柴达木盆地咸湖相生油岩正构烷烃分布特征及其成因

柴达木盆地西部第三系咸水湖相生油岩样品分析资料表明,不同沉积相带生油岩正构烷烃系列有三种碳数分布模式。深湖相生油岩在C18～C28范围呈明显的偶碳数优势,而>C28范围无碳数优势;滨浅湖相样品在整个碳数范围内呈奇碳数优势分布;过渡相带地层正构烷烃在中碳数范围呈偶碳数优势分布,而高碳数(>C23)部分为奇碳数优势分布。经不同沉积相带样品之间的沉积环境地球化学指标和碳酸盐含量比较发现,本区咸湖相生油岩正构烷烃的分布不取决于沉积环境的氧化还原性和岩石的矿物组成,而主要与沉积相带中的有机质生源组成有关。偶碳数优势分布的正构烷烃成因并非如常规观点解释的那样,由正构脂肪酸、醇类的还原作用或经碳酸盐催化发生β断裂而来,而可能来源于咸化湖泊中的某种嗜盐细菌或其他微生物。

沉积环境的氧化还原性对重排甾烷形成的作用

陆东凹陷上侏罗统生油岩样品饱和烃色质分析表明，重排甾烷随井深出现含量下降的逆转现象，表明热演化不完全是这类化合物形成的主要控制因素。重排甾烷的分布与岩石中的粘土矿物组成关系也不密切，意味着各种粘土矿物的酸性催化作用无明显差别。经研究发现，重排甾烷的形成与沉积环境的氧化还原性有关。在Ｐｒ／Ｐｈ小于０．５的缺氧强还原地层中由于甾烯碳骨架的酸性重排作用受到抑制，因而所形成的重排甾烷很少；随Ｐｒ／Ｐｈ增加，沉积环境变为弱氧化—氧化时，重排甾烷含量显著增高。

四川盆地东北部海、陆相储层沥青组成特征及来源

本研究系统采集了四川盆地东北部大普光、元坝地区上三叠统须家河组、下三叠统飞仙关组、上二叠统长兴组和鄂西渝东地区中石炭统黄龙组储层固体沥青样品,进行了岩石热解、有机元素、碳同位素和饱和烃、芳烃组分GC/MS的分析,以确定其成因、性质和来源。这些沥青总体上具有低溶性(多数氯仿抽提物/TOC<8%)、高反射率(换算的Ro>1.4%)、低H/C原子比(<0.6)的性质,属焦沥青类,是古油藏原油或运移烃经热裂解成气的残留物。其中,飞仙关组、长兴组碳酸岩储层沥青的S/C原子比值普遍较高(主要在0.025～0.085范围),且硫同位素δ34S值(主要在12‰～24‰)接近硬石膏,说明可能包含有部分TSR成因的沥青。这些高热演化沥青中饱和烃生物标志物的组成和分布出现了异常变化,基本失去了其常规应用意义。芳烃中2,6-/2,10-DMP(二甲基菲)、1,7-/1,9-DMP和4-/1-MDBT(甲基二苯并噻吩)比值,可用来指示沥青烃源岩的有机质生源构成和沉积环境性质。须家河组陆相沥青中这些芳烃比值较高,表征其烃源母质中陆源有机质占优势,且形成于氧化性的环境;而飞仙关组、长兴组及黄龙组海相沥青中这些参数值低得多,意味着其烃源岩有机质生源应以水生生物为主,并沉积于还原性环境。经沥青/烃源岩的碳同位素和二苯并噻吩系列组成对比,认为须家河组储层沥青来源于本层位烃源岩,飞仙关组和长兴组沥青同源于二叠系烃源层。鄂西渝东地区的黄龙组沥青碳同位素偏重(δ13C值为-23.2‰～-26.4‰),原始烃源可能主要来自中、下志留统韩家店组及小河坝组地层。

川东宣汉地区天然气地球化学特征及成因

依据10余口探井60多个气样的化学成份和碳同位素组成数据,结合烃源岩和储层沥青分析资料,系统剖析了四川盆地东部宣汉地区普光、毛坝场等构造带天然气地球化学特征,并探讨了其成因及来源。研究结果表明:这些构造带中飞仙关组—长兴组天然气为高含硫化氢的干气,天然气化学成份表现出古油藏原油裂解气的特点。其烃类气体中以甲烷为主(高于99.5%);富含非烃气体,CO2和H2S平均含量分别达5.32%和11.95%。甲烷碳同位素较重(-33‰～-29‰),表征高热演化性质;乙烷δ13C值主要分布在-33‰至-28‰范围,属油型气。这些天然气与川东邻近气田的同层位天然气具有同源性,而与石炭系气藏天然气在化学成份、碳同位素组成上有所不同,意味着有不同的气源。硫化物硫同位素和沥青元素组成证实高含量的H2S是气藏发生TSR作用所致。δ34S值表征层状沉积成因的硬石膏是TSR作用的反应物,而脉状硬石膏则是其残余物。储层的孔隙类型可能与TSR作用强度和H2S含量高低有联系,裂缝型气层中H2S少,孔洞型储层中H2S丰富。乙烷、沥青和各层系烃源岩干酪根碳同位素对比表明研究区飞仙关组—长兴组气藏天然气主要来自二叠系烃源层。

