生排烃过程中正构烷烃单体碳同位素组成的变化特征及其研究意义

通过对生排烃模拟实验产物 (残留油和排出油 )中正构烷烃单体碳同位素组成的测定,揭示出生排烃过程中正构烷烃碳同位素组成的变化特征。研究表明,生烃初期,液态正构烷烃主要来自干酪根的初次裂解,它们的碳同位素组成不论是在排出油中还是在残留油中,随温度的变化都不明显,呈现较相似的分布特征;在生烃高峰期,早期形成的沥青质和非烃等组分的二次裂解以及高碳数正构烷烃可能存在的裂解,使得正构烷烃单体碳同位素组成明显富集13 C,尤其在高碳数部分呈现出较大的差异。另外,实验结果显示排烃作用对液态正烷烃单体碳同位素组成的影响不太显著。     

柴达木盆地北缘原油中单体正构烷烃的碳、氢同位素组成研究

以柴达木盆地北缘不同构造带代表性原油作为研究对象,采用GC-TC-IRMS技术对原油中正构烷烃单体碳、氢同位素进行测定。利用样品正构烷烃单体碳、氢同位素组成特征及分布模式,进行原油成因类型划分和对比分析。研究结果表明,正构烷烃可溶有机质的δ13C分布在-36‰～-25‰,δD分布在-180‰～-110‰。对比发现,不同构造带原油中正构烷烃单体碳、氢同位素组成特征上存在着比较明显的差别。以-30‰（δ13C）和 -140‰（δD）作为分界,结合同位素曲线的分布型式,可以划分为不同的分布模式判识生烃母质和沉积环境。     

天津地区河流沉积物中中等分子量正构烷烃的分布特征

分析了天津地区几条具不同环境功能特征的河流沉积物中正构烷烃的组成，重点介绍了中低分子量正构烷烃的分布特征，并通过与表层土壤、大气降尘及TSP中正构烷烃的分布特征的对比，分析了中等分子量正构烷烃的成因。分析表明，天津地区主要河流沉积物和大气降尘中正构烷烃普遍具有正十七烷（nC17）明显优势的特征，nC17单体烃同位素值也相对偏低，与来源于化石燃料的正构烷烃化合物存在明显的差别。在土壤和TSP中不存在这一现象，表明正十七烷化合物来源水体中的低等水生生物体，推测主要来源于藻类生物。由于这类化合物含量明显高于其他化合物，具有环境地球化学意义。     

辽河西部凹陷古潜山原油及其源岩的分子碳同位素地球化学

以辽河西部凹陷潜山带原油及其源岩为例,系统研究了正构烷烃、异戊二烯烷烃、异构与反异构及藿烷系列化合物的碳同位素组成与分布特征,探讨了其相互关系及生源-环境因素的影响。各系列化合物的分子碳同位素组成的变化具有较好的相关性,反映了沉积体系中生源-环境因素的系统变化。应用各系列分子碳同位素组成相关分析有效地区分了不同潜山带原油的油源差异。原油正构烷烃较异戊二烯烷烃碳同位素偏正0.5‰～5.0‰、姥鲛烷较植烷偏正0.4‰～1.4‰,指示了甲烷生成菌对植烷的重要贡献;C21 长链异戊二烯烷烃较植烷系列碳同位素偏正0.5‰～2.0‰,表明其生源存在差异。异构及反异构烷烃与其他系列化合物碳同位素的对比显示了蓝细菌对这类化合物的重要贡献。C31 藿烷较C30藿烷富集13C达10‰～12‰,指示其生源不同,13C强烈损耗型C30藿烷(-61.2‰～-51.8‰)主要衍生于嗜甲烷菌,它们生存于Es4期强烈分层水体中的缺氧/有氧界面。Es3油源油中正构烷烃碳同位素特别偏正,且异构、反异构烷烃及藿烷碳同位素都明显偏正,综合反映了蓝细菌的重要贡献,而干酪根碳同位素明显偏正及4-甲基甾烷相对富集指示了沟鞭藻对沉积有机质的重要贡献。     

