生物降解作用对烷基萘异构体分布的影响及其控制因素

在受到溢油污染的海滩上采集不同时间序列的石油样品,对芳烃组分烷基萘中的三甲基萘和四甲基萘各异构体的生物降解过程响应进行了详细分析。研究揭示,三甲基萘比四甲基萘更易被生物降解,其中1,2,7-三甲基萘、2,3,6-三甲基萘、2,3,6,7-四甲基萘、1,2,3,7-四甲基萘和1,3,5,7-四甲基萘等异构体具有相对较高的生物降解效率,与最近 Ostojié等利用理论模型计算所给出的降解序列十分一致,进一步证实了烷基萘在表生环境中的降解主要受控于异构体萘环上取代基的数量和位置。研究结果对于表生环境中萘系物类多环芳烃污染的生物修复评价具有重要指导意义。     

羌塘盆地隆鄂尼地区油苗芳烃分布特征及意义

芳烃作为原油和烃源岩中可溶烃的一个重要组分,能提供烃源岩沉积环境、有机质来源、热演化程度和油源对比等多方面信息,并且其比饱和烃具有更强的抗生物降解作用的能力,因此广泛用于生物降解油的相关研究。生物降解油广泛分布于中国青藏高原羌塘盆地,为了有效开展羌塘盆地油源对比研究工作,本文对隆鄂尼地区油苗开展了系统的芳烃有机地球化学特征研究,样品中检测出的15类化合物系列中菲系列含量极高,其次为三芴系列,萘系列含量较低,但同样检测出一定量的源于陆源高等植物母质的化合物,如卡达烯、惹烯和海松烯等,这表明羌塘盆地生油母质以海相低等水生生物为主,同时有一定量陆源高等植物输入。芳烃成熟度参数研究表明,甲基萘指数由于受到混源影响而不能单独用于成熟度评价,而甲基菲指数和甲基二苯并噻吩指数是羌塘盆地原油成熟度研究的有效指标,综合各类成熟度指标研究表明,羌塘盆地原油属于成熟油。     

生物降解作用对储层抽提物中多甲基取代萘分布的影响

对辽河盆地冷东油田冷43块沙三段油藏3口取心井岩心抽提物进行了详细的地球化学分析, 族组成和饱和烃生物标志物分布显示油藏遭受了不同程度生物降解作用的影响, 降解程度由油柱顶部向底部增大, 呈良好梯度变化特征.对比不同降解程度原油样品中三甲基萘、四甲基萘和五甲基萘含量和分布可以发现生物降解的明显控制作用, 根据甲基取代萘异构体在生物降解过程中相对含量的变化初步确定了三甲基萘、四甲基萘和五甲基萘单个异构体的生物降解顺序, 结果表明那些热力学稳定性高的异构体容易遭受微生物的攻击, 而热力学稳定性低的异构体却在生物降解过程中相对富集, 表明生物降解作用完全不同于热力学作用过程, 当原油遭受中等程度生物降解作用影响后, 根据热力学稳定性提出的成熟度参数不再能提供有效的成熟度信息, 易降解和难降解异构体间的比值却是衡量原油遭受生物降解作用程度的地球化学新指标.      

东海盆地西湖凹陷不同构造带原油陆源生物标志化合物特征及其指示意义

利用地球化学分析手段,对西湖凹陷黄岩构造带、平北地区以及宁波构造带的16个轻质油样品进行了分析。原油中富含反映陆源高等植物输入的生物标志化合物,尤其是源于被子植物、裸子植物及蕨类植物的三环、四环二萜类及其芳构化产物,而反映水生低等植物输入的生物标志化合物含量较低。不同构造带间原油中这些化合物的分布特征具有明显差异,如异海松烷/nC_(20)、异海松烷/(异海松烷+16β(H)扁枝烷)、1,2,5-三甲基萘/1,3,6-三甲基萘、1,7-二甲基菲/(惹烯+1,7-二甲基菲)等。这些差异指示了宁波构造带与平北地区原油裸子植物输入较多,蕨类植物及被子植物输入较少,而黄岩构造带原油蕨类植物输入较多,被子植物与裸子植物较少的特点。研究中利用全油色谱-质谱将原油饱和烃与芳烃组分建立联系,提出(异海松烷+1,7-二甲基菲)/(惹烯+16β(H)扁枝烷)作为反映西湖凹陷轻质原油生源构成的指标,而该参数与全油碳同位素值的正相关关系证明了裸子植物树脂对西湖凹陷轻质油的重要成烃贡献。     

