‘壹’ 能不能合成石油为什么
不能。石油是多种烃的混合物,合成石油太复杂。现在人工合成的油品都是成品油,比如汽油、润滑油等。
原油的成分主要有：油质（这是其主要成分）、胶质（一种粘性的半固体物质）、沥青质（暗褐色或黑色脆性固体物质）、碳质（一种非碳氢化合物）。石油是由碳氢化合物为主混合而成的，具有特殊气味的、有色的可燃性油质液体。天然气是以气态的碳氢化合物为主的各种气体组成的，具有特殊气味的、无色的易燃性混合气体。在整个的石油系统中分工也是比较细的：构成石油的化学物质，用蒸馏能分解。原油作为加工的产品，有煤油、苯、汽油、石蜡、沥青等。严格地说，石油以氢与碳构成的烃类为主要成分。分子量最小的4种烃，全都是煤气。
‘贰’ 石油是经过怎样的变化形成的
如今对于石油形成的原因，其实说法并不统一，在业界当中关于石油所形成的原因主要有两种观点，主要有有机成因以及无机成因这两种观点。这两种观点占据了如今对于石油形成原因观点中的两大主流。
最终还是以有机成因占了如今关于石油成因的主导地位。同时人们也认为石油资源是人类短时间内不可能再次生产的一种资源，因此对于石油资源的使用也是非常的紧缺，看看迪拜，我们就知道如今哪个国家能有充足的石油的话，那么可以说会为这个国家带来非常大的一笔财富利润。
‘叁’ 石油是有机物形成的吗一个油田上亿吨，古代有那么多生物吗
石油，被誉为工业时代的血液，又被称为“黑色的金子”，是目前机器动力的主要能量来源。从目前来看，全球每天会开采约大约7500万桶石油，每年大约开采250亿桶石油来满足人们的需求，而且该数字还在以每年2%-3%的速度增加，这意味着未来还会有更多的石油被人类开采出来。
那么问题来了，石油究竟是怎么形成的，为什么人类开采了那么长时间，地表之下仍有大量石油？
‘肆’ 石油不是有机形成的，那是怎么形成的呢
石油是上古的浮游生物尸体被挤压在地下，由于压力的原因这些浮游生物的尸体开始分解形成甲烷，当温度比较高的时候产生了一些列的化学变化这些浮游生物的尸体便会形成石油了。
3、石油开采：
正是由于石油是海洋中的浮游生物尸体所形成的，所以目前大部分的石油都分布在地下水库之中。石油常常和水和岩石合为一体，如果我们想开采石油的话，就必须将水中的石油分离出来，这种条件非常苛刻。而且如果想成油田型的开采的话，那么油田下方的岩石必须是多孔的，这样液体和气体才能从岩石中迸发出来，这种多孔的地形被我们称为大型矿床，在世界上十分稀少。
‘伍’ 石油和天然气的有机来源
目前，世界学术界大都接受了石油天然气的有机来源理论模式。从地质学的角度也证实了这一观点：大部分的石油天然气矿床都分布在富含有机物质的沉积层。根据巴基洛夫（Бакиров，1993）的观点，还存在一系列的难题，这些难题使这一理论仍然备受争议。这些难题主要与石油天然气的特点有关。首先，石油和天然气是流体，能够在油气形成、矿床形成和破坏的不同阶段运移。“矿床”这个概念对于石油和天然气的积聚来说是相对的，因为石油天然气的积聚是运移的结果，而石油天然气的“产地”只能根据间接特征来判断。其次，不管是石油，还是形成石油的其他原始有机物质，都是各种化合物构成的复杂的混合物，其中很多都是现代实验技术条件下无法分析判断的。第三，在大气圈的环境中，石油成分可能在多种因素的影响下发生了实质性的变化。第四，由于石油天然气的储存和加工条件的特殊性，不可能对其矿床进行直接的观察和研究。石油天然气一般是在地球深部形成，一旦被开采到地表，其存在的矿床就不复存在了。
20世纪上半叶，随着新探明油田数量的增加以及石油开采量的提高，石油的研究领域大为拓宽，包括石油天然气的成因、运移及积聚等问题。
