第二节干酪根热降解成油机理 、烃的演化 .氯仿沥青“A”和总烃的演化 干酪根 批 (6.6 1.0~1.2 的(3 暗褐色 0.6~1.0 雷托特段 黑1 o米德帕克段 0.4~0.6 烃类/有机碳(%) 美国西内部盆地二叠系含磷组黑色页岩中C15+烃类/有机碳 和干酪根颜色、H/C原子比随深度的变化 酪根2色,先神烹246 上新统 上中新统 石油大量生成的门楼 TT TP 烃类/有机碳 烃类(克)/若石(立方米 美国洛杉矾盆地上中新 苏联前高加索西部第三 上新统暗色页岩中C+1s 烃类有机碳随深度的变 迈科普层页岩中C+15烃 化 随深度的变化
第二节 干酪根热降解成油机理 一、烃的演化 1. 氯仿沥青“A”和总烃的演化
2.烷烃的演化 正构烷烃的演化 异构烷烃的演化 环烷烃的演化 芳香烃的演化 二、油气生成的阶段性及特征 门限温度:随着埋藏深度的增加,当 温度升高到一定数值,有机质开始大量转 化为石油,这个温度界限称门限温度。 门限深度:与门限温度相对应的深度 称门限深度。 分三个阶: 成岩作用阶段一一未成熟阶段 深成作用阶段—一成熟阶段 变质作用阶毁—一过成熟阶段
2. 烷烃的演化 正构烷烃的演化 异构烷烃的演化 环烷烃的演化 芳香烃的演化 二、油气生成的阶段性及特征 门限温度：随着埋藏深度的增加，当 温度升高到一定数值，有机质开始大量转 化为石油，这个温度界限称门限温度。 门限深度：与门限温度相对应的深度 称门限深度。 分三个阶段： 成岩作用阶段——未成熟阶段 深成作用阶段——成熟阶段 变质作用阶段——过成熟阶段
生成的烃类 正烷烃 烷长 芳香烃 ∴∷ ··· ∴ 写如如如3 碳原子数环烷的环数碳原了数 ①C+HO…:②石油:③湿气;④甲烷 ②获质情青质:不溶石机(干酷粗》 ②溶丁稳的物质:③溶于酸的物所 简单分子(0、10、CL1、 碳质残渣 沉积有机质热演化模式 1、成岩作用阶段一未成熟阶段 从沉积有机质被埋藏开始至门限深度为止。 地层条件:低温(小于50~60℃)、低压 有机质特征:微生物化学作用为主,有机质以形成干酪根为主,没有形成大量烃类 OC大大降低,HC稍微下降。 主要产物及特征:生物成因气,有少量的烃类来自于活生物体,大部分为C15以上的 重烃,为生物标志物。正烷烃 多具明显的奇偶优势。成岩作用阶段后期也可形成一些非生物成因的降解天然气以及未熟 鉴别指标:Ro小于0.5%
1、成岩作用阶段—未成熟阶段 从沉积有机质被埋藏开始至门限深度为止。 地层条件：低温（小于 50～60℃）、低压。 有机质特征：微生物化学作用为主，有机质以形成干酪根为主，没有形成大量烃类， O/C 大大降低，H/C 稍微下降。 主要产物及特征：生物成因气，有少量的烃类来自于活生物体，大部分为 C15 以上的 重烃，为生物标志物。正烷烃 多具明显的奇偶优势。成岩作用阶段后期也可形成一些非生物成因的降解天然气以及未熟 油。 鉴别指标：Ro 小于 0.5%
原积机( 州赵猫 C 简单分子(CO2、H20、CH4、H2) 碳质残渣 2、深成作用阶段一成熟阶段 深成作用阶段为干酪根生成油气的主要阶段。 该阶段从有机质演化的门限值开始至生成石油和 湿气结束为止,按照干酪根的成熟度和成烃产物 划分为两个带: 生油主带:(低一中成熟阶段) 凝析油和湿气带:(高成熟阶段) 生油主带:(低一中成熟阶段 有机质特征:干酪根热降解作用为主,HC大大降低。 主要产物及特征:成熟的液态石油。以中一低分子量 的烃类为主,正烷烃中奇碳优势逐渐消失,环烷烃和芳香
2、深成作用阶段—成熟阶段 深成作用阶段为干酪根生成油气的主要阶段。 该阶段从有机质演化的门限值开始至生成石油和 湿气结束为止，按照干酪根的成熟度和成烃产物 划分为两个带： 生油主带：(低—中成熟阶段) 凝析油和湿气带：(高成熟阶段) 生油主带：(低—中成熟阶段) 有机质特征：干酪根热降解作用为主，H/C 大大降低。 主要产物及特征：成熟的液态石油。以中—低分子量 的烃类为主，正烷烃中奇碳优势逐渐消失，环烷烃和芳香
烃的碳数和环数减少,曲线由双峰变单峰。W.C. Pusey把 它称为“液态窗”或“石油窗”。 鉴别指标:Ro为0.5~1.3% 凝析油和湿气带:(高成熟阶段 有机质特征:高温下,剩余的干酪根和已经形成的重烃继续热裂解。 主要产物及特征:液态烃急剧减少,C1~C8的轻烃将迅速增加。在地层温度和压力超过 烃类相态转变的临界值时,这些轻质轻就会发生逆蒸发,反溶解于气态烃之中,形成凝析气 和更富含气态烃的湿气 鉴别指标:Ro为1.3~2.0%。 3、准变质作用阶段过成熟阶段 有机质特征:埋深大、温度高,由于在成熟阶段干酪根中绝大部分可以断裂的侧链和基 团已消耗殆尽,所以石油 潜力枯竭,残余的少量烷基链,尤其是己经形成的轻质液态烃在高温下继续裂解形成大量的 热力学上的最稳定的甲烷 干酪根的结构进一步缩聚形成富碳的残余物质。 主要产物及特征:热裂解甲烷。 鉴别指标:Ro>2.0%
烃的碳数和环数减少，曲线由双峰变单峰。W.C.Pusery 把 它称为“液态窗”或“石油窗”。 鉴别指标： Ro 为 0.5～1.3%。 凝析油和湿气带：(高成熟阶段) 有机质特征： 高温下，剩余的干酪根和已经形成的重烃继续热裂解。 主要产物及特征： 液态烃急剧减少，C1～C8 的轻烃将迅速增加。在地层温度和压力超过 烃类相态转变的临界值时，这些轻质轻就会发生逆蒸发，反溶解于气态烃之中，形成凝析气 和更富含气态烃的湿气。 鉴别指标： Ro 为 1.3～2.0%。 3、准变质作用阶段—过成熟阶段 有机质特征： 埋深大、温度高，由于在成熟阶段干酪根中绝大部分可以断裂的侧链和基 团已消耗殆尽，所以石油 潜力枯竭，残余的少量烷基链，尤其是已经形成的轻质液态烃在高温下继续裂解形成大量的 热力学上的最稳定的甲烷。 干酪根的结构进一步缩聚形成富碳的残余物质。 主要产物及特征： 热裂解甲烷。 鉴别指标： Ro＞2.0%