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。     

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。     

中国几个盆地原油轻烃单体和正构烷烃系列分子碳同位素研究

本文采用最新的GC/C/MS在线碳同位素分析技术,分析研究了鄂尔多斯、四川、塔里木等盆地原油及凝析油轻烃单体和正构烷烃系列分子碳同位素特征及分布模式。探讨了不同结构烃分子及同结构不同碳数烃分子之间碳同位素分配的某些规律。研究了一些典型成因原油轻烃单体和正构烷烃系列分子碳同位素特征及分布模式,为该项新技术在油气研究与勘探中的应用奠定了基础。同时在一些原油的成因上取得了新认识。     

利用正构烷烃单分子碳同位素组成对兰州大气污染源的探讨

本文以兰州大气环境为试点,收集西固工业区、铁路商业-居民混合区和盘旋路交通要道区①取暖期（1994 年 3 月)和非取 暖期( 1994 年 8 月）的大气飘尘样品,固定污染源烟尘和汽车尾气样以及选择石油和煤的端元样品,利用MAT-252(GC-C-MC)仪进行正构烷烃单分子碳同位素测定。研究了大气飘尘、烟尘和尾气排放物中正构烷烃单分子碳同位素组成特征及分布规律,结合化石燃料（石油和煤）的分析结果提出了结果提出了冬季δ13C值高于夏季,西固工业区冬季、夏两季相似。经选择nC₂₁～nC₂₃单分子碳同位素值用二元复合估算结果,西固工业区大气污染主要为燃油源,市区内取暖期燃煤源输入率高,非取暖期主要来自燃油源,以汽车尾气为主,兰州市大气污染物中燃油源占60 %以上,这与用石油作为主要能源所造成的大气环境污染密切相关。     

石油轻烃单体和正构烷烃系列分子碳同位素分析与研究

80年代后期,随着国际上GC/C/MS在线(Online)碳同位素分析技术的建立,稳定同位素地球化学开拓了新的研究领域——液态烃及其他有机化合物单分子碳同位素地球化学,从而使液态烃等的碳同位素研究进入了分子级水平。我们在完成GC—delta S气体同位素质谱仪性能和各种分析条件试验后,率先建立了原油(凝析油)和天然气中轻烃单体、原油和沥青“A”饱和烃中正烷烃系列分子等的GC/C/MS在线碳同位素分析方法。条件方法试验如在线分析与常规双进样质谱分析的对比等,以及平行分析表明,GC/C/MS在线碳同位素分析可获良好的精度和精确度,具良好分离的质谱峰(单个化合物)的平行分析误差一般小于±0.5‰。其最大特点是实现了气相色谱分     

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.     

5A分子筛吸附混合溶剂洗脱-气相色谱-同位素质谱分析土壤中正构烷烃单体碳同位素

利用5A分子筛吸附,环己烷-正戊烷混合溶剂洗脱分离富集正构烷烃,用气相色谱法测定正构烷烃含量,气相色谱-气体同位素质谱(GC-C-IRMS)测定土壤样品中正构烷烃单体碳同位素。实验优化了5A分子筛用量和洗脱剂的比例,需要络合的正构烷烃的量与分子筛加入量呈线性关系,络合x mg的正构烷烃,需加入2.75x g分子筛,络合环己烷-正戊烷最佳比例为9∶91。探讨了络合过程中5A分子筛对不同链长正构烷烃的络合规律,短链正构烷烃被5A分子筛优先吸附,长链正构烷烃的络合相对滞后。正构烷烃的络合洗脱回收率为44%～72%,精密度(RSD,n=6)为4%～8%;正构烷烃单体碳同位素分析精度为0.04‰～0.38‰(1σ)。采用5A分子筛净化混合溶剂洗脱方法,分析加油站附近的实际土壤样品,未分峰基本消除,获得良好的净化效果,满足正构烷烃单体碳同位素分析的要求。     

不同纬度地区三类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...     

柱色谱分离-分子筛络合洗脱过程中正构烷烃单体碳同位素分馏研究

应用气相色谱-气体同位素质谱（GC-C-IRMS）分析正构烷烃单体碳同位素之前,需要对饱和烃样品中正构烷烃和异构烷烃进行预分离、富集,在预分离和富集过程中正构烷烃单体碳同位素是否发生分馏是高精度分析正构烷烃单体碳同位素比值（δ13C）的关键。本文以正构烷烃混合溶液为对象,利用柱色谱、5Å分子筛络合、环己烷-正戊烷混合溶剂两次洗脱,GC-C-IRMS分析正构烷烃单体碳同位素,研究前处理过程中正构烷烃单体碳同位素是否发生分馏。结果表明：使用柱色谱分离前后,多数正构烷烃单体碳同位素比值相差-0.2‰~0.2‰;当5Å分子筛不完全络合时,未络合的正构烷烃单体碳同位素比值偏重约0.7‰,可能发生了微弱的碳同位素分馏,但并未影响洗脱后的正构烷烃单体碳同位素比值;使用环己烷-正戊烷混合溶剂洗脱前后,碳同位素比值相差-0.2‰~0.5‰,以同样方式洗脱第二次,获得的正构烷烃单体碳同位素比值与模拟样品相差-0.3‰~0.2‰。分析不同回收率（>20%）正构烷烃的单体碳同位素比值,处理前后的差值基本在0.3‰以内,可见当正构烷烃回收率低至20%左右时,其单体碳同位素仍未发生明显分馏。柱色谱分离-5Å分子筛络合-混合溶剂洗脱方法适用于回收率大于20%的正构烷烃单体碳同位素分析。     

