生物有机质的主要生化组成： 木质素
碳水化合物
蛋白质 类脂
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第二章 石油及天然气的成因
1、木质素 木质素的特点： 不易水解，但可被氧化成芳香酸和脂肪酸。
在缺氧的水体中，在水和微生物的作用下，木质素分
解，与其它化合物生成腐植酸，腐植酸又与烃类形成 络合物，从而成为烃类从陆上流到海洋的运载体。 与木质素具有相似结构的物质是丹宁，它们都是沉积有 机质中芳香结构的重要来源，是成煤的重要前身物，也 可生成天然气。
从而具备了丰富的生油原始物质。 在海洋或湖泊中，不仅有丰富的水生生物，还因水体起
到了隔绝空气的作用，阻止了有机残体的腐烂分解，于
是与矿物质一起被沉积埋藏起来。因此海洋、湖泊、三 角洲等古地理区域都是生油的有利地区。
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第二章 石油及天然气的成因
随着沉积盆地的不断下沉，沉积物不断加厚，地层的压力 与温度也不断增加，沉积物经历一系列的物理化学变化而
现在的分类方法，根据H/C和O/C原子比分类： Ⅰ型干酪根：H/C原子比较高（1.25~1.75），O/C原子比
较低（0.026~0.12），富含类脂物质，主要是由脂肪链组
成，多环芳烃和含氧官能团较少，是生油潜能最高的一 种干酪根。
Ⅱ型干酪根：常见类型，较高的氢含量，H/C原子比为
0.65~1.25，O/C原子比在0.04～0.13之间；属高度饱和的 多环碳骨架，含较多中等长度的直链烷烃和环烷烃，也 含多环芳烃和杂原子官能团，是良好的生油母质。
石油的热催化转化和脱沥青过程使石油的相对密度减小，
轻组分增加，饱和烃尤其是正构烷烃含量增加。 石油的氧化、生物降解作用使石油的相对密度和粘度增 加，胶状沥青状物质含量增加致使原油质量变差。
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第二章 石油及天然气的成因
本 章 思 考 题
1. 石油的成因为什么会有争论？
2. 石油的无机成因说包括哪几个学说，各自有何特点，
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第二章 石油及天然气的成因
2、碳水化合物
亦称糖类，几乎所有的动、植物及微生物中都含有糖，
糖的通式可用Cx(H2O)y表示，故称碳水化合物。糖按分 子大小可分为单糖、低聚糖和多糖，多糖中对形成沉积 岩中有机质最有意义的是纤维素和半纤维素。 纤维素和半纤维素是成煤和气的主要原始物质 。
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第二章 石油及天然气的成因
影响干酪根等有机质热解生油的主要因素： 温度在有机质成油过程中起主要作用。 在形成油气的漫长地质年代过程中，时间具有不可
忽视的作用。
生油岩的催化作用和吸附作用，生油岩是一种有机质 分散于矿物黏土中的岩石，矿物质不可避免地影响有 机质的热转化。 黏土矿物中的放射性物质的作用，是促使有机质向油 气转化的能源之一。
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第二章 石油及天然气的成因
无机成因的致命弱点： 脱离了地质条件来讨论石油的形成 将宇宙中发现的简单烃类与复杂的石油烃类等同起来。
目前比较公认石油成因：
有机成因学说－－能够指导生产并正确反映客观规律
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第二章 石油及天然气的成因 第二节 石油的有机成因说
有机成因学说的主要观点： 生成石油及天然气的原始物质：
第二章 石油及天然气的成因
本章的主要内容：
一、石油的无机成因说
二、石油的有机成因说
三、石油中各族烃类的形成过程
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第二章 石油及天然气的成因
研究石油的成因的主要目的：
指导石油勘探、预测石油的储量 了解石油的化学组成上的某些特点与石油成因的关系。 关于石油的成因，到目前为止，学术界还有争论，主要
其相对分子质量高，不溶于有机溶剂与水；
不是均一的分子，而是由相似的而又不同的结构单 元所组成的杂乱聚合物； 由于原始物质和生油环境的不同，在组成和结构上 各有差异。
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第二章 石油及天然气的成因
2、干酪根裂解成油阶段（成熟阶段） 当有机质埋藏深度达1500～2500米时，温度升高至60～ 180℃，干酪根便在热催化作用下大量裂解形成液态烃以 及一定量的气体，这一阶段被称之为生油的主要阶段。 这一阶段生成的石油，按其组成可分为： 低成熟原油：非烃组分较多，重质烃比例高，生物标 志物多，密度较大。 成熟原油：含有更多的轻质烃，非烃组分含量显著降 低，密度较低。
过熟的干酪根
原 油
石
墨
甲
烷
H/C降低的过程
H/C增加的过程
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第二章 石油及天然气的成因
五、石油的运移与富集
石油和天然气在地壳中的任何移动都称为油气的运移。通
过运移，分散的油气由生油层进入储油层，又通过储油层 进入阻碍油气继续运移的闭圈，聚集起来成为油气藏，所 以油气运移是油气由分散到集中的必要条件。
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第二章 石油及天然气的成因
氧化作用和生物降解作用：生物降解和氧化作用的综 合效应就是形成密度大，粘度高的重质原油，强烈的 次生改造可以使原油转化成天然沥青。 硫化作用：在硫酸盐还原细菌作用下，硫酸盐可以氧 化烃类，而其自身还原成H2S和S，元素S与烃反应形成
