本領域主要是應用化學原理研究地質體中有機質演化過程與特征，以及演化產物（石油、天然氣及其次生產物）的組成、結構、性質及分布，并深入討論油氣生成、運移、聚集、保存和破環等地質過程中的地球化學原理及其在油氣勘探中應用的科學。
公司在地球化學研究領域具有較強的新技術研發和實際勘探應用實力，以侯讀杰教授領導的地球化學團隊，在地球化學領域深耕幾十年，開展與油氣地質研究領域相關的應用研究，面向油氣科學發展前沿，以現代地球化學分析技術為手段，發揮地質學和地球化學等多學科綜合優勢，分別在應用地化、物探、測井資料進行烴源巖評價和平面展布預測、復雜油氣源對比及混源分析、生烴動力學及油氣形成機理模擬實驗研究、油氣資源量評價、天然氣地球化學及其形成與成藏綜合判識體系研究、油氣運移方向和充注途徑分子地球化學示蹤、非常規油氣資源與評價、油藏開發地球化學等領域具有鮮明的特色。負責完成國家科技重大專項、國家自然科學基金項目和中海油、中石油、中石化課題多項。
研究的領域與方向主要包括但不限于如下幾個方面：
● 烴源巖評價和優質源巖分布預測
● 復雜油氣混源分析及主力源巖確定
● 生烴動力學及油氣資源量評價
● 天然氣地球化學及成藏綜合判識體系
● 成藏地球化學研究
研究成果獲得專家的一致認可并發表了大量學術論文，其出版的圖書作為大學的教材被眾多石油院校廣泛使用。
開展烴源巖基礎地球化學研究，對烴源巖的有機質豐度、類型、成熟度、母質來源與沉積環境進行分析，綜合評價烴源巖的生烴潛力與發育模式；建立有效烴源巖劃分方法，確定其源巖的地球化學特征及形成主控因素，刻畫烴源巖的成烴演化規律，建立烴源巖的生烴模式。烴源巖評價是一項基礎的內容，也是衡量研究者水平的重要標準。
同時需確定不同烴源巖發育的沉積相帶特征，綜合利用飽和烴與芳烴生物標志化合物、主微量元素組成、干酪根顯微組分組成分析成烴母質來源（藻類、陸源高等植物、細菌等）、古生產力與烴源巖的形成時的沉積環境（水體氧化還原性、古鹽度、水體分層、古水深等）；利用孢粉資料和生物標志物組成，重建烴源巖形成時的古植被構成及古氣候條件，探討古植被與優質烴源巖的成因聯系；通過綜合應用有機巖石學、分子標志物、測井資料及層序地層序學等資料，充分發揮多學科綜合的優勢，開展烴源巖的成因研究及分布預測，特別是優質源巖的形成機理，預測優質烴源巖的分布與油氣形成規律。
圖1.1 麗水凹陷月桂峰組湖相源巖不同井位烴源巖的正烷烴分布組成圖
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國外優質烴源巖的評價標準（Peters，1998） | 國內優質烴源巖的評價標準（侯讀杰，2008） |
圖1.2 國內外優質烴源巖劃分標準對比圖
圖1.3東營凹陷沙四上亞段優質烴源巖層組成圖
圖1.4 東營凹陷沙三下亞段優質烴源巖層組成圖
圖1.5 少井地區應用物探測井資料進行有效烴源巖分布預測方法流程圖
油氣源對比是指在綜合地質和地球化學資料的基礎上，建立油、氣與烴源巖的成因關系，其實質是運用有機地球化學的基本原理，合理地選擇對比參數（指標）來研究石油、天然氣、烴源巖之間的相互關系；其基本依據是源巖中的干酪根、可溶抽提物瀝青與來自該層系的油、氣有親緣關系，則它們在化學組成上必然存在某種程度的相似性，反之非同緣的油氣則會表現出較大的差異。油源對比實際上包括了油(氣)與源巖之間以及不同儲層中油氣之間的對比兩個方面。通過對比研究可以搞清含油氣盆地中石油、天然氣、源巖之間的成因聯系。