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。     

海相碳酸盐岩干酪根热解成气过程及其碳同位素演化特征

应用高压封闭体系,对海相碳酸盐岩干酪根进行了热裂解模拟实验,并从气态烃、非气态烃产率及碳同位素演化特征等方面,探讨了海相碳酸盐岩烃源岩干酪根作为气源的生气机理。在模拟实验基础上,结合专用Kinetics软件求取碳酸盐岩烃源岩干酪根裂解产气动力学参数(活化能和指前因子),并将模拟实验结果外推至地质条件下,探讨其动力学模型的实际应用。结果表明,在该地质条件下,甲烷在EasyRo为0.9%时进入主生气期(转化率为10%),2.9%时主生气期结束(转化率为90%)。乙烷至戊烷在EasyRo为1.1%时进入主生气期(转化率10%),2.7%时主生气期结束(转化率90%)。该研究成果为我国海相碳酸盐岩裂解气的判识、资源评价提供了可靠的实验依据。     

泥质烃源岩密度分级分离与有机碳分配

选取东营凹陷第三系11 块泥质烃源岩样品,粉碎后按小于1.6 g/cm3,1.6~2.2 g/cm3 和大于2.2 g/cm3 的密度,分离成1,2,3 三个组分,希望可以把烃源岩中游离的有机质、无机矿物与有机黏土复合体分别提取出来。对各组分进行质量、有机碳及扫描电镜分析,探讨不同密度组分中有机质赋存形式及有机碳分配方式的差异性。密度分组后各组分的质量、有机碳量回收率基本上达到100%,表明密度分离方法可信,且对烃源岩的破坏较弱。通过扫描电镜观察发现,1 组分中存在大量的生物碎屑有机质,经盐酸处理后,有机质颗粒表面干净,而2,3 组分中只见有大量的矿物颗粒,但能谱分析显示了C 元素的存在。这些特征表明1 组分为生物碎屑有机质,而2,3 组分中有机质与无机矿物相混合。有机碳分析表明,1 组分有机碳含量平均高达14.24％,但其仅占全岩有机碳量的1.11%;2,3 组分中有机碳含量分别为3.26%,2.77%,两者占全岩有机碳量的90% 以上。由此看来与无机矿物相结合是烃源岩中有机质较为重要的赋存方式,这部分有机质对全岩生烃量的贡献不容忽视。     

塔里木盆地奥陶系烃源岩二次生烃研究

为研究海相烃源岩二次生烃规律和塔里木盆地生排烃规律,以塔里木盆地奥陶系烃源岩为研究对象,首先通过构造-热演化史和生烃史研究得出,塔里木盆地典型构造单元奥陶系烃源岩具有二次生烃的特征,并且起始成熟度和生烃期次不同。然后选取自然条件下演化至不同起始成熟度的奥陶系海相烃源岩,采用热压模拟实验方法系统研究其二次生烃规律。研究表明：塔里木盆地奥陶系海相烃源岩二次生烃的主控因素是起始成熟度,二次生烃产率随起始成熟度增加规律性减小;低成熟和中成熟烃源岩具有大量生排油气潜力,出现相对延迟的生油高峰,高成熟烃源岩没有大量生油和生气的能力;两次不连续生烃量与一次连续生烃量的差值也受起始成熟度控制,具有阶段性;起始成熟度在低成熟到成熟阶段时,二次不连续生烃过程会增加烃源岩的生烃量,使生烃潜力增加,而高成熟阶段以后,二次不连续生烃过程就会减少烃源岩的生烃量,使生烃潜力减小。     

利用生烃动力学和碳同位素生烃动力学探索油气田气体来源

利用气体碳同位素探索油气来源的传统方法由于受源岩类型、源岩成熟度等因素的影响,其实际应用受到很大的限制。生烃动力学和碳同位素动力学结合在这方面具有非常明显的优越性。本文利用热模拟实验,通过生烃动力学和碳同位素动力学计算,表明鄂尔多斯盆地上古生界苏里格气田气体的主要是他源阶段累积气,来源于气田南部高成熟区域、西部的天环坳凹陷气体的贡献比例分别为49%、22%,气田区域的源岩累积气体占29%。     

