第2章-成藏地球化学教材课件.ppt

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1、讲讲 授授 内内 容容第一章第一章 成藏地质学的研究目的和内容成藏地质学的研究目的和内容第二章第二章 成藏地球化学成藏地球化学第三章第三章 成藏年代学成藏年代学第四章第四章 成藏动力学成藏动力学第五章第五章 大油气田形成理论大油气田形成理论第六章第六章 非常规油气藏非常规油气藏第二章第二章 成藏地球化学成藏地球化学 第一节第一节 成藏地球化学研究内容与方法成藏地球化学研究内容与方法 一、成藏地球化学的研究内容一、成藏地球化学的研究内容 二、成藏地球化学的研究方法二、成藏地球化学的研究方法 三、成藏三、成藏地球化学的应用地球化学的应用 第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学 一、一、油藏流体的非

2、均质性及其成因油藏流体的非均质性及其成因 二、二、油藏内流体的混合作用油藏内流体的混合作用 三、油气层及油气水界面的确定三、油气层及油气水界面的确定 四、有机隔层四、有机隔层焦油席研究焦油席研究 五、油藏流体连通性与分隔性研究五、油藏流体连通性与分隔性研究 第三节第三节 运移地球化学运移地球化学 一一、运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用 二二、初次、初次运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征 三三、二次、二次运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示

3、踪特征运移的地球化学示踪特征 成藏地球化学是20世纪80 年代中后期新兴的一门地球化学分支学科,是石油地质学与石油工程学之间的边缘交叉学科。主要采用现代地球化学分析测试技术，结合油藏工程作业资料直接研究油藏中流体和矿物的相互作用、油藏流体的非均质性分布规律及其形成机理，探索油气充注、聚集历史与定位成藏机制，成为理论性和实践性都很强的应用有机地球化学的一个分支学科。一、研究内容一、研究内容1、油藏流体的非均质性及其形成机理、油藏流体的非均质性及其形成机理2、探索油气运移、充注、聚集历史与成藏机制、探索油气运移、充注、聚集历史与成藏机制3、油藏中流体和矿物的相互作用及其分馏效应、油藏中流体和矿物的

4、相互作用及其分馏效应第一节第一节 成藏地球化学研究内容与方法成藏地球化学研究内容与方法Reservoir Geochemistry第一节第一节 成藏地球化学研究内容与方法成藏地球化学研究内容与方法Reservoir Geochemistry 油气的非均质性是多层次的,包括总体化学组成的非均质性、分子构成的非均质性及同位素分布的非均质性。特定油气藏各层次非均质性的保存程度取决于油气充注后的时间、储层的侧向连续性及孔、渗性能。2 2、油藏流体的非均质性及其形成机理、油藏流体的非均质性及其形成机理二、研究方法二、研究方法 、油气地球化学分析（包括油气地球化学分析（包括NSO化合物和高分子量化合物分析

5、）化合物和高分子量化合物分析）；NSO化合物是指含有氮、硫、氧杂原子的化合物，主要包括非烃和沥青。化合物是指含有氮、硫、氧杂原子的化合物，主要包括非烃和沥青。这些化合物又称极性化合物。这些化合物又称极性化合物。NSO化合物对石油的粘滞性和相态特征具有很大影响。如，通过吸附在化合物对石油的粘滞性和相态特征具有很大影响。如，通过吸附在矿物表面上，可能影响储层的润湿性。矿物表面上，可能影响储层的润湿性。、岩心抽提物分析；、岩心抽提物分析；、流体包裹体分析。、流体包裹体分析。第一节第一节 成藏地球化学研究内容与方法成藏地球化学研究内容与方法三、主要应用三、主要应用1、在勘探方面的应用、在勘探方面的应用

6、（1）确定源岩类型和成熟度）确定源岩类型和成熟度（2）确定油气充注点和运移路线，恢复充注历史）确定油气充注点和运移路线，恢复充注历史（3）油藏封闭性评价）油藏封闭性评价2、在油气评价和储层评价中的应用、在油气评价和储层评价中的应用（1）流体界面确定流体界面确定 （2）油藏连通性确定油藏连通性确定（3）Sw的计算的计算 （4）焦油席的确定焦油席的确定（5）与脱沥青有关的开采问题与脱沥青有关的开采问题第一节第一节 成藏地球化学研究内容与方法成藏地球化学研究内容与方法1、油藏内流体的非均质性表现、油藏内流体的非均质性表现 原油物性、油气比、族组成、同位素组成、分子组成在油藏内部的变原油物性、油气比、