西湖凹陷始新统平湖组煤系烃源岩分子地球化学特征

60个饱和烃和芳烃组分的GC-MS分析资料表明,东海盆地西湖凹陷平湖组煤系烃源岩饱和烃中富含源于针叶树脂的二萜烷类生物标志物,甾烷中普遍以C29化合物占优势(>45%),芳烃组分中惹烯、1,7-二甲基菲等陆源标志物含量异常高,这些结果反映该煤系烃源岩的成烃母质主要来源于陆源高等植物。相对于煤及碳质泥岩,暗色泥岩中C27甾烷有较高含量,且正构烷烃呈双峰型分布,说明其有机质生物源中水生生物占有一定比例。该煤系烃源岩的Pr/Ph值大多分布在3.5～8.5,二苯并呋喃类化合物较多,指示这套烃源层主要形成于氧化性较强的湖沼相环境;部分暗色泥岩Pr/Ph值在1.5左右,可能属弱还原—弱氧化的半深湖相沉积。煤及碳质泥岩以高C29甾烷(大于80%)、低伽马蜡烷(与C30藿烷的比值低于0.05)与暗色泥岩形成区别。

柴达木盆地西部第三系咸水湖相原油地球化学特征

在系统分析柴达木盆地西部各油田 40余个原油样品碳同位素和饱和烃、芳烃组成的基础上 ,全面剖析了该地区第三系湖相原油的地球化学特征。研究结果表明 ,这些原油具有特殊的碳同位素组成和异常的生物标志物分布。其全油碳同位素偏重 ( - 2 6‰～ - 2 4‰ ) ;正构烷烃系列单体烃碳同位素分布曲线呈水平状 ,表现出类同于海相有机质的碳同位素组成特征。它们的生物标志物中正烷烃系列兼具奇碳和偶碳优势双重碳数分布模式 ;呈强植烷优势 ,Pr/Ph值大多 <0 6;伽玛蜡烷普遍异常丰富 ,C35藿烷含量高 ,表征高盐、厌氧的咸水湖相沉积环境性质。芳烃组份以萘、菲系列为主 ,而二苯并噻吩等含硫有机化合物相对含量较低 ,反映该地区咸水湖相原油源岩沉积相的特殊性。柴西各油田原油地球化学参数在区域上呈规律性变化趋势 ,与其源岩沉积相的时空变迁相一致。

四川盆地龙潭组高热演化烃源岩有机质生源及沉积环境探讨

四川盆地龙潭组烃源岩Ro值主要变化在2.0%～3.0%范围,干酪根H/C原子比值多数集中在0.3～0.5之间,有机质热演化达到过成熟阶段。它们的各类饱和烃生物标志物组成和分布大都发生了异常变化,限制了其地球化学应用。其芳烃组分和干酪根碳同位素及S、N元素组成还包含着标志有机质生源及沉积环境的信息。川东南地区近海湖沼相含煤地层二甲基菲系列中,2,6-/2,10-DMP和1,7-/1,9-DMP比值分别在0.65和3.0以上;甲基二苯并噻吩中,4-/1-MDBT比值高于15;干酪根δ13C值大多大于–25‰,S/C、N/C原子比值较低(分别为0.003～0.056、0.012～0.025);指示有机质以陆源输入为主,沉积环境呈氧化性,属Ⅲ型有机质。而川东北地区海湾潟湖相烃源岩中,芳烃2,6-/2,10-DMP比值低于0.65,1,7-/1,9-DMP比值多数在3.0之下,4-/1-MDBT比值大多小于5;干酪根δ13C值在–27‰左右,S/C、N/C比值较高(分别为0.020～0.140、0.014～0.038);表征有机质生源中水生生物占优势,沉积于还原性或氧化性较低的环境,成烃母质类型以Ⅱ型为主。其他地区的这些地球化学参数介于两者之间。

