不同沉积环境湖相低熟原油的芳烃分布特征

研究表明,不同沉积环境湖相的低熟原油芳烃生物标志物分布具有较大的差异。淡水湖相低熟原油芳烃以萘和菲系列化合物为主要组份、膏岩盐湖相低熟原油芳烃以脱羟基维生素Ｅ和三芳甾烷为主要组份、盐岩湖相低熟原油芳烃则以三芳甾烷为主要组份、其它生物标志化合物组份的相对丰度均较低。本次研究的低熟原油芳烃中普遍检测出明显的苯并藿烷系列化合物、盐湖相低熟原油芳烃中还检测出藿烷酮化合物,表明该地区古环境中细菌、微生物发育     

塔里木盆地古生界油苗的生物标志化合物特征

本文研究了我国塔里木盆地上石炭统海相碳酸盐地层中的晶洞油苗和下奥陶统灰岩裂隙中沥青脉的生物标志化合物特征。上石炭统生物灰岩晶洞中的液体油苗成熟度较高,具低姥植比,正构烷烃偶数碳优势,高碳数藿烷丰度较高,αβ-C₃₅藿烷略大于αβ-C₃₄藿烷等特征。这可与围岩的生物标志化合物相类比。下奥陶统灰岩裂隙中的沥青脉,其生物标志化合物主要由25-降藿烷、8,14-断藿烷以及D环芳构化8,14-断藿烷等系列化合物组成。沥青脉芳烃的去甲基化作用也异常强烈。菲系列化合物中,菲含量为72.5％。资料表明,沥青脉可能来源于盆地深部储集层中的原油,曾经历过较高的地热作用,运移至浅层后又遭受到微生物降解和氧化等作用而形成。这为评价盆地深部的含油气性提供了重要信息。     

塔里木盆地塔东2井稠油地球化学研究

运用棒色谱、碳同位素、色谱、色谱—质谱、色谱—质谱—质谱、流体包裹体技术研究了塔里木盆地中央隆起带东段的TD2井寒武系储层中的稠油。该稠油具有ω(Pr)／ω(Ph)高,伽马蜡烷、24—降胆甾烷、C28甾烷、甲藻甾烷、三芳甲藻甾烷、4—甲基—24—乙基胆甾烷及芳构化甾烷含量均高的特点,地质分析与油源对比结果表明原油来源于寒武系。原油中含有25—降藿烷系列,指示原油曾发生过生物降解作用,芳烃馏分中存在大量的菲、葸、苯并葸、苯并荧葸、芘等化合物及流体包裹体均一化温度均表明原油曾经历过热蚀变作用。流体包裹体均一化温度和埋藏史的分析表明TD2井的原油是在450—440Ma间形成的。     

晋县凹陷未熟蒸发岩沉积物中C22-C27甾烯和C24-C30四环萜烷的检出

晋县凹陷赵芯2井（2459m,Ezk）低熟蒸发岩样品中检出了异常分布的C22-C27甾烯和C24-C30四环萜烷（17,21-断藿烷）,但在同井更深、成熟度相对更高的沉积物中并未检出。实测镜质组反射率R^0=0．43％以及芳烃馏分中有高丰度的苯并噻吩和多烷基化的二苯并噻吩,说明热催化作用成因是不可能的,微生物参与成为最可能的生成途经。沉积抽提物未显示出常规生物降解的痕迹,因此这些化合物很可能是在早期成岩阶段特定微生物作用的结果。该区油样中检出的C21-C29甾烷的特征与同时检出的C22-C27甾烯特征一致,进一步表明微生物作用的可能性;高丰度的C24-C30四环萜烷（17,21-断藿烷）和常规藿烷、甲基藿烷相匹配,以及高丰度的C22-C27甾烯和规则甾烷缺失相匹配,特别是芳烃馏分中多取代二苯并噻吩类有机含硫化合物的检出,均表明异常分布的C22-C27甾烯与C24-C30四环萜烷类似,很可能是早期成岩阶段微生物改造作用下的产物。     

美国南佛罗里达盆地Sunniland原油和油源岩中芳烃的地球化学

本文用GC-MS技术分析了美国南佛罗里达盆地Sunnliand原油和油源岩抽提物中的芳烃,以便探讨碳酸盐岩环境中芳烃的分布特征,并用来重建古环境.Sunnliand原油和油源岩中含较半富的萘、菲、二苯并噻吩和三芳甾烷等化合物,甲基二苯并噻吩异构体呈V型分布.芴、氧芴和硫芴三系列化合物的相对含量以及其他地球化学特征如:Pr/Ph<1、正烷烃在C₂₂-C₃₀范围内呈偶碳优势、无或很少有二环倍半萜、含丰富的含硫芳烃等,指示Sunnliand原油和油源岩形成于海相强还原高盐环境.Sunnliand原油和油源岩中检出的一些化合物如:D环芳构化8,14-断藿烷、长链烷基苯、长链烷基苯并噻吩以及很高的延伸藿烷(C₃₁-C₃₅)和C₂₄、C₂₆四环萜烷表明Sunniland有机质有细菌输入.成熟度参数指示Sunniland原油和油源岩属未成熟至低成熟.     