7、族组成、同位素组成、分子组成在油藏内部的变化。化。2、非均质性的成因、非均质性的成因烃源岩有机相和成熟度的差异（烃源岩有机相和成熟度的差异（England,1987）-油藏构造特征和储存物性的变化（油藏构造特征和储存物性的变化（Hillebrand.T,1992）生物降解作用和水洗作用（生物降解作用和水洗作用（Connan J,1984）重力分异作用（重力分异作用（Hirschberg A,1984）和焦油席的形成（）和焦油席的形成（Dahl B,1986）原油的热蚀变作用（原油的热蚀变作用（HwangR J,1994）流体流体-岩石相互作用和油气运移过程中的分馏作用岩石相互作用和油气运移过程

8、中的分馏作用（Dahl B，1986）第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学一、油藏流体的非均质性及其成因一、油藏流体的非均质性及其成因 Larter和和Aplin（1995）认为，造成油藏内部认为，造成油藏内部流体不同规模上的非均质性的原因可能是不同的。流体不同规模上的非均质性的原因可能是不同的。（1）1几十公里范围内的横向成分梯度指示：几十公里范围内的横向成分梯度指示：区域性的石油充注方向（油气比、成熟度）；区域性的石油充注方向（油气比、成熟度）；生物降解油田中区域性水流方向（正烷烃浓生物降解油田中区域性水流方向（正烷烃浓度）；度）；大规模流体流动屏障的存在（成分阶梯）。大规模流体流动屏障

9、的存在（成分阶梯）。（）（）10100m范围的非均质性：范围的非均质性：反映油藏在垂向上存在分隔层。反映油藏在垂向上存在分隔层。（）几十微米分子级规模的非均质性：（）几十微米分子级规模的非均质性：与油层的表面化学以及流体包裹体中的古流与油层的表面化学以及流体包裹体中的古流体作用有关。体作用有关。第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学一、油藏流体的非均质性及其成因一、油藏流体的非均质性及其成因油气的充注过程：油气的充注过程：W.A.England(1987)等则根据实验室和研究结果等则根据实验室和研究结果,从微观的从微观的角度角度,探讨了油气是如何进入并充满圈闭以及进入圈闭后的一探讨了油气是如何

10、进入并充满圈闭以及进入圈闭后的一系列变化。认为系列变化。认为:油气藏的充注通常是一个较长的历史过程。油气藏的充注通常是一个较长的历史过程。由于储层的非均质性由于储层的非均质性,最初通过水饱和的输导层进入圈闭的油最初通过水饱和的输导层进入圈闭的油气只占据孔渗条件最好、排替压力最小的储层部分。随着油气气只占据孔渗条件最好、排替压力最小的储层部分。随着油气运移的继续运移的继续,浮力不断增大浮力不断增大,油气逐渐充注小孔隙储层部分。后油气逐渐充注小孔隙储层部分。后期注入的油气在垂向和侧向上取代先期聚集的油气期注入的油气在垂向和侧向上取代先期聚集的油气,并将后者并将后者排入小孔隙储层部分排入小孔隙储层部

11、分,而不是后期注入的油气直接进入小孔隙而不是后期注入的油气直接进入小孔隙储层。储层。第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学一、油藏流体的非均质性及其成因一、油藏流体的非均质性及其成因第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学一、油藏流体的非均质性及其成因一、油藏流体的非均质性及其成因进入储层中的石油，一旦达到较高的含油饱和度，为达到力学和化进入储层中的石油，一旦达到较高的含油饱和度，为达到力学和化学上的平衡，石油柱内石油的化学组成将进行重新分配，即发生混合作学上的平衡，石油柱内石油的化学组成将进行重新分配，即发生混合作用。用。混合作用包括以下种机理：混合作用包括以下种机理：、密度驱动混合作用、密度

12、驱动混合作用 地下烃类因密度差异而处于不稳定状态，产生流体对流混合现象。地下烃类因密度差异而处于不稳定状态，产生流体对流混合现象。、分子扩散作用、分子扩散作用 油气向油藏充注时，由于原始化学组分的非均质性而产生分子扩散油气向油藏充注时，由于原始化学组分的非均质性而产生分子扩散作用，这种作用导致物质重新分配，清除侧向上的浓度梯度，建立垂向作用，这种作用导致物质重新分配，清除侧向上的浓度梯度，建立垂向上由重力分异而形成的浓度梯度。上由重力分异而形成的浓度梯度。、热对流混合作用、热对流混合作用 由于地温梯度变化导致流体发生热对流。由于地温梯度变化导致流体发生热对流。二、二、油藏内流体的混合作用油藏内

