极端生物降解沥青中8,14-开环藿烷系列及其地球化学意义--以黔南坳陷凯里残余油藏中的储层沥青为例

借助色谱-质谱(GC-MS)和色谱-质谱-质谱(GC-MS-MS)分析,对黔南坳陷凯里残余油藏凯棠和洛棉剖面上储层沥青中的烃类组成进行了系统分析,以判断其所遭受生物降解作用的程度,探寻在极端降解原油中是否还存在原生生物标志物,为这类原油的油源研究开拓新的途径和方法。结果表明:凯棠剖面上的储层沥青中尽管仍可检测到较为完整的C_(19-30)三环萜烷和C_(27-35)藿烷系列,但C19-29脱甲基三环萜烷系列和C_(26-34)25-降藿烷系列丰富而完整,甾烷系列中C_(21-22)低分子量甾烷和重排甾烷优势明显,这一系列特征表明这些沥青遭受了剧烈生物降解作用的改造。但三芳甾类仍保存完好,依据原油生物降解程度的评判标准,判断其生物降解级别介于8~9级之间。洛棉剖面上的储层沥青中藿烷系列基本消失殆尽,三环萜烷系列及其脱甲基产物和25-降藿烷系列的分布因极端生物降解作用而发生显著变异,某些化合物如C_(23)T、C_(24)T、C23NTE和C_(28-29)NH成为优势成员;甾烷系列中C_(21-22)低分子量甾烷占绝对优势,三芳甾类完全消失,据此判断该剖面上沥青的生物降解级别已达到10级或更严重。由于这两个剖面上的沥青遭受了极端生物降解作用的改造,常用的甾、萜类生物标志物完全失去了实用价值。但是,在所分析的这些沥青中都检测到三个系列的C_(27-35)8,14-开环藿烷系列,它们与塔里木盆地塔中地区海相端元油中存在的同类标志物的分布特征相似。正常海相端元油和极端生物降解沥青中同时检测到这三个系列的8,14-开环藿烷,这一事实表明这类生物标志物在成因上具有原生性,而与生物降解作用无关。此外,在极端生物降解作用沥青中的完好保存,表明它们具有极强的抗生物降解能力,因而它们在此类原油的油源研究中可能具有潜在的实用价值。

三塘湖盆地煤成油地球化学特征

依据生物标志物分布和组成特征 ,可把三塘湖盆地的原油和油显示分成中生界煤成油和上古生界湖相成因原油两大类。中生界煤成油以塘参 1井中侏罗统西山窑组的原油为代表 ,表现为正构烷烃系列具明显的奇碳优势 ,Pr/Ph值高 ( >4 .0 ) ,四环萜烷 /三环萜烷 >1 .0 ,三环萜烷系列中 C1 9和 C2 0 相对丰度高于 C2 1和 C2 3,有 C31 六环藿烷 ,无伽玛蜡烷 ,C2 9甾烷占绝对优势 ,该原油源于中生界煤系源岩。上古生界湖相成因原油包括塘参 3井、条 2井和条 3井油显示 ,其主要特征为正构烷烃系列没有明显的奇偶优势 ,Pr/Ph值低 ,三环萜烷 /四环萜烷 (仅检测到 C2 4一个化合物 ) >1 .0 ,且 C2 1 和 C2 3 三环萜烷的相对丰度高于 C1 9和 C2 0 ,无 C31 六环藿烷 ,有较高含量的伽玛蜡烷和β-胡萝卜烷 ,C2 7甾烷丰度较高 。

采用反吹、微流控技术分析原油中的轻烃组分

利用程序升温蒸发进样器、反吹技术和微流控装置分析原油中的C5-C13轻烃组分，用一根HPPONA色谱柱分离，同时得到保留时间相同的火焰离子化检测信号和质谱检测信号，为原油中轻烃组分的色谱定性提供了新的有力工具。该方法中所用的色谱柱使用寿命长，分离效果好，对平湖4井油样中C5～C13馏分的分离得到了可用质谱定性的峰约290个（尚有不少混合峰存在），较难分离的物质对t-1，2-二甲基环戊烷与2-乙基戊烷得到了较好的分离，2-乙基戊烷峰得到非常好的质谱图，是目前研究原油中轻烃组分分析的有效手段。同时应用微流控装置后可在质谱仪不停机的条件下更换色谱柱。

