辽河盆地过渡带有机地球化学（Ⅰ）──不同赋存状态的有机质与过渡带气的形成

辽河盆地东部凹陷中部沙一段和沙二段烃源岩主要处于成岩演化阶段，本文通过对其可溶有机质和干酪根的研究探讨了它们与过渡带气之间的关系，发现可溶有机质与同一样品的干酪根之间往往表现出不同的生源组成，前者以Ⅱσ—Ⅲ型有机质为特征，而后者主要属Ⅰ—Ⅱ．型母质。在埋深１８５０～３０６０ｍ的范围内，沥青Ａ、非烃和沥青质的红外特征吸收及其有关参数呈一致的变化规律。由此划分出三个明显不同的演化阶段．并指出２２００～２７７０ｍ左右为沥青Ａ、非烃和沥青质急剧降解的阶段，２５００ｍ左右达到高峰，其结果与过渡带气的形成密切相关。干酪根在该阶段虽然也表现出脱氧、脱脂基因特征，但以生成解聚沥青为主，与过渡带气不存在直接的联系。因此认为可溶有机质，尤其是其中的非烃和沥青质是东部凹陷过渡带气最主要的母源物质。     

辽河盆地过渡带有机地球化学（Ⅱ）──甾萜烷及芳烃系列化合物成熟度参数在过渡带内的系统变化特征

所研究的辽河盆地东部凹陷沙一、沙二段烃源岩主要处于未成熟演化阶段,其可溶有机质中甾萜烷立体化学参数显示出“地质型”异构体的“异常”富集。各参数在普遍高于各自门限值的背景上,大致以２２００—２３００ｍ、２５００ｍ、２７００ｍ和２７７０ｍ为界线,呈现出系统的变化规律。同时发现萘、菲、氧芴和硫芴等系列化合物的成熟度参数与甾萜烷的成熟度参数的变化规律十分相似。本文对比进行了深入研究,结合原始可溶有机质红外特征吸收参数的变化特征,指出过渡带内甾萜烷及芳烃成熟度参数的变化规律受控于原始可溶有机质的演化特征,定性地提出了辽河盆地东部凹陷过渡带的地球化学判识标志,并认为本研究结果同样有助于不同地区过渡带气或未成熟油、低成熟油的判识。     

辽河盆地过渡带有机地球化学（Ⅱ）──甾萜烷及芳烃系列化合物成熟度参数在过渡带内的系统变化特征

所研究的辽河盆地东部凹陷沙一、沙二段烃源岩主要处于未成熟演化阶段,其可溶有机质中甾萜烷立体化学参数显示出“地质型”异构体的“异常”富集。各参数在普遍高于各自门限值的背景上,大致以２２００-２３００ｍ、２５００ｍ、２７００ｍ和２７７０ｍ为界线,呈现出系统的变化规律。同时发现萘、菲、氧芴和硫芴等系列化合物的成熟度参数与甾萜烷的成熟度参数的变化规律十分相似。本文对比进行了深入研究,结合原始可溶有机质红外特征吸收参数的变化特征,指出过渡带内甾萜烷及芳烃成熟度参数的变化规律受控于原始可溶有机质的演化特征,定性地提出了辽河盆地东部凹陷过渡带的地球化学判识标志,并认为本研究结果同样有助于不同地区过渡带气或未成熟油、低成熟油的判识。     

泥炭的热模拟研究──过渡带气形成机理探讨

本文对现代泥炭进行了低温长时间模拟实验研究,并探讨了过渡带气的形成机理。甘南泥炭气、液态烃产率高。液态烃由热解油和残余气仿沥青“Ａ”两部分组成,热解油中以Ｃ_５─Ｃ_１４较轻馏分为主,残余氯仿沥青“Ａ”则以非烃、沥青质为主。随热演化程度增高,烃类增加,非烃和沥青质急剧减少。模拟气体组成以非烃气体（ＣＯ_２等）为主,随温度升高,气态烃产率升高,烃类气体中以甲烷为主。２００℃～４００℃温度下产生的甲烷碳同位素δ１３Ｃ为－５３.８２～－３３.６６‰。研究表明低热演化阶段伴随腐殖物质的降解和干酪根的分子重排作用能产生甲烷同位素较轻的生物－热催化过渡带气。     