对石油天然气有机来源理论进行研究的着名学者有韦尔纳茨基（Вернадский）、阿尔汉格尔斯基（Архангельский）、泽林斯基（Зелинский）、古布金（Губкин）、瓦索耶维奇（Вассоевич）等。
韦尔纳茨基研究的是石油的生物化学基础。他认为，地下的动植物机体在分解过程中，一部分有机化合物散逸到大气圈和水圈，最稳定的有机化合物组成的部分进入沉积岩，在周围的生物化学条件下成为形成可燃性矿物的原始材料。阿尔汉格尔斯基将“生油”（能够形成石油）岩系的概念引入石油地质学。泽林斯基（Зелинский，1968）按照石油烃的有机合成进行了一系列实验，得到的产物从外部特征和物理、化学特性上都很像石油，但是与石油不同的是烃类组分不同。他写到，化学家用这种方法将有机材料变成了石油燃料，而且可以断定，因分解时天然材料的结构及组分不同而形成不同的石油烃混合物，混合物中具有石油烃族的典型组分，但是比例关系不同。
对于石油天然气地质学的发展具有特殊意义的是古布金院士的着作。他在《论石油》一书（Губкин，1932）中提出了有关石油生成条件和形成规律的主要观点。正是古布金的理论使石油形成假说成为完善的有理有据的理论。他提出了石油的动植物混合来源理论，揭示了从寒武纪至今在地壳的整个演化期间，在沉积盆地中一直持续着石油生成的过程。
古布金的研究形成了有关石油来源的“石油母岩岩系理论”和“腐泥岩理论”。于是，腐泥岩理论的实质是，动植物混合来源的腐泥和腐泥岩是生成石油和天然气的原始原料，腐泥和腐泥岩在分解后经历了不断的演变过程，最终这些腐殖质转化为石油”。
古布金认为生成石油最适宜的有机质是浮游生物，它们是自由漂浮的微型植物和部分微型动物（硅藻土等），在水体底部大量淤积，是有机质的主要物质来源——腐泥。而且他认为，在沉积盆地内空气能够到达的区域，有机质演化为藻煤或者混合来源的煤，而在还原性环境中则演化为石油烃。
石油烃形成的自然地理环境是古浅水海域、海湾的地槽构造带。
有机质的形成过程分为两个阶段。第一个阶段即生物化学阶段，这时进行的是H2S，CH4，CO2，NH2及其他分解产物以及油母的蛋白质分解。第二个阶段即地球化学或者动力化学阶段，这些产物在温度、压力不断升高的条件下转化为石油和天然气。之后，由于上覆岩层的压力以及构造运动，石油和水从石油母岩中被挤压出去，附着于孔隙度更大的岩石中（粗矿石和砂岩），随着地层的向上隆起，石油沉降聚积在集油带，并且形成有开采价值的矿藏。
石油天然气母岩沉积物有机物质的演变是一个逐渐发展的过程，并且具有多级演化的特点。但是石油天然气母岩沉积物究竟在岩石成因的哪一个阶段成为石油天然气的生成品，对此研究人员各持己见。
一部分学者沿袭古布金的观点，认为有机质及石油烃的演变开始于早期的沉积变质阶段，一直持续到退化阶段。还有一部分学者认为，由于有机物质的热催化和热转化作用，石油烃在退化阶段形成。
值得一提的是，在石油天然气矿床全球分布规律领域的研究上，古布金走在了同时代学者的前面。早在他研究出石油天然气的主要分布区域之前，古布金就揭示了油气储藏与外围山系（山脉的外围地带）的空间关系，也就是与古地台活跃边缘共轭的盖层褶皱带前缘，是范围广大的沉积区域，也是石油天然气聚积的区域。用现代的观点来看，古地台边缘最值得关注的是碰撞带的过渡稳定边缘地带。属于这一类的世界大型油气田有：伏尔加-乌拉尔、加拿大西部、近贝加尔-普列特帕托木斯克、普列特维尔霍杨斯克等。古布金的这些观点完全可能早于索罗赫金（Cорохтин）和乌沙科夫（Ушаков）的基于岩石圈构造的石油形成学说。索罗赫金和乌沙科夫提出了在俯冲带由于与沉积物裹挟而至的生物有机体的热量散逸导致烃族产生的可能性。
