低熟烃源岩有机质在微生物作用下的地球化学特征

对采自柴达木盆地涩北1井的2块钙质泥岩样品的饱和烃、芳烃和非烃馏分进行了系统的分析.检测出微生物特征生标MPI和角鲨烷化合物,在非烃馏分中检测出不饱和脂肪酸、异构脂肪酸和反异构脂肪酸.样品所处的地温为30℃左右,古环境细菌发育.同时检测出的8,14-断藿烷和烷基酮系列是微生物对沉积有机质改造的产物.在微生物作用下,低熟源岩有机质发生大分子向小分子转化,强烈的去甲基过程,藿烷C31/32αβ22S/(22S+22R)值和甾烷C29ββ/(ββ+αα)值等参数出现异常.微生物对低熟源岩的生物降解作用,有利于烃源岩生成气态烃,且对其降解具有饱和烃>芳烃>非烃的特征.     

准噶尔盆地石炭系与二叠系主力烃源岩地球化学特征对比研究

重点对准噶尔盆地石炭系与二叠系主力烃源岩生物标志化合物分布特征,及单体烃碳同位素特征进行分析与对比。该盆地石炭系和二叠系烃源岩有机质丰度都相对较高,成熟度以西北缘与南缘较高,准东较低,各项参数均达到了烃源岩要求。盆地石炭系烃源岩生物标志化合物特征具有Pr/Ph值较高,伽马蜡烷含量低,C_29甾烷含量较高,而C₂₈甾烷含量较低的特点,生物标志化合物特征反映出石炭系烃源岩,形成环境为淡水湖湘,主要为Ⅲ型有机质。二叠系烃源岩Pr/Ph值整体较低,伽马蜡烷指数相对较高,且含有一定量的β-胡萝卜烷,C₂₈甾烷明显高于石炭系烃源岩,沉积环境主要为半咸水—咸水盐湖相,有机质类型为Ⅰ型、Ⅱ型。石炭系烃源岩有机质类型主要为Ⅲ型,其干酪根碳同位素组成较重,但单体烃碳同位素差别较大,母质来源和成熟度都影响着正构烷烃单体烃碳同位素的分布。二叠系烃源岩干酪根分布特征表明主要源岩有机质类型为Ⅲ型、Ⅱ型和Ⅰ型,其正构烷烃单体烃碳同位素的分布特征与干酪根碳同位素分布有较好的相关性,Ⅲ型有机质单体烃碳同位素组成较重,而Ⅱ型和Ⅰ型有机质单体烃同位素组成较轻;南缘二叠系烃源岩有明显的甲烷菌母质输入现象,干酪根、单体烃碳同位素组成和一些藿类化合物碳同位素组成都表现为较轻的特点。     

渤海湾盆地东濮凹陷北部页岩油富集类型和烃类组成特征——以文410井古近系沙河街组三段为例

为研究渤海湾盆地东濮凹陷北部页岩油的含油性及烃类组成特征,对文410井古近系沙河街组三段岩心样品开展了冷冻热解、三维定量荧光、气相色谱—质谱、岩石薄片等分析测试。东濮凹陷北部沙三段主要发育夹层型和裂缝型2种页岩油富集类型,烃类赋存主要为粒间孔和微裂缝2种形式,有效孔缝组合是页岩油高效富集的关键;岩心样品抽提物烃类组成特征主要以低碳数正构烷烃为主,C₂₇—C₂₈—C₂₉规则甾烷呈“V”型分布,反映出有机质来源主要为陆生高等植物与低等水生生物;伽马蜡烷含量较高,较低的Pr/Ph比值,反映该区有机质沉积环境主要为咸化的还原环境;结合C₃₁22S/(22S+22R)、Ts/(Ts+Tm)、C₂₉ααα20S/(20S+20R)、C₂₉ββ/(αα+ββ)等参数,表明烃源岩处于成熟阶段。      

渤海湾盆地黄骅坳陷下古生界碳酸盐岩有机地球化学特征

对渤海湾盆地黄骅坳陷下古生界碳酸盐岩样品开展了有机地球化学研究,研究揭示氯仿沥青A中正构烷烃的碳数分布以单峰型为主(主峰碳为nC₁₆或nC₁₈),奇偶优势值接近于1.0,升藿烷成熟度参数为0.58~0.63,显示其处于高成熟演化状态;Pr/Ph值普遍接近于1或略大于1,反映了一种弱还原─弱氧化的沉积环境.氯仿沥青C中正构烷烃碳数分布主要为双峰型,反映其成熟度低于氯仿沥青A;Pr/Ph值均接近于1,反映了弱还原─弱氧化的沉积环境.多数样品的氯仿沥青A和氯仿沥青C具有相似的碳同位素组成分布模式,反映氯仿沥青C中正构烷烃碳同位素组成并没有受到成岩后地质作用的强烈影响,保存了早期有机质的特征,因而可用于恢复古沉积环境,为环渤海地区下古生界潜在原生油气藏的判识提供依据.      