黔南坳陷海相优质烃源岩的生烃潜力及时空分布

黔南坳陷典型古油气藏的精细解剖对南方海相油气勘探有借鉴意义.本文利用沉积、有机岩石学和地球化学等综合手段,建立了黔南坳陷麻江古油藏、凯里残余油气藏地区和雪峰隆起西缘的二叠系-震旦系地球化学综合剖面,重点探讨了该地区优质烃源岩的生烃潜力和时空分布.黔东南地区,纵向自震旦系至二叠系均有烃源岩发育,其中早寒武世初期和二叠纪发育有两套优质烃源岩,以下寒武统盆地相、斜坡相的黑色页岩发育最好,有机质丰度高(TOC普遍大于2%),类型好(偏腐殖型),厚度大,是气候变暖、海平面上升和生物大爆发等全球性重大地质事件的耦合作用下,由热液活动、上升洋流等共同引起的高古生产力和缺氧环境控制的产物,是本地区大中型油气田形成的主要物质基础.二叠纪盆地相和泻湖相中发育的优质烃源岩对黔中隆起及其周缘地区油气成藏也具有重要作用.     

金岭寺—羊山盆地北票组烃源岩特征

通过对采集的岩样进行地球化学综合分析,得出金羊盆地北票组为盆地主要烃源岩,为盆地油气生成提供了物质基础;北票组烃源岩有机质丰度不高,属差一中等烃源岩;干酪根类型以腐殖型为主,成烃母质为陆地高等植物：金羊盆地北票组烃源岩已经进入成烃门限．并处于成熟阶段中的低成熟到中成熟阶段。     

几种煤、油共生盆地的烃源岩演化模式

在辽河外围众多的晚中生代断陷盆地中，不同类型的盆地（单旋回或双旋回）其烃源岩演化特征各不相同。本文针对不同类型盆中的烃源岩，运用盆地模拟技术，通过分析烃源岩演化曲线，提出了烃源岩的三种演化模式，并依此分析了相应模式下的成藏特点。     

黔中隆起的油气勘探壁垒——兼论海相碳酸盐岩烃源岩

黔中隆起在地质构造上属于扬子地块的滇黔隆褶带,南华纪晚期初现雏形,震旦纪—奥陶纪为水下隆起,燕山运动使其整体抬高,喜马拉雅运动时急剧隆升,构造地貌长期相对隆起。地表油苗油样分析结果显示,在红外吸收谱图中缩合芳烃结构及含氧基团吸收明显,有机质热成熟度高,且遭受了氧化蚀变;震旦系以上地层大量暴露,地表水溶蚀下渗深度在黔西南地区可达3000～4000m;作为长期存在的古隆起,经历了多次抬升,直至挽近仍处于严重剥蚀阶段。地腹可能存在酸性岩浆热源使有机质过度热演化、保存条件不佳以及缺少勘探目的层,是黔中隆起油气勘探的三大壁垒。兼谈了碳酸盐岩烃源岩问题,认为形成大油气田的烃源岩主要是泥质岩系,“碳酸盐岩烃源岩”只是从属性的,分布在泥质烃源岩系的边缘或局部范围。     

黔中降起的油气勘探壁垒——兼论海相碳酸盐岩烃源岩

黔中隆起在地质构造上属于扬子地块的滇黔隆褶带．南华纪晚期初现雏形，震旦纪—奥陶纪为水下隆起，燕山运动使其整体抬高，喜马拉雅运动时急剧隆升，构造地貌长期相对隆起。地表油苗油样分析结果显示，在红外吸收谱图中缩合芳烃结构及含氧基团吸收明显，有机质热成熟度高，且遭受了氧化蚀变：震旦系以上地层大量暴露，地表水溶蚀下渗深度在黔西南地区可达3000-4000m；作为长期存在的古隆起，经历了多次抬升，直至挽近仍处于严重剥蚀阶段。地腹可能存在酸性岩浆热源使有机质过度热演化、保存条件不佳以及缺少勘探目的层，是黔中隆起油气勘探的三大壁垒。兼谈了碳酸盐岩烃源岩问题．认为形成大油气田的烃源岩主要是泥质岩系，“碳酸盐岩烃源岩”只是从属性的．分布在泥质烃源岩系的边缘或局部范围。     

涪陵兴隆地区吴家坪组烃源岩生烃潜力评价

川东南吴家坪组烃源岩是二叠系-三叠系碳酸盐岩大中型气田的主要气源,通过分析研究表明:该地区吴家坪组烃源岩的TOC均值为2.24%,主要分布在1%⁷%之间,为中等-很好品质的烃源岩,其中,炭质泥岩样品的TOC均值达到4.48%,远高于其他岩性,对吴家坪组烃源岩的生烃能力贡献最高;吴家坪组炭质泥岩的δ7%之间,为中等-很好品质的烃源岩,其中,炭质泥岩样品的TOC均值达到4.48%,远高于其他岩性,对吴家坪组烃源岩的生烃能力贡献最高;吴家坪组炭质泥岩的δ⁽¹³⁾C值分布在-28‰(13)C值分布在-28‰^-26‰之间,其类型指数TI值均在80以上,有机质类型判断为Ⅰ-Ⅱ_1型,产烃能力强;镜质体反射率在2.0%以上,均值达到2.29%,表明该烃源岩处于过成熟阶段,以生成干气为主。