中國石油大學(xué)油氣地球化學(xué)期末復(fù)習(xí)題

油氣地球化學(xué)第1頁共1頁《油氣地球化學(xué)》課程綜合復(fù)習(xí)資料一、單選題1.干酪根裂解成烴的過程中，下列哪種烴類的碳同位素組成最重？A.δ13C1B.δ13C2C.δ13C3D.δ13C4答案：D2.在干酪根熱演化過程中，下面變化指標(biāo)不正確的是（）。A.Tmax增加B.IH降低C.IO增加D.TOC降低答案：C3.干酪根裂解成烴的過程中，其產(chǎn)物碳同位素組成往往表現(xiàn)為（）。A.δ13C1>δ13C2＜δ13C3＜13δC4B.δ13C1＜13δC2>13δC3＜13δC4C.δ13C1＜δ13C2＜δ13C3＜δ13C4D.δ13C1＜δ13C2＜δ13C3>δ13C4答案：C4.在油氣地球化學(xué)中，Ts/Tm常常用來指示（）。A.有機(jī)質(zhì)母質(zhì)類型B.有機(jī)質(zhì)熱演化程度C.有機(jī)質(zhì)保存和演化環(huán)境D.有機(jī)質(zhì)豐度的高低答案：B5.下列生物標(biāo)志化合物中，常用來指示原油發(fā)生過微生物降解作用的是（）。A.伽瑪蠟烷B.25-降藿烷C.C35升藿烷D.C29Ts答案：B6.隨演化程度的加深，藿烷異構(gòu)體的變化順序是（）。A.ββ→αβ→βαB.ββ→βα→αβC.ββ→αβ→βαD.αβ→ββ→βα答案：B7.下列地球化學(xué)參數(shù)中，能夠反映烴源巖沉積環(huán)境水體鹽度的是（）。A.伽馬蠟烷/C30藿烷B.Pr/PhC.OEPD.以上都可以答案：A8.生物甾醇的構(gòu)型為（），在其埋藏演化的過程中，其構(gòu)型也隨之發(fā)生變化。A.5α14β17β20RB.5α14α17α20RC.5α14α17α20SD.5α14β17β20S答案：B9.下列甾烷系列化合物參數(shù)中，（）不能指示有機(jī)質(zhì)熱演化程度。A.C2920S/(20R+20S)B.C29ββ/(αα+ββ)C.∑重排甾烷/∑規(guī)則甾烷D.C30-甲藻甾烷含量答案：D10.一般情況下，淺層天然氣中非烴類氣體最多的是（）。A.H2SB.CO2C.N2D.He答案：B11.大多數(shù)淺層的N2是（）。A.氨基酸分解的N2B.有機(jī)質(zhì)分解出的NH3與含鐵的氧化物發(fā)生氧化還原反應(yīng)的N2C.雜環(huán)化合物在高溫下分解出N2D.有機(jī)質(zhì)腐敗形成的N2答案：B12.下列CO2的成因和來源中，屬于有機(jī)成因的是（）。A.碳酸鹽巖的熱分解B.有機(jī)質(zhì)脫含氧官能團(tuán)形成C.空氣來源D.火山噴發(fā)成因答案：B13.以下油源對(duì)比指標(biāo)，不屬于輕烴指標(biāo)的是（）。A.(MCC5+CC6)/nC6B.ln(CC5/nC6)C.iC3/nC3D.DMCC5/CC5答案：C14.淺層天然氣中H2S的有機(jī)成因主要是（）。A.生物化學(xué)成因B.熱化學(xué)成因C.巖漿來源D.以上都是答案：A15.油氣運(yùn)移示蹤，一般要滿足以下條件（）。A.沒有多源混合成藏的現(xiàn)象B.同一生油凹陷/洼陷原油示蹤C(jī).能夠系統(tǒng)、連續(xù)的采樣D.以上都是答案：D16.甲基菲指數(shù)是指示（）的參數(shù)。A.有機(jī)質(zhì)來源B.有機(jī)質(zhì)熱演化程度C.沉積環(huán)境的氧化還原程度D.沉積水體的鹽度答案：B17.（）不是單糖。A.葡萄糖B.麥芽糖C.甘油醛D.果糖答案：B18.沉積物埋藏演化需經(jīng)歷三個(gè)階段，其中不包含（）。A.成巖作用 B.成熟作用C.深成作用D.變質(zhì)作用答案：B19.下面不屬于殼質(zhì)組顯微組分的一項(xiàng)是（）。A.樹脂體B.孢粉體C.藻類體D.角質(zhì)體答案：C20.在油氣地球化學(xué)中，伽馬蠟烷常用來指示（）。A.有機(jī)質(zhì)母質(zhì)類型B.有機(jī)質(zhì)的成熟度C.有機(jī)質(zhì)保存和演化環(huán)境D.有機(jī)質(zhì)豐度的高低答案：C21.