13、流体的混合作用第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学 运用岩石热解、运用岩石热解、棒色谱、气相色谱、棒色谱、气相色谱、质谱等分析技术，通质谱等分析技术，通过分析储层岩心和岩过分析储层岩心和岩屑中残余油的变化，屑中残余油的变化，可以确定油气层的分可以确定油气层的分布以及油气水界面的布以及油气水界面的位置。位置。1、运用棒色谱法、运用棒色谱法确定含油带与贫油带确定含油带与贫油带三、油气层及油气水界面的确定三、油气层及油气水界面的确定第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学2、运用岩石热解方法（、运用岩石热解方法（ROCR-Eval)和溴分析方法确定油气水界面和溴分析方法确定油气水界面 岩石热解法最早

14、用于烃源岩的评价，近些年来也被广泛用于油藏岩石热解法最早用于烃源岩的评价，近些年来也被广泛用于油藏地球化学研究及油气层评价。地球化学研究及油气层评价。三、油气层及油气水界面的确定三、油气层及油气水界面的确定第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学 运用岩石热解法还可以确运用岩石热解法还可以确定油藏油质特点或烃类性质。定油藏油质特点或烃类性质。三、油气层及油气水界面的确定三、油气层及油气水界面的确定第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学 在一些油藏的贫油带和含水区内，常可以发现呈席状分布的焦油在一些油藏的贫油带和含水区内，常可以发现呈席状分布的焦油席（席（Tar Mats），），一般分布在石蜡型原

15、油的油藏中。一般分布在石蜡型原油的油藏中。焦油席（以往又译为沥青垫），是指油藏底部或油藏内部一种密焦油席（以往又译为沥青垫），是指油藏底部或油藏内部一种密度大于度大于1.00g/cm3、粘度在粘度在10.00cP以上的富含沥青质的原油，又称为超以上的富含沥青质的原油，又称为超重油，厚度一般重油，厚度一般12m。焦油席主要代表原地不可采的油，其出现将有损于油藏质量。在焦油席主要代表原地不可采的油，其出现将有损于油藏质量。在采油过程中可能发生脱沥青作用，造成底渗透油层的堵塞，形成采油过程中可能发生脱沥青作用，造成底渗透油层的堵塞，形成“死死油油”。四、有机隔层四、有机隔层焦油席研究焦油席研究第二节

16、第二节 油藏地球化学油藏地球化学焦油席的成因有以下几种：焦油席的成因有以下几种：四、有机隔层四、有机隔层焦油席研究焦油席研究第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学 油藏连通性与分隔性研究是油气田开发中一个十分重要的问题。油藏连通性与分隔性研究是油气田开发中一个十分重要的问题。常规的油藏描述只着眼于储层的非均质性，主要研究储层的空间常规的油藏描述只着眼于储层的非均质性，主要研究储层的空间分布规律及其对油层连通性的影响。分布规律及其对油层连通性的影响。油藏地球化学研究表明，砂层连通体不一定等同于流体连通体，油藏地球化学研究表明，砂层连通体不一定等同于流体连通体，因为油层内可能存在由各种原因形成的有

17、机隔层（焦油席），从而导因为油层内可能存在由各种原因形成的有机隔层（焦油席），从而导致油藏内部实际上是分隔的，出现致油藏内部实际上是分隔的，出现“储层连通，油层分隔储层连通，油层分隔”的现象。的现象。因此，油藏地球化学方法可以更准确地确定储层内流体的连通性因此，油藏地球化学方法可以更准确地确定储层内流体的连通性和分隔性。其方法包括：和分隔性。其方法包括：根据原油总体积组成的变化研究油藏内流体的流动屏障；根据原油总体积组成的变化研究油藏内流体的流动屏障；根据原油组成的色谱指纹特征的变化研究流体流动屏障；根据原油组成的色谱指纹特征的变化研究流体流动屏障；根据油田水组成的变化研究油藏内流体的流动屏障

18、；根据油田水组成的变化研究油藏内流体的流动屏障；五、油藏流体连通性与分隔性研究五、油藏流体连通性与分隔性研究第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学1、根据原油总体积组成的变化研究油藏内流体的流动屏障、根据原油总体积组成的变化研究油藏内流体的流动屏障 油藏的气油藏的气/油比、凝析油油比、凝析油/气、泡点压力和密度等气、泡点压力和密度等PVT资料都可以用资料都可以用来确定油层流体组成的变化。来确定油层流体组成的变化。下图反映英国北海下图反映英国北海Forties油田主油区与东南区之间存在着流体流动油田主油区与东南区之间存在着流体流动屏障。屏障。五、油藏流体连通性与分隔性研究五、油藏流体连通性与分隔

