柴达木盆地开特米里克油田凝析油成因研究——基于金刚烷烃类化合物

以往的研究结果表明开特米里克油田的凝析油属于典型的未成熟油,依据是它们具有异常低的C29甾烷异构体比值[C2920S/(20S+20R)0.25]。但是,生物标志化合物的定量分析结果则显示这类凝析油中甾烷、藿烷系列的浓度明显偏低,且与研究区的高成熟原油相当,而远低于其他低成熟原油中的甾烷、藿烷系列浓度,显然这与其未成熟特性不符。金刚烷类化合物具有高的热稳定性,它们在成熟后期和高成熟地质样品中才开始出现。但值得注意的是这些凝析油较其他原油明显富含烷基金刚烷类化合物,其浓度是所研究原油中最高的,显示高成熟特征。依据甲基单金刚烷指数MAI(70)值和甲基双金刚烷指数MDI(40)值与镜质体反射率RO值之间的对应关系,判断其生成时的RO值应大于1.3%,表明它们应该形成于高成熟的凝析油气阶段。此外,在C29规则甾烷与3+4-甲基双金刚烷浓度关系图版上,这类凝析油均分布在原油强烈热裂解区域,可见这是一类遭受了热裂解作用改造的高成熟原油。由此可见,该类凝析油的未成熟性是由生物标志化合物相对组成引起的一种假象,运移过程中上覆围岩中富含甾烷、萜烷的可溶沥青的浸染是导致这一假象的原因,这已得到了研究区新近系烃源岩地球化学特征的证实。因此,热稳定性高的金刚烷类化合物在确定原油成因时可提供更加可靠的信息,它可以弥补其他分子成熟度参数的不足。     

鲁卜哈利盆地沙特B区块古生界油气地球化学特征及成因

鲁卜哈利盆地B区块油气勘探获得天然气和凝析油。A2井奥陶系凝析油以小于nC17的正构烷烃为主,凝析油全油碳稳定同位素值为-26.55‰~-27.70‰。凝析油具有饱和烃含量高、不含沥青质、呈现饱和烃芳烃非烃的特征。庚烷值和异庚烷值分别为22%和2.38。凝析油生物标志化合物含量低,萜烷系列以藿烷为主,三环萜烷以C23三环萜烷为主,C24四环萜烷含量低,甾烷组成上具有C29≈C27C28的分布特征,重排甾烷含量高。凝析油生物标志化合物特征与来源于志留系热页岩的古生界原油相似。生物标志化合物和金刚烷成熟度表明原油为成熟—高成熟的范畴。B区块不同层位的天然气均为湿气,天然气为有机成因油型气,天然气的成熟度为0.75%~1.35%。由于B区块凝析油、天然气成熟度相当,认为原油裂解气不是该区天然气的唯一成因。凝析油和天然气主要直接来源于志留系热页岩的热降解。     

东海盆地西湖凹陷原油中金刚烷类化合物特征及意义

采用GC—MS分析技术,对东海盆地西湖凹陷31个原油样品进行了分子指纹研究。原油碳同位素值偏高,Pr/Ph值高,甾烷系列以C_(29)甾烷占优,萜烷以二萜类为主,富含降异海松烷、异海松烷、扁枝烷等,C_(24)四环萜烷含量高,伽马蜡烷含量低,富含奥利烷,表明原油的烃源岩形成于偏氧化的沉积环境,其成烃母质主要来源于高等植物。原油含有丰富的金刚烷类化合物,总含量可达877～9 797μg/g_油,其中以单金刚烷系列占绝对优势(754～9 333μg/g_油),体现出高成熟原油的特征。认为西湖凹陷西部缓坡带平湖组原油主要来源于平湖组烃源岩的生烃晚期,并在储层中发生了不同程度的裂解;中央洼陷带花港组原油主要为高成熟油或裂解油与未裂解的、成熟度较低原油的混合油,其中成熟度较低的原油主要来自于花港组烃源岩的生烃高峰期。平湖组或其下伏烃源岩在高—过成熟阶段形成的大量凝析油、天然气,甚至深层储层原油发生裂解形成的轻质烃类进入浅部花港组储层,与储层内早期原油发生混合是造成西湖凹陷浅部原油富含金刚烷类化合物的主要原因。     

