低熟油的富硫大分子早期降解生烃机制──以临清坳陷德南洼陷低熟原油和烃源岩为例

以临清坳陷德南洼陷的低熟原油和烃源岩为例，探讨了半咸水－咸水沉积体系中低熟油的富硫大分子早期降解生烃机制。德南洼陷的低热源岩以藻类微生物生源为主，原油和源岩的芳烃馏分均含有丰富的含硫化合物，它们对应的可溶有机质族组成具有非烃和沥青质含量高的特征。依据源岩的非烃演化、干酪根硫碳原子比（Ｓ／Ｃ）和芳烃馏分中含硫化合物的含量与有机质转化率的关系，对硫与烃类生成的关系进行了初步探讨，结果表明，硫的存在有利于烃类的早期生成，富硫大分子早期降解生烃是一种重要的低熟油成因机制。在此基础上建立了富硫大分子早期降解生烃模式，富硫大分子降解生烃阶段的Ｒｏ值为０．２１％～０．６％，生油的高峰位于０．３５％～０．４０％之间。     

蓬莱19-3油田未熟—低熟油特征及形成条件

蓬莱19-3油田是中国海域发现的最大油田,该油田所产原油部分为未熟—低熟油。利用大量的原油和烃源岩等实验资料,对蓬莱19-3油田未熟—低熟油的原油物性、族组分和生物标志化合物等特征进行了系统分析,并从烃源岩沉积环境、烃源岩特征和成烃母质等方面对未熟—低熟油的形成条件进行了探讨。研究结果表明:蓬莱19-3油田未熟—低熟油密度高、黏度高、含硫量中等、含蜡量低,具有饱和烃含量低、饱/芳比低、非烃含量偏高、非/沥比高、Pr/Ph低、重排甾烷丰度低和TsTm等特征;半咸水—咸水沉积环境、烃源岩有机质类型好且丰度高、有机质演化程度低是烃源岩生成未熟—低熟油的有利地质条件。     

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.     

蓬莱19-3/25-6油田未熟—低熟油特征与成因

利用大量最新的原油和烃源岩等实验资料,系统分析了蓬莱19-3/25-6油田未熟—低熟油的特征、来源及其形成条件,并探讨了未熟—低熟油的主要成因机理。研究结果表明,蓬莱19-3/25-6油田未熟—低熟油埋藏较浅,具有密度高、黏度高、饱和烃含量低、饱/芳比低、非烃含量高、非沥比高、Pr/Ph低、重排甾烷丰度低和TsTm等特征。油源对比结果表明,这些未熟—低熟油来自本井区及邻近沙一、二段和沙三段未熟—低熟烃源岩,强还原的半咸水—咸水沉积环境、烃源岩有机质丰度高且类型好、主要生烃母质为藻类和有机质中的各种细菌是这2套烃源岩形成未熟—低熟油的有利地质条件,藻类有机质早期生烃、细菌改造有机质早期生烃和碳酸盐岩低温热催化早期生烃是主要成因机理,这些成因机理共同作用生成了大量的未熟—低熟油资源,对蓬莱19-3/25-6大型油田的形成具有不可忽视的贡献。     

吐哈盆地烃源岩研究进展与低演化油气的形成

通过对吐哈盆地中、下侏罗统6块源岩抽提物的饱和烃和芳烃馏分进行有机地球化学研究,除进一步印证了前人一些主要结论（如母源输入以高等植物为主、有机质类型以Ⅲ型为主和源岩演化程度低等）外,还发现了一些富有科学意义的新的现象与特征,主要包括：源岩样品中含较高丰度的树脂体类化合物;样品中存在八硫环形式的单质硫;源岩有机质经受过较明显的生物降解作用。认为树脂体类化合物是低演化烃的重要母质,单质硫八硫环和生物降解作用都会导致有机质成烃活化能降低,从而促使有机质在较低的热演化阶段形成油气;这些新的发现对于认识源岩在低演化阶段形成商业性的低熟气储层具有重要意义;吐哈盆地有机质成熟度主体处于R_O＜0.8%的演化阶段,所生成的原油应为低演化阶段的油,天然气则相应为低熟气。     