柴达木盆地北缘南八仙油气藏的蒸发分馏作用

对南八仙油气藏E13 与N22 —N1油层油气地球化学特征和油源的关系进行了分析 ,根据油气分异作用与其组成变化的相互关系研究了该油气藏的蒸发分馏作用 ,并从地质构造背景和油气及其烃源岩地化特征方面探讨了其成因机制。研究结果表明 ,虽然南八仙油气藏E13 与N22 —N1两层系的原油对比表明两者是同源 ,但它们在轻烃组成和正构烷烃系列分布上存在显著差异。E13 原油轻烃中正烷烃含量很少 ,而芳烃化合物含量异常高 ,其正烷烃摩尔分数对数曲线为折点在nC10 的折线 ,表明其经历了强烈的蒸发分馏作用。而N22 —N1原油轻烃中正烷烃占优势 ,高碳数化合物较少 ,说明该层原油是从E13 油气层通过蒸发分馏作用向上运移而来。

柴达木盆地原油地球化学特征及其源岩时代判识

在系统分析柴达木盆地北缘和西部各油田60余个原油样品轻烃、饱和烃和芳烃组成的基础上,全面揭示了两地区原油的标志性地球化学特征;并结合源岩分析资料,应用断代生物标志物建立了识别原油源岩时代的标志。研究结果表明,北缘各油田原油Mango轻烃参数K_1值波动在1.1上下,富含甲基环已烷和甲苯;正烷烃呈奇偶优势分布,姥鲛烷优势显著;反映侏罗系淡水湖沼相沉积有机质特征。西部原油K_1值大多在1.2以上,轻烃中富含异构支链化合物;正烷烃系列呈奇碳优势(C_(11)～C(17))和偶碳优势(C_(18)～C_(28))双重分布模式,强植烷优势;C_(28)甾烷相对含量高(>30％);脱羟基维生素E系列化合物丰富,5,7,8-三甲基-/8-甲基-MTTC比值大都低于10;表征古近系—新近系咸水湖相有机质性质。奥利烷和C_(26)降胆甾烷是区分侏罗系和古近系—新近系油源油的有效断代生物标志物。侏罗系原油无奥利烷,24-/(24-+27-)降胆甾烷比值小于0.25;古近系—新近系原油含有奥利烷,24-/(24-+27-)降胆甾烷比值高于0.6。

川中侏罗系原油重排藿烷类化合物的组成及成因探讨

川中石龙场油田侏罗系湖相原油中重排藿烷类化合物异常丰富,经GC/MS和GC/MS/MS分析,检出17α(H)-重排藿烷和18α(H)-新藿烷及未知结构的早洗脱重排藿烷三个完整系列。17α(H)-重排藿烷相对含量最高,碳数分布范围为C27、C29～C35,分布模式与正常藿烷相似,C30化合物为主峰,C31以上化合物每个碳数有两个异构体。18α(H)-新藿烷系列含量明显低于重排藿烷,主要有Ts和C29Ts两个化合物,可能还存在C30的同系物。早洗脱重排藿烷系列碳数为C29～C35,C31以上每个碳数有一对异构体,具有与正常藿烷和重排藿烷相似的分布特征。这些化合物的生物先质物可能是细菌藿类物质。其形成过程与氧化性且富含粘土的沉积环境性质有密切联系,高成熟度条件下有利于它们的相对富集。

塔里木不同成因原油芳烃组成和分布特征

从芳烃组成上，塔里木原油可划分为塔北台地相原油、塔中局限性海湾（泻湖）相原油和湖相油、煤成油四种成因类型。塔中原油以高二苯并噻吩系列（＞３０％）和低菲系列（＜１５％）为特征，区别于塔北海相原油；煤成油则以高联苯（＞２０％）、二苯并呋喃系列（＞５％）有别于湖相油。这些不同成因原油的烷基萘、菲异构体分布明显不同。海相油的１，２，５－／１，３，６－ＴＭＮ小于０．３，而湖相油和煤成油的此比值分别大于０．３和０．６。原油的１，２，７－／１，３，７－ＴＭＮ可识别源岩的地质时代。与海相油相比，陆相油尤其是煤成油的９－甲基菲占优势，与国外的研究结果不同。

柴达木盆地尕斯库勒油田原油油源特征及成藏分析

在系统剖析尕斯库勒油田浅层(N1-N1 2)和深层(E1 3)油藏原油的地球化学特征,精细划分原油类型基础上,用中性氮化合物作为原油运移的示踪性指标,追溯油藏原油的运移方向和路径;并利用含油包裹体测温资料,结合地层沉降热演化史,确定原油成藏期.研究结果表明,尕斯库勒浅层与深层油藏原油地球化学特征有明显差别,分别来自不同的油源;在浅层和深层油藏内部原油也并非来自单一油源.运移参数显示,尕斯库勒浅层油藏原油来自茫崖凹陷,沿油砂山大逆断层从构造东侧注入油藏.深层油藏有两个原油注入点,一是来自茫崖凹陷的原油从东北方向沿油藏北端的Ⅺ号断层注入,由北往南运移;二是从构造西侧的Ⅲ号断层注入.尕斯库勒浅层油藏原油在约9Ma前开始注入成藏,延续至今;深层油藏原油成藏期较早,为前29.5～3Ma.