苏北盆地盐城凹陷朱家墩气藏凝析油中的金刚烷类及其意义

盐城凹陷朱家墩气藏盐参1井阜一段储层所产凝析油与该井上白垩统泰州组成熟烃源岩在各类生物标志化合物的分布与组成特征上具有较好的相似性,表明它们在成因上存在相关性,但生物标志化合物成熟度参数显示凝析油的成熟度明显高于所研究的烃源岩。烷基单金刚烷类是原油和烃源岩中一类具有高热稳定性的烃类化合物,其中双金刚烷系列的热稳定性高于单金刚烷系列。分析结果表明:凝析油中不但存在烷基单金刚烷系列,同时也存在烷基双金刚烷系列,但在上白垩统泰州组烃源岩中仅检测到烷基单金刚烷系列,烷基双金刚烷系列不但不完整且丰度很低,这一现象表明原油的成熟度明显高于所研究烃源岩,这与生物标志化合物成熟度参数的结果相吻合。依据甲基单金刚烷指数MAI和甲基双金刚烷指数MDI与镜质体反射率间的对应关系,发现该凝析油对应的镜质体反射率RO值介于1.3%~1.6%之间,由此说明它源于盐城凹陷内处于凝析油气阶段的泰州组烃源岩。由此可见,金刚烷类化合物在确定原油和烃源岩中有机质成熟度上具有特殊意义。     

蒸发分馏作用对原油中金刚烷类化合物分布与组成的影响 ——以塔里木盆地库车坳陷羊塔克构造上的原油为例

借助于色谱和色谱—质谱分析技术,对塔里木盆地库车坳陷羊塔克构造上两组原油中烃类组成进行了系统分析,以研究蒸发分馏作用对金刚烷类化合物分布与组成特征的影响.轻烃分析结果表明,YT5和YT101井两组原油都经历了蒸发分馏作用的改造,其中上部储层产次生凝析油,而下部储层产经蒸发分馏作用改造的残留油.相似的甾、萜烷分布与组成表...     

东海陆架盆地西湖凹陷原油“气洗”地球化学特征及成因

“气洗”是油气藏后期改造的重要营力之一,在东海陆架盆地西湖凹陷曾发生过大规模气洗作用,但现有研究仅限于描述阶段,并未对原油的“气洗”地球化学特征展开系统研究。通过对西湖凹陷平湖斜坡带和天台反转带原油进行地球化学分析,结果表明：原油的甾烷、萜烷指纹特征及碳同位素特征相似,显示出具有相同母源的特征,均为成熟原油,但不同原油的物性特征、轻烃、正构烷烃及金刚烷分布特征存在较大差异,通过计算原油的石蜡度、芳香度和正构烷烃损失量及对金刚烷系列化合物进行定量分析,认为气洗作用应是造成该差异的主要原因,并非生物降解或热裂解。为进一步厘清原油的气洗作用过程及成因,探讨了原油气洗作用的主控因素,并结合油气藏地质和地球化学资料进行了综合分析。结果表明：①平湖斜坡带北部原油主要为强烈蒸发分馏后的残余油,晚期可能被东部横向运移而来的高熟天然气混入,使原油中部分轻烃和金刚烷化合物含量升高;②平湖斜坡带南部主要受运移分馏作用影响,浅层聚集次生凝析油,分馏后的残余油在深层形成轻质油和蜡质油藏;③天台反转带原油主要为“气洗”晚期阶段形成的次生凝析油,其残余油目前尚未发现,暗指其深部储层或许具有一定规模的轻质、蜡质油藏。     

海拉尔盆地乌南凹陷原油芳烃组成特征及来源分析

采用GC-MS分析技术分析了乌南凹陷原油和源岩中芳烃化合物,结果表明,不同构造带原油在芳烃化合物组成上存在明显差异.乌东斜坡和巴彦塔拉构造带的乌11井原油以菲系列和三芳甾烷系列为主,菲系列含量高于三芳甾烷系列,不含脱羟基维生素E;乌中北部构造带原油以菲系列占绝对优势,三芳甾烷含量较低,不含脱羟基维生素E;巴彦塔拉构造带原油以三芳甾烷系列化合物为主,菲系列次之,含有一定数量的脱羟基维生素E.原油中含量相对较高的惹烯可能是藻类等低等水生生物贡献的反映.甲基菲、烷基萘、二苯并噻吩及脱羟基维生素E多项指标显示出,乌南凹陷原油为成熟油,且巴彦塔拉构造带原油的成熟度略低于其他地区.油岩对比认为原油主要来源于本地区的南屯组和铜钵庙组源岩,推断油气以垂向运移为主,侧向运移不明显,有效源岩分布区为有利勘探区.     