孤南洼陷低熟油成因分析

济阳坳陷孤南洼陷低熟油的地质储量可达数千万吨，类似的由沙一段和沙四段烃源岩形成的低熟油在渤海湾盆地普遍可见。以孤南洼陷为例，讨论了低熟油勘探中的有关问题。明确提出判别低熟原油的指标是其Ｃ２９甾烷的异构化系数（其值０．３０～０．３５可作为上限值），ＯＥＰ及Ｐｒ／ｎＣ１７和Ｐｒ／ｎＣ１８可作为辅助指标。低熟原油可以是中等密度的高蜡油，其组分特征是高饱芳比和高非沥比。孤南洼陷生成低熟油的沙一段烃源岩为富含藻类有机质的油页岩，形成于半咸水—咸水、强还原的沉积环境。孤南洼陷低熟油形成阶段的Ｒｏ值上限为０．４０％～０．４５％，相应的深度为２３００～２５００ｍ；Ｒｏ值下限为０．６０％～０．６５％，相应的深度为３０００～３２００ｍ。咸水环境由富含藻类的有机质早期生烃，可能是最主要的低熟油形成机制。图２表４参８（邓春萍摘）     

松江盆地白垩系烃源岩地球化学特征及油源对比

松江盆地白垩系发育大砬子组和长财组两套烃源岩。通过对烃源岩及原油进行常规有机地化分析和生物标志化合物测试,研究了烃源岩和原油的地球化学特征并探讨油源关系。有机地化分析表明,其白垩系烃源岩有机质丰度高,Ⅱ₁-Ⅱ₂型有机质,低成熟-成熟。大砬子组烃源岩生烃潜力大,长财组次之。生物标志化合物分析表明,白垩系部分烃源岩和原油遭受了一定程度的生物降解作用。长财组烃源岩可分为3类,第Ⅰ和第Ⅱ类生烃母质以高等植物为主,为偏氧化的淡水和微咸水沉积,第Ⅲ类伽马蜡烷和β胡萝卜烷含量丰富,为咸水环境沉积。大砬子烃源岩为咸化的还原环境沉积,生烃母质为混合源。经油源对比表明,长财组下段原油来源于长财组第Ⅰ类烃源岩,长财组上段原油来源于第Ⅱ类烃源岩,而偏还原的大砬子组原油来源于大砬子组上段烃源岩。     

东濮凹陷濮深８井油气与烃源岩地球化学特征

孟岗集洼陷是东濮凹陷内勘探程度最低的地区。1997年部署的濮深 8井不仅钻获商业油流 ,而且全面揭示了洼陷的地层层序。烃源岩的产烃潜力、原油特征及油气母源等研究表明 ,该区存在 3套烃源岩 :沙一段源岩为未成熟—低成熟烃源岩 ,沙三段源岩为成熟—高成熟烃源岩 ,二叠系源岩为高成熟烃源岩 ,生烃高峰期主要在沙三段沉积时期。濮深 8井原油是高成熟原油 ,原油母质为还原环境中形成的来自高等植物和低等水生生物的混源有机质。原油来源于沙三段烃源岩。钻探和研究表明 ,孟岗集洼陷沙三段具有较好的成烃条件 ,洼陷具有相当的资源背景 ,是值得重视的油气勘探区。     

南堡凹陷原油芳烃地球化学特征

通过对南堡凹陷原油GC-MS分析,研究了原油芳烃组成特征,探讨了原油成因。结果表明,南堡凹陷原油主要形成于弱氧化的淡水湖相沉积,为成熟原油。通过芳烃化合物组成及萘系列、联苯系列化合物内部相对丰度关系表明．沙河街组原油与东营组、馆陶组原油在源岩有机质输入方面有一定的差异,其中东营组和馆陶组原油有机质输入中高等植物有较大贡献,可能来源于南堡凹陷东三段或沙一段烃源岩,而沙河街组原油来源于沙三段烃源岩。     

潍北凹陷烃源岩特征及油源对比分析

以原油和烃源岩饱和烃色谱、色谱-质谱分析为基础,对潍北凹陷孔店组烃源岩的地化特征和源-藏空间对应关系进行了分析。研究表明,孔二段烃源岩是潍北凹陷重要的油气来源,其中孔二上烃源岩有机质丰度最高,品质最好,其次为孔二中烃源岩,它们在伽马蜡烷含量、姥植比和成熟度等指标上存在明显的差异。油源对比结果表明,已发现的孔一段、孔二上亚段的原油主要来源于北部洼陷带的孔二上亚段烃源岩,孔二中亚段原油和孔三段原油来源于北部洼陷带孔二中亚段烃源岩,孔二下亚段烃源岩所生成的原油多为近源成藏。     

襄城凹陷未熟-低熟油的形成条件

襄城凹陷下第三系油气显示较为广泛,原油性质呈高密度、高黏度、高含硫、高含蜡的特点,为典型的未熟-低熟油。根据襄城凹陷所处的区域构造背景及烃源岩和原油的有机地球化学特征,采用有机显微组分分析、生物标志物检测、有机岩石学研究等方法,对源岩的沉积环境、烃源岩特征以及生烃母质来源进行了深入分析,探讨了未熟-低熟油油藏形成的主要地质条件。研究结果表明,核桃园组多为半咸水-咸水湖相和盐湖相沉积,属于还原-强还原环境; 形成未熟-低熟油的主要成烃母质是藻类,陆源有机质中的木栓质体、角质体和各种细菌;应以核二段为主要目的层,以寻找短距离运移、聚集及自生自储油气藏为主。     