下列天然氣類型，（）不是按空間分類的。A.大氣層氣B.生物圈氣C.氣藏氣D.水圈氣答案：C二、判斷題1.氨基酸分解同時(shí)脫去氨基和羧基可以形成C8+烴類。答案：錯(cuò)誤2.腐殖酸在熱解過程中首先是脫水、脫含氧基團(tuán)使其含氧量大大下降，在500℃時(shí)，核分解產(chǎn)生烷烴。答案：正確3.13C-13C鍵的斷裂比12C-12C鍵斷裂需要更高的溫度和能量，原因是前者活化能大。答案：正確4.干酪根熱解的S2峰最大值時(shí)的溫度Tmax稱為熱解峰溫。答案：正確5.姥鮫烷和植烷的相對(duì)含量可以指示沉積環(huán)境，Pr/Ph越大說明成巖環(huán)境的還原性越強(qiáng)。答案：錯(cuò)誤6.升藿烷的生物構(gòu)型是17β21β22R，該構(gòu)型的異構(gòu)體相對(duì)含量越多，指示有機(jī)質(zhì)熱演化程度越低。答案：正確7.生物氣的兩種成因機(jī)制，CO2還原相對(duì)于乙酸發(fā)酵更容易發(fā)生。答案：正確8.相同數(shù)量的III型和I型干酪根，前者生成天然氣更容易，生成天然氣的數(shù)量較大。答案：錯(cuò)誤9.深源氣的甲烷δ13C很重，一般具有δ13C1＞δ13C2＞δ13C3的特征。答案：正確10.H2S是一種劇毒氣體，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備也存在危害作用。答案：正確11.目前見到的富含CO2（>60%）氣藏，其中CO2往往是無機(jī)成因的。答案：正確12.干酪根在未成熟階段呈松散雜亂分布，無晶體的性質(zhì)，因此不產(chǎn)生X-ray衍射。答案：正確13.Ⅰ型干酪根富含脂肪結(jié)構(gòu)，其中含許多烷基鏈狀化合物，H/C高、生油氣潛力高。答案：正確14.Ⅲ型干酪根主要含有縮合的多環(huán)芳香化合物和雜原子官能團(tuán)，具少量脂鏈、H/C低、生油潛力低，可生一定量天然氣。答案：正確15.25-降藿烷被認(rèn)為是常規(guī)藿烷受微生物降解的產(chǎn)物。答案：正確16.水體分層是形成缺氧環(huán)境的關(guān)鍵因素。答案：正確17.成巖作用階段有機(jī)質(zhì)的演變主要營力是熱作用。答案：錯(cuò)誤18.干酪根提純過程中，常用濃鹽酸和濃氫氟酸去除碳酸鹽和硅酸鹽礦物。答案：正確19.受某些地質(zhì)因素的影響，石油中正構(gòu)烷烴的碳數(shù)分布可能會(huì)不連續(xù)。答案：錯(cuò)誤20.甲烷生成菌是世界上最古老的生命形式之一，因此生物氣在所有的沉積地層中普遍富集。答案：錯(cuò)誤三、名詞解釋1.有機(jī)圈答案：系指地球上古今生物及其產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)分布和演化的空間。2.成巖作用答案：指沉積物在埋藏過程中受溫度、壓力等外界因素的作用，發(fā)生失水、壓實(shí)、膠結(jié)、溶解等固結(jié)成巖的過程。3.無定形體答案：為藻質(zhì)體、角質(zhì)體、高等植物碎片等，在細(xì)菌強(qiáng)烈分解下，組織完全破壞而產(chǎn)生的棉絮狀物質(zhì)。4.凝膠化作用答案：植物死亡后分解出的細(xì)胞壁(木質(zhì)素、纖維素)吸水膨脹，使細(xì)胞膠體縮小，變無，形成無結(jié)構(gòu)的膠體，在沉積和埋藏過程中介質(zhì)的PH、T等變化，又固化變成凝膠體。5.烴指數(shù)（IHC）答案：巖石熱解過程中單位有機(jī)碳中可溶烴含量。6.氫指數(shù)（IH）答案：巖石熱解過程中單位有機(jī)碳中降解出的烴。7.氧指數(shù)（IO）答案：巖石熱解過程中單位有機(jī)碳中釋放出的CO2。8.生物標(biāo)志化合物答案：沉積巖(物)、原油和煤中那些來自生物有機(jī)質(zhì)，在沉積、成巖和熱演化中沒有或很少變化的具有生物化學(xué)特征的有機(jī)化合物。9.有機(jī)化合物的異構(gòu)化作用答案：有機(jī)化合物在埋藏和熱作用下，通過基團(tuán)的空間位置轉(zhuǎn)移，變成異于生物構(gòu)型的立體異構(gòu)體的過程。