烷基噻吩、硫醇、硫醚等含硫化合物。
4、类脂 指所有不溶于水而易溶于乙醚、氯仿、苯等低极性有机 溶剂的脂状物质，其中包括：油脂、蜡、萜类、烃类和
色素等。 类脂的特点：
能在各种地质条件下保存下来； 其元素组成和分子结构与石油烃类最接近，因而被 认为是生油的主要原始物质。
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第二章 石油及天然气的成因
二、生油环境
温暖、潮湿的气候环境有利于生物的大量繁殖和发育，
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第二章 石油及天然气的成因
腐殖物质：来源于高等植物，以
酚结构为主，脂肪结构较少。
氨基酸、糖、 酚、脂肪酸 的缩聚产物
腐泥物质：来源于水生生物，富 含脂链、脂环、肽链。
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第二章 石油及天然气的成因
腐殖(泥)物 质 溶于NaOH水溶液的腐植酸
不溶于NaOH水溶液的胡敏素 随着埋藏深度的增加，最终完全转化成胡敏素，与周 围矿物质络合，稳定保存下来，它们就是干酪根的前 身物。随着埋藏深度的进一步增加，胡敏素缩合，官 能团损失，演变成干酪根。
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第二章 石油及天然气的成因
Ⅲ型干酪根：H/C原子比较低（0.46~0.93），O/C原 子比较高（0.05~0.3）；含大量的芳香结构和含氧基 团，脂族链只占很少部分，被连接在多环网络结构上， 其生油能力差，是生成天然气的主要来源。
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第二章 石油及天然气的成因
（3）干酪根的结构 干酪根的结构特征： 干酪根是一种大分子的缩聚物；
它们有何缺陷？ 3. 石油的有机成因说的原始生油物质包括哪些，最主要 的生油物质是什么？为什么？ 4. 有机质在怎样的生油环境下才能形成石油？ 5. 简述干酪根裂解成油的三个阶段。
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第二章 石油及天然气的成因
6.干酪根可分为哪几种类型？每种类型各有何特点？
7. 简述影响干酪根裂解生油的主要影响因素。 8. 生成的石油是如何从生油层运移到油气藏中去的？ 9. 石油进入储油层后为什么会发生次生改造，发生的主 要地球化学作用包括哪几个方面。 10. 简述石油中各族烃类的形成过程？
原因在于：
石油在地下易于流动，现在找到的油、气藏的地方往 往并不是石油生成的地方。 通过运移，现在的石油组成并不代表其本来面貌 。
石油形成过程发生几亿年前的地层深处。
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第二章 石油及天然气的成因
研究石油的成因必须解决三个问题：
生成石油的原始物质 原始物质变成石油的原因和过程 石油的运移和富集 关于石油生成的原始物质，有两大学派： 无机成因学派 有机成因学派
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第二章 石油及天然气的成因
油气运移的两个过程： 初次运移：在生油层中由于干酪根裂解产生的油气混 合物因体积增大而产生的压力和裂隙，使混合油气从
生油岩通过裂隙向外排出并从生油层驱出进入渗透性
更强，孔隙性更高的储油层的过程 。
二次运移：油气进入储油层后的一切运移过程。
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第二章 石油及天然气的成因
脱沥青作用：当油藏中含有大量的C1～C6的轻烃时， 它们溶解于石油中，使石油中的沥青质沉淀下来，导致 石油的密度降低，轻质组分增加，重质组分减少。
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第二章 石油及天然气的成因
石油的化学组成与性质是多种因素综合作用的结果，除了
原始有机质及其成熟度外，石油的运移尤其是在储层中发 生的次生改造也会大大影响石油的性质。 石油在储油层中的次生改造可归纳为两种性质不同方向 相反的过程：
既有动物又有植物，而以低等生物为主。
石油及天然气的生成环境：
既有陆相生油，又有海相生油。
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第二章 石油及天然气的成因
一、生油的原始物质
石油是地质时期中生物遗体（或有机残体）在适当条件 下生成的。形成沉积物中有机质最重要的生物有四种： 浮游植物 浮游动物
高等植物
细菌
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第二章 石油及天然气的成因
保存在地球深处，地表水沿着地壳裂缝向下渗透与碳化 铁作用而形成了烃类。
宇宙说，俄国学者索科洛夫创立，理论基础是在一些天
体中发现了碳氢化合物，认为这是宇宙中所固有的。 岩浆说，前苏联学者库德梁采夫提出，主要观点是碳和
氢不仅存在于太阳和星球中，而且也存在于地球的岩浆
中，在高温高压下它们形成各种烃类。
石油进入储油层后，在相应的环境下受到各种地球化学
作用的影响，会和在储油层中的物质发生相应变化，使
其组成和结构发生次生改造，使石油中组分变轻，杂原 子含量降低。 造成石油在储油层中发生次生改造的地球化学作用有： 热催化作用：储油层中的石油和天然气中的烃类在更 高温度的地热系统中向着分子结构更加稳定的方向继 续演化，形成最稳定的混合物。