沉积有机质中稳定碳同位素逆转现象初探

本文研究了沉积有机质的可溶部分（抽提物）和不溶部分（干酪根）及抽提物的族组分（饱和烃、芳烃、非烃、沥青质）的碳同位素组成特征。通过其δ13C的分布为:干酪根>抽提物;沥青质 >非烃 >芳烃 >饱和烃。研究表明由于生源物质的不同,沉积环境的差异可构沉积有机质碳同位素组成异常。如非烃 >沥青质 >芳烃 >非烃、本文称为沉积有机质碳同位素局部逆转。当沉积有机质可溶部分>干酪根时,称之为总体逆转。湖沼相或河间湖相高等植物来源常为正常组或型;经细菌强烈改造生源以高等植物为主有低等生物为类脂组分加入常形成局部逆转的碳同位素组成。总体逆转则常现于有机质演化程度很高的海相沉积岩中。     

氨基酸、脂肪酸对过渡带气、低熟原油形成的意义

对草海盆地泥炭、柴窝堡盆地第四系沉积物以及辽河东部凹陷、胜利东营凹陷、苏北金湖凹陷等第三系烃源岩中氨基酸、脂肪酸进行定性、定量分析，并开展热模拟实验。研究表明氨基酸主要赋存于沥青中，分解后可以生成烃类气体和Ｎ_２气，对过渡带气的形成可作出贡献。烃源岩干酪根和沥青中的脂肪酸含量不少，沥青中脂肪酸以一元酸为主，具偶碳优势，干酪根中脂肪酸以二元酸为主，不具偶碳优势。沥青和干酪根中脂肪酸脱羧基后产生烷烃，对过渡带气和低熟油都可作出贡献，沥青中脂肪酸是生成低熟油中具奇碳优势正烷烃的主要物源。     

煤系地层中有机质碳同位素组成特征

本文研究了我国几个含油气盆地中煤系地层干酪根碳同位素组成和氯仿抽提物族组份碳同位素组成特征.研究结果表明,在煤系地层中干酪根相对均较富集重碳同位素;不同煤系地层中干酪根碳同位素组成差异不大.煤系地层中可溶有机质烷烃、芳烃、非烃和沥青质的碳同位素组成与非煤系地层源岩中可溶有机质的碳同位素分布特征有明显的差别,其分布特征不是随着族组份极性的增加而逐渐富集重碳同位素,而是烷烃组份相对其它三个组份明显富集轻碳同位素;芳烃组份相对非烃要稍富集重碳同位素.煤系地层中有机质碳同位素组成与现代沼泽沉积中的有机碳同位素组成存在明显的差别.     

昆明盆地晚生代沉积有机质中元素分布特征的初步研究

本文研究了昆明盆地晚新生代沉积有机质中沥青质,非烃,芳烃和干酪根的元素分布,研究表明,各组分之间的元素分布有很大差别,并与有机质成熟度密切相关,沥青质,非烃的H/ C值可以作为研究沉积有机质成熟度的依据之一。     

加水热模拟中深湖与煤系泥岩地化特征比较

通过深湖泥岩和煤系泥岩的加水热模拟研究认为,在热模拟实验过程中,深湖泥岩和煤系泥岩显示不同特征,并且其演化有差别。深湖泥岩利于液态原油的生成,并且转化率高于煤系泥岩。深湖泥岩残余可溶有机质饱和烃含量高于煤系泥岩,非烃含量则低于煤系泥岩。深湖泥岩胶质 /沥青质和饱芳比均随温度升高而降低,而煤系泥岩的胶质 /沥青质随温度升高有增加趋势,其饱芳比的变化则不大或有降低趋势。深湖泥岩的T_max难以指示演化阶段,其干酪根碳同位素值明显轻于煤系泥岩,它们的值均随温度的升高而变重。     

加水热模拟中深湖与煤系泥岩地化特征比较

通过深湖泥岩和煤系泥岩的加水热模拟研究认为,在热模拟实验过程中,深湖泥岩和煤系泥岩显示不同特征,并且其演化有差别.深湖泥岩利于液态原油的生成,并且转化率高于煤系泥岩.深湖泥岩残余可溶有机质饱和烃含量高于煤系泥岩,非烃含量则低于煤系泥岩.深湖泥岩胶质/沥青质和饱芳比均随温度升高而降低,而煤系泥岩的胶质/沥青质随温度升高有增加趋势,其饱芳比的变化则不大或有降低趋势.深湖泥岩的Tmax难以指示演化阶段,其干酪根碳同位素值明显轻于煤系泥岩,它们的值均随温度的升高而变重.     

