段相对应。
（一） 生物化学生气阶段
沉积有机质从形成就开始了生物化学生气阶段。这个阶段的深度范围是从沉积物顶面开始到数百乃至一千多米深处，温度介于10~60℃，与沉积物的成岩作用阶段基本相符，相当于煤化作用的泥炭-褐煤阶段，在浅层以生物化学作用为主，到较深层以化学作用为主。
（二）热催化生油气阶段
随着沉积物埋藏深度超过1500~2500m，进入后生作用阶段前期，有机质经受的地温升至60~180℃，相当于长焰煤-焦煤阶段，促使有机质转化的最活跃因素是粘土矿物的热催化作用。在此阶段干酪根中的大量化学键开始断裂，从而形成大量的烃类分子，成为主要的生油时期，为有机质演化的成熟阶段，在国外常称为“生油窗”。
（三）热裂解生凝析气阶段
当沉积物埋藏深度超过3500~4000m，地温达到180~250℃，则进入后生作用阶段后期，相当于煤化作用的瘦煤-贫煤阶段，为有机质演化的高成熟阶段。此时残余干酪根继续断开杂原子官能团和侧链，生成少量水、二氧化碳、氮和低分子量烃类。同时由于地温升高，在前期已经生成的液态烃类变得不再稳定，也开始裂解，主要反应是大量C-C键断裂，包括环烷的开环和破裂，导致液态烃急剧减少，C25以上高分子正烷烃含量渐趋于零，只有少量低碳原子数的环烷烃和芳香烃可以稳定存在；相反，低分子正烷烃剧增，主要是甲烷及其气态同系物。
（四）深部高温生气阶段
当深度超过6000~7000m，沉积物已进入变生作用阶段，达到有机质转化的末期，相当于半无烟煤-无烟煤的煤化阶段，为有机质演化的过成熟阶段。温度超过了250℃，以高温高压为特征，干酪根的裂解反应继续进行，由于氢以甲烷的形式脱除，干酪根进一步缩聚，H/C原子比降到很低，生烃潜力逐渐枯竭。
三、油气成因理论的几个相关问题
（一）低熟油
现有研究成果表明低熟油是在生物甲烷气生烃高峰之后，烃源岩中某些特定有机质，在埋藏升温达到干酪根晚期热降解大量生油高峰以前，经由不同生烃机制的低温生物化学或低温化学反应生成并释放的烃类，包括凝析油、轻质油、正常石油、重油和高凝固点油等。低熟油生烃阶段相应的源岩镜质体反射率大体上在0.20～0.70%范围内，相当于干酪根生烃模式的生物化学生气阶段晚期和（或）热催化生油气阶段早期。
（二）煤成油问题
大量有机岩石学分析表明腐殖煤的主要显微组分是镜质组，可含有相当数量的壳质组，而腐泥组和惰质组含量较低。目前有机岩石学家和石油地球化学家普遍认为，煤究竟生气还是生油及其生成液态烃的能力大小，与煤的类型和显微组分组成密切相关。富含富氢显微组分（无定形体、藻质体和壳质组）的煤，均有生成液态烃的能力；而富含贫氢显微组分（镜质组和惰质组）的煤，与III型干酪根相似，以生气为主。在很大程度上，煤的液态烃生成潜力取决于富氢组分壳质组含量的多少。
煤作为有机质的一种，其随埋藏的演化符合有机质演化的一般规律。但由于有机组成的特殊性，与腐泥型有机质的生烃演化也存在明显的差异（图2-10）。
煤成岩成烃的演化特征表现如下几个方面：（1）煤成油范围较宽而复杂，不同显微组分生烃高峰出现的条件不同（2）腐泥型烃源岩只在生烃晚期阶段才生成热降解凝析油，而煤的某些壳质组分，如树脂体形成凝析油可以发生镜质体反射率仅为0.5％的低成熟阶段。（3）煤成气范围亦较宽而不存在明显的生气高峰。
第四节 天然气的成因类型及特征
一、天然气的成因类型
从形成天然气的基本物质着眼可将天然气划分为有机成因和无机成因两大类（表2-3）。 无机成因气按其来源和气体形成特点划分为两大亚类，幔源气和岩石化学反应气。
二、生物气
1.生物气
生物气指在成岩作用或有机质演化早期阶段，沉积有机质通过微生物的发酵和合成作用形成的以甲烷为主的天然气。或称之为细菌气、沼气、生物化学气或生物成因气等。
3.生物气的特点生物化学气的成分主要是甲烷，可高达98%以上，重烃气(C2+)含量
