沉积有机质中稳定碳同位素逆转现象初探

本文研究了沉积有机质的可溶部分（抽提物）和不溶部分（干酪根）及抽提物的族组分（饱和烃、芳烃、非烃、沥青质）的碳同位素组成特征。通过其δ13C的分布为:干酪根>抽提物;沥青质 >非烃 >芳烃 >饱和烃。研究表明由于生源物质的不同,沉积环境的差异可构沉积有机质碳同位素组成异常。如非烃 >沥青质 >芳烃 >非烃、本文称为沉积有机质碳同位素局部逆转。当沉积有机质可溶部分>干酪根时,称之为总体逆转。湖沼相或河间湖相高等植物来源常为正常组或型;经细菌强烈改造生源以高等植物为主有低等生物为类脂组分加入常形成局部逆转的碳同位素组成。总体逆转则常现于有机质演化程度很高的海相沉积岩中。     

四川盆地海、陆相烃源岩有机质稳定碳同位素组成变化及其地球化学意义

采用质谱和色谱-同位素质谱技术,测定了500余个干酪根及饱和烃、芳烃组份、正构烷烃的δ13C值,以此揭示了四川盆地海、陆相烃源岩有机碳同位素组成随地质时代的变化特点及其在高成熟阶段的演化特征,并结合其他相关分析资料,应用碳同位素剖析了不同类型海、陆相烃源岩的有机质生源及沉积环境。研究结果表明,该盆地从震旦系灯影组到中三叠统雷口坡组的海相地层中,干酪根的碳同位素组成随层位变新呈逐渐变重的趋势,可能的原因之一是浮游植物的进化作用;而上三叠统须家河组至中侏罗统千佛崖组的陆相有机质碳同位素组成则有反向的年代变化,主要与生源构成和沉积环境性质有关。这些海、陆相烃源岩的有机源难以用干酪根δ13C值进行区分,而可用饱和烃与芳烃组份的δ13C及其CV值来区别。海洋和湖泊不同沉积相带烃源岩的干酪根具有明显不同的δ13C值,结合其他相关资料可识别其有机质来源。煤系地层中煤与泥岩在干酪根碳同位素组成上没有可区分性,而两者有不同的正构烷烃碳同位素分布曲线。从成熟晚期到高-过成熟阶段,海、陆相干酪根的碳同位素均变重1~2‰,煤系泥岩的正构烷烃碳同位素分布曲线由负向线型分布向平直型演变。这些碳同位素的变化特征为油气源对比和烃源识别提供了依据。     

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。     

加水热模拟中深湖与煤系泥岩地化特征比较

通过深湖泥岩和煤系泥岩的加水热模拟研究认为,在热模拟实验过程中,深湖泥岩和煤系泥岩显示不同特征,并且其演化有差别.深湖泥岩利于液态原油的生成,并且转化率高于煤系泥岩.深湖泥岩残余可溶有机质饱和烃含量高于煤系泥岩,非烃含量则低于煤系泥岩.深湖泥岩胶质/沥青质和饱芳比均随温度升高而降低,而煤系泥岩的胶质/沥青质随温度升高有增加趋势,其饱芳比的变化则不大或有降低趋势.深湖泥岩的Tmax难以指示演化阶段,其干酪根碳同位素值明显轻于煤系泥岩,它们的值均随温度的升高而变重.     

我国凝析油的成因类型及其地球化学特征和意义

近十几年的勘探实际表明，在我国一些含油气盆地中，许多天然气藏均伴生一定量的凝析油（或轻质油）。按母质类型可将凝析油分为海相腐泥型有机质生成的凝析油、煤系地层腐殖质有机质生成的凝析油、陆相混合型有机质生成的凝析油。本文较详细地从成因机理上讨论了这三种不同成因凝析油的形成特点。海相腐泥型有机质一般在有机质热演化达到高成熟－过成熟阶段，由干酪根或早期形成的高分子液态烃热裂解才形成凝析油。煤系地层中腐殖型有机质从低成熟到过成熟各个阶段所生成的一定量的液态烃一般主要以凝析油的状态与天然气相伴生。陆相混合型有机质从低成熟到过成熟阶段也都可能形成凝析油。利用凝析油单体烃的组份特征，石蜡指数和庚烷值对我国主要含油气盆地凝析油的成熟度进行了计算，所得结果，大都与地质实际相吻合。研究表明我国凝析油成熟度的分布范围从低成熟到过成熟均有。三种不同成因的凝析油其地球化学特征具有一定差异，煤系地层腐殖型有机质形成的凝析油从组份来讲相对富含芳烃，其芳烃含量一般为１６.２～２３.５%，饱和烃/芳烃值为３.２～５.２，同时其姥鲛烷/植烷值相对较高，通常均大于３；而海相腐泥型有机质生成的凝析油则相对富含饱和烃，其饱/芳比值为１１.８～１８.２，同时姥蛟烷/植烷值较低，一般小于1。陆相混合型有机质生成的凝析油则介于二者之间。三类不同成因的凝析油它们的芳烃组份(蔡系、联苯系和药系)和低分子生物标记物(菇类化合物)以及烷烃和芳烃组份的碳同位素组成都具有明显的差异。利用凝析油的这些地球化学特征可以有效地判识凝析油的成熟度和成因类型，从而确定与之相伴生的天然气的成因或来源。     

