油气地球化学

《油气地球化学》考试试卷（第一套）一、名词解释（每题2分，共16分）1、立体异构立体异构是指具有相同的分子式和相同的原子连接顺序，但是由于分子内的原子在空间排布的位置不同而产生的异构2、稳定同位素根据目前的测试水平和技术条件，凡未发现有放射性衰变或裂变的同位素称为稳定同位素3、干酪根干酪根是指不溶于非氧化的无机酸、碱和有机溶剂的一切有机质4、镜质体反射率指在油浸介质中测定的镜质体入射光强度与反射光强度的百分比。（指在油浸介质中测定的镜质体反射率）。5、有机成因天然气指沉积岩中分散状或集中状的有机质通过细菌作用、物理化学作用等形成的天然气6、地质色层作用油气在运移过程中，岩石矿物对石油中不同组分的吸附能力不同以及油气运移路径的差异等所引起的油气化学组成的变化称为地质色层作用。7、生物标志化合物沉积物或岩石中来源于活体生物，并基本保存原始生化组分碳骨架的、记载原始生物母质特殊分子结构信息的有机化合物。8、潜在烃源岩能够生成但尚未生成具有工业价值油气流的岩石。1、构造异构构造异构是指具有相同的分子式，但由于分子中原子结合的顺序不同而产生的异构2、放射性同位素根据目前的测试水平和技术条件，凡发现有放射性衰变或裂变的同位素称为放射性同位素。可利用放射性同位素测定古代沉积物的地质年龄。4、生油门限在烃源岩热演化过程中油气开始大量生成时所对应的地层温度或地层埋藏深度称为生油门限。5、无机成因天然气泛指在任何环境下由无机物质形成的天然气。6、分子离子峰分子受到电子轰击后失去一个外层电子形成的正离子为分子离子或母体离子，质谱图中对应于分子离子的峰为母峰或分子离子峰。7、脱沥青作用在油气藏过程中或多期次成藏时，当大量气态烃（特别是湿气或凝析气）注入时，使原油中沥青质、胶质分离出来的作用，称为脱沥青作用。稳定同位素分馏：稳定同位素分馏是指稳定同位素在两种同位素比值不同的物质之间的分配，包括同位素的动力分馏效应和同位素的交换分馏效应。有效烃源岩：有效烃源岩是指具备生油气条件，并已生成和排出了具有商业价值油气聚集的岩石。门限温度：门限温度是指有机质在热演化过程中开始大量生成油气时所对应的温度。氯仿沥青：是指以氯仿作溶剂得到的岩石抽提物。大型气田：天然气探明储量大于300×108m3的气田。油气源对比：油气源对比是指应用有机地球化学的基本原理，合理地选择对比参数（指标）来研究油、气、岩之间的相互关系。热成熟作用：一方面原油发生裂解形成轻质油、凝析油、湿气甚至干气，油气的品质变好；另一方面，也会形成焦沥青，对储层造成伤害。生物降解作用：轻组分损失，原油品质变差，水洗作用也会使品质变差。气侵和脱沥青作用：一方面形成凝析气藏，另一方面随着天然气的注入发生脱沥青作用，沥青质沉淀，对储层造成伤害，使储层物性变差。氧化作用：使石油中胶质、沥青质组分增加，原油品质变差。手性碳原子：具有指向四面体角的4个键，且与其相连的abcd4个基团完全不同的碳原子轻烃：沸点小于200°c的烃类化合物。热蚀变作用：储层中油气随着沉降或低温梯度的改变而经受跟高的温度，将发生类似于有机质在烃源岩中的成熟作用，被称为石油的热蚀变作用。腐泥型天然气（油型气）是指腐泥型干酪根进入成熟阶段以后所形成的天然气。腐殖型天然气（煤型气）是由腐殖或偏腐殖型Ⅱ2、Ⅲ型干酪根在成熟演化阶段形成的天然气。热解气指有机质在成熟演化阶段Ro为0.5%～2.0%经热催化作用生成的天然气，包括油型热解气和煤型热解气裂解气指干酪根在过成熟演化阶段Ro2.0%由已生成的液态烃和残余干酪根及部分重烃气经高温裂解作用而生成的天然气烃源岩：已经生成、或有可能生成，或具有生成油气潜力的细粒岩石。这既包括泥、页岩，也包括碳酸盐岩，既包括油源岩，也包括气源岩。由烃源岩构成的岩层称为源岩层。有效烃源岩：表明已经生成并排出了商业性油气的源岩，用排烃岩表明发生过明显排烃作用的源岩，用好、中、差、非源岩表明烃源岩生烃能力的高低等。生油势：烃源岩中已经生成和潜在能生成的烃量总和。