09长江大学地球化学考研真题.doc

长江大学2009年硕士研究生入学考试试题考试科目：油气地球化学（A卷）参考答案及评分标准一、名词解释（每小题5分，共30分）1初次运移和二次运移初次运移是指烃类从烃源岩到储集岩（储层）的运移过程。二次运移则指油气在储集层中的一切运移过程。2质量色谱图在色谱/质谱分析中，某一质量（或某一质量范围）离子流强度的总和与时间（或扫描次数）的对应关系图叫质量色谱图。3焦油席焦油席（Tar mat）是指具有明显界定范围的富沥青质的石油带，是在不同地质、地球化学条件下石油中沥青质相对富集的结果。4有机物界面有机物界面（或有机物墙）就位于Eh值为零的面上，在此界面之上为氧化环境，有机质不能保存；在此界面之下为还原环境，有机质才能保存。5有机质成熟度是指有机质的热演化水平，是沉积有机质在地温升高的条件下有机质化学性质和物理性变化规律的总和。6OEP正构烷烃奇偶碳优势指数二、判断题（说明判断理由。每小题6分，共24分）1广义地讲，原油裂解气就是原油通过裂解作用形成的天然气。错：广义地讲，原油裂解气是原油或烃源岩中的分散可溶有机质（沥青“A”）通过裂解作用形成的天然气。2煤形成于沼泽环境，有机质主要来源于高等植物，因而有机质类型肯定为型。错：尽管煤开成于沼泽环境，但其中的有机来源特征较为复杂，有机质类型也可以差异较大。3地质体中的有机质主要以腐殖质、煤、原油、天然气和油页岩的形式存在。错：分散有机质（如干酪根）才是地质体中有机质的主要存在形式。4烃源岩的生烃门限就是烃源岩有机质开始大量生烃的起始深度或成熟度，生烃门限的差异主要与烃源岩所在的沉积盆地的地温梯度有关。错：生烃门限是干酪根开始热降解生烃作用的起始深度或成熟度，生烃门限的差异主要与有机质类型的受热历史有类。三、简述题(每小题10分，共40分)1简述烃源岩生烃演化的主要阶段及特点。有机质的演化过程大体可分为三个主要阶段，即未熟阶段、成熟阶段和过成熟阶段。未熟阶段：相当于有机质的成岩作用阶段，也就是干酪根的形成阶段，该阶段有机质经历的温度较低，对应的干酪根镜质组反射率（Ro）小于0.5%。该阶段形成的产物主要是生物成因气；成熟阶段：相当于深成作用阶段，对应的干酪根镜质组反射率（Ro）范围较大，为0.5-2.0%。有机质的生烃演化跨越沉积有机质生成液态烃（包括凝析油）的全过程，也是烃源岩生成油气的主要阶段。其中，Ro为0.5-0.7%的阶段为成熟作用早期阶段，形成未熟-低熟油气。Ro0.7-1.3%为成熟作用中期阶段，是有机质的主要生油阶段，即生油主带。Ro1.3-2.0%为高成熟作用阶段，生成的产物为凝析油和湿气。过成熟阶段：相当于变质作用阶段，Ro大于2.0%，生成产物以甲烷气为主，生烃潜力逐步枯竭。2简述有机质沉积的一般地质特征。1）地球上大多数沉积有机质以分散的形式存在，只有少部分以煤和油气藏的富集方式存在；2）有机质的沉积分布特征随地质时代而变；3）有机质的数量和性质随岩性而变。如Hunt（1961）的统计显示，泥页岩、碳酸盐岩和砂岩这三种主要沉积岩中有机碳的平均含量分别为2.1、 0.29和 0.05；4）有机质的数量和性质随沉积环境（相）而变。3. 简述有机成因天然气的主要类型有机成因气是指在沉积岩中由分散状或富集状有机质形成的天然气。按母质来源有机成因气可分为油型气和煤型气；按有机质演化程度可分为生物成因气、生物-热催化过渡带气、热解气和高温裂解气。4简述油气成藏过程的充注作用模式。油田（油藏）的充注作用过程，是和烃源岩的生烃、排烃、运移等过程紧密相关的。理想的概念模型是：形成油藏的圈闭捕获的是某烃源岩层不同生烃地质时期形成的油气。不同时期形成的油气通过运移作用延绵不断地注入到圈闭中。根据England等人的研究，石油最初是以枝状通过排驱压力最小的孔隙进入油藏范围内的储层的。烃源岩后期生成的石油通过注入点到达圈闭的同一侧后，它将如同一系列“波阵面”那样向圈闭内部推进，在横向上和垂向上取代先期生成的石油，结果使先期注入的成熟度较低的原油相对远离油源区。 四、综述题（(每小题20分，共40分)1综述造成原油物理性质和化学性质差异的主要原因。答题要点：影响原油化学组成的地质、地球化学因素主要有下述几个方面。1）有机质来源的影响（3分）不同来源的有机质，形成的原油的组成存在差异。2）沉积环境的影响（3分）沉积环境不仅影响生物有机质的来源，而且影响有机质的成岩作用过程，同时影响烃源岩生成的产物组成的差异。