成烃理论的发展

世界上特别是中国未成熟石油的普遍存在，突破了干酪根热降解成烃的理论模式。研究表明，沉积岩中可溶和不溶有机质，是一个有机联系的整体，共同参与了油气的生成。在成岩作用阶段，干酪根不产烃，未成熟石油来自可溶类脂物的直接降解成烃作用；干酪根的热降解成烃作用主要发生在深成作用阶段早期（Ｒｏ＝０．５％～１．２％），产生正常原油；后期是以缩合焦沥青裂解产生高成熟轻质油及油裂解成气为主的湿气阶段（Ｒｏ＝１．２％～２．０％）。提出了一种新的可溶和不溶有机质共同参与成烃的演化模式     

冀中坳陷未熟油研究及勘探前景

冀中坳陷的晋县凹陷中，北部 E_s4-E_k1段盐湖相未成熟阶段含膏烃源岩中的可溶有机质所形成的原油属未熟油，如赵兰庄、赵县油田等。这种未熟油具有高密度（０.９８～１.０８ｇ/ｃｍ3)），高粘度、高胶质＋沥青质和高含硫量（６.５%～１５%）等特征；正构烷烃常常呈明显的偶数碳优势，环烷烃和异构烷烃含量很高，有的甚至掩盖正构烷烃的分布，表现出未熟油和非生物降解的特征。其盐湖相和强还原或硫酸盐环境沉积的含膏泥岩在未成熟阶段具有丰富的可溶有机质含量（“Ａ”大于０.２%）。并非干酪根热降解成烃，而是浮游水生生物的残留烃类，它具有较高的转化率，“Ａ”/ＴＯＣ平均达５５%和有利的排烃条件，具备了形成未熟油藏的条件而且具有良好的勘探前景。     

铝硅酸盐矿物成岩演化对形成过渡带气的影响

生油成气的过程不只是简单的有机物之间的转化，而是无机和有机两个系统综合运动的产物，它们之间相互联系相互制约。成岩作用伊始，两系统独立演化，均受成岩环境的制约。一旦环境适合于有机物裂化分解，两系统就共同发挥作用，通过质子的转移而相互作用。由于生物热催化过渡带气埋藏浅、热演化程度不高等特点，铝硅酸盐矿物成岩作用主要表现为:砂质岩以机械压实作用、胶结作用、溶解作用、矿化交代、自生矿物充填作用为主，泥质岩最显著的变化就是矿物的成岩演化，即蒙脱石→伊／蒙混层→伊利石，及蒙脱石→绿／蒙→绿泥石的成岩演化，其实质是有机与无机相互作用，即赋存在粘土中有机质的有机酸使砂质岩发生溶解，和碎屑岩溶解孔隙水中的Ａｌ３＋替代蒙脱石晶层间的Ｓｉ４＋，形成质子酸，对有机质形成过渡带气起着催化作用。     

过渡带天然气地球化学特征

生物－热催化过渡带气作为一种新的天然气成因类型在国内外引起高度重视，其形成机制、分布规律和地球化学特征是当前研究的热点。本文通过分析我国十多个沉积盆地过渡带气组分和同位素组成，系统地探讨了过渡带气的地球化学特征，认为过渡带气是以甲烷为主含一定量重烃的烃类天然气，其δ＾１３Ｃ１为－６０‰－－４５‰。生气母质的沉积环境主要为陆相。各种类型的母质在演化的早期阶段均可形成过渡带气，但以偏腐殖型母质最为有利     

粘土矿物对形成过渡带气的催化作用研究

本文分析了有机质在粘土矿物中的赋存状态，测定了粘土矿物的表面酸、实验模拟了低演化程度的烃源岩及其抽提物干酪根＋不同粘土矿物的催化机制、并通过粘土催化醇脱水反应对粘土过渡带有机质成气机理进行了探讨。研究结果表明，过渡带气的形成主要是受蒙脱石粘土矿物的催化所致，其原因是成岩过程中蒙脱石向混层矿物转化在蒙脱石晶间发生大量的铝代硅，因此在粘土表面产生电荷不平衡而形成酸性，井以路易斯酸和布郎酸作用于有机质，使碳－碳键发生断裂以形成气态烃。     