螺旋藻的非烃组成特征及其演化——未成熟石油形成机理探索

以螺旋藻为对象，通过低温（１２５，２００，２７５，３５０℃）低压热模拟实验，剖析其产物的非烃组成，探讨了低温条件下脂肪酸的演化特征及其与正构烷烃的成因联系。提出在该实验条件下，小于或等于２７５℃温阶时，酸性组分的演化以“缩聚”作用为主，“脱羧”作用并不明显，这为研究未熟低熟油的成因机理提供了实验依据。

塔里木盆地库车坳陷不同构造单元天然气地球化学特征

塔里木盆地库车坳陷主要构造上的天然气地球化学特征分析结果表明，坳陷内部大北一克拉苏构造带上的天然气中甲烷占绝对优势，干燥系数接近于1．00，属于典型的干气；而前缘隆起带上的天然气中甲烷含量相对较低，其干燥系数一般小于0．95，属于典型的湿气。在碳同位素组成特征上，大北-克拉苏构造带上天然气中甲烷、乙烷碳同位素明显偏重，分别大于-31‰和-20‰；比较而言，前缘隆起带上的天然气中甲烷、乙烷碳同位素明显偏轻，分别小于-33‰和-20‰。成熟度计算结果表明，大北-克拉苏构造带上的天然气属于过成熟天然气，其镜质体反射率尺。值为1．65％-2．25％；而前缘隆起带上的天然气属于高成熟天然气，其镜质体反射率尺。值为1．00％～1．35％。由此表明，库车坳陷不同构造单元聚集了烃源岩中有机质在不同演化阶段生成的天然气。

塔河油田原油中金刚烷化合物绝对定量分析

原油中甲基双金刚烷绝对含量是确定原油裂解程度的指标。运用全油色质方法，避免了样品处理中轻质组分的挥发损失，实现了原油中金刚烷化合物的准确绝对定量。使用D16-单金刚烷为内标，确定双金刚烷、D3-1甲基双金刚烷和1）6～1，3-二甲基单金刚烷的响应因子分别为1．91、2．20和0．99。塔里木盆地塔河油田原油中4-甲基双金刚烷＋3-甲基双金刚烷绝对含量一般分布在（4～35）×10^-6，表明原油裂解程度较低，大于6500m的深层可能仍具有石油勘探前景。

库车坳陷前缘隆起带上原油地球化学特征

库车坳陷前缘隆起带的原油均具有一定的姥鲛烷优势,表明这些来源于弱还原-弱氧化环境下形成的烃源岩。比较而言,牙哈构造和轮台-提尔根构造上的原油姥植比较英买7和羊塔克构造上原油的姥植比高。在生物标志物分布与组成特征上,轮台-提尔根构造和羊塔克构造上的原油其C19～26三环萜烷系列呈阶梯状分布,且特别富含各类重排构型生物标志物,而牙哈构造和英买7构造上的原油其三环萜烷系列呈以C21为主峰的正态分布,各类重排构型生物标志物含量明显偏低。原油碳同位素组成特征表明,轮台-提尔根构造和羊塔克构造上的原油碳同位素明显偏重,而牙哈构造和英买7构造上的原油碳同位素组成相对较轻,说明原始有机质母质的不同是造成不同原油碳同位素存在差异的内在原因。

北部湾盆地迈陈凹陷徐闻X1井油气地球化学特征

通过对北部湾盆地迈陈凹陷徐闻X 1井所产天然气和原油样品的系统分析,指出该井天然气甲烷含量低、重烃气体含量高、干燥系数低,属于原油伴生气,而乙烷和丙烷的碳同位素值小于-30‰,是典型的油型气;该井原油的三环萜烷系列呈C19>C20>C21>C23>C24>C25>C26的阶梯状分布,呈煤成油的特征,但丰富的C27甾烷的存在表明该原油属于典型的湖相原油,而非煤成油,其生物标志物组成的重要特征是富含各种重排构型化合物,表明该原油的烃源岩形成于浅水、弱还原的淡水沉积环境。