3）成熟度的影响（4分）在有机质的整个演化过程中，随成熟作用的加强，生成产物的组成发生有规律的变化。如早期生成的正构烷烃碳数相对较大，晚期形成的正构烷烃碳数相对较小。在高成熟至过成熟阶段生成的正构烷烃主要以气态烃类主为。4）运移分馏作用的影响（3分）生成油气在初次运移和二次运移过程中其化学成份均会发生一定的改变。5）次生蚀变作用的影响（7分）次生蚀变作用对油藏原油的化学组成影响较大。主要的次生蚀变作用有：（1）热蚀变作用的影响。（2）水洗和生物降解作用。（3）硫化作用 （4）脱沥青作用2描述水体环境的参数有哪些？对有机质的沉积和保存有何影响？答题要点：描述水体环境的参数分为三大类，即描述水体环境的物理参数、化学参数和环境的参物参数。（3分）水体环境的物理参数包括：水流流速、水体深度与浪基面深度、沉积速率（vd）与沉降速率（vs）等。一般而言，水流速度较小、水体深度稍大于浪基面深度、相对较快的沉降和沉积速率有利于有机质的沉积和保存。（5分）水体环境的化学参数主要包括：氧化还原电位（Eh）、酸碱度（pH值）和盐度。氧化还原电位是环境氧化还原能力的量度，主要受含氧量控制，是对有机质沉积保存最重要的环境要素。当Eh等于零时，为中性；Eh为正值时，表明环境富氧，为氧化环境。有机物界面（或有机物墙）就位于Eh值为零的界面，在此界面之上为氧化环境，有机质不能保存；在此界面之下为还原环境，有机质才能保存。因此，一般来说，有机质主要保存在强还原至弱还原环境中。（6分）酸碱度（pH）是水中氢离子浓度的负对数。酸性介质pH7。酸性条件不利于有机质的保存。弱碱性条件利于微生物的活动，同时有利有机质的保存。（3分）水体含盐度对生物的影响极大，直接影响着生物群落的发育和沉积物的性质。但盐度增加导致的盐类沉积有利于有机质沉积后的保存，这可能与微生物的发育受到抑制有关。另外，盐跃层的形成可使水体对流停滞，导致下部水体缺氧而有利于有机质的保存。（3分）五、综合分析题（16分）在一探井发现油显示，经分析，其组成有以下主要特点：1）原油密度为0.9207g/cm3(20)，族组成中“非烃+沥青质”含量高，达42%；2）正构烷烃的碳数分布范围为nC9nC42。CPI为0.84，Pr/Ph为0.32；3) C29规则甾烷20S/(20S+20R)为0.24。伽马蜡烷丰度高；根据以上资料，试分析该钻井揭示油藏原油的成因特征和其烃源岩的沉积环境特点。答题要点：1）Pr/Ph为0.32,远小于1、正构烷烃呈偶碳优势（CPI1)、伽马蜡烷丰度高等特点均表明原油烃源岩形成于强还原环境。（6分）2）原油成熟度较低，C29规则甾烷20S/(20S+20R)仅0.24，具有典型未熟低熟油的特点。（5分）3）原油密度相对较高和原油族组成中“非烃+沥青质”含量较高有关的特征体现了未熟低熟油的物性特点。（5分）长江大学2009年硕士研究生入学考试试题考试科目：油气地球化学（B卷）参考答案及评分标准一、名词解释（每小题5分，共30分）1运移分馏效应油气在运移过程中，存在被矿物颗粒选择性吸咐的现象，其结果与实验室内色层分析极为相似，势必造成油气化学成分和物理性质的变化。运移过程造成的烃类流体成份变化的现象叫运移分馏效应。2质谱图在质谱化析过程中化合物在电子的轰击后会，根据化合物的结构属性离解成不同质量的碎片。依据碎片质量大小的相对顺序和每一碎片的相对强度得到的碎片质量的频数分布图叫质谱图。3热蚀变作用在储层中，石油和天然气中的烃类若处在更高温的地热系统中，会向着分子结构更稳定、自由能降低的方向继续演化，最终形成在该温度、压力下稳定的混合物。这一过程叫烃类储层的热蚀变作用。4地球化学墙地球化学墙（或地球化学界面）是指Eh值或pH值的某种特定值或某种特定界线，特定的矿物或沉积物只在界线一边存在，不在界线另一边存在。5液态窗是指烃源岩有机质在生烃演化过程中的生油主带。由W.C-Pusey 提出，他总结了世界上一些油田中石油产层的温度分布状态, 指出液态烃在 65.6时开始大量形成,而在高于148.9时则被破坏, 因此，他将这一温度范围称之为液态烃窗口。6CPI正构烷烃碳优势指数 二、判断题（说明判断理由。每小题6分，共24分）1原油从烃源岩到储集岩的运移叫初次运，从储集岩到圈闭的运移叫二次运移，在成藏后的调整作用过程中发生的运移叫三次运移。