四川盆地海、陆相烃源岩有机质稳定碳同位素组成变化及其地球化学意义

采用质谱和色谱—同位素质谱技术,测定了500余个干酪根及饱和烃、芳烃组份、正构烷烃的"13C值,以此揭示了四川盆地海、陆相烃源岩有机碳同位素组成随地质时代的变化特点及其在高成熟阶段的演化特征,并结合其他相关分析资料,应用碳同位素剖析了不同类型海、陆相烃源岩的有机质生源及沉积环境。研究结果表明,该盆地从震旦系灯影组到中三叠统雷口坡组的海相地层中,干酪根的碳同位素组成随层位变新呈逐渐变重的趋势,可能的原因之一是浮游植物的进化作用;而上三叠统须家河组至中侏罗统千佛崖组的陆相有机质碳同位素组成则有反向的年代变化,主要与生源构成和沉积环境性质有关。这些海、陆相烃源岩的有机源难以用干酪根"13C值进行区分,而可用饱和烃与芳烃组份的"13C及其CV值来区别。海洋和湖泊不同沉积相带烃源岩的干酪根具有明显不同的"13C值,结合其他相关资料可识别其有机质来源。煤系地层中煤与泥岩在干酪根碳同位素组成上没有可区分性,而两者有不同的正构烷烃碳同位素分布曲线。从成熟晚期到高—过成熟阶段,海、陆相干酪根的碳同位素均变重1~2‰,煤系泥岩的正构烷烃碳同位素分布曲线由负向线型分布向平直型演变。这些碳同位素的变化特征为油气源对比和烃源识别提供了依据。

储层自生方解石碳同位素值应用于油气运移示踪

以鄂尔多斯盆地上古生界气层为例,探讨了砂岩储层中自生方解石的碳同位素组成特征及变化机制,并剖析了其与天然气成熟度和二氧化碳碳同位素值之间的内在联系,进而认为:方解石的碳同位素组成与天然气的二氧化碳参与胶结物沉淀作用有关;其碳同位素值变化主要取决于含二氧化碳天然气的热演化程度;气源层早期成气演化阶段生成的成熟度较低的天然气中二氧化碳碳同位素值轻,所形成的自生方解石碳同位素相应较轻;而后期生成的成熟度较高的天然气中二氧化碳碳同位素值重,造成方解石碳同位素值相对也较重。因此可据储层自生方解石碳同位素比值与天然气成熟度及相应二氧化碳碳同位素值之间的关系,结合该盆地上古生界天然气的生成和运聚特点,将自生方解石碳同位素值作为油气运移示踪指标,并以此确定出米脂气田石盒子组气层天然气是由南向北运移的。

珠江口盆地原油中新二环、四环萜烷的检出及其地球化学意义

珠江口盆地原油富含多种类型的特殊萜烷,经GC-MS分析,在二环倍半萜烷系列中检出2,2,4a,7,8-五甲基-十氢化萘(新C15二环萜烷);三、四环萜烷中鉴定出降A-奥利烷及相关化合物,并检测到一个C24未知结构的四环萜烷。新C15二环萜烷和降A-奥利烷源于奥利烷类先质物在成岩作用过程中的降解作用,可指示被子植物有机源的输入。这些奥利烷降解物的含量和分布在研究区原油中呈区域性变化。新C15二环萜烷A/补身烷和降A-奥利烷/C24未知四环萜烷比值可作为生源和指相参数,区分各坳陷或凹陷之间及内部的不同类型原油。盆地南部的珠二坳陷白云凹陷及番禺低隆起原油中这些陆源标志物很丰富,这两个参数值大都分别高于1.0和9.0,表明其烃源岩有机质生源中被子植物输入比例较高,且沉积环境的氧化性较强。盆地东部的珠一坳陷各凹陷原油中,这些奥利烷类降解物均相对较少,两个比值分别多在0.5和3.0之下,指示成油母质中陆源有机质较少。盆地西部的珠三坳陷文昌凹陷及邻区原油中,这些被子植物源标志物的含量变化在前两个坳陷原油之间,其中文昌A凹陷原油相对较高。