利用芳烃参数研究煤系烃源岩中重排藿烷成因

研究发现鄂尔多斯盆地部分地区上古生界煤系烃源岩存在较高丰度的17α(H)-重排藿烷和早洗脱重排藿烷,在对重排藿烷分布、组成特征及生标组成特征研究的基础上,应用芳烃参数对高丰度重排藿烷的成因进行了探讨。饱和烃生物标志物组成特征显示,高重排藿烷与陆源高等植物生源关系密切,主要在弱氧化沉积环境下演化形成。具有高-异常高丰度17α(H)-重排藿烷和早洗脱重排藿烷(C₃₀*/C₃₀H>0.2、C₃₀E/C₃₀H>0.1)的烃源岩二环+三环芳烃相对含量一般大于50%,四环、五环芳烃含量相对较低,普遍低于35%,未见芳香甾萜类,研究认为其生源主要为陆生高等植物;甲基菲指数MPI₁、MPI₂和甲基菲比值F1研究结果显示,Pr/Ph>1的弱氧化环境烃源岩17α(H)-重排藿烷和早洗脱重排藿烷在进入成熟阶段后开始大量形成,并随成熟度升高而增大;Pr/Ph<1还原环境下的烃源岩重排藿烷丰度相对较低,但在进入成熟阶段后仍有随成熟度升高而增大的趋势;三芴系列化合物参数表明,沉积环境的弱氧化性质对17α(H)-重排藿烷和早洗脱重排藿烷的形成有较大的影响,沼泽相沉积环境最有利于重排藿烷的形成。     

烃源岩热模拟分子标志物演化特征及分子解析

为了研究地质体中分子标志物随热成熟度的演化规律,开展了烃源岩热模拟实验,并对产物进行了分子标志物定量及分子解析。结果表明,随着模拟温度的增高,三环萜烷和藿烷含量均逐渐降低,但降低幅度有差异,藿烷和高相对分子质量的三环萜烷降低幅度大于低相对分子质量的三环萜烷,导致在热模拟温度升至370℃的情况下,低相对分子质量三环萜烷的峰高高于藿烷;高相对分子质量甾烷含量降低幅度大于低相对分子质量甾烷,相同相对分子质量不同构型化合物甾烷热解速率不一致,同碳数ααα甾烷热解速率大于αββ甾烷,低相对分子质量的甾烷定量结果随热模拟温度升高先降低后升高再降低;低碳数的芳烃含量随热模拟温度升高先降低后升高,高碳数芳烃含量则一直处于降低状态。分子解析认为,C₁₉和C₂₀三环萜烷主要来自于高碳数三环萜烷的裂解,藿烷的贡献极低;17α(H)C₂₇三降藿烷(Tm)来自高碳数藿烷的贡献,18α(H)C₂₇三降藿烷(Ts)没有其他化合物加入;相同质量前提下,C₂₉甾烷裂解速率为:C₂₉ααS&...     

鄂尔多斯盆地姬塬-西峰地区原油地球化学特征及油源分析

采用色谱-质谱(GC-MS)、裂解-色谱-质谱(Py-GC-MS)、色谱-同位素比值质谱(GC-IRMS)等方法,系统地分析了鄂尔多斯盆地南部姬塬与西峰地区原油的地球化学特征,重新确定了原油成熟度及对应源岩的形成环境.分析表明,单体碳同位素组成偏轻,介于-30‰～-33‰之间.原油饱和烃馏分中五环三萜烷含量较高;藿烷以C30藿烷占优势,C29藿烷次之;含较高的18α(H)-30-降新藿烷(C29Ts);C30重排藿烷和伽马蜡烷含量较低;规则甾烷含量高并以C29甾烷为主,含一定的孕甾烷、升孕甾烷和重排甾烷;芳烃馏分中富含萘、菲系列化合物;沥青质裂解产物中芳基类异戊二烯烃含量很低.原油成熟度相当于镜质组反射率0.82%左右,是烃源岩在生油高峰阶段的产物.油源分析表明,该区原油主要来源于三叠系长7段泥岩,有机质形成于水体较深、淡水湖相沉积环境.     