冀中坳陷苏桥—文安地区混源油定量识别模式研究——典型原油混合实验及混源油识别模式

通过典型原油混合实验及其产物的地球化学剖析,揭示当煤成油和下第三系原油混合时,随着下第三系原油的增加,C19三环萜烷,C24四环萜烷,C30重排藿烷,C29甾烷和重排甾烷逐渐变小;而姥鲛烷和植烷,伽马蜡烷和C27甾烷含量则逐渐增加。利用饱和烃生物标志物和芳烃化合物绝对浓度的变化规律,建立了冀中坳陷苏桥—文安地区混源油定量识别模式图版。根据混源油识别的模式,判断苏49井的混源油是由10%的下第三系原油和90%的煤成油混合而成;相反文1021井混源油则是由90%的下第三系原油和10%的煤成油混合而成。

原油生物降解模拟实验

为了查明原油在生物降解过程中化学组成的变化,在30℃恒温和有氧条件下,对渤中凹陷BZ36-2-1井和PL14-3-1井原油进行了生物降解模拟实验。实验结果表明,原始化学组成明显影响原油生物降解作用的进程,链烷烃浓度高的原油降解速度低于链烷烃浓度低的原油,低分子量正构烷烃先于中、高分子量正构烷烃被细菌降解。植烷系列抗生物降解能力强于正构烷烃系列,正构烷烃系列原始浓度高的原油其植烷系列受生物降解作用的时间晚于正构烷烃系列原始浓度低的原油。在生物降解作用的早期阶段,Pr/Ph几乎不受生物降解作用的影响,但Pr/nC17和Ph/nC18极易受到影响。因此,对生物降解原油而言,这些参数应该慎用。

一种新的原油轻烃分类法——塔里木盆地原油分类及其地化特征

根据Ｍａｎｇｏ提出原油中轻烃成因的假说——稳态催化成因，按“母体”（甲基己烷类）占Ｃ７化合物的百分数与两类“子体”（二甲基戊烷类＋３－乙基戊烷；１，１和１，３－二甲基环戊烷类）丰度比的关系图，将塔里木盆地不同地区、层位的１４１个原油分成Ａ、Ｂ两大类和四亚类。为了验证分类的有效性和研究影响分类的因素，对各类原油中微量元素、饱和烃的Ｃ＋１４色谱、生标组成及其分布规律进行了综合研究。鉴于各类原油具明显的地化特征区别，且在地区、层位上有一定的规律性，证实根据Ｍａｎｇｏ假说提出的新的原油轻烃分类方法在塔里木盆地是有效的，在高熟的油气区更有应用前景。研究成果支持Ｍａｎｇｏ的观点，即影响轻烃分类的主要因素可能是受沉积环境控制的催化剂组成，此外干酪根类型等也可能有一定的影响。

柴达木盆地北缘牛东地区煤成油及其地球化学特征

通过对柴达木盆地北缘西段牛东地区和冷湖构造带原油中生物标志物分布与组成特征的系统对比研究,首次提出牛东地区原油属于典型煤成油。其主要特征表现为具有高的Pr/Ph比值(3.0~5.5),在Pr/nC17与Ph/nC18关系图上分布在偏氧化的区域,明显富含树脂体生源的海松烷类标志物,而指示藻类贡献的C27甾烷明显偏低,表明陆源有机质是主要原始生烃母质,且总体偏低的新藿烷和重排藿烷这一特征也与煤和碳质泥岩的形成环境相吻合。而冷湖构造带原油的Pr/Ph比较低(<3.0),在Pr/nC17与Ph/nC18关系图中分布在氧化—还原环境之间的过渡区域,树脂体生源的海松烷类标志物含量明显偏低,而与藻类输入有关的C27甾烷明显偏高,新藿烷和重排藿烷含量中等,这与淡水湖相泥岩的特征相吻合,表明它们属于淡水湖相原油。柴达木盆地北缘地区下侏罗统不同岩性烃源岩与相关地区原油中海松烷类标志物的相对组成特征表明,牛东地区原油主要来源于煤,而冷湖构造带上的原油主要来源于湖相泥岩,这与该地区下侏罗统煤具有较高的生烃潜力是吻合的,由此表明柴达木盆地北缘地区煤成油的勘探值得关注。