岩石圈板块的构造理论证明了碳氢化合物从板块俯冲带向大陆地台方向运移这一新机制存在的可能性。岛弧或者大陆活跃边缘均向大陆地台边缘推动。来自逆掩构造的碳氢化合物的运移通常促使地台边缘（山前）坳陷带石油天然气储量的明显增加，有时甚至超出充填沉积层的石油天然气原始总储量的很多倍。
珀尔非利耶夫（Порфирьев，1966）认为，地球上已形成的所有油田都是在渐新世到第四纪期间形成的。他提出了石油的动植物混合物质起源学说，当温度达到20～300 °时这些混合物处于均匀状态。在高温高压的条件下这些混合物发生氢化作用，从而形成了石油烃。氢元素的来源是碳水化合物，它们被厌氧菌分解为气态产物，包括氢元素。
此后，珀尔非利耶夫与戈林贝尔格（Гринберг）研究了有机物转化为石油的过程，只有那种埋藏在“反应堆-地层”条件下的同质有机物聚积物才变为石油。在这种条件下形成的石油是在动力破坏的环境中进行运移的。
瓦索耶维奇（Вассоевич）花费了很多年来研究石油的成因问题，他认为主要有以下几个因素：① 有机质在沉积岩中分布广泛，其在地表层沉积岩中的克拉克值为0.7%（或者C有机质0.53%）；② 具有含碳烃的有机质，即“沥青”，沉积外层（陆地部分）碳烃平均含量为120～150 g/m3，总量预计为n×1013 t，也就是说比石油总储量（n×1011 t）高出很多倍。
他认为，在沉积变质阶段形成了甲烷和“微石油”，而在退化阶段形成石油的其他主要组分。脱离母岩的微石油部分成为石油的组分，并且形成了独立的相。在深部剩余的微石油中在温度和催化剂的作用下，这些高分子化合物分解为流动性更强的组分，并且补足微石油组分，甚至可以说是石油本身。在沉积岩沉降的过程中，石油烃因低分子碳氢化合物的增加而发生着变化，在隆起的过程中则发生生物化学的氧化作用。
瓦索耶维奇根据自己的研究，将沉积岩的纵向剖面划分出岩石成因的各个阶段：沉积变质、初级退化（早期）、中级退化（中期）、顶级退化（晚期），其中的每个阶段又分为若干亚阶段。
而后，孔托罗维奇（Конторович）、特罗费姆克（Трофимук）等很多学者建议将瓦索耶维奇的岩石成因带与石煤的变质作用（煤化作用）联系起来，如图 2.1所示。
图2.1 热催化阶段有机质生成石油示意图
索科洛夫（Cоколов，1968）提出了碳氢化合物生成的垂直带状图：剖面最上层是碳氢化合物产生的生物化学过程，往下1～2 km的深部分是热催化带，分为上层的石油天然气亚带和下层的甲烷亚带。热催化带的有机页岩脂类脂肪酸在释放碳酸气的同时生成碳氢化合物。在脂肪酸分解的同时，生成轻质和重质的液态及气态的碳氢化合物。
最近数十年间，对于拥护石油有机起源学说的学者们来说，巴基罗夫（Бакиров）等的成果具有重要意义（Бакиров Ипр.，1993）。综合油气形成漫长的多级过程，可以将其归纳为以下阶段：生物有机体内石油天然气原始物质及个别组分的形成，沉积物中残存物质的积聚；沉积变质及热催化过程中有机质的转化；碳氢化合物的新生产及其向集聚区域的运移；石油天然气的横向及纵向运移；矿床的形成、变形及损毁。
巴基罗夫也提供了石油天然气沉积的主要鉴别特征：① 水下厌氧环境（与空气隔绝）下的聚积；② 相对稳定的盆地沉降条件下在相当长的地质时期的沉积积累；③ 沉积层内具有石油天然气形成和发展的特征，岩石中有机物质沥青部分可能呈现出石油类碳烃含量的升高。
正如巴基罗夫所指出的，应该将石油天然气母岩岩系与生油气岩系区别开来，因为大量研究表明，含有有机物质的沉积物不是都能转化为石油和天然气。潜在的石油母岩岩层，如果不能沉降至有利于生油气条件的深部，同样也不具备生成石油和天然气烃的可能性。
在此不一一列举出为石油有机来源理论的发展做出过贡献的所有学者。应该提到的俄罗斯学者有安德鲁索夫（Андрусов）、布罗特（Брод）、加利莫夫（Галимова）、叶列门科（Еременко）、卡里茨基（Калицкий）等，国外公认的学术权威则是亨特（Хант）。
