油氣地球化學

　　研究石油和天然氣的生成、演化和地球化學評價。有機地球化學的重要研究領域。

石油演化階段劃分對比圖

　　簡史　1934年德國化學傢A.特賴佈斯<從原油中鑒定出葉綠素的衍生物——金屬卟啉，證明石油是生物成因的。50年代初P.V.史密斯、B.B.韋別爾等從現代沉積物中鑒定出微量的類似原油的烴類化合物，而提出石油直接來源於年輕沉積物有機質的成因假說。後期研究逐步發展產生瞭現代石油成因理論——幹酪根成油說。

　　石油天然氣成因　石油和天然氣發生、演化、成熟和衰亡的全過程。沉積巖中有機物的演化劃分為3個階段：①成巖作用階段初期，微生物活動有重要作用，而後發生化學重排、縮聚作用和非溶解作用，末期有機質轉化為幹酪根。②沉積盆地埋藏過程中，後生作用階段增溫導致瞭幹酪根熱降解而生成石油。③變生階段，有機物的變化早於礦物相的變質作用，此時已生成的石油將要降解成低分子量烴類，直至甲烷幹氣和熱變固體瀝青。石油生成和演化階段的劃分在石油勘探中具有重要指導意義。為瞭在勘探區確定這些界限的位置，簡便可靠的辦法是采用確定幹酪根（包括鏡質組、孢粉化石與熱變瀝青）成熟度的各項指標，如有機質顏色、反射率、碳氫元素比、自由基濃度等。P.阿爾佈雷克特等對喀麥隆杜阿拉盆地的研究為一實例（見圖）。

　　原油變化和原油對比　①原油變化。原油生成後會受到各種地質因素的影響，地表氧化、水洗和微生物作用可以大大改變原油的性質。大量正烷烴損失後，可能變成異構烷烴、芳烴和非烴為主的重質原油。成熟作用影響油質，重質組分、非烴物隨成熟度增加而減少，變成高成熟度的輕質原油，許多反映原始母質的、穩定性低的生物標志化合物被破壞。原油運移也會改變原油的性質。②原油對比。包括原油及其生油巖的對比（油源對比），以及不同層系原油的劃分、對比和運移的研究（原油對比）兩方面。油源對比在石油勘探中十分重要，同源石油有同一原始有機質遺體的指紋特征。石油生成後受到各種後期變化，原油對比，特別是某些特殊原油，如次生氧化原油、高成熟度原油的對比是一項復雜的任務。

　　成藏地球化學　20世紀80年代以來，為解決在油氣生產中的實際問題發展瞭油藏地球化學和成藏地球化學。成藏地球化學采用現代分析測試技術，根據油田資料研究油氣藏中烴類流體的非均質性形成機理和分佈規律，探索油氣充註、聚集歷史和定位成藏機制。理論上成藏地球化學與含油氣系統、油源灶和油氣運移等研究相接軌；實踐中，在油田勘探、油藏描述和評價、油田開發及采油工藝中等發揮重要作用，構成油氣地球化學新的學科生長點。

　　成藏地球化學概括瞭烴類流體從烴源巖走向油氣藏的過程，其中優質烴源巖的發育機制、油氣–水–巖相互作用、成藏的溫度–壓力–體積變化及成藏年代學和成藏期次等研究都是今後須進一步突破的問題。

　　油氣化探　地表油氣苗曾是早期找油的主要標志，為尋找深埋藏油氣田，20世紀70年代以來發展瞭根據微量指標找深部油氣的方法，稱為油氣地球化學勘查，簡稱油氣化探；其原理是深部油氣藏中的烴類可緩慢垂直擴散到地表形成異常，通過地表系統測量采樣和微量烴類分析技術，圈定異常區，達到找油氣藏的目的。油氣化探的方法擴展到海域油氣找礦，稱為海上油氣化探。

　　石油化探最早由蘇聯V.A.索科洛夫首創開發，並開展瞭大規模的地面石油地球化學普查勘探，取得瞭較好的效果。德、美等國一些公司也先後使用瞭油氣化探方法找礦，並且發展瞭新技術方法和基礎理論研究。中國也是較早開展油氣化探找礦的國傢，在一些盆地取得瞭良好成果。近年來，由於油氣勘探逐步向非構造圈閉區擴展，且常規地震勘探的成本上升，促進瞭油氣化探的發展。油氣化探方法多，在油田各個勘探階段均可發揮作用；經過不斷的研究和實驗，油氣化探的基礎理論及異常解釋評價的方法技術都得到瞭明顯的進展。

　　展望　石油有機地球化學研究中，有關石油的原生運移、碳酸巖生油、生油量計算和生油盆地評價，以及新生物標志化合物的合成、結構確認技術等，有待進一步研究。