北部湾盆地原油地球化学特征与成因类型

通过对北部湾盆地不同凹陷典型原油样品烃类组成特征的定量分析,发现盆地北部的涠西南凹陷所产原油中三环萜烷系列、藿烷系列和甾烷系列等生物标志物的浓度偏高,而芳烃浓度则明显偏低;但对于盆地南部的福山凹陷和迈陈凹陷的原油而言,则表现为三环萜烷系列、藿烷系列和甾烷系列等生物标志物的浓度偏低,而芳烃浓度则明显偏高的特征,表明该盆地北部和南部在沉积环境的性质和烃源岩的地球化学特征等方面存在显著差异。依据原油中甾、藿烷系列的浓度与芳烃浓度间的关系,可以确定不同凹陷所产原油的成因类型,结果表明,北部的涠西南凹陷和南部福山凹陷与迈陈凹陷的原油分属不同的成因类型,而乌石凹陷的原油则介于两者之间,显示过渡类型的特征。

北部湾盆地不同凹陷原油生物标志物分布与组成特征

通过对取自北部湾盆地不同凹陷典型原油样品中各类生物标志物的分布与组成特征的系统分析,发现盆地北部的涠西南凹陷和乌石凹陷所产原油具有姥植比低和奥利烷与各类重排构型生物标志物含量低,而C26+长链三环萜烷系列和C304-甲基甾烷含量高的特点,且其三环萜烷系列呈现以C23为主峰的正态分布,指示了该类原油的烃源岩沉积时水体较深,还原性相对较强,且原始生烃母质以藻类为主;而南部福山凹陷和迈陈凹陷所产的原油则具有姥植比高和奥利烷与各类重排构型生物标志物含量高的特征,而C26+长链三环萜烷系列和C304-甲基甾烷含量低,且其三环萜烷系列呈现C19—C26阶梯状依次降低,表明这类原油的烃源岩沉积时水体较浅,还原性相对较弱,且原始生烃母质中被子植物来源的陆源有机质贡献较大。由此表明北部湾盆地南北不同凹陷第三纪的沉积特征和有机质生源构成存在显著差异。

柴达木盆地西部原油地球化学特征对比

柴达木盆地西部地区各油田所产原油在成因上大多属咸水湖相，因而具有咸水湖相成因原油某些共同的地球化学特征，如低的姥植比和正构烷烃的偶碳优势等。对比后发现，柴西南区所产原油在正构烷烃系列分布特征上基本都具有nC37优势、姥植比相对较低且伽马蜡烷含量丰富，而柴西北区所产原油则在正构烷烃系列分布特征上大多没有nC37优势、姥植比相对偏高且伽马蜡烷含量明显偏低，这表明柴西南区与北区的原油其烃源岩具有不同的地球化学特征。依据原油中的nC37优势与姥植比之间负相关、与伽马蜡烷指数之间正相关这一现象，推测原油中正构烷烃系列的nC37优势主要受控于沉积环境的性质，高盐度和强还原的沉积环境是导致原油中出现nC37优势的主要地球化学因素。

塔里木盆地麦盖提斜坡罗斯2井奥陶系油气藏的TSR作用:来自分子标志物的证据

采用内标物色谱质谱方法,对罗斯2井原油中金刚烷系列、二苯并噻吩系列和硫代金刚烷系列进行了定量分析。罗斯2井原油中金刚烷系列化合物含量、4-甲基双金刚烷+3-甲基双金刚烷含量分别为10 818,331μg/g,表明原油经历了较强的裂解作用,裂解比例达到90%左右。金刚烷指标表明原油成熟度在1.6%以上。罗斯2井原油可以检测到完整的硫代单金刚烷、硫代双金刚烷和硫代三金刚烷系列,硫代金刚烷、硫代单金刚烷、硫代双金刚烷和硫代三金刚烷含量分别为192,160,26和6μg/g。高含量的硫代金刚烷表明罗斯2井原油的TSR强度大于绝大多数塔中地区下奥陶统鹰山组原油。TSR作用导致罗斯2井原油具有较高含量的二苯并噻吩,含量为8 201μg/g,使得原油二苯并噻吩/菲比值(DBT/P)增加,导致C_0-/C_1-DBTs和C_1-/C_2-DBTs比值增加。

