油气勘探的基础理论学科: 沉积学构造学石油地质学石油地质学的三大核心课题:成烃成藏油气分布规律石油为有限的不可再生资源五个含油气盆地:塔里木盆地吐哈盆地准噶尔盆地柴达木盆地焉耆盆地三塘湖盆地第一章石油的组分、族分和馏分：1．石油的组分（按照在有机溶剂中的选择性溶解）油质胶质沥青质2．族分可分为饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质四部分。

3．馏分组成（热分离）汽油煤油柴油三、石油的化学成分（一）元素组成D、H、S、N、O.海相石油与陆相石油V、Ni含香及V/Ni比的差别海相石油V、Ni含量高，且V/Ni>1 陆相石油V、Ni含量低，且V/Ni<1（二）化合物组成在异构烷烃中具有重要意义的是异成间二烯型烷烃，其特点是从第二个碳原子开始，每四个碳原子有一个甲基支链。

其中最重要的是植烷和姥鲛烷。

姥鲛烷（Pristane）和植烷（Phytane）是重要的生物标志化合物（biomarker）.常用来进行油源对比，区分沉积环境（氧化-还原环境）。

三．石油的物理性质相对密度：20℃的石油与4℃纯水单位体积的重量比。

0.75~1.00也有>1.0者（伊朗、加州、墨西哥，我国孤岛馆陶组石油：0.93~1.026。

前苏联苏拉汉石油0.71）（四）荧光性紫外线照射下发出荧光的性质。

多环芳烃及非烃引起发光，饱和烃则不发光。

第二节天然气天然气的化合物组成（1）烃类气体CH4（Methane）占80—90%重烃气（C2-Ethane C3-Propane C4-Butane）<10%干气（dry gas）：CH4>95% 蓝色火焰，少含汽油蒸汽。

湿气（wet gas）：含重烃气，黄色火焰。

（二）天然气的赋存形态（产状）1．气藏气（干气，贫气）：烃类气体单独聚集成藏，不与石油伴生。

一般大于95%，重烃气含量极少（1—4%）。

为主的气藏数量<10%，或为主的气藏<1%2．气顶气（湿气，富气）：与石油共存于油气藏中，呈游离气顶状态的天然气。

重烃气含量可达百分之几-几十（仅次于甲烷）（gas cap）3．溶解气（dissolved gas）：地层条件下溶解在石油和水中的气体。

---湿气重烃气含量变化大：20-80% 原始溶解气油比变化大：几-上千水中溶解气：0.0几~54．凝析气（condensate gas）：当地下温度压力超过临界条件后，液态烃逆蒸发形成凝析气。

---湿气一般埋深较大（3千-4千米以下），采出过程中反凝析出凝析油。

（新疆柯克亚）热裂解生凝析气第三节油田水1．油田水来源：沉积水、渗入水、转化水、深成水在进行水化学分析所有的阳离子为所有的阴离子为苏林分类的主要水型：油田水的水型以氯化钙型为主，其次为重碳酸钠型，而硫酸钠型和氯化镁型较为罕见。

概念1、同位素效应：物质参与生物、化学、物理的作用过程中，其中元素的一种同位素被另一种同位素所取代，从而引起物质的物理、化学性质变化的现象。

同位素比值的测量和对比单位一般是用千分数来表示的。

值的定义如下：第二章第二节生成油气的物质基础一、沉积有机质及其来源沉积有机质：随无机质点一道沉积并保存下来的生物残留物质原始来源：活的有机体及其在生命活动中的代谢物质（分泌物、排泄物）细菌、浮游植物、浮游动物、高等植物沉积有机质的原始生化组成–脂类–蛋白质–碳水化合物–木质素狭义的理解主要是动植物的油脂。