塔里木原油饱和烃生物标志物分布特征

塔里木盆地陆相原油二环倍半萜烷系列中，Ｃ１５补身烷低于Ｃ１６升补身烷（Ｃ１５／Ｃ１６＜１．０），重排二环化合物丰富。这些原油的三环萜烷以低碳数（Ｃ１９～Ｃ２１）化合物占优势，（Ｃ１９＋Ｃ２０＋Ｃ２１）／（Ｃ２３＋Ｃ２４）＞１．４；其中湖相油以Ｃ２１为主峰，煤成油以Ｃ１９为主峰。五环三萜烷中普遍富含Ｃ２９，Ｃ３０重排藿烷和Ｃ２９Ｔｓ及一个未知的Ｃ３０五环三萜烷。它们有较丰富的长链类异戊二烯烃，其中煤成油含有较高的Ｃ２７～Ｃ３９头对头系列。海相原油在这些生物标志物分布上则完全不同。

川东北地区典型海、陆相原油地球化学特征及来源

基于饱和烃和芳烃组分的GC/MS和GC/MS/MS分析,揭示了川东北天然气勘探区探井及露头剖面中发现的典型海、陆相原油(油苗)的分子地球化学特征,并结合烃源岩分析资料探讨其来源。研究结果表明,大普光构造带的新清溪1井和元坝构造带的元坝9井中侏罗统千佛崖组原油饱和烃呈姥鲛烷优势(Pr/Ph>1.5);三环萜烷很少,ETR值低于1.2;芳烃中芴系列含量高;经与相关烃源岩干酪根碳同位素组成的对比,确认两者油源均来自本层位湖相烃源岩。但这两井原油的重排藿烷类化合物丰度相差悬殊,表征两者油源岩性质有所不同。大普光构造带的川岳84井二叠系原油Pr/Ph值(0.82)较低,三环萜烷丰富,含有C26降胆甾烷,油-岩对比认为来源于上二叠统龙潭组海相烃源岩。江油二郎庙飞仙关组、长兴组油苗呈显著的C29甾烷优势,24-异丙基-/24-正丙基-胆甾烷比值较高(1.1),C30甲基甾烷中以3β-、2α-甲基甾烷为主,C26甾烷中27-降胆甾烷占优势,芳烃中缺少三芳甲藻甾烷,且全油碳同位素很轻(-34.1‰～-34.6‰),表明源于寒武系—震旦系烃源岩。

江陵凹陷原油的地球化学特征

从原油物性、族组分组成、化合物组成和碳同位素组成特征等方面，系统地阐述了江陵凹陷潜江组和新沟咀组原油的地球化学特征，并对其沉积环境、成油母质类型及演化程度进行了讨论。潜江组属重质富硫未成熟原油，其高碳数正构烷烃不具奇仍碳数优势，Ｐｒ／Ｐｈ极低，藿烷呈Ｃ３５＞Ｃ３４＞Ｃ３３分布，伽玛蜡烷含量极高，表征强还原的盐湖相沉积环境；新沟咀组为轻一中质低流成熟原油，具有效丰富的类异戊二烯烃，Ｐｒ／Ｐｈ值为０．５６～０．７７，三环萜烷合量较高，且以Ｃ２３为主峰，表明来源于还原环境中的水生藻类，而甾烷以Ｃ２９化合物占优势，说明其主要来源于陆源有机质。

储岩热解技术在石油勘探中的应用

储岩热解分析是一项简便、快速、有效的地球化学录井技术，可用于石油勘探的油层检测和油气藏早期评价。热解含油率反映储岩的含油性，可半定量地确定油层级别；根据油藏剖面的热解参数变化，能进行油藏非均质性描述，确定油水界面；利用热解含油率作为油层产能预测模型的计算参数，结合其它分析资料，可在试油之前预测油层产能；热解指标（Ｓ０＋Ｓ１′）／Ｐｇ表征油层原油的油质，能用于预测井下原油的密度。

塔里木盆地中生界煤层的地球化学特征

塔里木盆地东部及周缘坳陷的中、下侏罗统煤层发育，库车坳陷和塔北局部地区有三叠系煤层（线）。它们可能是盆地的主要陆相烃源岩。煤样的三环萜烷、五环三萜烷和甾烷等饱和烃生物标志物和芳香烃化合物有特殊的组成和分布，陆源高等植物生源和氧化性沉积环境特征明显。它们的烷基环己烷和烷基苯系列化合物丰富，表明细菌是煤中有机质的重要组成部分。