济阳拗陷特殊生物降解油的初步研究

济阳拗陷草古100平19井奥陶系储层原油,饱和烃馏分均已损失殆尽,仅残余藿烷系列化合物;同时,芳烃馏分化合物也已损失殆尽,仅残余三芳甾烷系列化合物。上述芳烃化合物俱已损失殆尽的蚀变特征,在相关文献中的报道较为少见。原油中不受水洗作用影响的正构烷烃和不受生物降解作用影响的有机硫化合物(苯并噻吩和二苯并噻吩)均已损失殆尽,显然暗示了原油蚀变是遭受水洗作用和生物降解作用共同作用的结果。原油芳烃馏分的“UCM”鼓包幅度明显大于饱和烃馏分的“UCM”鼓包,暗示了芳烃化合物的降解速率平行甚至超过饱和烃的降解速率。原油中低分子量芳烃化合物的快速降解,暗示了油藏可能是在氧化条件下而非在还原条件下发生蚀变的。     

塔里木盆地塔河油田原油芳烃地球化学特征及其成因

芳烃是原油的重要组分,含有丰富的地球化学信息,但塔里木盆地塔河油田原油芳烃地球化学研究仍是薄弱环节。通过对塔河油田原油的系统采样和GC-MS分析,研究了原油中萘、菲和三芴系列等芳烃化合物组成特征并分析了其成因,进行了油源对比。研究认为,烷基萘和芴系列化合物分布特征指示原油形成于海相还原环境,母质来源为菌藻类;甲基菲和烷基二苯并噻吩系列化合物显示原油成熟度较高;油源对比研究表明塔河油田原油主要来源于中、上奥陶统烃源岩。这些研究成果为塔河油田的油气勘探提供了科学数据,对我国同类型海相碳酸盐岩油气田原油有机地球化学及成因研究具有一定的参考意义。     

萘菲系列化合物成熟度参数适用性探讨：基于热压生排烃模拟实验

选取有机质类型为Ⅱ₁型的烃源岩进行热压生排烃模拟实验，对排出油和滞留油中的萘菲系列化合物成熟度参数进行对比分析，同时结合实测镜质体反射率(R_o)判断排出油和滞留油中成熟度参数的适用性。研究表明，随着模拟温度的升高，排出油和滞留油中的萘菲系列成熟度参数变化趋势基本一致，但不同参数的有效成熟度指示范围有所差别；对前人提出的基于萘菲系列成熟度参数计算等效镜质体反射率的方法进行验证，结果显示由二甲基萘参数DNR得出的等效镜质体反射率(R_c)与实测镜质体反射率(R_o)相关性较好，基于三甲基萘参数TNR-2、甲基菲指数MPI-1得到的R_c具有一定局限性；对比三甲基萘参数TMNr和四甲基萘参数TeMNr及甲基菲分布分数F₁和F₂对热演化程度的划分结果，发现应用三甲基萘参数和四甲基萘参数判断成熟度误差较大，甲基菲分布分数与R_o相关性较好，是良好的成熟度指标。     