烃源岩和油气中有机含硫化合物的生成、分布及应用

有机含硫化合物在烃源岩和原油中广泛分布,包含丰富的地球化学信息。综述了有机含硫化合物的分析测试,成岩作用阶段有机含硫化合物的生成,以及有机含硫化合物在烃源岩和油气中的来源和分布规律。有机含硫化合物在判识沉积环境和有机质的成熟度,示踪油气充注路径,应用于油源对比以及指示硫酸盐热化学还原作用（TSR）过程等方面具有广泛的应用价值。有机含硫化合物结构种类复杂,不同沉积环境和岩相以及成熟度的沉积有机质和原油中组成有很大差异。油气形成和不同演化阶段中新有机含硫化合物结构的准确鉴定和单体有机硫同位素的测定,将有助于更好地认识和理解有机含硫化合物在烃源岩和原油中的分布特征及作用,建立新的地球化学指标或指示剂。另外,不同地质条件下有机硫与无机硫之间的相互作用对有机含硫化合物硫同位素组成的影响是未来研究工作的重点方向之一。     

南堡凹陷东营组烃源岩评价及油源贡献

为了有效评价东三段烃源岩并明确其油源贡献,以大量的钻井、地球化学以及油气勘探资料为基础,基于烃源岩评价的特征参数及油源对比方法,探讨了东营组烃源岩特征及烃源岩对油气成藏贡献。研究结果表明:东营组有效烃源岩主要发育于东三段,其w(TOC)平均为1.1%~1.2%,最高可达7.8%以上,为好烃源岩,有机质类型以Ⅱ型为主,成藏期(距今2 Ma)R_o值为0.7%~0.9%,处于大量生油高峰,最厚的有效烃源岩位于林雀洼陷与柳南洼陷,其次为曹妃甸洼陷;与沙一段和沙三段相比,东三段典型的生物标志化合物特征为Pr/Ph值高以及伽马蜡烷/C_(31)霍烷值低,以此可较好地与沙一段和沙三段烃源岩进行区分。油源对比结果表明,现存的东营组烃源岩贡献的原油主要呈环状分布于柳南洼陷以及林雀洼陷附近,曹妃甸洼陷附近仍有较大勘探潜力。     

潍北凹陷孔店组烃源岩评价及油源分析

潍北凹陷孔店组二段既有好、较好、较差烃源岩,也发育有机质富集层烃源岩(又称为优质烃源岩)。有机质富集层烃源岩沉积环境为亚热带型湿热古气候条件下的滨浅湖相淡-微咸水沉积,古生物以被子、裸子植物孢粉组合为主,含有介形类及少量藻类化石,干酪根类型为 , ₂及 ₁型,岩性为碳质泥岩及深灰色泥岩,有机碳含量大于4.5%,氯仿沥青“A”含量大于0.17%。依据原油的物理性质将潍北凹陷原油分为稠油、中密度油和低密度油,根据原油的生物标志物特征又可将本区原油分为低熟油和成熟油。大部分低熟油样品具有高Pr/Ph比值,低伽马蜡烷/C₃₀藿烷比值及高C₂₉甾烷含量的特征。稠油及大部分中密度油属于低熟油,油源对比表明主要来源于孔店组二段有机质富集层烃源岩。部分中密度油及低密度油属于成熟油,其油源与低熟油相同。     

陆东凹陷低熟油特征及形成条件分析

陆东凹陷白垩系所产原油多为低熟油。其特征为低含硫，中含蜡，凝固点中等，粘度中等，密度偏高，饱和烃含量低，芳烃非烃含量偏高。饱和烃色谱特征，生物标记化合物特征和稳定碳同位素组成特征均表明，菌藻类低等生物是重要的成烃母质。     

渤海湾盆地车镇凹陷大王北洼陷原油类型及成因分析

根据原油物性、含硫量和族组分组成,将渤海湾盆地车镇凹陷大王北洼陷原油分为中—低密度、低粘度、低含硫原油和中—高密度、中—高粘度、高含硫原油2大类.根据原油碳同位素组成,结合生物标志化合物特征,对2类原油的成因和成藏进行了分析.结果表明,第一类原油以该区淡水—微咸水的半深湖—深湖环境下沉积的沙三段成熟烃源岩为母源,保存条件良好,基本没有发生次生变化;第二类原油为至少2期不同来源、不同保存条件下形成的混源原油,沙四段盐湖—咸水湖沉积环境下形成的烃源岩提供的成熟度较低的高含硫原油为最初来源,成藏之后,由于埋藏较浅,发生了一定程度的生物降解,之后沙三段成熟烃源岩提供的原油再次混入,此外沙一段低熟烃源岩提供的低熟油也有一定贡献,导致了该类原油组成和分布的复杂性.      