不同纬度地区植物中正构烷烃及其同位素组成

本文应用GC-MS和GC-TC-IRMS同位素分析技术,对我国北部柴达木盆地花土沟至南部广西南宁5个地区草、芦苇和树叶3类植物中正构烷烃及其碳氢同位素进行了分析.结果显示了不同纬度地区植物中正构烷烃碳数分布在C15～C30之间,呈单峰型分布,主峰碳数为C27、C29和C31;CPI值分布在3.49～17.25之间,平均值是草＜芦苇＜树叶;ACL值为26.24～30.26,平均值是草＞芦苇＞树叶.研究发现,随着植物生长地区纬度的增高和年平均气温的降低,植物中正构烷烃主峰碳数、CPI值、ACL值都降低,并且纬度每增加1.,草、芦苇和树叶中ACL值分别减少0.08、0.22和0.36;气温每增加1℃,草、芦苇和树叶中ACL值分别增加0.04、0.24和0.20.研究样品中C27和C29正构烷烃的δ13C值分布在-25.3‰～-35.5‰之间,草具有相对轻的碳同位素组成;C27和C29正构烷烃碳同位素组成与环境因子(如纬度和温度)之间的相关性,在这次研究中没有观察到.样品中C27和C29正构烷烃δD值分布在-132.1‰～-192.6‰之间,草具有相对轻的氢同位素组成.随着纬度增加和气温降低,草和树叶中C27和C29正构烷烃富集轻同位素.因此,可以应用草、芦苇和树叶中正构烷烃主峰碳数、CPI值和ACL值以及草、树叶中C27、C29正构烷烃δD值指示环境特征.     

松辽盆地南部上白垩统烃源岩和原油中正构烷烃的氢同位素组成研究

以松辽盆地南部上白垩统的烃源岩及原油为研究对象,对烃源岩抽提物和原油中正构烷烃的单体氢同位素组成进行了测定。生物标志化合物和正构烷烃的碳氢同位素组成特征表明,在未成熟—成熟阶段正构烷烃的单体氢同位素组成受热成熟度的影响不明显,可以作为油源对比的一个有用的辅助指标。氢同位素组成在母源判识以及重建古沉积环境方面可以提供更多的信息,与碳同位素组成结合应用具有一定的优势。     

青海湖地区生物中正构烷烃及其氢同位素组成与影响因素

青海湖是我国最大的内陆咸水湖泊。本文应用GC-MS和GC-TC-IRMS同位素分析技术,对青海湖水生生物和周围地区陆生生物中正构烷烃及其氢同位素进行了分析,研究了生物中正构烷烃及其同位素组成。结果显示了不同生物中正构烷烃碳数分布范围在C1 5~C33之间,呈单峰型分布;主峰碳数是水生生物(除海韭菜外)相对较低,主要为C23和C25,陆生木本植物次之,为C27;陆生草本植物较高,为C27和C29;CPI值分布在4.0~29.7之间;ACL值为26.0~29.6,分布与植物类型有关。青海湖水生生物中正构烷烃氢同位素组成分布在-209.8‰~-85.6‰之间,平均值为-169.2‰~-121.2‰;陆生植物的正构烷烃δD值为-196.7‰~-84.3‰之间,平均值为-173.0‰~-108.6‰。青海湖不同水生生物和不同陆生生物之间的正构烷烃氢同位素组成差别显著。研究发现,湖泊的含盐量对水生植物的正构烷烃氢同位素具有显著影响,环境湿度和降水量明显影响了陆生植物的正构烷烃氢同位素组成;植物的正构烷烃平均氢同位素组成随着其ACL值增加,具有变轻的趋势;不同种类植物的正构烷烃合成期间具有不同的氢同位素分馏效应,与陆生植物相比较,水生植物的正构烷烃相对于环境水更富集轻氢同位素,并且随着ACL值增加,环境水和正构烷烃之间的氢同位素分馏增大。     