‘陆’ 石油和天然气生成之谜
石油和天然气是非常宝贵的矿物资源，人们对石油和天然气生成的认识，是在勘探和开发实践中逐步加深的。石油和天然气的生成问题是自然科学领域中争论最激烈的一个重大研究课题，是石油地质学界的主要研究对象之一。
为了认识石油和天然气是怎样生成的，首先应该了解什么是石油和天然气。
（一）石油和天然气成分探秘
石油可分为天然石油和人造石油两种。天然石油是从油气田里直接开采出来的，如克拉玛依油田、塔河油田、大庆油田等开采出来的石油。人造石油是从油页岩或煤干馏出来的，如东北抚顺和广东茂名等地利用油页岩干馏得到的石油。石油在提炼以前称为原油。从原油中可以提炼出汽油、煤油、柴油、润滑油以及其他一系列的石油化工产品，如乙烯、化肥等。
石油有哪些特性呢？从外观上看，石油的颜色多种多样，有的油田的石油是棕黑色的，像烟袋油，如克拉玛依油田的；有的呈黑绿色，如独山子油田的；还有浅棕黄色，如柯克亚油田的；有些油气田采出来的石油无色透明，像清水一样，如巴楚地区的巴什托凝析油气田和呼图壁凝析油气田的。
闻气味也是认识石油的一种方法。石油中含有汽油和煤油，所以可以闻到特殊的煤油味。有一些石油中含有硫化氢，闻起来有一股臭鸡蛋味。还有一些石油含有较多的芳香烃（一种有机化合物），闻起来又特别香。
石油比水轻，又不溶于水。石油的相对密度（在20℃时，与同体积的水相比）介于0.75～1.0之间，相对密度小于0.9的石油称为轻质石油，相对密度大于0.9的称为重质石油。由于石油比水轻，又不溶于水，所以当石油遇到水时，就漂浮在水面上，呈现出五颜六色的油膜。
石油不像水那样容易流动，具有一定的黏性，黏度越大，越不容易流动。石油的黏度随着温度的增高而减小，有些石油在地面看起来很稠，很不容易流动，但是在地下比较高的压力和温度条件下，它的流动性可能是很好的。
以上几点突出的物理性质，可以帮助我们去认识石油。物理性质是化学组成的反映，因此，要认识石油还必须认识它的实质，即它的化学组成。
有许多有用矿产的化学组成是比较简单的，如煤，主要是由碳（C）组成的。石油的化学组成比较复杂，它既不是由单一的元素组成的，也不是由简单的化合物组成的，而是由多种元素组成的多种化合物的混合物。
石油是由碳（C）、氢（H）和少量的氧（O）、硫（S）、氮（N）等元素构成的。其中两种主要元素碳和氢构成碳氢化合物，化学上称为烃，这是取碳字中的“火”字和氢字中的“”而构成的。烃类是一种有机化合物，它占石油成分的97%～99%，其余的成分是含氧的化合物、含硫的化合物和含氮的化合物。这些化合物只占1%～3%。在自然界里，大多数含碳化合物中，除一氧化碳、二氧化碳和碳酸盐以外，都是有机化合物。所以说，石油是一种复杂的有机化合物的大家族。
石油中的碳氢化合物，按照结构的不同分为三类：
（1）烷族碳氢化合物：它是通式为CnH2n+2的饱和烃，“n”表示碳的个数。在室温下，C1—C4为气态，C5—C16是液态，是石油的主要成分；C16以上的为固态，悬浮在石油中（表4-3-1）。
探索新疆地质矿产资源奥秘
表4-3-1 石油中的部分碳氢化合物
（2）环烷族碳氢化合物：通式为CnH2n，属饱和烃。碳元素呈环状结构，以五元环和六元环最多。
探索新疆地质矿产资源奥秘
在多数情况下，环烷族烃占石油成分的主要部分。
（3）芳香族碳氢化合物：通式为CnH2n－6，属不饱和烃，包括苯、甲苯和二甲苯等。芳香烃具有强烈的芳香气味，但是在大多数情况下，它在石油中的比例比较小。
还有其他不饱和的碳氢化合物混杂在石油中，如烯烃类（表4-3-1），但是数量很少，对石油的成分影响不大。