黔南坳陷油苗芳烃地球化学特征及意义

为明确黔南坳陷油苗芳烃地球化学特征及意义,采用 GC-MS、GC-IRMS 等方法对其芳烃地球化学特征进行了系统分析.结果表明,油苗芳烃总体具有贫13C、低联苯、高硫芴和低氧芴特征.其芳烃δ13C 值为–31.7‰~–30.2‰,平均–31.1‰;1,2,5-三甲基萘/1,3,6-三甲基萘值为0.20~0.40,平均0.26;4-甲基二苯并噻吩/二苯并噻吩值为0.63~1.98,平均1.31;(2-甲基二苯并噻吩+3-甲基二苯并噻吩)/二苯并噻吩值为0.33~1.33,平均0.76;联苯系列占芳烃含量的0.49%~7.57%,平均1.70%;上述特征总体表明油苗为海相成因,且其成烃母质为低等生源菌藻类.油苗硫芴含量占三芴系列的57.99%~95.78%,平均87.34%,氧芴含量很低,为0.96%~5.96%,平均2.26%; Pr/Ph 与二苯并噻吩/菲相关性分析以及芳基类异戊二烯烃的检出等均表明油苗成烃母质形成于还原-强还原环境.油苗饱芳比较高,均大于1.0;油苗三甲基萘比值2(TNR2)值为0.95~2.19,平均1.29,换算成等效镜质体反射率值为0.97%~1.71%,平均1.18%;甲基菲指数1(MPI1)值为0.31~1.01,平均0.66,其等效镜质体反射率值为0.59%~1.01%,平均0.80%;由4,6-二甲基二苯并噻吩/1,4-二甲基二苯并噻吩值换算油苗的等效镜质体反射率值为0.86%~1.47%,平均1.05%; C28三芳甾烷20S/(20S+20R)为0.48~0.58,平均0.55, TA(I)/TA(I+II)值为0.15~1.55,平均0.45;均指示油苗主要为成熟-高熟原油.油苗芳烃地球化学特征总体表明油苗为源自低等菌藻类生源的海相原油,成烃母质形成于还原-强还原环境,油苗总体为成熟-高熟原油;结合油苗碳、硫同位素及饱和烃特征,综合认为油苗具有相似的来源.     

芳烃化合物组成及其在油气地球化学中的应用

芳烃化合物是烃源岩和原油中非常重要的有机族组分,与饱和烃一样含有丰富的地球化学信息。应用GC-MS能检测到的芳烃化合物可分为常规多环芳烃、含NSO杂环芳烃、芳香甾萜烷及脱羟基维生素E。它们的一些参数可作为母质来源、热成熟度、沉积环境和油气运移判识的有效指标,是饱和烃地球化学研究的重要补充和佐证,对油气勘探与开发有重要的实际意义,但生物降解、混源油等因素会影响这些参数的正确性。应用全二维气相色谱-飞行时间质谱仪(GC×GC-TOF)对生物降解油芳烃中的鼓包化合物UCM(unresolve dcomple xmixtures)进行探索性研究取得了一定的效果,这也将是今后芳烃研究的重要方向。     

塔里木盆地原油噻吩类化合物的组成特征及地球化学意义

对塔里木盆地典型原油噻吩类化合物含量和组成特征研究,发现不同类型原油苯并萘噻吩和二苯并噻吩系列化合物占芳烃化合物的百分含量相差明显,海相油含量最高,湖相油次之,而煤成油最低。本文提出了４－甲基二苯并噻吩／二苯并噻吩、（２＋３）－甲基二苯并噻吩／二苯并噻吩比值是区分海相油和湖相油新的有机地球化学参数。二苯并噻吩系列化合物最大烷化度表明海相油呈现出高烷化度,而陆相油则表现为低烷化度,即从海相泥灰岩原油、海相碳酸盐岩原油到湖相油和煤成油依次减少。这是因为富硫与贫硫干酪根在生烃过程中的环化作用或支链化作用程度差异所造成的。     

有机质演化与沉积矿床成因(Ⅱ)--煤成烃类与层控矿床

成煤物质被埋藏以后,在其煤化作用过程中可生成大量气体烃(即煤成气)与少量液体烃(即煤成油)。按照B. JI.科兹洛夫计算值一吨煤产生的甲烷量，褐煤阶段为68M3，到焦煤达270M3，到无烟煤可超过400M3     

塔里木盆地英买力地区原油地球化学特征与族群划分

塔里木盆地英买力地区油气成因复杂,采用多馏分、多组分化学成分分析及单体烃碳同位素分析途径,对该区海相、陆相油进行精细分析。结果表明,英买力油田主要有两大类油组,分别是南部YM2井区的海相油(I类)和北部YM7井区的陆相油(Ⅱ类),各自具有典型的海相油与陆相油的特征。进一步分析表明,两大油组内部仍有分异。将第二油组进一步分为两亚类,以中、古生界产层为主的正常黑油和重质油为一类(Ⅱa),以古近系为主的凝析油为另一类(Ⅱb)。两亚类原油正构烷烃单体烃同位素稍有差异,芳烃组成与分布具有显著差异。较之于Ⅱa原油,Ⅱb原油富含联苯系列与氧芴系列、不同类型芳烃系列中以低分子量同系物占绝对优势,其正构烷烃单体烃碳同位素更重,与相邻的羊塔克地区原油表现出一定的相似性,表明两者之间有一定的成因联系,前者可能为混源油,由位于库车坳陷中拜城凹陷提供两种陆相烃源岩。英买力地区陆相油并非以往确认的一种成因类型,可能至少由两套性质迥异的中生界烃源岩供烃。英买力地区第一类海相油(I类)尽管生物标志物特征相近,但分析原油的单体烃碳同位素具有显著差异,同样存在油气混源的可能。英买力地区海、陆相原油特征与成因的深入剖析,对于该区精细油源确认、油气成藏机制乃至油气资源评价具有重要意义。     