C_(29)甾烷成熟度指标“倒转”及其地质意义

在研究天然气储层沥青生物标志化合物特征时发现,C_(29)甾烷成熟度指标20S/20(S+R)、ββ/(ββ+αα)在高、过成熟阶段发生“倒转”,比值远低于其平衡值,也低于成熟度低的样品。结合前人的热模拟实验,讨论了高、过成熟阶段C_(29)甾烷成熟度指标“倒转”的原因及“倒转”特征在判断天然气成藏时期上的利用。     

渤海湾盆地东濮凹陷原油地球化学特征研究

对东濮凹陷文留地区原油样和油砂样进行了族组分、碳同位素、饱和烃色谱—质谱实验分析,结果表明,文留地区沙河街组原油与含油砂岩抽提物的饱和烃含量在38.3%-79.3%;原油碳同位素值分布于-27.0‰～-28.0‰,饱和烃碳同位素值在-27.4‰～-28.7‰,族组分之间的碳同位素分馏效应较小;多数样品Pr/Ph小于0.5,具有明显的植烷优势;αααC₂₉20R/20(R+S),C₂₉ββ/(αα+ββ)参数显示处于低熟状态;甾烷系列中C₂₇含量略占优势,重排甾烷含量与成熟度相关,随样品成熟度增高,重排甾烷/规则甾烷值增大,低熟油样品的重排甾烷/规则甾烷值小于0.3。分布在中央隆起带文西断层与文东断层之间地区的样品,其γ-蜡烷含量较高,γ-蜡烷/C₃₀藿烷分布于0.40～0.99,γ-蜡烷/H₃₁22S.分布于2.11～4.15,反映了陆相咸水湖相原油特征。分布于文东断层以东的原油样品γ-蜡烷含量低,γ-蜡烷/C₃₀藿烷分布于0.05～0.15,γ-蜡烷/H₃₁22S分布于0.16～0.28,反映了低盐度的淡水—微咸水相原油特征。      

黔北坳陷高演化烃源岩中正构烷烃单体烃碳同位素组成

借助于色谱-质谱和单体烃碳同位素分析技术,对黔北坳陷高演化海相烃源岩和黔南坳陷虎47井原油中各类生物标志物和正构烷烃的单体烃碳同位素组成进行了系统分析。不同层位烃源岩中常用的甾、萜烷的分布与组成呈现明显趋同现象,因而失去了其原有的地球化学意义和实用性。虎47井原油中三环萜烷系列和孕甾烷系列丰富,但C_27-35藿烷系列和C_27-29甾烷系列的丰度极低,显示生油窗晚期的产物特征。绝大多数烃源岩中nC_16-28正构烷烃系列呈现以nC₂₀或nC₂₁为低谷的前、后2个峰群的分布模式,但其单体烃碳同位素组成则十分接近,它们的δ13C值介于-28‰~-31‰之间,呈负偏态变化,即随碳数增加其δ13C值变小,且这一特征不受正构烷烃系列分布特征的影响,表明高演化烃源岩中特殊的正构烷烃系列分布模式是客观地球化学现象。虎47井原油中正构烷烃的单体烃碳同位素组成也呈负偏态变化,但其δ13C值较高演化烃源岩中的轻约3‰,这可能与有机质热演化过程中的碳同位素分馏效应有关。因此,在利用正构烷烃的单体烃碳同位素组成开展油源对比时,所用样品的成熟度应该匹配。      

印度尼西亚Seram岛东部地区油源条件

印度尼西亚Seram岛东部油气显示活跃,已发现Bula油田和Oseil油田.BT-1 井、EN-1 井、BPM-26 井原油密度0.9～0.95 g/cm3,含蜡量较低,含硫量1.41%～2.69%,具有海相原油特征.原油族组分、碳同位素组成及正构烷烃、异构烷烃、甾萜烷等生物标志物分析进一步表明原油具有相似的海相碳酸盐岩来源.三叠系-侏罗系Saman-Saman层碳酸盐岩是由层状灰质泥灰岩和放射虫泥岩构成的海相石灰岩沉积,是该区的主要生油层系,Kobisonlah地区和Dawang Masiwang地区是两个最大的生油中心.原油成熟度分析表明该区存在两期油气生成与运移,生成的油气沿逆冲断层和不整合面运移,不同冲断块具有不同的油气来源,已发现的Oseil油田的低成熟度原油来自逆冲块中较浅的Saman-Saman层,而Bula油田的高成熟度原油来邻近的逆冲块中较深的Saman-Saman层.图7表2参16     