广义的理解包括油脂、固醇类、萜类、烃类和色素，所以有人也称其为类脂。

概念干酪根（Kerogen）：泛指现代沉积物和古代沉积岩中不溶于一般有机溶剂的沉积泛指现代沉积物和古代沉积岩中不溶于一般有机溶剂的沉积有机质。

常温常压下不溶于有机溶剂的常温常压下不溶于有机溶剂的固体有机质，但在热解或加氢固体有机质，但在热解或加氢分解产生烃类物质。

分解产生烃类物质。

（一）干酪根的形成1. 微生物降解作用阶段2. 腐殖质的形成阶段3. 干酪根的形成阶段（二）干酪根的结构及元素组成干酪根的元素组成中以 C 为主，其次为H 和O，还有N、S 等。

（三）干酪根的类型将其分为三大类：Ⅰ型干酪根：是分散有机质干酪根中经细菌改造的极端类型，或称腐泥型，富含脂肪族结构，富氢贫氧，H/C高，Ⅱ型干酪根:是生油岩中常见干酪根。

有机质主要来源于小到中的浮游植物及浮游动物，富含脂肪链及饱和环烷烃，也含有多环芳香烃及杂原子官能团。

H/C较高Ⅲ型干酪根：是陆生植物组成的干酪根，又称腐殖型。

富含多芳香核和含氧基团。

H/C 低，通常小于1.0，而O/C 高，一、干酪根的类型（一）光学分类1、透射光下: 孢粉学家用HCL和HF除去无机矿物质后，将有机残渣（干酪根）放在显微镜透射光下观测，划分出五种组分。

藻质、无定形组分、草质组分、木质组分、煤质组分随着埋深加大，地温升高，上述组分的生油潜能按藻质—无定形—草质—木质—煤质顺序依次降低，（H/C）原子比也降低2、反射光下：：①腐泥组（sapropelite）：–主要包括无定形体和藻类体，是富氢组分。

②壳质组（exinite）：–主要来源于植物的孢子、角质、植物的表皮组织、树脂、蜡质等。

包括孢子体、角质体、树脂体和木栓质体。

是富氢组分。

③镜质组（vitrinite）：–是植物的茎、叶和木质纤维经过凝胶化作用形成的各种凝胶体。

镜质体是富氧组分。

④惰质组（inertinite）：–是一种丝炭化组分。

由木质纤维素经丝炭化作用而形成。

属稳定的不活泼组分，富含氧。

目前，测镜煤的反射率已经成为判断有机质成熟度的主要标志。

这四组的反射率是顺序增加的，而生油潜能却是顺序降低的。

（二）二分法概念1、腐泥型：脂肪族有机质在在缺氧条件下分解和聚合的产物，它们来自海洋和湖泊环境水下淤泥中的孢子及浮游类生物，它们主要生成石油、油页岩、藻煤和烛煤概念2、腐殖型：来自腐殖型系泥炭形成的产物，来自有氧条件下沼泽环境的陆生植物陆生植物，主要可以形成天然气和腐殖煤，在一定条件下也可以生成液态石油。

岩石热解分析吸附烃(S1)、干酪根热解烃(S2)和二氧化碳、(S3)等参数。

氢指数(S2/有机碳，I H ) )和氧指数(S3/有机碳，I o ) )第三节油气生成的地质环境与物理化学环境沉积有机质向油气演化的过程是有机质不断的去氧、加氢、富集碳的过程。

沉降速度Vs与深积速度Vd的关系（了解）–Vs 》Vd：水体不断变深，生物死亡后，在下沉过程中易遭受巨厚：水体所含氧气的氧化破坏，且因阳光不足、温度低，不利于生物生存。

–Vd》Vs：则相反，沉积物会迅速填满盆地；水体快速变浅，乃至上升为陆地，沉积物暴露地表，有机质会易受空气氧化，也不利于有机质的堆积和保存。

–Vd≈Vs:只有在长期持续下沉过程中，并伴随适当的升降，沉降速度与沉积速度相近或前者稍大时，才能持久保持还原环境。

Vd≈Vs条件下，不仅可以长期保持适于生物大量繁殖和有机质免遭氧化的有利水体深度，保证丰富的原始有机质沉积下来，而且可以造成沉积厚度大、埋藏深度大、地温梯度大、生储频繁相间广泛接触、有助于原始有机质迅速向油气转化并广泛排烃的优越环境。