芳烃分析在油气化探中的作用和意义

三维荧光光谱具有指纹特征,分析钻井岩屑的荧光光谱,可以判别是否含油气或煤;分析油气样品的固定波长同步荧光光谱,可以推断油气是海相或陆相成因;根据荧光光谱的非油气特征,可以辩识污染或干扰.恒定能量同步荧光光谱技术能够消除拉曼光干扰,用于芳烃及石油分析,优于固定波长同步荧光光谱,是油气化探中有应用前途的方法.     

川东石炭系储层有机包裹体、储层沥青与烃类运聚关系

根据石炭系储层中自生矿物所含有机包裹体类别、产状、分布及同期盐水流包裹捕获温度等特征，将烃类在储层中的油气演化及运聚划分为：（１）印支期的原油成熟阶段；（２）燕山—喜山期前的原油高成熟——凝析油阶段；（３）喜山期热裂解—甲烷气阶段。根据有机包裹体成分分析资料及储层沥青分布特征研究可将四川东部划分出开江—忠县—重庆区块、达县—广安区块和万县—云阳区块等具有不同烃类运聚史的三个地区     

油藏储层中不同赋存状态烃类地球化学特征:Ⅰ链烷烃--以鄂尔多斯盆地三叠系延长组为例

通过对鄂尔多斯盆地西峰油田三叠系延长组六个油砂样品中游离烃、封闭烃、碳酸盐胶结物烃、束缚烃和石英颗粒包裹体烃的分步分离和抽提,并对每类烃的不同馏分进行GC-MS分析。根据所分析样品的成岩作用序列,结合样品的结构特征,表明这一方法是可行的。通过对不同赋存状态链烷烃的研究表明,研究区正构烷烃峰型为单峰型,碳数分布广,具较弱的奇碳优势。烃类的母质类型显示为Ⅰ-Ⅱ型干酪根,形成于开阔水体条件下还原的淡水湖相环境。Pr/Ph比值、CPI值,在不同赋存状态烃中差异比较明显,大体上从游离烃、封闭烃、胶结物烃、束缚烃到包裹体烃有减小的趋势。结合其族组分特征,反映了油气演化的阶段性及其成藏期次和油藏微观的不均一性。     

油气化探样品酸解气中甲烷与氢气的相关性研究

酸解烃是油气化探方法中准确度相对较高的一项指标,已得到广泛的应用,深入研究酸解气有助于对其机理的进一步解释,并且有利于开发新的分析指标。本文利用气相色谱法测定了油气化探样品经盐酸分解后所得气体中烃类组分与非烃气体组分的含量,发现了酸解气中甲烷与氢气的含量具有正相关性。进而通过X射线荧光光谱和X射线衍射分析样品的元素和矿物组成、样品再粉碎分析以及激光拉曼光谱分析包裹体成分等实验,获得以下结论:(1)酸解气中的甲烷和氢气含量与样品元素组成无关,与碳酸盐矿物正相关,其含量可以反映深部油气的情况;(2)两种气体并不是以物理吸附形式存在于样品中,而是存在于更小的空间内,证明了酸解烃分析方法具有相当高的稳定性;(3)获得了甲烷和氢气同时存在于包裹体的直接证据,由此推测这两种气体可能具有同源性。由于甲烷和氢气含量相关性的存在,酸解脱气中氢气的含量测定有望成为油气化探的新指标,应用于油气资源调查。     

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。     

Geophysical investigation using resistivity and GPR methods: a case study of a lubricant oil waste disposal area in the city of Ribeirão Preto,São Paulo,Brazil