四川盆地超深层天然气地球化学特征

对四川盆地38口井超深层(埋深大于6 000 m)天然气组分及其地球化学特征进行分析,以判明超深层天然气成因。四川盆地超深层天然气组分具如下特征:甲烷占绝对优势,含量最高达99.56%,平均86.67%;乙烷含量低,平均为0.13%;几乎没有丙、丁烷,为干气,属过成熟度气。硫化氢含量最高为25.21%,平均为5.45%;烷烃气碳同位素组成为:δ~(13)C_1值从-33.6‰变化至-26.7‰,δ~(13)C_2值从-32.9‰变化至-22.1‰,绝大部分没有倒转而主要为正碳同位素组成系列。烷烃气氢同位素组成为:δD_1值从-156‰变化至-113‰,少量井δD_2值从-103‰变化至-89‰。二氧化碳碳同位素组成为:δ~(13)C_(CO_2)值从-17.2‰变化至1.9‰,绝大部分在0±3‰范围。根据δ~(13)C_1-δ~(13)C_2-δ~(13)C_3鉴别图版,盆地超深层烷烃气除个别井外绝大部分为煤成气。根据二氧化碳成因鉴别图和δ~(13)C_(CO_2)值,判定除个别井外,超深层二氧化碳绝大部分为碳酸盐岩变质成因。龙岗气田和元坝气田超深层硫化氢为非生物还原型(热化学硫酸盐还原成因),双探号井的超深层硫化氢可能为裂解型(硫酸盐热裂解成因)。     

微生物改造有机质与未―低熟石油的形成

对部分淡水和咸水环境中非海相沉积物及未―低熟烃源岩进行了微生物类发酵实验。发酵后生烃潜力增强,烃类含量增加,烷烃奇偶优势降低。发酵样品中,生物构型的藿烷消失,地质构型藿烷大量出现,各项异构化参数接近、达到终点值。说明温度不是影响藿烷成熟度指标的唯一因素。在低演化阶段,微生物参与和改造有机质,可以使有机质直接转化为石油烃类。     

Tricyclic terpane geochemistry of source rocks from Northwestern and Central Niger Delta

This distribution of tricyclic terpanes in source rocks from the northwestern and central Niger Delta was used to evaluate their origin, depositional environment and thermal maturity. The rock samples were extracted using Soxhlet extraction method and the saturated hydrocarbon fraction was analysed for biomarkers using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The values of soluble organic matter (SOM) and total hydrocarbons for wells AW and OP source rock samples exceeded the minimum 500 ppm and 300 ppm, respectively with values indicating very good to excellent potential source rocks. The tricyclic terpane source parameters and the complementary distribution of hopanes, regular C₂₇-C₂₉ steranes, n-alkanes and acyclic isoprenoid hydrocarbons showed that samples from well AW consist of mixed marine/terrestrial organic matter while those from well OP consist of organic matter largely from terrestrial origin. The values of Pr/Ph ratio for source rock samples from wells AW and OP indicate deposition of the organic matter under suboxic conditions. Sterane and hopane biomarker maturity parameters indicated that the source rock samples from wells AW and OP are at onset of oil generation and main oil window, Most of the source rock samples from well AW are more thermally mature than those from well OP. The results of tricyclic terpane maturity parameters indicated low thermal maturity for the rock samples from both wells with samples from well AW more thermally mature than those from well OP.     

DISTRIBUTION AND ISOMERIZATION OF TERPANES IN PYROLYZATES OF LIGNITE AT HIGH PRESSURES AND TEMPERATURES

Experimental pyrolysis of Eocene lignite in the presence of water was conducted in a closed system for a heating duration of 120 min at temperatures of 400, 500, 600 and 700 °C and pressures of 1 to 3 GPa (equivalent to burial depths of about 30 to 100 km). The distribution of terpanes in the resulting pyrolysates was analyzed in order to investigate the effects of pressure and temperature on maturation of organic matter for this heating time at mantle depths. The results indicate that terpanes show more mature characteristics with increasing temperature at a given pressure. However, high pressures significantly retarded the thermal evolution of organic matter. Also, high pressures had a non‐linear effect on maturation, resulting in anomalous variations of maturity parameters and ratios (tricyclics / hopanes, Ts/Tm, C₃₁22S / (22S+22R), and βα‐moretane /αβ‐hopanes). In addition, the isomerization of hopanes at the C‐22 position did not reach typical end‐point values, even at 700°C. These results are a preliminary step towards a better understanding of organic matter maturation and oil and gas exploration in high temperature and pressure regimes.     