不同油田的石油，所含各类碳氢化合物的比例是不同的。新疆大多数油田的石油含烷烃较多，其次是环烷烃，芳香烃较少，属于烷族－环烷族石油。
组成石油的碳氢化合物，在一般情况下，有一部分呈气体状态。在油田里都含有一定数量的这种气体，称为天然气，或称油田气。
实际上，石油和天然气是个“双胞胎”，它们的生成物质和生成环境基本上是一致的。因此，当我们了解了石油的特性以后，还应该了解天然气的特性。
天然气的成分也不是单一的，是各种气体的混合物，其中主要的气体是气态碳氢化合物，其次有少量的碳酸气〔（即：二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）〕、氮气（N2）、氢气（H2）、氦气（He）和氩气（Ar）等，有时还有少量硫化氢气（H2S）。
天然气中的气态碳氢化合物主要是烷烃类，而且以甲烷最多，一般占气体成分的80%～90%，另外还有少量的乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）和丁烷（C4H10）等。在气态的烷烃中，乙烷以上的烃类称为“重烃”。不同的油气田的天然气中，重烃的含量是不同的（表4-3-2），重烃含量较高的天然气称为“湿气”或称富气。含有很少量重烃的天然气称为“干气”或称贫气。干气常以气田的形式出现，如塔里木盆地的克拉2气田。油田中的天然气多为湿气。
表4-3-2 天然气、煤田气和沼气中各种气体成分含量百分比
天然气作为燃料已广泛用于国民经济当中，已利用天然气炼钢、发电等。在人口集中的城镇利用天然气取代煤炭作为清洁能源供居民燃烧使用。新疆的乌鲁木齐、克拉玛依、喀什、和田、阿克苏、库尔勒、石河子和呼图壁等城镇居民就已使用上了这种清洁能源，大大地改善了空气质量，保护了人类的生存环境。
（二）石油和天然气生成探秘
由于石油和天然气的成分比较复杂，而且它们又能流动，现在发现的油气矿藏往往并不是它们的出生地，这与煤、铁等固体矿藏显着不同。因此，长期以来，对于石油和天然气的生成问题，有过许多激烈的争论，直到现在对这个问题还在继续实践和认识。
从18世纪70年代到现在230多年来，人们对石油和天然气的生成问题，先后提出了几十种假说。这些假说中，大多数是根据实验室里试验、天文观测和勘探开发油气田的实践。把许多种假说归结起来，可分为两大学派，即：无机生成说和有机生成说。
1.无机生成的学说
无机生成说是根据实验室内由无机物制成甲烷、乙烷、乙炔及苯等类碳氢化合物，认为石油和天然气是由无机物变成的。在石油无机生成说中，又有碳化物说、宇宙说及岩浆说。现简介如下：
（1）碳化物说：俄国着名化学家Д·И·门捷列夫在1876年提出。他认为在地球形成时期，温度很高，使碳和铁变为液态，互相作用而成碳化铁，并保存在地球深处。后来地表水沿地壳裂缝向下渗透，与碳化铁作用产生碳氢化合物，后来又沿着裂隙上升到地壳比较冷却的部分，冷凝下来形成石油，并在孔隙性岩层中聚集而成油气矿藏。
门捷列夫还指出：在“山脊”上升时期是地球成油最有利的时期，因为这时容易造成裂隙，成为地表水向下渗透和油气向上运移的通道。他以当时大多数地表油气苗显示和油田都位于山脊附近的事实来论证自己的观点。
（2）宇宙说：俄国天文学家В·Д·索可洛夫在1889年提出。当时天文学获得了巨大成就，光谱分析证明彗星头部气圈中含有碳氢化合物，在其他行星（木星、土星等）大气中也含有碳氢化合物，有的直接存在着甲烷气体。
宇宙说主张在地球呈熔融状态时，碳氢化合物就包含在它的气圈中，随着地球冷凝，碳氢化合物被冷凝岩浆吸收，最后凝结于地壳中而成石油。
由于碳化物说和宇宙说所依据的是由无机物制成简单碳氢化合物的实验，至今未找到任何实地证据说明在自然界中也发生过这样的过程。所以，20世纪以来，上述的石油无机生成学说，逐渐被人们忘记。但是，到20世纪50年代，苏联地质界又再次兴起无机生成思潮，就是岩浆说。