低纬度淡水湖沉积物中正构烷烃氢同位素组成特征及其有机质源和环境指示意义

为认识低纬度亚热带地区湖泊沉积物中正构烷烃氢同位素组成特征及其与母源输入和生态环境的关系,本文利用气相色谱-高温热转变-同位素比值质谱议(GC-TC-IRMS),对系统采集的抚仙湖沉积物样品中正构烷烃氢同位素进行了测定。抚仙湖沉积正构烷烃δD值分布在-219.3‰~-142.5‰之间,样品中平均值为-208.1‰~-154.5‰,并且奇碳数正构烷烃δD值明显地将样品划分为两种类型。类型Ⅰ样品中正构烷烃平均δD值明显地高于类型Ⅱ样品,反映了它们生物源存在明显差别。沉积物与水生植物和陆生植物中正构烷烃氢同位素组成对比结果指示了沉积C_(17)、C_(21)~C_(25)奇碳数正构烷烃来自水生植物,C_(27)和C_(29)奇碳数正构烷烃主要来自木本植物,C31和C33正构烷烃来自水生和陆生草本植物的混合。对比研究结果表明,湖泊地区生态环境是控制湖泊沉积正构烷烃氢同位素组成的重要因素之一,在利用沉积正构烷烃氢同位素研究古水文学特征时,还要考虑研究区古生态环境对沉积正构烷烃氢同位素的影响,并且结合沉积正构烷烃ACL值和Qw值,才能对沉积有机质中正构烷烃氢同位素组成及变化作出合理的解释。     

辽河原油好氧生物降解模拟过程中化学组成及其碳同位素值的变化

对辽河盆地中央凸起南部潜山原油进行了好氧生物降解模拟实验,分析了辽河原油在轻度至中度(PM 1~4级)的好氧生物降解过程中化学组分的变化,以及在此过程中原油族组分和正构烷烃单体的稳定碳同位素值的变化。结果显示,饱和烃组分的消耗速率最快,正构烷烃的消耗速率高于异构烷烃,低碳数正构烷烃的消耗速率高于高碳数正构烷烃。正构烷烃的疏水性及其在原油中的相对浓度可能是影响微生物选择性地消耗正构烷烃的主导因素,即低碳数的正构烷烃由于在油水界面上的表面张力较小而更容易被微生物降解。正构烷烃单体(C_(14)~C_(30))稳定碳同位素值在生物降解过程中较稳定,未产生明显的碳同位素分馏效应。正构烷烃的好氧降解产物主要是脂肪酸、醇和CO_2。辽河原油中正构烷烃组分的δ~(13)C值较饱和烃、芳烃、胶质和沥青质组分都要偏重,降解产物中水溶性较低的高碳数脂肪酸和醇大部分进入胶质中,少部分通过氢键缔合和形成酯键等方式进入到沥青质组分中,造成沥青质组分的δ~(13)C值发生相应的变化,即对沥青质的δ~(13)C值产生"拉动效应";而降解产物中高水溶性的低碳数烷基酸和醇会进入水相而脱离原油,导致残余油的整体δ~(13)C值相应变轻。因此,假如易受生物降解的烃类如正构烷烃等的δ~(13)C值与原油的δ~(13)C值差别比较大,那么生物降解过程中随着原油化学组成的改变,原油本身及其族组分的δ~(13)C值均可能发生明显的变化。     

柴达木盆地原油单体正构烷烃碳同位素研究

利用GC—C—MS技术测定柴达木盆地原油单体正构烷烃碳同位素组成，研究它们的碳同位素组成特征和分布型式，以探究原油的戍因。测试结果表明：柴迭木盆地西部原油的单体正构烷烃碳同位素组成较重，分布在-23．7‰、～-28．5‰之间，分子碳同位素分布曲线呈波浪式，反映原油来自超咸水—咸水的盐湖相沉积环境。柴达木盆地北部原油的单体正构烷烃碳同位素组成为-25．3‰、～-33．4‰，分子碳同位素分布曲线呈U型和波浪式两种型式，根据单体正构烷烃的碳同位素组成和分布型式特征，认为柴迭木盆地北部原油属于煤成油和湖相偏腐泥型、混合型母质成因。     