Geophysics has been shown to be effective in identifying areas contaminated by waste disposal, contributing to the greater efficiency of soundings programs and the installation of monitoring wells. In the study area, four trenches were constructed with a total volume of about 25,000 m³. They were almost totally filled with re-refined lubricating oil waste for approximately 25 years. No protection liners were used in the bottoms and laterals of the disposal trenches. The purpose of this work is to evaluate the potential of the resistivity and ground penetrating radar (GPR) methods in characterizing the contamination of this lubricant oil waste disposal area in Ribeirão Preto, SP, situated on the geological domain of the basalt spills of the Serra Geral Formation and the sandstones of the Botucatu Formation. Geophysical results were shown in 2D profiles. The geophysical methods used enabled the identification of geophysical anomalies, which characterized the contamination produced by the trenches filled with lubricant oil waste. Conductive anomalies (smaller than 185 Ωm) immediately below the trenches suggest the action of bacteria in the hydrocarbons, as has been observed in several sites contaminated by hydrocarbons in previously reported cases in the literature. It was also possible to define the geometry of the trenches, as evidenced by the GPR method. Direct sampling (chemical analysis of the soil and the water in the monitoring well) confirmed the contamination. In the soil analysis, low concentrations of several polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were found, mainly naphthalene and phenanthrene. In the water samples, an analysis verified contamination of the groundwater by lead (Pb). The geophysical methods used in the investigation provided an excellent tool for environmental characterization in this study of a lubricant oil waste disposal area, and could be applied in the study of similar areas.     

无机生油假说及其在中国的应用前景

无机生油假说认为,原油和天然气和近地表的生物物质没有根本联系,它们是生成于地幔内的非生物来源的碳氢化合物。因而油气不是一个不可再生资源,而是一个可再生资源。无机生油假说得到地质学、物理学和化学等三个基本学科的支持。在地质观察上,发现全球许多大油田的油气储藏与原始生物物质之间数量上有巨大落差,难于解释它们是由生物生成的。此外,有许多地区在结晶基底或变质基底内,或直接位于其上的沉积岩中发现石油。从生物生油假说来说,也是无法理解的。在化学上,早在二战期间,德国已由人工合成石油(费托合成),并生产了占德国战争中用油的9%的石油。无可争辩地说明,无机可以生成石油。根据化学(物理学)热力学理论分析确认,甲烷是唯一一种在标准温压条件(温度为298.15 K;压力为101325 Pa)下稳定的碳氢化合物,从甲烷形成正常烷属烃只有在压力>3×106kPa、温度>700°C时(相当于地下深度约100 km)才有可能。在地壳内的温压条件下由生物变质形成石油的假说,与化学热力学的基本原则相抵触。从氧化的有机分子,如碳水化合物(C6H12O6)形成较高的碳氢化合物在任何条件下都是不可能的。根据我国长期对深部构造的研究,笔者认为在中国东部及西太平洋蘑菇云岩石圈地幔发育的地区是寻找巨型无机油气田的有利地区,建议在发育蘑菇云岩石圈地幔地区开展无机油气田的勘探,并在无机油气田远景地区布置超深参数钻,以评价含油气远景。另外建议加强物探工作,尤其是研究地震勘探处理基底内三维含油气构造的技术。     

Conversion and degradation of crude oil by Bacillus SP3

The objective of this study is to demonstrate the basic characteristics of Bacillus SP3 and evaluate its effect on different crude oils. Strain SP3 is a motile, gram-positive, spore-producing rod that was isolated from a reservoir of the Shengli oil field in East China. The cells of strain SP3 grew at high temperatures up to 58℃ at the pH range of 5.5–8.5. Strain SP3 grew facultatively and could use different organic substrates, and produce some metabolites such as 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, methyl-2-nitrogen benzene and 1, 2-benzenedicarboxylic acid bis ester. Laboratory studies have demonstrated that the strain converted and degraded different components and changed the physical and chemical properties of crude oils. Strain SP3 degraded crude oil and the growth of bacteria on crude oil resulted in loss of aromatic hydrocarbons, resins and asphaltenes. The bioconversion of crude oils would lead to an enrichment in lighter hydrocarbons and an overall redistribution of saturate hydrocarbons. The interactions of microorganisms with crude oils are variable, depending on the microbial species and the chemical compositions of crude oils.