（3）岩浆说：1949年，苏联着名的地质学家Н·А·库得梁采夫提出了石油起源岩浆说。他认为石油的生成是同基性岩浆冷却时碳氢化合物的合成有关，这个过程是在高压条件下完成的，因而可以促使不饱和碳氢化合物聚合而成饱和碳氢化合物。他还指出，因岩浆中形成石油的过程在不断进行着，古老的油气通过扩散作用早已消失。所以，所有的油藏都是年轻的油藏。并且依靠石油才在地球上产生了生物，石油中含有生物所需要的一切元素。因此，石油不是来自有机物质，恰好相反，有机物质却是来源于石油。
2.有机生成的学说
石油有机生成说也有早期成油说和晚期成油说两种认识。
（1）石油有机生成早期成油说：早在1763年，俄国的化学家М·В·罗蒙诺索夫就提出了石油是煤在地热作用下干馏产生的有机生成说。今天用它来解释欧洲北海的油气田仍然有效。但实践表明，很多地区的油气田并不与煤共生。因此，人们开始把注意力转向了混在沉积岩中的、在数量上比煤大得多但却又分散的有机物质。经过多年对沉积岩中分散有机物质的野外观察和实验室研究，从地质、地球化学各个方面进行总结，逐渐形成了石油是由沉积岩中分散有机质生成的思想。20世纪40～50年代，石油地质工作者普遍认为：石油烃类是沉积岩中的分散有机质在成岩作用早期转变而成的，这就是有机生成早期成油说。
早期成油说的论据有：①世界上发现的2万多个油气田，99.9%都分布在沉积岩中，而且与富含有机质的细粒沉积物相伴随。②石油普遍具有旋光性，旋光性只有生物有机质才具有。③石油中的某些化合物明显来自动植物机体，如卟琳化合物、姥鲛烷、植烷等异戊二烯类化合物及甾烷类等。④石油的碳同位素组成与动植物或生物成因的物质相似，而与非生物成因的物质差别较大。⑤实验证明，动植物机体的结构，在适当条件下，能生成一定数量的烃。⑥现代沉积和古代沉积中都有烃类物质存在。⑦在实验中，用细菌作用于有机质，得到了少量比甲烷重的烃。
早期有机生成说在与无机生成说的斗争中，逐渐建立起从生油物质、生油母岩、成油环境到转化条件等一整套成油理论，为石油有机生成说打下了坚实的基础。
（2）石油有机生成晚期成油说：1963年，Р·Н·阿贝尔松提出，石油是沉积物（岩）中不溶有机质，即称之为干酪根（Kerogen）的一种物质，在成岩作用晚期，经过热解生成的。这个学说认为，大量生油的时期，已经是含有大量有机质的沉积物处于成岩作用的晚期阶段，同时生油原始物质主要是在岩石中。因此，人们常把这个学说简称为“晚期成油说”或“干酪根成油说”。
晚期成油说认为：①根据原始有机质（干酪根）类型，生成石油和天然气的母源分为三类：Ⅰ类，腐泥型干酪根，它是富含类脂物和蛋白质的分解产物，生成液态石油烃的潜力高，是生成石油的主要母源物质；Ⅱ类，腐殖型干酪根，生成液态石油烃的潜力低，是生成天然气的主要母源物质；Ⅲ类，过渡型干酪根，介于上述二类之间，其生油或生气能力取决于它与腐泥型或腐殖型的接近程度。②有机质转化成石油和天然气的过程，要经过一个物理化学作用。有机体死亡之后沉入水底堆积起来或从大陆搬运到湖泊、海洋水底堆积起来，在搬运和沉积过程中，水中的游离氧和氧化剂（NO2－、SO42－等）大量地氧化有机体的残骸，使之成为CO2和H2O。加之，水对有机质中的可溶组分的溶解，只有一部分有机质能够到达水盆底，同矿物质一起堆积起来，只有这部分有机质才能在适宜的环境条件下开始向烃的方向转化。现已查明，向烃转化过程中，生物化学作用、温度、压力和催化剂都起着重要作用。
（a）生物化学作用：与有机质转化成油气有关的生物化学作用有两类，一是细菌对有机质的分解作用，二是酵素的催化作用。