生物标志化合物热成熟度参数演化规律及意义——以Ⅲ型烃源岩HTHP生排烃热模拟液态烃产物为例

为了探究烃源岩不同热演化阶段生物标志化合物成熟度参数的演化规律及其专属指示意义。通过对辽河盆地桃10井Ⅲ型烃源岩进行HTHP生排烃热模拟实验,获取的液态烃产物饱和烃组分进行GC/MS分析,以模拟温度为成熟度标尺,检测出正构烷烃、类异戊二烯类烷烃、三环二萜烷、藿烷及甾烷系列中对热成熟度演化具有一定指示意义的生物标志化合物,并计算出参数指标。依据不同生物标志化合物对热作用的敏感程度不同,利用不同热敏感性的生标化合物比值指示热演化阶段。结果发现,随着模拟温度的升高,藿烷会受热作用影响形成三环萜烷,Tm会转化为Ts,20R型生物型异构体会向20S型地质异构体转化,所以∑三环萜烷／∑藿烷、Ts/Tm和C₃₁-藿烷22S／（22S+22R）参数对有机质热演化阶段可以起到较好的指示作用。而受热作用的差异性影响,参数C₂₄-四环萜烷／∑藿烷、C₃₀βα-莫烷／C₃₀αβ-藿烷和C₂₉-甾烷ββ／（αα+ββ）则在成熟至过成熟阶段具有更强的指示意义。由此可见,样品不同热演化阶段均有其最佳适用的生标参数组合,这为正确利用成熟度参数判识该地区烃源岩成熟度演化阶段提供了一定的理论依据。     

苯基取代多苯环化合物的成熟度指示意义——以柴达木盆地西部古近系—新近系烃源岩为例

通过对柴达木盆地西部古近系—新近系半咸水—咸水湖相烃源岩,及其热模拟实验固体残渣抽提物色谱质谱联用仪（GC-MS）分析,在样品的芳烃馏分中均检测到苯基取代三环芳烃化合物,三联苯（TrP）和苯基萘（PhN）系列,分别为邻位三联苯（o-TrP）,间位三联苯（m-TrP）和对位三联苯（p-TrP）;一位苯基萘（1-PhN）和二位苯基萘（2-PhN）。实验观察三联苯和苯基萘系列中不同取代位置的同分异构体相对含量,与烃源岩的热演化程度有一定关系。在低熟样品中o-TrP和1-PhN含量较高,随着成熟度的增加,m-TrP、p-TrP和2-PhN相对含量增加。可以总结出m-TrP>p-TrP>o-TrP及2-PhN >1-PhN的热稳定序列,并将三联苯异构体相对含量参数TrP1=p-TrP/o-TrP、TrP2=(m-TrP+p-TrP)/o-TrP和苯基萘异构体相对含量参数PhNR=2-PhN/1-PhN与镜质体反射率（R_O）作对比,发现它们之间有很好的正相关性（R_O=0.47%~1.32%）,尤其是在烃源岩处于成熟—高成熟热演化阶段,常规生物标志化合物成熟度参数[C₂₉αα-20S/(20S+20R)\,C₃₁αβ-22S/(22S+22R)\,MPI1]失去指示效应,TrP1,TrP2和PhNR仍然具有指示意义。     

Petroleum Geochemistry of Lower Indus Basin,Pakistan: II. Oil-oil and Oil-source Rock Correlation

Nine crude oils and eight source rock samples from Cretaceous sequences, Lower Indus Basin have been characterized by means of diagnostic biomarker parameters in order to establish genetic liaison among them. The biomarker geochemistry indicators such as relative distribution of C₂₇-C₂₈-C₂₉ ααα-20R steranes, C₁₉ and C₂₃ tricyclic terpanes (TT), C₂₄ tetracyclic terpanes (TeT), hopanes distribution, steranes/hopanes ratio, presence of unidentified compound X (C₃₀ pentacyclic triterpane), and pristane (Pr) to phytane (Ph) ratio suggest that the crude oils contain predominantly terrigenous organic matter (OM). Based on these data, the analyzed crude oils from the Lower Indus Basin are genetically associated and could be classified into a single group. Geochemical correlation studies of crude oils and source rock sediments indicate that Lower Goru shales and Sembar could be the probable source rocks for the petroleum generated from Cretaceous strata, Lower Indus Basin, Pakistan.     