Thermal treatment of the Athabasca oil sand bitumen and its component parts

The Athabasca oil sand bitumen, and its major component fractions, have been heated with and without added montmorillonite to simulate natural geological diagenesis. The products of the treatment of the whole bitumen were found to be essentially the sum of the products of the treatment of the component parts. The saturated hydrocarbon fraction underwent little change, with only minor cracking apparent. Some cracking and polymerization of the aromatic hydrocarbon fraction was noted. Geochemical analysis of these products indicated that the simulation had caused a continuation of the normal petroleum maturation sequence towards coke and gas. Treatment of the polar fraction and asphaltenes caused a continuation of the maturation sequence towards a ‘crude oil’, further treatment of which continued towards coke and gas. Geochemical examination of this ‘crude oil’ yielded information on the past history of the bitumen from the time of asphaltene formation. The geochemical evidence indicates that the Athabasca bitumen may have originated in an unusual marine environment, and that the maturation and exodus from its source rock differed from that of conventional crude oils. The overall results indicate that, except for the maturation of the polar and asphaltene fractions, the bio-degradation of a crude oil is not reversible by diagenetic means.     

雅克拉凝析气田油气地球化学特征

雅克拉凝析气田天然气组分以甲烷为主,含量79.13%￣89.30%;重烃含量较高,平均占9.67%;干燥系数(C1/C1-5)介于0.89～0.92之间,属典型的湿气。δ13C1为-40.8‰～-39.4‰,δ13C2为-32.0‰～-30.2‰,δ13C3为-30.5‰～-28.9‰,表明天然气为典型的油型气。原油及其族组分的碳同位素组成和生物标志化合物呈现出典型的海相原油特征。原油成熟度较高,与天然气的成熟度基本相同,表明油气同源、同阶,为一次油气充注的产物,而与塔河油田存在较大差异。     

内蒙古西部额济纳旗祥探8井华力西期风化壳 原油地球化学特征

根据对祥探8井华力西末期风化壳原油地球化学特征的分析,原油具有饱和烃含量高,芳烃、非烃、沥青质含量低和全油C同位素轻的特点,生物标志化合物藿烷系列具有C30藿烷含量高,伽马蜡烷含量相对较高等特点,指示生烃母质类型好,沉积环境为高含盐的还原环境,烃源岩演化程度较高。与祥探9井烃源岩生物标志化合物特征一致,指示与石炭系烃源岩具有良好的亲缘关系。     

内蒙古西部额济纳旗祥探8井华力西期风化壳原油地球化学特征

根据对祥探8井华力西末期风化壳原油地球化学特征的分析,原油具有饱和烃含量高,芳烃、非烃、沥青质含量低和全油C同位素轻的特点,生物标志化合物藿烷系列具有C30藿烷含量高,伽马蜡烷含量相对较高等特点,指示生烃母质类型好,沉积环境为高含盐的还原环境,烃源岩演化程度较高。与祥探9井烃源岩生物标志化合物特征一致,指示与石炭系烃源岩具有良好的亲缘关系。     

塔里木盆地原油金刚烷含量校正及裂解程度评价

准确评价原油裂解程度对研究原油稳定性和预测油气的相态分布具有重要意义.原油裂解程度通常用金刚烷含量来表征,然而气洗和热化学硫酸盐还原作用(TSR)等次生作用可能会造成原油中金刚烷含量增加,从而难以准确评价其含量.本研究通过对塔里木盆地原油中金刚烷化合物进行分析,发现TSR初期对金刚烷含量影响不大,但会使成熟度参数乙基单...     

实验室条件下微生物降解原油的地球化学特征研究

通过对胜利油田四个正常原油样品微生物作用前后的族组分及饱和烃色谱质谱分析,发现实验室条件下微生物对原油有明显的降解作用。微生物作用以后的原油族组分其饱和烃相对含量降低,饱/芳比也明显降低,而芳烃、非烃和沥青质的相对含量都不同程度的升高。通过饱和烃色谱-质谱分析,发现微生物作用以后原油正构烷烃被严重降解,姥/植(Pr/Ph)比值和∑C_21-/∑C₂₂₊比值都明显降低。微生物作用原油后能产生表面活性剂,造成了培养基表面张力的降低。     