生物降解作用是指微生物对某些类型烃类化合物的选择性消耗过程非烃化合物：可以用氯仿抽取出来的非烃和沥青质，有时也可以包括只有能用甲醇-苯或甲醇-丙酮-苯混合溶剂抽提的高效性化合物。常规（正常）甾烷类：5β甾烷亚类（生物构型甾烷/粪甾烷）；5α甾烷亚类，包括αα系列、ββ系列，主要存在于未成熟沉积物中重排甾烷类：甾烷在热成熟作用过程中会发生重排现象，正常甾烷的碳10、13位上的甲基发生重排，转移到碳5、14位上形成重排甾烷沉积有机质：已经并入沉积物的有机质高蜡石油：代表陆相石油的一种特殊情况。蜡是指碳数大于21的长链烷烃。一般含蜡量大于8%为高蜡石油深成作用：当沉积有机质镜质体反射率Ro处于0.7～2.0%之间时，有机质会大量生烃，这时地层温度一般在50-200℃之间，埋深可达数千米，这一阶段就称为深成作用阶段二、填空题1、在Rock-eval分析图谱中，S1峰代表岩石中300℃以下已存在的游离烃，S2代表300～500℃岩石中干酪根热解烃的含量（潜在烃），也含少量的重质组分的裂解产物，S3峰代表干酪根中含氧基团热解为CO2的含量，Tmax代表岩石的最高热解温度。2、在低演化阶段有机质的烃类产物常具有奇偶优势，在油气地球化学中用OEP和CPI值可以反映有机质的成熟度。3、干酪根红外光谱图中720cm-1和1710cm-1吸收峰分别代表脂肪链（CH2）n，n＞4和酯、酮、酸、醛中C=O基团或官能团的振动。4、沉积岩中的有机质，依据其可溶性可分为两部分：通常将岩石中不溶于有机溶剂的有机组分定义为干酪根；而可溶于有机溶剂的有机组分称为可溶有机质（或氯仿沥青）。5、油气地球化学是运用化学原理研究油气的生成、运移、聚集和演化，阐述油气分布规律，并用这些知识指导勘探和开发石油、天然气及有关的沥青矿的一门应用科学。6、随着成熟度的增加利用m/z217质量色谱图计算的C29甾烷20S/(20S+20R)逐渐增加，直到达到平衡值。7、稳定同位素的分馏机理包括同位素动力分馏效应、同位素交换分馏效应8、年轻沉积物中甾类化合物的主要构型是5α（H）14α（H）17α（H）20R，随着成熟度的增加，在C-14、C-17和C-20产生异构化，因此可以根据甾烷中几种异构体的相对含量来反映原油和烃源岩的成熟度。12、页岩气主要是以吸附或游离态的形式存在于页岩地层中的气。13、在干酪根制备过程中，用稀盐酸的目的是为了去除岩石中碳酸盐岩矿物，用氢氟酸除去硅酸盐矿物。1、干主要由芳核、侧链、含杂原子基团组成，从元素组看，干的热演化是去氢、脱氧、富碳的过程2、储集层中石油可能发生次生变化，其中脱沥青作用、热蚀变作用使原油性质变好，生物降解、氧化作用、水洗作用使原油性质变差。3、实验室在分离石油的族组分过程中，通常用正己烷分离饱和烃，用苯分离芳香烃。4、研究表明在相同演化阶段，油型气碳同位素相对富集12C，而煤型气碳同位素相对富集13C，成熟度相当或相近的煤型气碳同位素重于油型气。5、根据有机质的热演化程度，有机成因气可以分为以下几种类型生物气、生物-热催化过渡带气、热解气、热裂解气6、选择碳酸盐岩烃源岩有机碳含量下限标准时，除考虑应将油源岩与气源岩分开考虑外，还应考虑我国碳酸盐岩烃源岩的区域地质背景、烃源岩成熟度的影响、有机质演化的阶段性三方面因素。7、非常规天然气包括煤层气、页岩气、天然气水合物和致密砂岩气8、姥鲛烷（Pr）和植烷（Ph）是叶绿素的植醇侧链在不同氧化还原环境中形成的，因此，Pr/Ph比值是反映原油或烃源岩沉积环境的指标。9、Ts表18(H)-22,29,30-三降藿烷，Tm表17(H)-22,29,30-三降藿烷，Ts/Tm值随成熟度增加而增10、随着成熟度的增加，利用m/z191质量色谱图计算的C31藿烷22S/(22S+22R)逐渐增大，直到达到平衡值。鉴别生物成因天然气的主要标志是在天然气组成上主要是CH413C1轻Pr/Ph是反映烃源岩沉积环境的指标在同等条件下，最先进入生烃门限的是II型干酪根。