(4)有機(jī)質(zhì)的演化階段的劃分也各不相同。六、不同類型干酪根的生烴模式六、不同類型干酪根的生烴模式 國內(nèi)外大量的研究資料表明，陸相生油巖的成烴模式與海相生油巖的成烴模式實(shí)質(zhì)上并無大的區(qū)別，可以采用相同的成烴模式。根據(jù)我國中新生代陸相生油巖的性質(zhì)和演化特征，建議選擇四種成烴模式來概括我國陸相烴源巖的油氣形成過程。 中國陸相生油巖的成烴模式六、不同類型干酪根的生烴模式六、不同類型干酪根的生烴模式 這四個(gè)成烴模式的基本要點(diǎn)是： 四個(gè)成烴模式分別對應(yīng)著四種不同的干酪根類型，即I 類、1類、2類和類； 模式中的生油門限順序：I、1、2和四種類型，模式中生油主峰順序是2、1和I型干酪根； 模式中的成烴強(qiáng)度用干酪根產(chǎn)烴率表示，四個(gè)模式中最大生烴強(qiáng)度分別為43%、28%、20%、7% , I和1型的最大生烴強(qiáng)度位置在生油主峰附近，而2和型的最大生烴強(qiáng)度位置在干氣階段；中國陸相生油巖的成烴模式 模式