大庆油田杏南开发区东部过渡带原油特征及油源对比

杏南开发区东部过渡带的原油具有密度低、粘度低、含胶量低、含蜡量高、凝固点高的物性特征,属于典型的轻质油。其饱和烃含量、总烃含量和饱／芳比高,反映了藻类母质油源的输入特征。其正烷烃碳数分布范围为nC15—nC39,呈单峰态分布,主峰碳数为nC23,nC23。全油及族组分碳同位素值较轻。甾烷化合物含量丰富,并含有一定数量的C30—4甲基甾烷,C27,C28与C29甾烷的分布型式呈“L”字型。原油中的五环三萜类化合物含量丰富,主要有藿烷系列、升藿烷系列和r-蜡烷系列等。油源对比研究表明,研究区原油只具有与其东侧三肇凹陷中青一段泥岩大致相同的碳同位素值和甾、萜烷分布特征,表明原油主要来源于该凹陷中的青一段泥岩。     

鄂尔多斯盆地陕北地区长10油源及成藏条件分析

在鄂尔多斯盆地的陕北志丹地区勘探发现了长10油藏,原油密度为0．8152g／cm^3,全烃色谱图的主峰为nC13～nC15油质较轻。轻烃组分中环烷烃较为丰富,芳烃含量低,呈姥植均势（Pr／Ph为1．21～1.45）,原油的δ^13CP08值为-31．78％。,甾萜烷分布与主要参数特征为：重排藿烷类相对丰度很高、伽马蜡烷低,Ts／Tm比值很高（5.54～7．26）C30^＊／C50藿烷比值高（0．67～0．72）,C29Ts／C30藿烷比值高（0．38～0．52）,甾烷中重排甾烷较高、αβ和βα构型甾烷丰富。ααα-20R构型甾烷呈不对称“V”型分布,反映了较为典型的湖相油型油特征。油-油、油-源对比显不,该区长10原油来自长7优质烃源岩。石油可能是在湖盆中部长7优质烃源岩发育的地区通过垂向倒灌进入长10油层组、经侧向运聚成藏的。据此,预测盆地长9和长10油层组具备良好的成藏与勘探潜力。     

正构二十四烷裂解成气碳同位素动力学模拟及其地质意义

以甲烷的量子化模型及正构二十四烷(n C24)金管限定体系裂解成气实验为基础,从理论上进一步论述了量子化模型应用于重烃气体（乙烷和丙烷）碳同位素动力学模拟的适应性,计算了甲烷、乙烷及丙烷生烃动力学与碳同位素动力学参数, 重点探讨了δ13C2与δ13C3变化的主控因素。研究结果表明, n C24裂解生成的气态烃碳同位素与早期报道的n C18、n C25及原油裂解生成的气态烃碳同位素具有可比性,可应用于地质条件下解释原油裂解气的某些地球化学特征。n C24生烃地质模型表明,其在150～160℃是稳定的,主要裂解温度介于180～200℃之间,与目前所报道的原油裂解地质模型吻合。随热解程度的增加,δ13C2与δ13C3体现了比δ13C1更明显的变化。气藏充注历史控制的同位素累积效应对天然气碳同位素有很大的影响,与累积聚集气相比,阶段聚集气的δ13C变重,并在更大程度上影响了演化曲线的分异。在此基础上,应用n C24裂解成气碳同位素分馏地质模型探讨了塔里木盆地某些油气藏天然气碳同位素值变化的原因。     

矿物对原油裂解影响的实验研究

在限定体系下（密封金管）,对原油、原油＋蒙脱石和原油＋方解石进行了裂解产气模拟实验。结果表明,原油＋蒙脱石裂解的甲烷和总气态烃（C1-C5）产率在大多数实验温度点与纯原油裂解基本相同,只有在高温度点才相对偏高,反映了蒙脱石对原油裂解的催化效应。原油＋方解石裂解的甲烷和总气态烃的产率则在大多数实验温度点比纯原油裂解相对偏低,并且在高温度点明显偏低,表明方解石对原油裂解具有抑制作用。纯原油和原油＋方解石裂解气态烃产物中异构烷烃和烯烃的相对含量基本相同,而原油＋蒙脱石裂解气态烃产物中异构烷烃和烯烃的含量则明显偏高。依据2℃／h和20℃／h两个升温速率甲烷和总气态烃产率,应用美国Lawrence Liverinore国家实验室开发的Kinetics软件模拟了纯原油、原油＋蒙脱石和原油＋方解石裂解生成甲烷和总气态烃的动力学参数,推算了在地质条件下原油裂解主要阶段的温度范围。