10.保留時(shí)間答案：樣品在色譜柱中停留的時(shí)間，即樣品從進(jìn)樣器進(jìn)入到色譜柱后經(jīng)色譜分離并到達(dá)檢測器的時(shí)間。11.過渡帶氣答案：生物氣形成階段已經(jīng)基本結(jié)束，熱成因氣還沒有開始大規(guī)模形成的過渡階段，由生物和熱作為共同營力形成的天然氣。12.干燥系數(shù)答案：天然氣中甲烷在C1-C5烴類氣體中所占的百分比。13.重?zé)N答案：天然氣中C2以上的烴類。14.烴源巖非均質(zhì)性答案：含有機(jī)質(zhì)的細(xì)粒沉積物在沉積、成巖過程中，由于沉積環(huán)境、保存條件及生烴和排烴作用的影響，而形成巖性和有機(jī)質(zhì)在空間上的不均勻分布現(xiàn)象。15.油源對(duì)比答案：利用同源油氣具有的地球化學(xué)相似性，確定已發(fā)現(xiàn)油氣之間、油氣與可能烴源巖之間親緣關(guān)系的工作。16.生物有機(jī)質(zhì)答案：沉積物或沉積巖里、大氣或水里那些來源于生物生命活動(dòng)的有機(jī)質(zhì)。17.沉積有機(jī)質(zhì)答案：沉積物或沉積巖中的有機(jī)質(zhì)。18.惰質(zhì)組答案：高等植物碎片受強(qiáng)烈氧化(包括火災(zāi))剩余的殘?bào)w。19.藿烷系列化合物答案：石油或烴源巖抽提物中由四個(gè)六元環(huán)和一個(gè)五元環(huán)組成的骨架結(jié)構(gòu)的生物標(biāo)志化合物。20.煤層氣答案：賦存在煤層中，主要由煤系地層中腐殖型有機(jī)質(zhì)生成的天然氣。四、問答題1.簡述干酪根生烴演化過程中碳穩(wěn)定同位素的演化特征。答案：干酪根裂解成烴的過程中，產(chǎn)物富集12C，而殘余干酪根相對(duì)富集13C。所以從重?zé)N到輕烴表現(xiàn)出規(guī)律性的變化，即：δC1＜δC2＜δC3＜δC4＜δC15+。2.油氣地質(zhì)研究時(shí)表征甾烷和藿烷分布的質(zhì)量色譜圖的質(zhì)荷比(m/z)分別是什么？簡述藿烷分布特點(diǎn)及其地球化學(xué)意義。答案：甾烷常用m/z＝217的質(zhì)量色譜圖來表示其分布特征，藿烷常用m/z＝191的質(zhì)量色譜圖表示其相對(duì)含量和分布。藿烷分布很廣，在海相、陸相均具有分布，具有良好的說明有機(jī)質(zhì)成熟度、油源對(duì)比和反映原油生物降解程度的意義。3.簡述I或II型干酪根生成天然氣的階段和產(chǎn)物特征。答案：（1）在Ro<0.5%時(shí)，甲烷占95%以上；（2）油窗階段，伴生氣為主，甲烷占20%以下；（3）凝析油階段(Ro=1.3-2.0%)：濕氣生成；（4）干氣階段(Ro=2.0-3.7%)：油和干酪根裂解生氣。4.簡述III型干酪根生成天然氣的階段和產(chǎn)物特征。答案：（1）在Ro<0.7%時(shí)，二氧化碳生成為主；（2）在Ro>0.7%時(shí)，生氣明顯；（3）天然氣中C2+很少。5.簡述天然氣藏中N2的成因類型。答案：有機(jī)質(zhì)成因：包括未熟階段蛋白質(zhì)水解、分解形成N2，高-過成熟階段有機(jī)質(zhì)熱裂解形成N2；含氮巖石脫氮作用形成N2；地幔物資脫氣放出N2；大氣來源N2。6.簡述H2S的成因類型答案：（1）生物成因，包括含硫有機(jī)化合物在微生物的作用下分解，以及硫酸鹽還原菌作用下，有機(jī)質(zhì)對(duì)硫酸鹽的還原；（2）熱化學(xué)成因，包括含硫有機(jī)化合物熱化學(xué)分解成因，以及硫酸鹽的熱化學(xué)還原作用（TSR）；（3）火山噴發(fā)成因。7.簡述干酪根熱演化過程各類基團(tuán)的變化規(guī)律。答案：第一階段以C=O基峰迅速下降為特征。而CH3、CH2基團(tuán)的峰僅稍有減少。第二階段大量的CH3、CH2基以烴類形式排出，芳香環(huán)上C-H面外彎曲振動(dòng)。第三階段，CH3、CH2基團(tuán)繼續(xù)下降趨于消失，芳環(huán)相對(duì)增多，反映了殘余干酪根中芳香結(jié)構(gòu)的不斷縮合。8.