渤海湾盆地临清坳陷东部未熟-低熟油成因探讨

通过对渤海湾盆地临清坳陷东部未熟—低熟油的形成条件及形成机制探讨,总结出沙一段和沙三段的微咸水—咸水介质环境、丰富硫细菌和含硫化合物为临清坳陷东部未熟—低熟油气形成提供了有利条件,证实该区未熟—低熟油气形成是低活化能的富氢腐泥组分受到硫细菌早期低温降解作用的结果,明确该区未熟—低熟烃源岩硫细菌降解的有机质早期生烃阶段的Tmax 值为400~435℃, R_O值为0.2％~0.5％,生油高峰T_max值为420℃,R_O值为0.35%左右。     

低熟油气成因理论与勘探实践

本文对低熟油气的源岩评价、成因机理、油气运移、成藏特征及油气勘探等几个方面进行简要剖析。源岩在低熟阶段仅能生成一部分烃类,因而对各个地区的低熟源岩评价标准应适当调整。低熟油的源岩主要形成于淡水湖相、沼泽相和半咸水-咸水湖相,可通过多种成因机理早期生烃。低熟油的排烃仍受源岩层与储层流体的压差驱动,因而排烃较为有利,且运移距离较短。低熟油藏常位于储层物性好、靠近油源区、继承性好的同沉积构造圈闭上。     

渤海湾盆地惠民凹陷临南洼陷沙河街组原油地球化学特征及油源对比

惠民凹陷是渤海湾盆地济阳坳陷中的一个富油气单元。系统研究惠民凹陷临南洼陷20个原油样品和4个烃源岩样品地球化学特征,分析其成熟度、沉积环境和有机质来源,利用烃源岩和原油生物标志化合物参数建立油-岩关系,筛选有效参数运用交会图和聚类统计划分原油类型和进行油源对比。研究区原油已进入成熟阶段,生油母质的沉积环境为弱氧化-弱还原的湖沼相-淡水湖相,具有陆相湖盆混合型母质特征。总体上,研究区原油有较高的饱和烃含量和较低的胶质及沥青质含量,正构烷烃为"平台式"双峰形态分布,伽马蜡烷含量较低,4-甲基甾烷含量较高。研究区内不同地区原油的地球化学特征存在一定差别,可按地区分为南带和北带。相比南带的原油,北带原油样品中4-甲基甾烷/C₂₉R、Ts/Tm比值较低,而C₂₉降藿烷/C₂₉降新藿烷、1,2,7-/1,2,6-三甲基萘、菲/∑甲基菲较高。研究区沙四段烃源岩有机质类型为Ⅲ型,有机质丰度较低;沙三段烃源岩有机质以Ⅱ型为主,有机质丰度较高,其中,沙三下亚段和中亚段是临南洼陷的主力烃源岩。通过系统对比研究区原油和烃源岩的地球化学特征,认为临南洼陷沙三、沙四段原油来自沙三下、中亚段烃源岩。      

济阳坳陷盐湖沉积环境高硫稠油的特征及成因

依据物理性质可将济阳坳陷罗家—垦西地区高硫稠油分为高硫稠油和特稠油,高硫稠油有完整的正、异构烷烃分布,C₂₉甾烷立体异构化参数为0.41~0.54,高于一般低熟油。但仍具有盐湖环境低熟油常见的生物标志物特征,并含有异常丰富的C₂₁、C₂₂孕甾烷、罕见的C₂₈-28,30-二降藿烷、甲基藿烷系列、含硫藿烷及硫在C₁₆、C₂₂位的含硫甾烷。高硫特稠油的正、异构烷烃有不同程度损失,甾、萜类及绝大部分芳烃类化合物特征与稠油相同。油源对比及烃源岩可溶有机质的定量测定表明,高硫稠油主要来源于渤南洼陷沙四上亚段膏盐沉积环境Ⅰ、Ⅱ1型干酪根优质烃源岩,其生油高峰的R_o为0.55%~0.60%。达生油高峰时可溶有机质占烃源岩总有机质的85%,因此高硫稠油主要来自可溶有机质,属于非干酪根晚期热降解成因的低熟油。