加水热模拟中深湖与煤系泥岩地化特征比较

通过深湖泥岩和煤系泥岩的加水热模拟研究认为,在热模拟实验过程中,深湖泥岩和煤系泥岩显示不同特征,并且其演化有差别。深湖泥岩利于液态原油的生成,并且转化率高于煤系泥岩。深湖泥岩残余可溶有机质饱和烃含量高于煤系泥岩,非烃含量则低于煤系泥岩。深湖泥岩胶质 /沥青质和饱芳比均随温度升高而降低,而煤系泥岩的胶质 /沥青质随温度升高有增加趋势,其饱芳比的变化则不大或有降低趋势。深湖泥岩的T_max难以指示演化阶段,其干酪根碳同位素值明显轻于煤系泥岩,它们的值均随温度的升高而变重。     

柴达木盆地西部第三系咸水湖相原油地球化学特征

在系统分析柴达木盆地西部各油田40余个原油样品碳同位素和饱和烃、芳烃组成的基础上,全面剖析了该地区第三系湖相原油的地球化学特征.研究结果表明,这些原油具有特殊的碳同位素组成和异常的生物标志物分布.其全油碳同位素偏重(-26‰～-24‰);正构烷烃系列单体烃碳同位素分布曲线呈水平状,表现出类同于海相有机质的碳同位素组成特征.它们的生物标志物中正烷烃系列兼具奇碳和偶碳优势双重碳数分布模式;呈强植烷优势,Pr/Ph值大多<0.6;伽玛蜡烷普遍异常丰富,C35藿烷含量高,表征高盐、厌氧的咸水湖相沉积环境性质.芳烃组份以萘、菲系列为主,而二苯并噻吩等含硫有机化合物相对含量较低,反映该地区咸水湖相原油源岩沉积相的特殊性.柴西各油田原油地球化学参数在区域上呈规律性变化趋势,与其源岩沉积相的时空变迁相一致.     

不同沉积环境及成熟度干酪根的碳氢同位素地球化学特征

干酪根的碳同位素组成与源岩有无相关性存在不同认识，此次研究表明，在陆相沉积条件下，腐泥干酪根相对富集轻碳同位素＾１３Ｃ，腐殖型干酪根相对富集重碳同位素１３Ｃ。热模拟实验表明，热演化过程对干酪根碳同位素产生明显影响，但其Ｈ／Ｃ原子比热演化程度增高而减小。     

鄂尔多斯盆地中西部马家沟组碳酸盐岩不同沉积相有机地球化学特征

马家沟组浅水碳酸盐沉积体系可分为滩相、开阔台地相、局限台地相和蒸发台地相四个相带;讨论了不同相带的有机质丰度、可溶有机质族组成及其生物标志化合物特征。研究表明,局限台地相有机质丰度相对较高,富含饱和烃和芳烃,正构烷烃轻组分含量相对较高;滩相有机质丰度相对较低,富含非烃和沥青质,正构烷烃重组分含量相对较高。不同相带的碳酸盐岩生烃潜力不同,局限台地相水动力条件较弱,处于还原沉积环境,有利于有机质保存,生烃潜力较高,是油气源岩良好的分布区;而滩相为颗粒灰岩,孔隙发育,非烃和沥青质所占比重较大,是良好的储集带。     

苏里格庙气田煤系烃源岩生烃特征评价

通过热解法对苏里格庙气田煤系源岩的有机质丰度、生烃潜力及其有机质类型进行了研究.结果表明:苏里格庙气田太原组、本溪组以及山西组的煤和碳质泥岩为非烃源岩,大部分山西组煤系泥岩属于差-中等烃源岩,少部分为非烃源岩,太原组则为非烃源岩.源岩中有机碳含量和生烃潜量不受其成熟度的影响,且有机碳含量和生油潜量呈明显的正相关关系.苏里格庙气田太原组和本溪组源岩为Ⅲ型干酪根;山西组源岩中1个样品为Ⅱ2型干酪根,其余都为Ⅲ型干酪根.