细菌的种类很多，按其生存条件可分为喜氧细菌、厌氧细菌和通气细菌三种。对油气生成来说，有意义的是厌氧细菌。厌氧细菌在缺氧的条件下，对有机质进行分解，产生稳定的分散有机质。在其他因素作用下，有机质可进一步向石油转化。
酵素，是动植物和微生物产生的一种高分子胶体物质，是一种有机催化剂。它在有机质改造中，可以加速有机质的分解，在有机质向油转化过程中起着催化作用。
（b）温度：无论是实验室还是对含油气盆地沉积岩剖面研究，都指出沉积岩中的有机质，在加热温度达400℃～500℃就能得到石油中的烷烃、环烷烃以及少量芳香烃及烯烃。因此，温度对有机质转化成油有决定性影响，只有当温度增加到一定门限值（成熟温度），有机质才能大量转化成石油。由于这个原因，凡地温梯度较高的盆地，一般地说，油气就比较丰富，如塔里木盆地。
（c）压力：究竟在多大的压力下，有机质才能生成石油和天然气？至今还没有得到正确的答案。不过实验证明，中温高压有利于石油的生成，如，大约50℃这样的中等温度，在30～70兆帕压力时，有机质就可以产生出石油烃。实验还证明，在1500～3000米深处，是有机质向石油转化的主要阶段，即主要生油期。
从一般化学反应来看，单纯压力作用，不利于低分子烃（尤其是气态烃）生成，而有利于液态烃的保存，使之不易于甲烷化。故压力对生成油气作用的影响，不是表现在数量方面，而是主要表现在质量方面。
‘柒’ 关于石油是有机成因还是无机成因的问题！
在日常生活中，我们常用“化石燃料”来称呼石油、煤炭、天然气等经过千百万年才形成的，埋藏在地层中的能源。在煤层中，人们早已发现了树木的性状和由树木的脂类物质形成的琥珀等直接证据，表明煤炭确是由死去的植物变成的；对于天然气，石油地质工作者们也已证明，它们可以由石油、甲烷细菌的生物化学作用、煤炭的分解作用而形成，还可以从地下深处的岩浆中释放出来富含甲烷的“无机成因天然气”。石油是由古代生物(包括动物与植物，尤以浮游生物为主)生成的，既有机成因，这一点也被大多数学者认同。然而，随着全球范围内石油勘探难度的增加和人们对油田的认识加深，越来越多的现象用“石油有机成因”的理论无法解释，长期失宠的无机成油理论又重新受到世界石油地质家的普遍重视。
与传统石油有机成因理论相悖的现象
近年来，传统石油地质理论和长期从事油气勘探的专家学者们遇到的许多问题，难以用传统的石油“有机成因理论”圆满地解释：
一、一些地区为什么找到了大约15亿年前形成的石油？而按照传统的石油地质与生物学理论，当时的生物量似乎并不足以形成石油。为什么在不含生物的地层中也能找到石油？比如加拿大阿尔伯塔省的阿塔巴斯河区和美国堪萨斯的克拉富特———普鲁斯油田，都是在没有富含生物的沉积岩层。
二、为什么许多大型油气田都分布在地壳的大型线状断裂带上？
它们的分布显然受地球板块的边界控制，比如美国在洛杉矶的逆掩断裂带上就发现了19个油田。为什么一些油气田都与大山脉相邻——那里大多是板块或者地块的结合带。我国新疆克拉玛依油田在着名的“克——乌大断裂带”附近就找到了十余个油气田，而离开这条断裂带就很难发现油气田。
三、为什么世界上的大型、超大型油气田大多集中分布？比如中东地区，这仅仅用“那里的海相地层可以更多地富集有机质”的观点解释恐怕难以令人信服。
四、为什么大型油气田的分布区内，往往地热值都较高？而且大油田的地层深部大多存在着一个地幔柱—那是油藏与地下深处相通的证据。
五、为什么世界上许多油田的汞含量都很高？其含量高于大气中含量的几十到几百倍。为什么一些油气区中的的氦含量也高得惊人(比如我国四川南部天然气田中的氦的比例相当高，经过提纯后可以生产工业性氦)？为什么在世界许多大型铅锌矿中都发现了大量碳质沥青？而铅锌矿富集的主要原因就是地壳深部的热液上涌。