错：烃类在储集岩中的一切运移均为称之为二次运移，不存在三次运移的概念。2烃源岩中有机质丰度和类型取决于原始输入物的数量和种类。错：根据有机质丰度和类型的描述方法，烃源岩中有机质丰度和类型不仅与原始输入物的数量和种类有关，而且还与烃源岩沉积环境和成熟度有关。3未熟-低熟油与正常成熟原油的差别就是原油成熟度的差别，比较而言，未熟-低熟油的成熟度明显较低。错：未熟-低熟油与正常成熟原油的根本差别是其生烃演化机制的差别，未熟-低熟油成熟度相对较低的特征反映其形成于低温化学或低温生物化学作用阶段。4现代油气成因理论认为，原油是在生物有机质形成干酪根后，在热力学条件增加的情况发生热降解作用形成的。错：有机质的晚期热降解生烃理论是现代油气成因理论中的主要内容，但也包括一些非常规的油气成因理论，如未熟-低熟油气的成因理论等。三、简述题（(每小题10分，共40分)1不同类型干酪根的生烃演化模式有哪些主要差异？(1) 不同类型干酪根或烃源岩生油门限存在较大差别；对应于 、1、2、型干酪根，随着有机质类型的变差，生烃模式中的生油门限深度（或成熟度）逐渐增加；而生油主峰由早而晚的出现的顺序是：2类、类、 1 类和类 ；(2) 各类干酪根的最大产烃率不同；(3)不同类型干酪根在不同演化阶段的产物中的气油比（GOR）不同。类和1类生成的产物中油多气少, 2类和类气多油少 ；(4) 不同类型有机质的演化阶段的划分也存在差异。 2简述水体环境的化学参数及其对有机质沉积的影响。答：水体环境的化学参数主要包括：氧化还原电位（Eh）、酸碱度（pH值）和盐度。氧化还原电位是环境氧化还原能力的量度，主要受含氧量控制，是对有机质沉积保存最重要的环境要素。当Eh等于零时，为中性；Eh为正值时，表明环境富氧，为氧化环境。有机物界面（或有机物墙）就位于Eh值为零的界面，在此界面之上为氧化环境，有机质不能保存；在此界面之下为还原环境，有机质才能保存。因此，一般来说，有机质主要保存在强还原至弱还原环境中。（4分）酸碱度（pH）是水中氢离子浓度的负对数。酸性介质pH7。酸性条件不利于有机质的保存。弱碱性条件利于微生物的活动，同时有利有机质的保存。（3分）水体含盐度对生物的影响极大，直接影响着生物群落的发育和沉积物的性质。但盐度增加导致的盐类沉积有利于有机质沉积后的保存，这可能与微生物的发育受到抑制有关。另外，盐跃层的形成可使水体对流停滞，导致下部水体缺氧而有利于有机质的保存。（3分）3简述海相原油与陆相原油的主要特征及差异。与海相原油比较，陆相原油具有下述明显特点：（1）含蜡量较高，主要为石蜡型原油，其实为石蜡环烷型原油（2）链烷烃含量较高而芳烃含量较低（3）含硫量低（4）微量元素组成中高镍低钒4简述烃源评价的主要研究内容及评价指标。烃源岩生烃潜力评价的主要研究内容包括三个方面：即有机质丰度、有机质类型和有机质成熟度。有机质丰度指标如有机碳（Corg）、可溶烃量、热解生烃潜量等；有机质类型指标较多，如烃源岩C、H、O元开素组成，有机显微组成、热解类型指数、降解率等；成熟度参数主要有：镜质组反射率（Ro）、热解最高峰温（Tmax）、可溶有机质中的生物标志化合物参数等。烃源岩生烃潜力评价是上述参数的综合评价过程。不同类型的烃源岩，这些指标的评价标准是不同的。四、综述题（(每小题20分，共40分)1综述造成油藏流体非均质性的主要原因有哪些。答题要点：1）油藏储集岩的孔隙空间和孔结构存在非均质性；（5分）2）油藏的充注作用过程造成油藏流体的继承性非均质性。油藏的充注作用过程与烃源岩的生烃演化过程是联系在一起的。烃源岩在不同时生成的烃类组成的差异是油藏充注作用过程造成流体非均质性的基础；（8分）3）流体在储层的扩散混合作用不合完全消除油藏充注过程造成的非均质性。流体在储层的扩散和混合作用在纵向上可能是快速完成的，而横向上的是缓慢进行的。（7分）2综述天然气的主要成因类型及特征。答题要点：根据生成天然气的原始物质来源，可将其划分为无机成因气、有机成因气及混合成因气三大类。 （2分）无机成因气泛指在任何环境下由无机物质形成的天然气。包括宇宙气、幔源气、岩浆岩气、变质岩气及无机盐类分解气。无机成因气绝大部分属于干气，或以CH4为主，或以CO2或N2为主，视来源不同而异。（3分）有机成因气是指在沉积岩中由分散状或集中状的有机质或有机可燃矿产形成的天然气。按母质类型有机成因气分为油型气和煤成气，按有机质演化程度分为生物成因气、生物-热催化过渡带