簡述生物氣形成機(jī)制、鑒別特征及其分布規(guī)律。答案：(1)兩類生物氣的形成機(jī)制：原生生物氣和原油降解氣——微生物作用于有機(jī)質(zhì)和原油生成天然氣；（寫出原生生物氣乙酸發(fā)酵和二氧化碳還原兩種成因的）；(2)鑒別標(biāo)志：總的生物氣標(biāo)志：輕、干，原油降解氣N2含量高；(3)分布規(guī)律：淺，原油降解氣與稠油伴生。9.目前油氣地球化學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域有哪些？答案：（1）深層油氣的成因與成藏問題；（2）非常規(guī)油氣成藏與資源評(píng)價(jià)問題；（3）天然氣成因與成藏問題；（4）油氣運(yùn)聚成因的動(dòng)力學(xué)問題；（5）油氣生成與排驅(qū)的定量評(píng)價(jià)問題。10.生物有機(jī)質(zhì)主要包括哪幾種？答案：蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂類、木質(zhì)素、色素等。五、論述題1.試述有機(jī)質(zhì)與其他沉積物協(xié)同成巖演化規(guī)律。答案：埋藏初期：沉積物主要為淤泥，含水量為55%，粘土礦物以高嶺石為主，同期有機(jī)質(zhì)氨基酸、纖維素、類脂、木質(zhì)素為主，與粘土礦物吸附存在。隨著成巖作用加強(qiáng)，沉積地層壓力升高、溫度增加，機(jī)械壓實(shí)作用為主要營力，粘土礦物脫水，同時(shí)，沉積物內(nèi)厭氧細(xì)菌活動(dòng)增強(qiáng)，生成CH4、CO2、水等，剩余物質(zhì)脫水脫氧、縮合、泥炭化和腐殖化。到成巖末期，沉積物固結(jié)成巖，高嶺石向蒙脫石轉(zhuǎn)化，巖石含水10%左右，粘土顆粒聚合成層狀，沉積層內(nèi)褐煤形成，腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化為干酪根，生物CH4不再形成，有部分液態(tài)烴生成。2.試述干酪根在熱演化過程中的顏色、碳穩(wěn)定同位素、官能團(tuán)演化特征及原因。答案：（1）顏色變深，因?yàn)槲闯墒旄衫腋珳\，為淡黃色，隨T、P的上升，熱降解進(jìn)行，干酪根不斷降解、縮合、結(jié)構(gòu)緊實(shí)，因此顏色加深。（2）碳同位素組成變重，因?yàn)镃-C的穩(wěn)定性依次為：13C-13C＞13C-12C＞12C-12C，在相同的溫度下，12C-12C斷裂的速度最快。故產(chǎn)物富集12C，而殘余干酪根相對(duì)富集13C，隨著有機(jī)質(zhì)演化程度增加，產(chǎn)物和殘留物碳同位素組成都變重。（3）先脫含氧官能團(tuán)，之后甲基、亞甲基斷裂，芳香環(huán)逐漸增加。這是由不同基團(tuán)的鍵能決定的。3.試述有機(jī)質(zhì)生成天然氣的過程。答案：第一階段（成巖階段）：溫度上限是80℃，Ro≈0.6%，特點(diǎn)是有機(jī)質(zhì)大量放出H2O和CO2，并聚合成較大的分子和干酪根等等。第二階段：Ro=0.6-1.3%，在此階段隨溫度的升高，首先是含氧鍵的斷裂，次序是：羧基→羥基→酮基→醚基。它們的斷裂導(dǎo)致烴的生成，此階段是脫CO2和生烴階段。第三階段：Ro=1.3-2.5%，碳-碳鍵的斷裂，大分子烴裂解為小分子烴，即油→濕氣。這時(shí)必須有額外的氫源(CH2)n+nH2→nCH4，若氫源供應(yīng)不足，油變氣的過程就延遲到較高的溫度下才發(fā)生。第四階段：Ro=2.5-3.7%，C-C鍵深度斷裂，濕氣→干氣，需要額外氫源，這時(shí)脂環(huán)已不存在。氫主要來自于高度芳構(gòu)化，即低環(huán)數(shù)芳烴→高環(huán)數(shù)芳烴，干酪根芳香度迅速升高。4.試述腐泥型與腐殖型干酪根結(jié)構(gòu)與生烴特征的差異。答案：兩者的差異主要表現(xiàn)在骨架、橋、外圍結(jié)構(gòu)、雜環(huán)化合物、包裹成份、含H、O情況等的差異，其中腐泥型干酪根以脂肪環(huán)為骨架、聚亞甲基橋、直鏈脂肪結(jié)構(gòu)為主、雜環(huán)化