六、1973年辽宁省大地震后，辽河油田的石油勘探形势突然好转，1986年产量突破1000万吨，一跃成为继大庆、胜利油田之后我国第三大油田。而且，辽河盆地内平均每平方公里年产原油近一万吨；山东胜利油田的面积仅为3000平方公里，但采出的原油已达3000万吨；玉门老君庙油田经过60年的开采以后，已经采出了几倍于原来探明的地质储量，这些都是用常规的石油地质理论难以解释的。
七、传统的石油地质理论认为，石油的生成至少需要数百万年以上的时间，但是，最新的实验室内热模拟试验表明，石油的生成并不需要太高的温度和压力，人们对美国黄石公园内热泉的有机质研究也表明，生成石油的时间有几千年足矣！更有甚者，墨西哥湾水域漂浮的藻类经太阳暴晒数周后，竟有液态的油滴生成。
面对这些向传统石油地质理论挑战的现象，人们似乎有理由认为：世界上有些油田的石油似乎正在源源不断地得到补充；一些油气可能来自地壳深处；石油的生成、运移、聚集可能与地震有关，而地震恰恰是地壳运动的表征，它能把地下深处的油气“送”上来吗？
由来已久的“石油无机生成理论”
油气生成可能是20世纪地质科学中争论得最为激烈的问题之一，而且是一个古老而敏感的问题，从俄罗斯着名化学家门捷列夫算起，油气无机成因的假说提出已有100多年了。
从20世纪初开始，一批又一批的俄罗斯科学家不断地提出“石油无机生成”的理论和生成机制，其中影响较大的有库德良采夫、克鲁泡特金、萨尔基索夫、波尔菲里也夫和波实卡雷夫等；西方则有罗宾逊、古德、阿布拉加诺、萨特马里等。
尽管持“石油无机生成”观点的学者也不少，但他们提出的“原理”归纳起来就是：石油来源于地幔，是地幔沿着地壳裂隙上涌过程中的衍生物。任何物体都是在特定的内力和外力作用下，处于力的动态平衡而显现的一种物质形态。在超高压和高温的条件下，地幔的原子、原子核、直至基本粒子等层次上的物质都是地壳中的任何物质无与伦比的，而且都是与地壳中的元素呈现出的性状不同的。所以地壳中不存在什么构成原油的碳氢化合物。但是在地壳裂开以后，那里地幔的超高压状态被打破，原来的稳定结构被破坏，使之发生热膨胀，不断地释放内能而蜕变为岩浆。沿着裂缝上涌的岩浆由于发生热膨胀而不断耗散内能，在特定的压强和温度下，重新达到内和外力平衡，进而演化出100多种元素。石油就是地幔发生热膨胀时，在特定的环境中形成的一种新物质形态。
在石油的形成过程中，率先上涌的岩浆，由于在地壳裂缝中所受的压强极小而大幅度地发生热膨胀，形成大量的岩浆气，按照一定的组分组成气体分子，比如乙炔、水等。
岩浆中不断地析出的气体，不仅使裂隙中的压强和温度不断升高，而且使裂隙中形成的烃类分子的密度连续增大，它们的内聚力不断加强，导致烃类分子趋向于形成复杂的结构。即乙炔→乙烯→甲烷→乙烷→丙烷→丁烷。当裂隙中碳氢化合物气体浓度以及裂隙中的压强进一步升高时，就会使低碳类烃聚合为高碳烃烷，进而发生相态变化，也就是说，气体的烃类变成了液体的烃类——石油。(这种)石油在形成的初期，因为颗粒极小，可以随着热而向上运动，它们到裂隙的上方大量聚合，就可以融合成更大的油珠。当密度大的油珠进一步融合，其重量将大于岩浆气体热膨胀时的所产生的推力，于是纷纷坠落或沿着裂隙壁面流向裂隙的底部并溢出岩浆。
由于裂隙中的压强、温度和碳氢化合物的气体浓度达到相当高的标准后，才会形成石油，所以，石油淹没的岩浆析出的气体刚刚脱离岩浆就会遇到很高的压强，不仅在原子的层次上形成稳定的结构，而且迅速化合为碳氢化合物。于是，岩浆气体的一部分在石油里上浮的过程中，就化合为石油，而且会不断地增加，渐渐地就可能形成油藏
参考资料：《中国教育报》
‘捌’ 石油的形成需要什么条件石油能够再生吗
1.首先纠正一个错误观念——和我一起念三遍：石油可再生；石油可再生；石油可再生。
只不过再生速率远小于人类开采使用速率，这种可再生没啥实际意义而已，人们将其认为是“不可再生资源”。