生物降解原油中生物标志物组成的定量研究

借助于生物标志物定量色谱质谱分析技术 ,对辽河油田冷东断裂带遭受不同程度生物降解的原油进行了链烷烃和各类生物标志物分析研究。研究表明 ,链烷烃对生物降解作用最为敏感 ,而且链烷烃含量的变化与降解原油粘度间存在良好的负相关性。补身烷系列含量与粘度负相关 ,而三环萜烷、四环萜烷、伽马蜡烷和藿烷系列含量与粘度正相关 ,甾烷系列含量呈先增后降的两段式。在生物降解过程中 ,Pr/nC17与Ph/nC18比值呈先增后降的特征 ,但二者是不同步的 ,姥鲛烷抗生物降解能力弱于植烷。C2 4 Te/C2 6TT ,C2 9Ts/C2 9H ,伽马蜡烷指数和伽马蜡烷 /C3

柴达木盆地西部典型油田原油地球化学特征对比

利用色谱-质谱(GC-MS)分析技术,系统剖析了柴达木盆地西部南区尕斯库勒、油砂山油田(A区)与北区南翼山、油泉子油田(B区)原油的生物标志化合物组成和分布特征,探讨了A区和B区原油的成因差异及其地质影响因素。结果表明:A区部分浅层原油正构烷烃碳数分布不完整,具有异常高的姥鲛烷(Pr)与n-C17峰面积比值和植烷(Ph)与n-C18峰面积比值,说明A区浅层油藏保存条件较差,部分原油遭受了轻微生物降解;A区和B区原油中甾藿比均大于2.4,且甾烷C27R与甾烷C29R峰面积比值多大于1,指示这2个区域原油母质来源都以浮游藻类为主,但B区原油中甾烷C27R与甾烷C29R峰面积比值和补身烷系列相对含量普遍高于A区,表明B区原油浮游藻类和细菌生源贡献可能相对较高;所有原油都具有低姥植比、高伽马蜡烷含量的特点,且都检测出一定丰度的β-胡萝卜烷,说明生成原油的烃源岩形成于强还原咸水沉积环境,但A区原油中姥植比、伽马蜡烷指数以及β-胡萝卜烷与C30藿烷峰面积比值明显高于B区,且升藿烷系列呈"翘尾巴"分布模式,而B区原油则没有这种现象,揭示生成A区原油的烃源岩沉积水体盐度更高、还原性更强;甾烷异构体比值(C2920S/(20S+20R)值和C29ββ/(ββ+αα)值)表明A区均为低熟原油,而B区多为成熟原油。结合柴达木盆地西部第三纪湖盆沉积和构造演化史,认为南区与北区烃源岩沉积相带的不同空间展布情况是造成A区与B区原油地球化学特征差异的根本原因。

倍半萜类分布和组成与低熟烃源岩有机质热演化研究

通过对低成熟烃源岩中8α(H)-升补身烷和8β(H)-升补身烷以及2-乙基甲基四氢化萘和1-乙基甲基四氢化萘分布和组成特征的剖析,研究了8α(H)-升补身烷/8β(H)-升补身烷比值和1-乙基甲基四氢化萘/2-乙基甲基四氢化萘比值与镜质组反射率Ro之间的关系,发现在Ro<0.60%时,这两个比值变化幅度很大,表明这两个比值在低成熟阶段是衡量有机质热演化程度的有效指标。

北部湾盆地迈陈凹陷徐闻1井油源研究

北部湾盆地迈陈凹陷的徐闻1井流沙港组烃源岩地球化学分析结果表明,流二段烃源岩在有机质丰度和有机质类型上均优于流三段烃源岩,显示出流二段烃源岩的生烃潜力高于流三段烃源岩。在生物标志物分布与组成特征上,流二段与流三段烃源岩呈现出藿烷系列占绝对优势、奥利烷含量中等和伽马蜡烷基本缺失的现象,表征了这套烃源岩沉积时期陆源有机质供应充分且为淡水的沉积环境。在甾烷组成特征上,流二段烃源岩C27甾烷含量较高,而流三段烃源岩中C29甾烷丰度较高,表明前者低等生物藻类的贡献大于后者。徐闻1井所产原油具有高姥植比(Pr/Ph=4.77)和基本缺乏伽马蜡烷的特点,暗示着其烃源岩形成于淡水、弱氧化-弱还原的沉积环境。油源对比的结果表明该原油的生物标志物分布与组成特征介于流二段与流三段烃源岩之间,属于典型的混源油,定量计算结果表明该原油中流二段和流三段烃源岩的贡献分别为77%和23%。