19、性研究第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学五、油藏流体连通性与分隔性研究五、油藏流体连通性与分隔性研究第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学2、根据原油组成的色谱指纹、根据原油组成的色谱指纹特征的变化研究流体流动屏障特征的变化研究流体流动屏障 气相色谱指纹分析技术是在气相色谱指纹分析技术是在色谱色谱-质谱分析的基础上，系质谱分析的基础上，系统进行原油饱和烃气相色谱分统进行原油饱和烃气相色谱分析，从气相色谱图上固定选择析，从气相色谱图上固定选择一批配对的相关烃类，计算每一批配对的相关烃类，计算每对化合物的相对组成，采用极对化合物的相对组成，采用极坐标方式绘成气相色谱指纹分坐标方式绘成气相色谱指

20、纹分布的星状图，可用来区分原油布的星状图，可用来区分原油族群，判别油藏液体的连通性。族群，判别油藏液体的连通性。五、油藏流体连通性与分隔性研究五、油藏流体连通性与分隔性研究第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学实例一：南中国海某油田实例一：南中国海某油田 地质分析认为，该油地质分析认为，该油田田PH4和和PH5井间的储层系井间的储层系统是连通的，压力数据对统是连通的，压力数据对比不能作出结论，但烃类比不能作出结论，但烃类气相色谱指纹明确显示气相色谱指纹明确显示P3层层下部下部2口井是不连通的。口井是不连通的。五、油藏流体连通性与分隔性研究五、油藏流体连通性与分隔性研究第二节第二节 油藏地球化学

21、油藏地球化学实例二：刚果实例二：刚果Kitina油田油田 GC指纹表明指纹表明B、C层层是是连通的，而与连通的，而与A层不连层不连通。通。GC/IR/MS分析技术分析技术进一步证实了此点。进一步证实了此点。五、油藏流体连通性与分隔性研究五、油藏流体连通性与分隔性研究第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学五、油藏流体连通性与分隔性研究五、油藏流体连通性与分隔性研究第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学实例三：南意大利亚实例三：南意大利亚德利亚海某油田德利亚海某油田 问题：问题：A井井中的重中的重油和轻油是否属同一油和轻油是否属同一油藏？油藏？A井与井与B井井的轻的轻质油是否连通？质油是否连通？G

22、C指纹分析结果：指纹分析结果：A井的重油和轻油不连井的重油和轻油不连通，通，A、B井的轻质油井的轻质油是在一个连通的储层是在一个连通的储层中。中。五、油藏流体连通性与分隔性研究五、油藏流体连通性与分隔性研究第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学六、流体包裹体的油藏地化应用六、流体包裹体的油藏地化应用第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学 GOI技术是澳大利亚联邦科学与工业研究机构(CSRIO)石油资源部的专利技术,可以确定古油水界面。石油在运移进入砂体时,由于毛细管阻力不同,将优先流过最大的孔隙喉道。如果没有阻止流动的屏障,毛细管阻力将把石油限制在最大的相互连通的网络中,仅有相当少量部分的孔隙

23、暴露于石油中，如果石油柱压力高,则会克服毛细管阻力,使石油流入更小的孔隙喉道中,含油饱和度增加。大多数孔隙将暴露于石油中,因而多数颗粒将会捕获油包裹体。即使现今岩石为水湿的或气饱和的,古石油柱也可以用流体包裹体中捕获的烃类加以确定。GOI=含油包裹体的颗粒数100%/统计的总颗粒数若GOI5%,储集层为油层;若GOI1%,储集层为水层或含油水层 在地层剖面上利用GOI的变化可以恢复古油藏的位置及其油水界面,GOI高的为原先的油层,GOI突变低处为古油藏的油水界面。-GOI-GOI技术技术 流体包裹体的分子组成(MCI)反演油藏注入史：利用在线(on-line)和离线(off-line)分析技术

24、,可以获得包裹体中烃类分子地球化学信息,并与储层原油或可能的烃源岩进行对比,利用包裹体的分子地球化学信息可以重建油藏的充注历史。-分子组成分子组成(MCI)(MCI)技术技术六、流体包裹体的油藏地化应用六、流体包裹体的油藏地化应用第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学 George等、Lisk等对澳大利亚Carnarvon盆地South Pepper油田的研究表明:碳酸盐岩裂隙中流体包裹体捕获的原油母质比油藏中原油母质含钙量要高。油藏中的原油含有较高含量的25-降藿烷,而包裹体中的原油25-降藿烷含量很低。对比研究表明,在包裹体形成后,早期充注的原油在始新世遭受了严重的生物降解作用,接着构造中

25、又被来源于侏罗系的Dingo组粘土岩生成的原油再次充注,并与油藏中遭受生物降解作用的早期原油混合。国内高志先等、周凤英等运用该技术对柴达木盆地南八仙油田、塔里木盆地轮南2井的油藏注入史进行了研究。-激光拉曼技术激光拉曼技术六、流体包裹体的油藏地化应用六、流体包裹体的油藏地化应用第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学根据包裹体气相成份推断油气的演化程度 研究表明,原油从未成熟到低成熟阶段,气相以H2O、CO2为主,演化成熟、高成熟阶段,CH4含量增加,到最后的甲烷干气阶段,90%的气体为CH4,仅有极少量的CO2。因而可以利用CH4含量和CH4/CO2、CH4/(H2O+CO2)的比值确定油气热