鄂尔多斯盆地西南缘奥陶系泥页岩与碳酸盐岩生物标志物特征对比

通过采集鄂尔多斯盆地西南缘4个剖面奥陶系马家沟群碳酸盐岩和平凉组泥页岩样品,对其中可溶有机质饱和烃与芳烃组分进行GC-MS分析,对比研究了马家沟群碳酸盐岩和平凉组泥页岩生物标志化合物特征。结果表明,马家沟群与平凉组正构烷烃分布形式及峰型特征、生物标志化合物参数Pr/Ph、伽马蜡烷/C₃₀-αβ藿烷、C_20-29三环萜烷/(C_20-29三环萜烷+C_27-35藿烷),以及甲基菲指数(MPI)均存在明显差异,这些差异反映了其沉积环境与成熟度的不同,对于马家沟群与平凉组来源油的识别具有参考价值。马家沟群正构烷烃分布形式与甾/藿比值以及C₂₈/C₂₉ααα20R甾烷比值之间的对应关系,反映了母质输入的细微差别。Ts/(Ts+Tm)与伽马蜡烷/C₃₀-αβ藿烷比值之间的关系,C₂₉甾烷αββ/(αββ+ααα)比值变化与重排藿烷与重排甾烷丰度的关系,反映上述成熟度参数明显受沉积环境影响。     

生物标志化合物、早期生命和古环境

近年来,早期生命和古环境成为地学研究的热点,生物标志化合物在前寒武纪生命演化和环境研究中发挥着越来越重要的作用。在前寒武系地层中检测到的主要生物标志化合物为：烷烃（包括正构烷烃和异构烷烃、烷基环烷烃）、无环类异戊二烯烃、萜烷（包括三环萜、藿烷、2α-甲基藿烷和3β-甲基藿烷、重排藿烷、新藿烷、降新藿烷）、甾烷（包括C26-C30甾烷、4-甲基甾烷、甲藻甾烷、2-甲基甾烷和3-甲基甾烷、重排甾烷）、类胡萝卜素等。由于不同生物标志化合物的生物前驱物赋存于不同环境之中,并与环境协同演化,分析地层中生物标志化合物组合不仅可得到其前驱物组成信息,还可以获取古环境判断的重要标志。从已知生物标志化合物分析可以发现,在2．7Ga以前就存在生氧光合作用的蓝藻或蓝菌,真核生物可能已经存在,但在古、中元古代,海洋仍以缺氧环境为主,而生物仍以原核生物占优势。新太古代蓝藻或蓝菌的出现虽促进了大气圈的氧化,但海洋氧化的滞后明显制约了真核生物的发展,导致在2．78～0．6Ga长达20多亿年的时间里,生物演化缓慢。     

D环芳构化8,14-断藿烷的形成、演化及其地球化学意义

本文研究了芳烃馏份中D环芳构化8,14-断藿烷和苯并藿烷随深度的变化规律提出作为有机质成熟度的新参数:D环芳构化8,14-断藿烷/(D环芳构化8,14-断藿烷+苯并藿烷)。该参数随深度增加几乎成线性增大,较以往的生物标志物参数更能指示生油岩生油的全过程。引起该参数随深度增大的原因不是两类化合物之间的相互转化,而是他们在形成和消失的时间及速度上存在着差异。辽河西部凹陷下第三系生油门限、生油高峰期该参数值分别为0.3、0.5。     

塔里木盆地台盆区原油甾、萜烷浓度与热稳定性

对塔里木盆地台盆区未遭受生物降解的138个原油样品进行甾、萜烷定量分析,展示原油甾、萜烷浓度随成熟度变化特征。C23三环萜烷/(C23三环萜烷+C₃₀藿烷)值与甾、萜烷浓度图版显示各类甾、萜烷具有不同的热稳定性。依据热稳定性的差异将甾、萜烷分为3类:第1类包括Tm、C₂₉藿烷和C₃₀藿烷等五环三萜烷,随成熟度增高,这类化合物浓度降低较快,具有相对较低的热稳定性;第2类既包括Ts、C₂₉Ts和C₃₀重排藿烷等五环三萜烷,也包括C27和C₂₉规则甾烷各异构体,随成熟度增高,这类化合物浓度降低较慢,具有中等热稳定性;第3类包括C27重排甾烷、C21甾烷和C23三环萜烷,随成熟度增高,这类化合物浓度先增高、后降低,降低速率低于前2类化合物,表明其热稳定性相对较高。在常用的甾、萜烷成熟度指标中,Ts/(Ts+Tm)、C₂₉Ts/(C₂₉Ts+C₂₉藿烷)和C₃₀重排藿烷/(C     