在多烴源層發育的湖相沉積盆地及疊合盆地，常常出現油氣源巖的爭議及油氣混源現象十分普遍。實際上，一個油藏中的油氣有可能源于不同的烴源巖區、或不同的烴源巖層、或是烴源于不同的成熟階段的混合物。油氣的混源現象是地質體中常見的現象。如何識別混源油、如何定量計算各自的貢獻，對于判定混源油的運移方向、重塑油氣的成藏歷史具有重要的意義。研究團隊在混源油定性定量判識方面已形成了一些有效的定性與定量研究方法。主要包括有機地球化學成烴評價技術、同位素地球化學技術、成藏定年技術等。
圖2.1 油氣源對比的星狀圖對比方法
圖2.2 準西地區復雜油源油氣源對比與識別
圖2.3 應用宏觀參數與同位素對準西地區復雜油源進行了分析
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圖2.4 應用地球化學資料區分煤和泥巖對西湖凹陷地區油氣貢獻分析
生烴動力學方法是Tissot根據干酪根的熱降解過程符合化學動力學一級反應定律的原理提出的，它把時間、溫度因素引入干酪根的熱降解過程，在干酪根各鍵合物質的活化能、對應于每個活化能的各種干酪根所具有的生烴潛量和頻率因子等熱模擬資料的基礎上，模擬干酪根濃度的變化，求出產烴率史，最終用體積公式法計算出烴源巖的生烴量史。應用模擬實驗結果和相關的軟件，可對研究區進行資源量計算。公司研究團隊曾對我國海拉爾盆地、渤海灣盆地等地區的資源量進行計算與評估。
圖3.1 西湖凹陷開放體系生烴動力學參數
圖3.2 西湖凹陷煤和泥巖封閉體系金管熱模擬實驗
圖3.3 西湖凹陷煤和泥巖生烴動力學參數
隨著天然氣勘探向深層—超深層、非常規領域的拓展，以及勘探難度的不斷增大、多種類型復雜氣藏如原油裂解氣（包括聚集和分散型液態烴裂解氣）及高含氮、高含二氧化碳氣藏的發現，現有的天然氣成因判識方法已無法解決腐泥型有機質干酪根降解氣和原油裂解氣、聚集型液態烴裂解氣和分散型液態烴裂解氣、有機和無機成因氣判識等高演化、多元天然氣成因及來源等關鍵性技術難題。因而需要對天然氣地球化學指標進行綜合的判識分析，從而對天然氣的地球化學特征、成因、來源、成藏主控因素以及勘探潛力進行了研究。團隊近些年來，分別對塔里木盆地、東海盆地西湖凹陷與麗水凹陷、瓊東南盆地等地區天然氣進行了綜合分析研究，建立了不同類型的成烴與成藏模式。
圖4.1 研究團隊依據天然氣伴生輕質油成熟度參數提出西湖凹陷天然氣預測方程
圖4.2 研究團隊提出的天然氣四位一體的油氣運移指標體系研究方法
成藏地球化學是新興的一門地球化學分支學科,主要采用現代地球化學分析測試技術油藏流體的非均質性分布規律及其形成機理，探索油氣充注、聚集歷史與定位成藏機制，油藏流體在橫向上擴散混合作用是緩慢的，在公里級規模上，繼承性石油柱非均質性的均一化時間大約為100Ma，常常指示區域性石油充注方向。由于石油聚集成藏過程中不同組分相互混合作用的不完全性，那些由油藏充注聚集期間所保留的、由油源相和成熟度差異造成的組成變化往往在地質時期遍及連續的油藏在橫向上保留下來。地色層作用可引起石油組成在運移通道上發生變化，其中含氮化合物對地色層作用最敏感，因而，含氮化合物組成的變化可用于石油運移的地球化學研究。研究團隊在近十年來，專長與成藏地球化學研究，并應用于油氣的成藏系統的研究，對我國西湖凹陷、東營凹陷、二連盆地等地區油氣成藏體系進行了分析與研究。
圖5.1 二連盆地成藏體系的分類
表5.1 研究團隊建立的二連盆地水體咸淡劃分指標體系
圖5.2 研究團隊建立的“源控論”顯示出原油密度沿烴源灶呈環狀分布
圖5.2 研究團隊建立的二連盆地深洼斷階式成藏模式
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