26、演化程度,从而进行油气藏资源评价。地层水矿化度、组成及来源 盐度分析是包裹体分析的一项重要参数。根据包裹体冰点温度(Tm),容易将其转化成盐度S。根据包裹体中水相的盐度可以确定地质历史时期地层水的演化过程。澳大利亚Papuan盆地油藏中油-水包裹体水相的盐度为50000-85000mg/L(NaCl),盐水包裹体盐度50000-265000mg/L(NaCl),水层中的盐水包裹体的盐度变化很大,可以分成两组,一组为2000-80000mg/L。另一组为120000-280000mg/L,表明包裹体形成于不同的时期,同时也表明该区地层水在地质历史时期发生了很大变化。六、流体包裹体的油藏地化应用六

27、、流体包裹体的油藏地化应用第二节第二节 油藏地球化学油藏地球化学地层水矿化度、组成及来源 施继锡等对河北平原和川东碳酸盐岩储层荧石包裹体进行了液相分析,具有少SO42-,而富Cl-、Na+的趋势,覃建雄等对西昌盆地流体包裹体中的液相成分分析,包裹体液相成分中Ca 2+、Mg2+、HCO3-的含量高,成岩流体介质为Na+-Ca 2+-SO42-型,Cl-含量偏高,与海相碳酸盐岩地层封存卤水特征相近,认为区内茅口期古水体或成岩流体与海水有一定的成因联系。成藏异常压力 油藏中的异常压力可以通过生产测试或测井资料获得,也可以利用储层CO2包裹体或包裹体中CO2的含量进行压力的估算,获得了温度和压力的数

28、据就可以用VVR动力学模型(考虑压力的延迟或抑制作用)模拟VR的压力和历史，从而较准确地恢复盆地的热历史。第三节第三节 运移地球化学运移地球化学一一、运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用 石油在运载层中运移时，由于油气组分与运移介质石油在运载层中运移时，由于油气组分与运移介质石油在运载层中运移时，由于油气组分与运移介质石油在运载层中运移时，由于油气组分与运移介质之间物理之间物理之间物理之间物理-化学作用的影响，多组分的复杂混合物将发化学作用的影响，多组分的复杂混合物将发化学作用的影响，多组分的复杂混合物将发化学作用的影

29、响，多组分的复杂混合物将发生不同程度的分异作用，导致石油的组成和性质发生一生不同程度的分异作用，导致石油的组成和性质发生一生不同程度的分异作用，导致石油的组成和性质发生一生不同程度的分异作用，导致石油的组成和性质发生一系列的变化，简称系列的变化，简称系列的变化，简称系列的变化，简称分馏作用分馏作用分馏作用分馏作用。影响因素：吸付扩散溶解影响因素：吸付扩散溶解影响因素：吸付扩散溶解影响因素：吸付扩散溶解。第三节第三节 运移地球化学运移地球化学1 1 1 1族组成族组成族组成族组成泥（页）岩烃泥（页）岩烃泥（页）岩烃泥（页）岩烃/非烃低，砂岩烃非烃低，砂岩烃非烃低，砂岩烃非烃低，砂岩烃/非烃高；非

30、烃高；非烃高；非烃高；泥页岩非烃较多，砂岩泥页岩非烃较多，砂岩泥页岩非烃较多，砂岩泥页岩非烃较多，砂岩 非烃较少（非烃较少（非烃较少（非烃较少（运移强）运移强）运移强）运移强）运移方向上，距离增加，烃运移方向上，距离增加，烃运移方向上，距离增加，烃运移方向上，距离增加，烃/非烃逐渐增大；非烃逐渐增大；非烃逐渐增大；非烃逐渐增大；砂岩层内上、下界面附近，烃砂岩层内上、下界面附近，烃砂岩层内上、下界面附近，烃砂岩层内上、下界面附近，烃/非烃较高（与页岩排烃有关）。非烃较高（与页岩排烃有关）。非烃较高（与页岩排烃有关）。非烃较高（与页岩排烃有关）。不同组分运移的相对难易顺序为：不同组分运移的相对难易