原油混合后成熟度参数的差异性及其地质意义——以塔北隆起托甫台地区奥陶系为例

通过精细刻画塔里木盆地塔北隆起托甫台地区奥陶系原油物性、族组分特征、分子标志物特征、成熟度等，分析了原油混合后成熟度参数的差异性及其地质意义。研究结果表明：①原油中不同组分的成熟度指标反映的结果存在一定差异，相对而言轻烃和金刚烷类参数计算的成熟度要高于甾萜烷类和芳烃类推算的结果，这是由不同成熟度原油的混合作用所导致，可作为多期充注和混合作用的依据。轻烃和金刚烷主要反映后期充注原油的成熟度；甾萜类、菲类和二苯并噻吩类等通常指示早期充注原油的成熟度。②由于不同成熟度参数抗生物降解能力不同，生物降解也会导致成熟度参数出现不同的变化。③轻烃、金刚烷类参数和甾萜烷、芳烃类成熟度参数平面上的差异反映了油气充注路径或油源断裂活动性的变化。④原油物性是各组分的综合体现，是区域性油气成藏机理分析的基本参数。     

济阳拗陷生物降解原油地球化学特征及其地质意义

渤海湾盆地济阳拗陷浅层稠油十分发育,储量巨大,是今后勘探开发的重要目标。利用色谱、色谱—质谱等技术方法,结合原油微生物降解模拟实验,系统阐述了济阳拗陷生物降解原油的地球化学特征。结果表明:(1)济阳拗陷生物降解原油总体上遭受了中等—严重程度的生物降解作用,造成饱和烃含量低、芳烃含量高、非烃+沥青质含量高的特征;(2)多数原油正构烷烃损失严重,部分残留少量类异戊二烯烃;甾烷类化合物发生不同程度降解,重排甾烷、孕甾烷相对含量随降解程度的增加而降低;萜烷类化合物以三环萜烷为主,三降藿烷Ts丰度普遍低于Tm,伽马蜡烷含量相对较高,部分萜烷中出现25-降藿烷系列;耐降解的芳烃类化合物也遭受了后期改造作用。基于稠油油藏与浅层气藏的成因关系、量化关系及分布关系,结论认为:由已知稠油油藏顺源寻找关联未知浅层气藏或由已知浅层气藏逆源寻找关联未知稠油油藏的联合勘探将是立体勘探的必由之路。     

库车坳陷东部阳霞凹陷依南5井原油地球化学特征研究

依奇克里克油田位于库车坳陷东部阳霞凹陷的北部。通过对依南5井不同深度储层所产原油地球化学特征的系统分析发现,浅层原油的轻烃几乎不含苯系芳烃,其三环萜烷系列以C28为主峰,C24四环萜烷含量低,伽马蜡烷含量较高,甾炕系列中C27和C28甾烷含量高,重排甾烷含量较低,显示成水环境海相原油的特征。鉴于该原油中同时检测出了25-降藿烷系列,表明该原油是生物降解油与正常原油的混合油。而深部储层所产原油的轻烃中苯系芳烃丰富,三环萜烷以C19为主峰,C24四环萜烷含量极为丰富,伽马蜡烷含量极低,甾烷系列中C29甾烷占绝对优势,显示淡水湖沼相原油的特征。结合塔里木盆地不同成因类型原油的地球化学特征,推测依南5井不同深度所产原油存在这一差异的原因是浅层原油属于早期生物降解海相原油与晚期侏罗系湖沼相原油的混源油,而深部原油属于侏罗系烃源岩单一来源的原油。     

C4-C8轻烃在原油地球化学研究中的应用——以塔里木盆地大宛齐油田凝析油为例

全油样品的GC分析表明,塔里木盆地大宛齐油田不同层位的81个原油样品富含轻烃组分,且部分样品遭受了不同程度的微生物降解。以C₄-C₈轻烃地球化学参数为工具,对原油成熟度和次生蚀变等方面进行地球化学研究。轻烃成熟度参数表明,原油的折算R_c在0.9%左右,处于成熟阶段。对遭受生物降解作用的原油分析发现,随着生物降解作用的增强,其Mango轻烃参数K₁值减小,K₂值明显增大,甲基环己烷指数增大,甲基环戊烷较乙基环戊烷更容易遭受生物降解,表明单烷基环戊烷中烷基取代基越大的烃类越难遭受生物降解作用。结合轻烃参数指示的原油成熟度和母质来源,推测研究区原油为次生凝析油。通过轻烃参数对比研究发现,大宛齐油田凝析油轻烃参数特征与大北和其南部地区正常原油相似。依据塔里木盆地大宛齐油田的地质背景和原油成藏模式可知,研究区原油是大北和南部地区两类原油通过深大断裂运移到大宛齐浅部,通过蒸发分馏作用聚集成藏。      

Characterization and Identification of Petroleum Hydrocarbons and Biomarkers by GC-FTIR and GC-MS