成熟度与热模拟产物分步萃取对滞留油生物标志物的影响

明确抽提过程中不同极性有机溶剂对所获得的生物标志物参数的影响,对基于生物标志物的生烃母质研究具有重要意义。选用鄂尔多斯盆地延长组低熟富有机质泥页岩进行生、排烃热模拟实验,并结合热模拟固体残样的实测随机镜质体反射率(R_O)值,准确剖析热演化程度和溶剂极性对生源和沉积环境参数适用范围的影响。结果表明：有机溶剂极性的大小不仅会影响抽提物的产率和族组分特征,而且会显著影响抽提物中正构烷烃、三环萜烷的分布特征,但对甾烷的分布特征影响并不明显。溶剂极性和热演化的双重影响导致生物标志物参数的适用范围存在明显区别,∑C_21^-/∑C_22⁺和(nC₂₁+nC₂₂)/(nC₂₈+nC₂₉)仅在低熟—高成熟的中期阶段(R_O值介于0.70%～1.48%之间)可作为有效的生源参数,而沉积环境判识参数∑三环萜烷/∑藿烷值适用范围更窄,仅在低熟—高成熟早期阶段(RO值介于0.70%～1.34%之间)有...     

Mechanism of catalytic hydropyrolysis of sedimentary organic matter with MoS2

MoS2 was used as an efficient catalyst for hydropyrolysis(Hypy) of three samples of sedimentary organic matter with different maturities.Through comparison with Soxhlet extraction(SE),it was found that MoS2 catalytic Hypy can remarkably promote the yields of total chloroform extracts,saturates,aromatics,hopanes and steranes.In addition,the difference of biomarker parameters indicated that isomerization of covalently-bound biomarkers is much more difficult than their free counterparts.Meanwhile,the high conversion of total organic carbon(TOC) in MoS2 catalytic Hypy of organic matter proved that the presence of dispersed molybdenum sulfide accelerated the breaking of C-C bonds and the release of hydrocarbons.To address the catalytic mechanism,a series of control experiments based on free Hypy and catalytic Hypy were conducted.The results showed that the calculated atomic ratio of carbon conversion/hydrogen conversion for catalytic Hypy was much larger than the presumed value of 1/2,indicating that intensive hydrogenation took place and significantly influenced the distribution of liquid products.Analysis of stable hydrogen isotope data,infrared spectra and m/z 83 ion chromatograph of the saturate fraction further confirmed this hypothesis.The difference of S content changing(ΔS) between catalyst-free Hypy and catalytic Hypy,and the thermal characteristics of the catalyst,indicated that active H2S was def initely generated and it probably initiated free radical reactions in the early stage of hydropyrolysis of organic matter.     

昆明盆地参3孔晚新生代沉物积中甾、萜类生物标志化合物的初步研究

本文为昆明盆地新生代沉积有机质研究的一部分。着重讨论参3孔晚新生代沉积物中甾类、萜类生物标志化合物的组成、构型和分布,进而分析这些特征与沉积物类型及埋藏深度等之间的关系。通过这些研究,对于探讨内陆淡水湖盆沉积有机质中生物标志化合物的特征和早期演化、陆相沉积有机质的生源物性质与特征、再现内陆淡水湖盆沉积有机质的成烃模式,无疑是有重要意义的。      

塔斯马尼亚油页岩生烃模拟排出油与滞留油地球化学对比Ⅱ:分子地球化学特征

澳大利亚塔斯马尼亚油页岩为一套特殊的富含单种浮游藻类(塔斯马尼亚藻)的烃源岩,原始油页岩样品等效镜质体反射率为0.5％,是进行热模拟的理想样品.为对比分析不同模拟温度下排出油和滞留油的分子地球化学特征,对该油页岩样品开展生排烃模拟实验.研究结果显示:(1)原始样品抽提物与滞留油分子标志物指示还原环境,排出油则显示出还原...     

查干凹陷下白垩统烃源岩地球化学特征

下白垩统巴音戈壁组、苏红图组湖相暗色泥岩是查干凹陷发育的主要烃源岩。从有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度以及生物标志物特征等方面研究了查干凹陷下白垩统烃源岩的地球化学特征。研究结果表明：该烃源岩有机质丰度高,整体上为较好烃源岩;有机质类型属过渡型,其中巴音戈壁组有机质类型优于苏红图组,前者以Ⅱ,一Ⅱ：型为主,后者以Ⅱ2一Ⅲ型为主;有机质热演化程度较高,均达到了成熟阶段．部分处于高成熟一过成熟阶段：该烃源岩发育于湖相弱氧化一弱还原沉积环境,有机质母质为以低等水生生物为主、高等植物为辅的混源输入。