31、顺序为：不同组分运移的相对难易顺序为：不同组分运移的相对难易顺序为：烃类化合物较易，非烃、沥青质较难；烃类化合物较易，非烃、沥青质较难；烃类化合物较易，非烃、沥青质较难；烃类化合物较易，非烃、沥青质较难；饱和烃较易，芳烃较难；饱和烃较易，芳烃较难；饱和烃较易，芳烃较难；饱和烃较易，芳烃较难；低环数芳烃较易，多环数芳烃较难。低环数芳烃较易，多环数芳烃较难。低环数芳烃较易，多环数芳烃较难。低环数芳烃较易，多环数芳烃较难。一一、运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用第三节第三节 运移地球化学运移地球化学2 2不同碳数的烃类不同

32、碳数的烃类不同碳数的烃类不同碳数的烃类 （1 1）主要含油段位于生油门限之上，说明烃类由下向上纵向运移；）主要含油段位于生油门限之上，说明烃类由下向上纵向运移；）主要含油段位于生油门限之上，说明烃类由下向上纵向运移；）主要含油段位于生油门限之上，说明烃类由下向上纵向运移；（2 2）C C6 6CC9 9，C C1010CC1414轻轻轻轻质质质质烃烃烃烃、高高高高浓浓浓浓度度度度异异异异常常常常的的的的样样样样品品品品，上上上上、中中中中、下下下下三三三三个个个个含油带都存在；含油带都存在；含油带都存在；含油带都存在；（3 3）C C2525CC3535高高高高异异异异常常常常样样样样品品品品

33、只只只只存存存存在在在在下下下下部部部部含含含含油油油油带带带带，说说说说明明明明低低低低分分分分子子子子量量量量烃烃烃烃类类类类较较较较高高高高分子量烃更易运移，同时说明轻质烃纵向运移失去一部分轻质烃。分子量烃更易运移，同时说明轻质烃纵向运移失去一部分轻质烃。分子量烃更易运移，同时说明轻质烃纵向运移失去一部分轻质烃。分子量烃更易运移，同时说明轻质烃纵向运移失去一部分轻质烃。一一、运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用 一般说来，随运移距离增加，低分子烃一般说来，随运移距离增加，低分子烃/高分子烃的比值高分子烃的比值是增

34、加的。是增加的。第三节第三节 运移地球化学运移地球化学一一、运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用第三节第三节 运移地球化学运移地球化学一一、运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用第三节第三节 运移地球化学运移地球化学一一、运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用第三节第三节 运移地球化学运移地球化学一一、运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组

35、分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用3正构烷烃和异戊二烯型烃正构烷烃和异戊二烯型烃 一一般般来来说说，随随运运移移距距离离增增加加，低低分分子子正正烷烷烃烃的的丰丰度度具具有有较较明明显显增增大大，且且高高比比重重原原油油的的分分馏馏作作用用较较低低比比重重原原油油更更显显著著。多多数数实实验验也也表表明明，低分子烃比高分子烃更容易运移，说明低分子烃运移能力强。低分子烃比高分子烃更容易运移，说明低分子烃运移能力强。研究发现：研究发现：Pr/nC17比比值值，比比源源岩岩残残余余烃烃要要低低，或或者者按按运运移移烃烃中中的的nC17较较姥姥鲛鲛烷更易运移。烷更易运移。因此，因此，Pr/nC1

36、7比值随运移距离增加是减小的比值随运移距离增加是减小的。第三节第三节 运移地球化学运移地球化学一一、运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用第三节第三节 运移地球化学运移地球化学一一、运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用4甾烷和萜烷类化合物甾烷和萜烷类化合物 （1）甾烷和萜烷是高分子量的多环烷烃。运移能力不及正烷烃。）甾烷和萜烷是高分子量的多环烷烃。运移能力不及正烷烃。（2）在在不不同同环环数数的的萜萜烷烷类类化化合合物物之之间间，低低环环数数萜萜

37、烷烷比比高高环环数数萜萜烷烷运移能力强。运移能力强。（3）不同立体异构体运移能力有差别。）不同立体异构体运移能力有差别。甾甾烷烷组组分分比比组组分分易易于于运运移移，单单芳芳甾甾烷烷比比三三芳芳甾甾烷烷更更易易运运移移，长链三环萜比藿烷易于运移。长链三环萜比藿烷易于运移。第三节第三节 运移地球化学运移地球化学一一、运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用运移过程中石油组分的分馏作用5稳定性碳同位素稳定性碳同位素 由由于于正正烷烷烃烃同同位位素素较较轻轻，异异构构烷烷烃烃和和环环烷烷烃烃较较重重，正正烷烷烷烷运运移移较较快快，异异构构烷烷烃烃和和环环烷