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。     

北京地区典型土壤剖面分子标志物分布特征

对北京地区具代表性的环境功能区土壤剖面中的藿烷、甾烷、芳香甾烷类分子标志物含量及组成变化进行了分析。在10个土壤剖面中都检测到了不同浓度的藿烷与甾烷系列化合物,其中水稻田（B9）和城区绿地（B7）这些化合物的含量最高,在农田（B6、B9）和城区绿地（B7）表层土壤中还检测到了少量的三芳甾烷。土壤剖面中藿烷和甾烷含量随深度的增大而降低,在表层30 cm深度范围内的变化较大,30 cm以下其含量波动甚微,但不同深度土层中藿烷和甾烷化合物的指纹特征相近。表明表层土壤均不同程度受到了化石燃料及其衍生物的影响,并且土壤剖面不同深度土壤中藿烷和甾烷具有相关性,受石油类燃烧污染源的影响较大,煤燃烧污染影响的比重相对较小,而且深部土壤的藿烷与甾烷主要来源于表层土壤。     

利用煤岩可溶有机质生物标志化合物探讨塔里木盆地侏罗系沉积环境

塔里木盆地满加尔凹陷低成熟煤岩可溶有机质研究表明,正构烷烃呈双峰分布,且∑n-C21-/∑n-C22 >5.0;Pr/Ph值为3.76,有明显的姥鲛烷优势;藿烷系列化合物丰富,且C30-αβ藿烷为主峰碳;检测出相对丰度不高的三环二萜烷系列化合物和C29~C32-ββ生物构型藿烷;丰富甾烷系列化合物的检出,包括C29相对丰度占优势、孕甾烷和重排甾烷的检出等。印证了塔里木盆地在侏罗纪为典型陆相沉积,沉积环境偏氧化,且侏罗系煤岩成煤母质主要为陆源有机质输入为主的高等植物。     

原油生物降解模拟实验及其定量化评价

利用筛选到的优势烃降解复合菌(I菌)对大庆油田3口不同油井的油(西5-P10、三元后和G1131-262)进行不同时间的降解实验和全油GC-MS定量分析,探讨饱和烃、芳烃化合物分布情况变化。实验研究表明I菌为高效烃降解菌;相同微生物对此3种不同原油的降解能力存在明显的差异,所以烃污染现场生物修复试验需要根据不同原油性质选择不同的高效降解菌;对于饱和烃和芳烃生物降解的顺序既有对过去结论的验证又提出新的看法。藿烷的降解在重排甾烷之后,萘比菲先开始降解,三甲基萘比三甲基菲更早开始遭受生物降解,三甲基和四甲基萘在深度生物降解后会达到一个平衡,之后的降解速度减慢。当生物降解到一定阶段,抗生物降解能力强的多环芳烃富集会加重对环境的毒害,因此,多环芳烃降解菌或萘、菲降解菌等特效菌是未来烃污染环境修复工作的重点。     

新疆准噶尔盆地南缘二叠系芦草沟组烃源岩生物标志化合物特征及意义

通过地球化学分析测试技术对准噶尔盆地南缘芦草沟组烃源岩生物标志化合物特征进行研究,探讨其有机质的母质来源、沉积环境、有机质演化程度等方面的信息。芦草沟组烃源岩正构烷烃的轻碳优势和甾烷的C27-29含量关系等参数表明,母质来源主要为藻类等低等水生生物。平均1.0 左右的烃源岩Pr/Ph 值表明,弱氧化-弱还原的沉积环境,平均值为0.15 的伽马蜡烷指数及较高含量的孕甾烷和升孕甾烷表明,沉积环境盐度较高,该沉积环境有利于有机质的富集。对甾烷的C2920S(20S+20R)和C29αββ/(αββ+ααα)值和C31藿烷αβ22S/(22S+22R)值等成熟度参数进行分析表明,研究区烃源岩处于低成熟-成熟阶段。烃源岩有机质中四环萜烷的出现及较小的规则甾烷/17α(H)-藿烷比值等参数表明,烃源岩成岩早期有机质受到一定程度的生物降解作用。     