Abstract

Identification of petroleum hydrocarbons from crude and distilled oils by GC-MS is well known. The distilled crude and oils contain specific group of hydrocarbons are known as biomarkers bearing the information of their geographical source or origin and the geological past. These are diamondoids (adamantanes, diadamantanes, terpanes, steranes, sesquiterpanes, hopanes, norhopanes, etc.). The present article describes the identification of hydrocarbons using their IR spectra in the molecular fingerprinting region where every molecule shows its unique and characteristic individual vibrational frequencies. GC-FTIR spectrum of each of the individual components present in distilled oils was identified by proper standard library matching with the spectrum of the individual component. The GC-MS profiles of the biomarkers of different light and middle distilled fine products of samples from three leading oil companies, namely Indian Oil Corporation (IOC), Indo-Burma Petroleum (IBP), and Bharat Petroleum Corporation (BPC), differ from each other, indicating the variation of the sources of the crudes used by the companies. But nothing specific can be said about the origin of crudes from this limited data.     

前处理方法对原油中金刚烷化合物定量的影响

利用色谱/质谱/质谱方法分析了准噶尔盆地不同密度原油中金刚烷化合物的含量，探讨了族组分分离法和直接进样法2种前处理方法对金刚烷化合物测定的影响。族组分分离法会造成原油中金刚烷类化合物含量损失，特别是密度相对小的单金刚烷类损失更大，但族组分分离方法有利于低熟原油中低含量、受挥发作用影响较小的双金刚烷类化合物的富集，更有利于仪器检出。族组分分离法对金刚烷异构化指标影响较小，对应用更为重要的浓度指标影响较大，因此在进行金刚烷类化合物分析时应尽量避免复杂的前处理，减少金刚烷类化合物的损失。选择直接进样法是测定正常油、轻质油和凝析油中金刚烷类化合物的最佳前处理方法，对于部分低熟原油样品可考虑使用族组分分离法进行处理。      

塔里木盆地塔中志留系油藏两期成藏的分子地球化学证据

塔里木盆地中央隆起构造带上发现了大量志留系油藏,前期研究认为油气主要为海西期成藏。采用先进的全二维气相色谱-飞行时间质谱,对塔中117井原油开展分子化合物精细识别,发现了2种成熟度截然不同的分子化合物组成,指示至少存在2期油气充注成藏过程。其中,原油正构烷烃保存完整(nC7-nC28),萜烷丰度较高,基于甲基菲系列化合物折算原油约为烃源岩RO=0.7%~0.9%阶段的产物;另外,检测到了丰富的金刚烷类化合物,包括单、双、三金刚烷,总含量为1 425×10^-6,依据甲基金刚烷指数,其相当于烃源岩高成熟阶段(RO>1.6%)的产物。2类参数折算成熟度之间的差异,指示了油藏成藏过程中经历了至少2期不同成熟度来源的油气聚集。油气地质综合研究认为,塔中地区志留系在加里东晚期和喜马拉雅期分别发生了油气充注过程,塔中117井区志留系储层均捕获了这2期油气,流体包裹体也印证了2期成藏过程。     

FCC油浆精制前后焦化蜡油产物的组成和结构分析

运用GC-FID/MS和NMR从分子水平表征FCC油浆加氢精制前后焦化蜡油产物的详细组成和结构。对其中121种芳烃单体化合物进行分子识别,基本实现该焦化蜡油中多环芳烃、氢化多环芳烃、噻吩和咔唑以及这些化合物的烷基取代物的定量,并考察了油浆精制前后焦化蜡油的结构及其变化。结果表明,尽管FCC油浆加氢精制前后焦化蜡油产物的烃族组成相近,但化合物组成和结构有较大变化。FCC油浆精制后再焦化,蜡油产物中无取代母核多环芳烃加氢转化及缩合减少,烷基桥链的多芳核结构裂化减少,硫、氮杂原子芳香化合物被较多地脱除,C₁和C₂取代芳烃、单环芳烃以及环烷芳烃含量增加,说明加氢精制对FCC油浆延迟焦化过程有利,其焦化蜡油产物的组成和结构得到改善。     

严重生物降解稠油沥青质包裹体中生标的研究

对孤岛原油中的可溶有机质生物标志化合物进行了气相色谱—质谱分析,结果表明,该原油受到了严重的生物降解,部分用于对比的生物标志物受到了破坏,致使有关参数值发生了变化,给油—油对比、油—源对比带来了困难。采用超声萃取技术,分离出沥青质包裹体中抗生物降解的生物标志物,并与原油中的生物标志物进行对比。其结果显示沥青质包裹体组分与原油组分的甾、萜烷非常相似,C₂₇,C₂₈,C₂₉规则甾烷类分布均呈"L"型,而与生物降解程度无关,表明此方法可完全用于强烈生物降解原油的油—油对比和油—源对比研究,在有机地球化学领域的研究中具有重要的指导意义。      

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。