38、烷烃烃运运移移较较慢慢。随随运运移移距距离离加加长长，饱饱和和烃烃13C值值降降低低，原油也同样降低，但石油变化较复杂。，原油也同样降低，但石油变化较复杂。总总规规律律是是：高高极极性性组组份份运运移移较较慢慢，低低极极性性组组分分运运移移较较快快；芳芳烃烃较较慢，饱和烃较快；高分子烃较慢，低分子烃较快。慢，饱和烃较快；高分子烃较慢，低分子烃较快。根本原因：根本原因：与岩石吸付，烃类分子大小有关。与岩石吸付，烃类分子大小有关。第三节第三节 运移地球化学运移地球化学二二、初次、初次运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征1根据烃源岩在纵向剖面上地球

39、化学指标的突然变化，确定烃源岩根据烃源岩在纵向剖面上地球化学指标的突然变化，确定烃源岩排烃的深度和时期排烃的深度和时期 一般来说，在纵向剖面上，受沉积环境控制，有机质成分和性一般来说，在纵向剖面上，受沉积环境控制，有机质成分和性质在一定范围内变化较小质在一定范围内变化较小,含烃量的变化基本上取决于深度，也就是含烃量的变化基本上取决于深度，也就是取决于热演化程度。取决于热演化程度。地地层层中中的的烃烃含含量量在在大大量量生生烃烃阶阶段段，正正常常的的趋趋势势应应当当是是：随随埋埋深深的的增增加加而而增增加加。但但在在到到一一定定深深度度段段往往下下，若若烷烷烃烃含含量量突突然然减减少少，这这一一

40、现现象象最最合合理理的的解解释释就就是是初初次次运运移移的的结结果果，同同时时，非非烃烃和和沥沥青青质质也也突然减少，说明它们和烷烃一起运移。突然减少，说明它们和烷烃一起运移。第三节第三节 运移地球化学运移地球化学二二、初次、初次运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征 “A”、总烃、总烃、“A”/有机碳、总烃有机碳、总烃/有机碳有机碳：在成熟烃源岩中其：在成熟烃源岩中其含量或比值应保持不变，发生初次运移的深度段其含量或比值应降低，含量或比值应保持不变，发生初次运移的深度段其含量或比值应降低，运移的规模越大，递减量也越大。运移的规模越大，递减量也

41、越大。利利 用用 Pr/nC19和和 Ph/nC20、nC-21/nC+22、（nC21+nC22）/（nC28+nC29）来表示运移。来表示运移。一一般般正正构构烷烷烃烃分分子子越越小小，越越易易运运移移或或运运移移距距离离越越远远。因因此此，发发生生运运移的深度段这些比值降低。移的深度段这些比值降低。利用热解色谱利用热解色谱S1，S1/（S1+S2）指示运移指示运移 一一般般热热解解色色谱谱蒸蒸发发烃烃量量（S1）与与总总烃烃含含量量相相当当，在在未未发发生生运运移移的的部部位保持稳定。在运移的深度段上其含量或比值下降，可视为运移。位保持稳定。在运移的深度段上其含量或比值下降，可视为运移。

42、目前，常用的指标有：目前，常用的指标有：第三节第三节 运移地球化学运移地球化学二二、初次、初次运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征需注意的原则：需注意的原则：上述研究思路建立在一定研究基础之上：上述研究思路建立在一定研究基础之上：上述研究思路建立在一定研究基础之上：上述研究思路建立在一定研究基础之上：必须是烃源岩层已进入成熟阶段；必须是烃源岩层已进入成熟阶段；必须是烃源岩层已进入成熟阶段；必须是烃源岩层已进入成熟阶段；指指指指示示示示有有有有机机机机质质质质丰丰丰丰度度度度的的的的残残残残余余余余有有有有机机机机碳碳碳碳和和和和镜镜镜镜检检检

43、检显显显显示示示示的的的的酐酐酐酐酪酪酪酪根根根根类类类类型型型型应应应应基基基基本本本本类类类类似（即为成熟烃源岩），即上述指标的减少是由于运移而减少的。似（即为成熟烃源岩），即上述指标的减少是由于运移而减少的。似（即为成熟烃源岩），即上述指标的减少是由于运移而减少的。似（即为成熟烃源岩），即上述指标的减少是由于运移而减少的。如如如如烃烃烃烃源源源源岩岩岩岩有有有有机机机机碳碳碳碳的的的的明明明明显显显显减减减减小小小小，或或或或酐酐酐酐酪酪酪酪根根根根类类类类型型型型明明明明显显显显变变变变差差差差。应应应应该该该该不不不不属属属属于初次运移的结果，而是有机质沉积本身变差的原因。于初次运移