高分子量烃油气化探方法的模拟实验研究——以黄海沉积物为例

传统上认为大分子烃类很难通过微渗漏方式逸散到地表,但已有研究表明高分子量烃类也可以逸散到现代沉积物中。本文基于黄海现代沉积物与典型原油地球化学特征的不同,将二者进行正交配比,系统研究不同配比产物的组成特征。结果表明:随着配比实验中原油比例的增大,正构烷烃和部分芳烃的色谱指纹呈现规律性变化,其正构烷烃奇偶优势逐渐消失,烷基芳烃丰度随之增加;三环萜烷、藿烷、规则甾烷等化合物的绝对浓度,以及二苯并噻吩/菲等的比值也呈现规律性变化,其中三环帖烷、C_(24)四环萜烷/C_(26)三环萜烷和三环萜烷/藿烷三者的变化明显且平稳,其数值范围均在0~3.0,适合用于渗逸图版。将研究区采集的未知样品与配比产物的组成特征进行对比,在排除外源污染的情况下可定性判识该研究区是否存在地下油气藏;将样品的相关参数投到图版上,有望进一步定量判识样品中渗入原油的比例。该方法可以作为常规油气化探的补充,在油气藏评价方面提供诸多信息,甚至在环境污染监控等领域有望获得推广。     

松花粉热降解甾族分子生物标志化合物及其热演化特征

松花粉热模拟实验饱和烃馏分中检出大量的甾族系列生物标志化合物,包括甾烯酮、甾烯、规则甾烷、异构化甾烷、重排甾烷、4-甲基甾烷及孕甾烷,芳烃馏分中还检出芳构化甾烷,从而提供了该类生物标志物植物花粉来源的直接证据.甾族化合物模拟温度150℃时开始断裂出来,250～350℃时达到排出高峰,400℃时含量急剧下降,500℃以后因强烈地热降解而无法检出. 250℃模拟样品中的甾族化合物以甾烯丰度最高,还检出了大量的甾烯酮和规则甾烷.它们都是以C29和C28两个碳数为主,且表现出C29>>C28的特点,每个碳数均以ααα20(R S)两种构型成对出现和相对丰度20R>20S为主要特征.300℃样品中检出C29重排甾烯,350℃时甾烯被大量还原,达到规则甾烷形成的高峰.400℃以后的样品除检出ααα(20R 20S)构型的生物甾烷外,αββ构型异构化甾烷可明显检出,而且也可检出相对丰度较高的C29和C28αβ重排甾烷.规则甾烷的ααα20R构型向20S构型的转化,也随热模拟温度的升高逐渐增强.450℃和500℃的高温模拟样品中检出了较明显的孕甾烷和甲基孕甾烷C21和C22.此外,松粉低温热模拟样品的芳烃馏份中检出单、三芳甾烷.     

大王北洼陷烃源岩有机地球化学特征

根据烃源岩可溶抽提物的色谱和色谱- 质谱分析结果,对大王北洼陷沙四段、沙三段和沙一段烃源岩的饱和烃和芳烃生物标志化合物组合特征进行了对比研究,揭示了三套烃源岩在沉积环境和有机母源输入的不同特征,总结了应用生物标志化合物鉴别三套烃源岩的组合参数特征,为精细的油源对比奠定了基础。研究表明,沙四段烃源岩具有较低的Pr /Ph,4-甲基甾烷同类物中C28 4-甲基系列含量最低、较高的甲藻甾烷含量、较低的重排甾烷含量、异常的C35 升藿烷含量、高伽马蜡烷异常指数、含一定量的奥利烷和较高的硫芴系列化合物含量等特征,反映了沙四段烃源岩形成于高盐度含硫强还原沉积环境,低等水生生物为主,高等植物有明显贡献的混合母源特征。沙三段烃源岩具有较高的Pr /Ph,4-甲基甾烷同类物中C29 4-甲基系列含量最低、几乎不含甲藻甾烷、较高的重排甾烷含量、基本正常的升藿烷分布、低伽马蜡烷异常指数和较低的奥利烷含量等特征,反映了沙三段烃源岩形成于半咸水的一般还原环境,低等水生生物为主,有一定量高等植物有机输入的混合母源特征。沙一段烃源岩具有极低的Pr /Ph,4-甲基甾烷同类物中C28 4-甲基系列含量最低、较高的甲藻甾烷含量、很低的重排甾烷含量、异常的C33 升藿烷含量、高伽马蜡烷异常指数、极低的奥利烷含量和较高的脱羟基维生素E 含量等特征,反映了沙一段烃源岩形成于高盐度强还原沉积环境,低等水生生物占绝对优势的有机母源特征。对研究区烃源岩生物标志化合物成熟度参数随深度的变化进行了分析,结果表明在不同层系中成熟度参数的演化存在显著差异,沉积埋藏历史和沉积环境可能是导致这些差异的原因,为此在应用这些参数进行烃源岩乃至生成石油的成熟度评价时,应使用不同的标准。