盐湖相低演化烃源岩的生烃机理及生物标志物演化特征——沥青“A”热模拟

柴达木盆地盐湖相低演化烃源岩沥青“A”的热模拟研究表明:在热作用下其排烃高峰在热模拟温度较低区间220~270℃，且以非烃和沥青质相对丰度最高为特征。沥青“A”在由未熟—低熟—成熟的演化过程中，各系列生物标志物的成熟速率不同，表现为正构烷烃＞藿烷＞甾烷。非烃和沥青质中含杂原子的极性化合物在热模拟温度300℃后开始大量发生脱羟基、脱羧基、脱羰基及链断裂反应。沉积有机质在低演化阶段甾烷C29 ββ/(ββ+αα)值异常高表明该地区细菌微生物发育。柴达木盆地低演化烃源岩在较低温度区间大量排烃，是细菌微生物对沉积有机质改造后其活化能大大降低所致。     

苏单格庙气田煤系烃源岩生烃特征评价

通过热解法对苏里格庙气田煤系源岩的有机质丰度、生烃潜力及其有机质类型进行了研究。结果表明：苏里格庙气田太原组、本溪组以及山西组的煤和碳质泥岩为非烃源岩，大部分山西组煤系泥岩属于差-中等烃源岩，少部分为非烃源岩，太原组则为非烃源岩。源岩中有机碳含量和生烃潜量不受其成熟度的影响，且有机碳含量和生油潜量呈明显的正相关关系。苏里格庙气田太原组和本溪组源岩为Ⅲ型干酪根；山西组源岩中1个样品为Ⅱ：型干酪根，其余都为Ⅲ型干酪根。     

柴达木盆地欧南凹陷上石炭统克鲁克组海陆过渡型烃源岩有机质组成及生烃特征

柴达木盆地北缘东段欧南凹陷上石炭统克鲁克组海陆交互混积型储层中获得良好油气发现,但该层段内烃源岩海陆混合型生物有机质组分及类型、生烃差异性等基础性问题的认识尚不清楚。选择尕海南山南坡柏树沟剖面克鲁克组烃源岩开展有机地球化学、XRD、岩石薄片、SEM等分析测试,研究了岩性及组分、丰度质量及类型、可溶有机质族组分及生烃母质等,结果表明：克鲁克组烃源岩残余有机质丰度总体较高,原始生烃能力强,处于高成熟演化阶段,残留腐殖型(Ⅲ型)为主的干酪根,可溶有机质主要来源于海洋低等水生生物有机质母质(Ⅱ型),反映出海陆两相混源生物有机质的特征,海相有机质在前次生烃过程中对生烃量的贡献相对高于陆源生物。大量放射虫等浮游硅质生物是克鲁克组烃源岩海相有机质的主要组分,是海相干酪根的主力生烃物质;晚石炭世,欧南凹陷南部古陆和北部海槽分别向凹陷提供陆相高等植物和海洋低等水生生物或富硅上升流,海相有机质的富集与硅质生物活动直接相关。该研究认识为探索石炭系有机质富集机制和优质烃源岩分布规律提供了参考依据,也对区域性油气勘探部署具有指导意义。     

中国低熟油的几种成因机制

在对国内外文献详尽检索研究基础上，根据对国内９个二级沉积凹陷和５个中、小型盆地的有机地球化学、有机岩石学和同位素地球化学的系统研究，作者建立了木栓质体、树脂体、细菌改造的陆源有机质、藻类与高等植物生物类脂物以及富硫大分子（非烃、沥青质和干酪根）等五种早期生烃形成低熟油的成因机制。     

珠江口盆地番禺低隆起-白云凹陷北坡干酪根热演化模拟与生烃

通过密封金管-高压釜体系对珠江口盆地番禺低隆起-白云凹陷北坡恩平组炭质泥岩的干酪根(PY),在24.1 MPa压力、20℃/hr(373.5~526℃)和2℃/h(343~489.2℃)两个升温速率条件下进行热模拟生烃实验,分析气态烃(C1 5)和液态烃(C6 14和C14+)的产率,以及沥青质和残余有机质碳同位素组成。同时与Green River页岩(GR)和Woodford泥岩(WF)的干酪根,分别代表典型的I型和II型干酪根进行对比研究。结果显示PY热演化产物中总油气量明显低于GR和WF干酪根,且气态烃(C1 5)最高产率是液态烃的1.5倍,揭示恩平组炭质泥岩主要以形成气态烃为主。在热演化过程中,有机质成熟度和母质类型是控制油气比的主要因素,气态烃和轻烃的产率比值主要受热演化成熟度的影响。干酪根残余有机质碳同位素和沥青质碳同位素在热演化过程中受有机质成熟度的影响较小,δ13C残余和δ13C沥青质可以间接反映原始母质的特征,为高演化烃源岩油气生成提供依据。