极低，一般<2%，干燥系数(C1/C2+)在数百以上，属于干气。
三、油型气
1.油型气
油型气系指腐泥型沉积有机质进入成熟阶段以后所形成的天然气，它包括伴随生油过程形成的湿气，以及高成熟和过成熟阶段由干酪根和液态烃裂解形成的凝析油伴生气和裂解干气。
2.油型气的形成过程
包括两个演化途径：一是干酪根热解直接生成气态烃；另一为干酪根热降解为石油，在地温继续增加的条件下，石油可以裂解为气态烃。
3.油型气的特点各种油型气是在干酪根不同热演化阶段的产物，其化学成分存在差
别。石油伴生气和凝析油伴生气的共同特点是重烃气含量高，一般超过5%，
四、煤型气
1.煤型气
由各种产出状态的腐殖型有机质在热演化过程中形成的天然气，称为煤型气。
3煤型气的特点 煤型气普遍含有一定量的非烃气，但其含量很少达到20%，由于有
机母质原因，与煤型气一起形成的凝析油中，常含有较高的苯、甲苯以及甲基环己烷和二甲基环戊烷。
六、不同成因类型天然气的识别
1．无机和有机成因甲烷的判别
有机成因和无机成因两大类型天然气划分、判识的最主要标志是甲烷的碳同位素组成特征。通常将δ
13
C１＞-20‰作为无机成因甲烷的标志之一。
甲烷同系物碳同位素间关系也是两大类烷烃气划分的重要依据，通常有机成因气具有δ
13
C１＜δ
13
C2＜δ
13
C3的特征，而无机成因则具有倒转序列，即δ
13
C１＞δ
13
C2＞δ
13
C3。
3．区分有机和无机成因CO2
有机和无机成因CO2的主要区分标志是碳同位素组成。我国有机成因CO2的δ值在-8‰至-39‰，主频率段在-12‰到-17‰；无机成因CO2的δ-10‰，主频率段在-3‰至-6‰。
13
13
C区间
C区间值一般在+7‰至
第五节 烃源岩评价
一、烃源岩的基本概念
烃源岩：已经生成并排出足以形成商业性油气聚集的烃类的岩石。在进行研究的初期，尚未确定研究对象是否有大量烃类的生成和排出时，可称之为可能烃源岩。
由烃源岩组成的地层称为烃源岩层。在一定地质时期内，具相同岩性-岩相特征的若干烃源岩层与其间非烃源岩层的组合，称为烃源岩层系。
二、烃源岩的地质特征
（一）烃源岩的岩性特征
烃源岩形成于低能静水环境，呈暗色、细粒、富含有机质和微体生物化石，常见分散状原生黄铁矿或菱镁矿，偶尔可见原生油苗。主要包括粘土岩和碳酸盐岩两大类。
１．粘土岩类烃源岩
包括主泥岩、页岩、油页岩、粉砂质泥岩。富含有机质及低价铁化合物，形成于低能乏氧的稳定水体。
２．碳酸盐岩类烃源岩
包括生物灰岩、泥灰岩、隐晶灰岩等。隐晶-粉晶结构，颗粒少，灰泥为主。多呈厚层-块状，水平层理或波状层理发育。含黄铁矿及生物化石，偶见原生油苗，有时锤击可闻到沥青臭味。
（二）烃源岩的沉积环境
形成烃源岩最有利的沉积环境是浅海、三角洲和深水-半深水湖泊。
三、烃源岩的地球化学特征
（一）有机质的丰度
烃源岩中的有机质是形成油气的物质基础，有机质在岩石中的含量，是决定岩石生烃能力的主要因素。有机质在岩石中的相对含量称为有机质的丰度，目前常用的丰度指标主要包括有机碳含量(TOC)、、氯仿沥青“A”、总烃(HC)含量和岩石热解生烃潜量（S1+S2）等。
（二）有机质的类型
烃源岩中有机质的类型是其质量指标，不同类型的有机质具有不同的生油气潜力，形成不同的产物（图2-19）。
烃源岩有机质的类型研究一般分两个方面：干酪根和可溶有机质的类型研究。
（三）有机质成熟度
有机质的成熟度是指烃源岩中有机质的热演化程度。
１．利用干酪根的组成特征和性质研究有机质的成熟度。
（１）镜质体反射率(Ro) （２）热变指数（TAI） （３）干酪根的元素组成
２．利用烃源岩可溶有机质的组成特征研究成熟度
（１）氯仿沥青“A”的在剖面上组成特征和含量变化 （２）正烷烃分布特征和奇偶优势比
３．时间-温度指数（TTI）法