44、的结果，而是有机质沉积本身变差的原因。于初次运移的结果，而是有机质沉积本身变差的原因。于初次运移的结果，而是有机质沉积本身变差的原因。第三节第三节 运移地球化学运移地球化学二二、初次、初次运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征2通通过过对对砂砂泥泥岩岩质质系系的的密密集集取取样样，观观察察排排烃烃现现象象，计计算算排排烃烃效效率率和和研研究究排烃机理排烃机理 通通过过在在烃烃源源岩岩中中部部、边边部部和和紧紧邻邻砂砂岩岩密密集集取取样样，对对可可溶溶有有机机质质进进行行地地化分析研究。化分析研究。（1）研究正烷烃在排烃过程中的分异作用）研究正烷

45、烃在排烃过程中的分异作用 低低碳碳数数正正烷烷烃烃优优先先排排出出，厚厚层层泥泥岩岩中中部部呈呈双双峰峰型型，边边部部后后峰峰型型，砂砂岩岩前峰型。前峰型。（2）研究生油岩含烃量（泥岩中部）研究生油岩含烃量（泥岩中部边部边部紧邻砂岩的顶底）紧邻砂岩的顶底）在在成成熟熟阶阶段段没没有有不不排排烃烃的的烃烃源源岩岩，在在不不同同的的部部位位上上只只有有排排烃烃多多少少和和快快慢慢的的差差别别。排排烃烃在在由由烃烃源源中中部部到到边边部部呈呈连连续续状状，只只是是由由于于边边部部排排烃烃速速度度比比中部的补给速度大，才形成含烃量向边部递减。中部的补给速度大，才形成含烃量向边部递减。也正是含烃量有差异

46、，才进一步说明烃源岩中部也并非没有烃类排出。也正是含烃量有差异，才进一步说明烃源岩中部也并非没有烃类排出。第三节第三节 运移地球化学运移地球化学二二、初次、初次运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征（3）型与型与型正烷烃相对排烃率差别型正烷烃相对排烃率差别 研研究究发发现现型型正正烷烷烃烃排排出出率率随随碳碳数数的的增增加加而而迅迅速速递递减减，分分异异效效应应明显。明显。型变化不大，说明不同类型烃源岩，排烃机理和运移不同。型变化不大，说明不同类型烃源岩，排烃机理和运移不同。型型以以产产气气为为主主，少少量量的的油油溶溶于于气气中中运运移移，因

47、因此此溶溶解解度度大大的的低低碳碳数数烷烃优先排出，分异现象明显。烷烃优先排出，分异现象明显。型以生油为主，少量气溶于油中整体运移，几乎无分异效应。型以生油为主，少量气溶于油中整体运移，几乎无分异效应。第三节第三节 运移地球化学运移地球化学二二、初次、初次运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征第三节第三节 运移地球化学运移地球化学三三、二次、二次运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征 利利用用有有机机地地化化指指标标研研究究石石油油天天然然气气的的二二次次运运移移的的核核心心是是利利用用在在运运

48、移移过程中地球化学指标发生相对有规律的变化来追索运移路线。过程中地球化学指标发生相对有规律的变化来追索运移路线。一一般般来来说说，地地球球化化学学指指标标变变化化是是绝绝对对的的，而而不不变变则则是是相相对对的的有有条条件件的。的。石石油油天天然然气气在在运运移移中中随随物物化化条条件件的的变变化化，必必然然引引起起自自身身在在成成分分上上、性质上的变化，与实验室的色层分析极为相似。性质上的变化，与实验室的色层分析极为相似。第三节第三节 运移地球化学运移地球化学三三、二次、二次运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征 1、根据原油组分和性质变化确

49、定油气运移方向、根据原油组分和性质变化确定油气运移方向 随运移距离增大：随运移距离增大：非烃化合物含量相对减少；非烃化合物含量相对减少；高分子烃类化合物含量及芳烃含量相对减少；高分子烃类化合物含量及芳烃含量相对减少；造成沿运移方向主峰碳降低，轻重比值增加；轻重芳烃比值增大；造成沿运移方向主峰碳降低，轻重比值增加；轻重芳烃比值增大；13C/12C变轻；变轻；甾烷中甾烷中比比易运移，重排甾烷比规则甾烷易运移；易运移，重排甾烷比规则甾烷易运移；低环数萜烷比高环数萜烷易运移。低环数萜烷比高环数萜烷易运移。如如在在运运移移中中氧氧化化作作用用占占主主导导地地位位，则则出出现现相相反反变变化化规规律律；密

50、密度度、粘粘度度变变大大，下下部部油油质质轻轻、上上部部油油质质重重等等，必必须须具具体体情情况，具体处理。况，具体处理。（一）石油二次（一）石油二次运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征第三节第三节 运移地球化学运移地球化学三三、二次、二次运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征（一）石油二次（一）石油二次运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征第三节第三节 运移地球化学运移地球化学三三、二次、二次运移的地球化学示踪特征运移的地球化学示踪特征运移的