油气形成的化学条件：温度与时间细菌的生物化学作用催化作用催化剂放射性作用概念生油门限的概念：温度方面：随有机质埋深的加大和温度的升高，有机质逐渐开始生成油气。

当温度升高到一定数值有机质开始大量生成石油，这个温度数值有这个温度界限称为有机质的成熟温度或称为门限度。

深度方面：成熟温度所在的深度称为成熟点( (亦称门限深度) )在实际中用的较多的往往是指门限深度(生油门限) )。

温度与时间的关系①温度与时间是控制有机质向油气转化生油最重要的两个因素；②在油气生成过程中，温度的影响呈对数关系，时间的影响呈线形关系；③温度和时间具有互补关系。

第四节：有机质演化与成烃模式概念镜质体反射率(vitrinite reflectance Ro)：镜质体反射光的能力，随有机质演化程度的增加，其反射光的能力增强加，其反射光的能力增强，Ro值增大。

Ro值的大小可以用显微光度计测量。

有机质演化阶段划分方案①按油气生成机理和主要产物特征来划分：生物化学生气阶段热催化生油气阶段热裂解生湿气阶段高温生干气阶段②按有机质成熟度进行划分：②按有机质成熟度进行划分1、未成熟阶段（immature stage）：Ro<0.5% 2、成熟阶段（mature stage）：Ro=0.5%—1.2% 3、高成熟阶段（high- -mature stage）：Ro=1.2%－2.0% 4、过成熟阶段（（over- -mature stage）：Ro>2.0%第五节：有机质演化与成烃模式重点：石油天然气形成条件的比较重点：成油天然气的鉴别1、有机气与无机气的鉴别（1）均是无机甲烷（2）除一些高过成熟的煤型气外，甲烷上均为无机甲烷（3）有机气具有正碳同位素系列，无机气具有负碳同位素系列。

2、生物气与油型气的鉴别（1）生物气（2）生物气含量高，干气（3）生物气不与油共生，伴生气与油共生。

3、油型气与煤型气的鉴别第六节生油层研究与油源对比有效烃源岩（effective source rock）：能够生成油气，并能排除足以形成商业性油气聚集油气的岩石称为有效烃源岩（油源岩，气源岩）生油岩的特征：生油岩一般是粒细、色暗、富含有机质和微体生物化石，常含原生分散状黄铁矿，偶见原生油苗有机丰度的参数：（1）有机碳含量（2）氯仿沥青“A”含量和总烃含量（3）岩石热解生烃潜量P1峰：热解温度小于300℃时出现的峰，峰的面积S1表示。

代表岩石中残留烃的含量。

用kg（烃）/t（岩石）表示，相当于氯仿沥青“A”。

P2峰：热解温度在300-500℃时出现的峰，其面积用S2表示，代表岩石中的干酪根在热解过程中新生成的烃类。

单位亦用kg（烃）/t（岩石）表示。

P3峰：面积用S3表示，代表热解过程中生成的CO2的含量（含氧基团热解）用生烃潜量Pg=S1+S2评价烃源岩的标准好烃源岩>6kg/t中等2-6较差0.5-2非常差<0.5有机质成熟度的几个指标（1）干酪根演化指标（a）镜质体发射率（b）热变指数（c）干酪根H/C和O/C（2）可溶有机质的演化指标（a）正烷烃分布和奇偶优势比（b）甾烷、萜烷异构化比值（3）岩石热解的最高峰温（4）时间-温度指数第七节油源对比与气源对比1．油源对比原理----相似性原则（1）来自同一源岩的石油在化学组成上具有相似性，由不同源岩生成的油气在组成上则表现出较大的差异。

（2）烃源岩中的可溶有机质（氯仿沥青“A”）在成分上与该烃源岩生成的石油具有相似性。

氯仿沥青“A”就是源岩中的残留石油。

概念：生物标志化合物（biomarker）是沉积有机质、石油中那些来源于活的生物体、具有明显分子结构特征、分子量相当大的有机化合物。