同一成熟度条件下干酪根的H/C原子比值IIIIII型干酪根分类方法：元素组成分类、显微组成分类、热解特征分类有机质成烃演化阶段生物甲烷气阶段、石油形成阶段、热烈解甲烷气阶段组成石油的元素主要是碳和氢，其次是氧、硫、氮。碳、氢元素的含量一般为96%～99%，其中碳占83%~87%，氢占11%～14%根据原始有机质的母质类型，有机质成因气可分为两类：腐泥型天然气（油型气、腐泥气）、腐殖型天然气（煤型气）根据热演化程度，有机成因气可分为：生物气、热解气、和裂解气鉴别有机成因天然气的主要方法有：同位素、轻烃组成和生物标志化合物常用油气源对比参数物理性质参数原油孢粉、含蜡量、含硫量和V/Ni比值、族组成、链烃和环烷烃、基团类、同位素、生物标志化合物、轻烃指标影响有机质演化的地球化学因素1.微生物的作用2.温度（热应力）的作用3.时间的作用4.压力的作用5.催化剂的作用6.有机质性质的影响。油气的形成过程或有机质的演化过程大体可分为3个阶段：未熟阶段、成熟阶段和过成熟阶段油气蚀变主要包括：热蚀变作用（热催化-转化作用）、氧化和生物降解作用、脱沥青作用、水洗作用、硫化作用、重力分异作用等轻烃地球化学参数的应用主要包括：天然气成因类型的划分、油气成熟度的确定、生物降解作用的判识等影响原油类型的因素1.原始生油母质的类型和性质2.有机热演化3.储层中的蚀变油气地球化学是应用化学原理尤其是有机化学的理论和观点来研究地质体中与油气有关的有机质、石油、天然气的化学组成、结构、性质及其演化特征以及时空分布三、是非判断题，正确的括号内打√，错误的括号内打×，1、原油和岩石抽提物的族组成是饱和烃、芳烃、胶质和沥青质，原油的密度随胶质和沥青质的含量增加而降低。（×）原油和岩石抽提物的族组成是饱和烃、芳烃、胶质和沥青质，原油的密度随胶质和沥青质的含量增加而增大2、烃源岩评价主要从有机质母质类型、有机质成岩作用中的演化程度、有机质的沉积环境三个方面来进行。（×）烃源岩评价主要从有机质母质类型、有成岩作用中的演化程度、有机质的丰度三个方面来进行3、在成熟阶段，腐泥母质生成的天然气中的重烃含量比腐殖母质生成的天然气低。（×）在成熟阶段，腐泥母质生成的天然气中的重烃含量比腐殖母质生成的天然气高4、不同类型干的原始密度不同，随着干酪根的热演化程度增加，其镜质体反射率Ro降低，密度增大。（×）不同类型干酪根的原始密度不同，随着干酪根的热演化程度增加，其镜质体反射率Ro增大，密度增大5、在饱和烃气相色谱图中，基线越平，表明色谱图的质量越好；并且，要求姥鲛烷和nC17、植烷和nC18两对峰的分离度小于50%（×）在饱和烃气相色谱图中，基线越平，表明色谱图的质量越好；并且，要求姥鲛烷和nC17、植烷和nC18两对峰的分离度大于50%1、重排甾烷的形成与成岩作用阶段早期和深成作用阶段的碳酸盐岩存在有关。（×）重排甾烷的形成主要与成岩作用阶段和深成作用阶段的粘土矿物存在有关（或重排甾烷的形成主要与酸性介质环境有关）2、庚烷值和异庚烷值的大小只与成熟度有关，不受母质类型的影响。（×）庚烷值和异庚烷值的大小不仅与成熟度有关，也受母质类型的影响。3、氯仿沥青“A”和总烃都是评价烃源岩丰度的常用指标。氯仿沥青“A”是岩石中的不溶有机质；总烃是氯仿沥青“A”族组分中胶质和沥青质之和。（×）氯仿沥青“A”和总烃都是评价烃源岩有机质丰度的常用指标。氯仿沥青“A”是岩石中的可溶有机质；总烃是氯仿沥青“A”族组分中饱和烃和芳香烃之和。4、Pr/nC17和Ph/nC18这一对参数通常随成熟度的增加而降低，在原油受生物降解不太严重的情况下，随降解程度增加，Pr/nC17和Ph/nC18增加。（√）5、氧化作用会使原油中轻组分增加，重组分减少。（×）氧化作用会使原油中重组分增加，轻组分减少。五、简答题（每题4分，共20分）1、简述影响石油化学组成的主要地质因素①石油的组成虽然都是以烃类化合物为主的，但是不同盆地或地区的石油的化学组成可以有很大的差异