油源对比.方案课件

1、第7章 油气源对比二、油源对比指标的选择二、油源对比指标的选择一、油源对比的依据及意义一、油源对比的依据及意义三、油源对比的方法三、油源对比的方法四、气源对比四、气源对比一、油气源对比的依据及意义一、油气源对比的依据及意义 油气源对比就是通过原油及天然气与可能的源岩油气源对比就是通过原油及天然气与可能的源岩之间有机质母缘之间输入成分的亲缘关系进行对比分之间有机质母缘之间输入成分的亲缘关系进行对比分析，判别与追溯石油与天然气的可能来源。析，判别与追溯石油与天然气的可能来源。 油油- -源对比是基于已经运移了的石油在一些成分源对比是基于已经运移了的石油在一些成分参数上与其残留在源岩中的沥青的这些成

2、分没有明显参数上与其残留在源岩中的沥青的这些成分没有明显的差别。的差别。 现代的烃源岩中的有机质，已经是经历了很多现代的烃源岩中的有机质，已经是经历了很多地质事件，代表油气运移后的残留有机质，与其运移地质事件，代表油气运移后的残留有机质，与其运移出去的石油虽然有相似性，但存在着一定的差异性。出去的石油虽然有相似性，但存在着一定的差异性。1、对比依据：、对比依据： 石油与石油、石油与烃源岩之间的地球化学对比石油与石油、石油与烃源岩之间的地球化学对比，在石油勘探中具有十分重要的意义。通过油与油、，在石油勘探中具有十分重要的意义。通过油与油、油与岩对比，可以确定一个盆地中各个油藏是来源于油与岩对比，

3、可以确定一个盆地中各个油藏是来源于一个共同的母源一个共同的母源，还是来自两个或几个不同时代的油，还是来自两个或几个不同时代的油源层系，进而圈定可靠油源区，源层系，进而圈定可靠油源区，有效地指导油气资源有效地指导油气资源勘探勘探。我国的研究者应用地球化学对比指标特别是甾。我国的研究者应用地球化学对比指标特别是甾、萜烷类进行油与油、油与岩对比，已经做了大量的、萜烷类进行油与油、油与岩对比，已经做了大量的研究工作，几乎每个盆地或多或少都有这方面的研究研究工作，几乎每个盆地或多或少都有这方面的研究资料。资料。2、对比意义、对比意义中国含油气盆地油气成因及来源中国含油气盆地油气成因及来源 济阳坳陷膏盐型

4、盆地：咸水型石油主要来源于沙四济阳坳陷膏盐型盆地：咸水型石油主要来源于沙四段烃源岩；半咸水型石油主要来源于沙一段烃源岩；淡水段烃源岩；半咸水型石油主要来源于沙一段烃源岩；淡水-微咸水型石油主要来源于沙三段烃源岩。微咸水型石油主要来源于沙三段烃源岩。 中原油田东濮凹陷也是一个盐湖盆地，原油主要来中原油田东濮凹陷也是一个盐湖盆地，原油主要来源于沙三段半咸源于沙三段半咸-水咸水烃源岩水咸水烃源岩. 辽河大民屯凹陷的高蜡油源于主要是沙三段陆源碎辽河大民屯凹陷的高蜡油源于主要是沙三段陆源碎屑母质；屑母质； 黄骅板桥凹陷的凝析油主要来自埋深黄骅板桥凹陷的凝析油主要来自埋深4000m以下的以下的沙三段烃源岩

5、；沙三段烃源岩； 江汉盆地下第三系盐湖沉积中的未熟江汉盆地下第三系盐湖沉积中的未熟低成熟油是低成熟油是来自潜三、潜四段烃源岩；来自潜三、潜四段烃源岩； 冀中苏桥冀中苏桥文安古生界的凝析油、周口坳陷倪丘集文安古生界的凝析油、周口坳陷倪丘集凹陷古生界石油均来自石炭凹陷古生界石油均来自石炭二叠系煤系烃源岩。二叠系煤系烃源岩。油油源对比包括油源对比包括油油对比与原油油对比与原油烃源岩对比烃源岩对比3、油气源对比的技术思路、油气源对比的技术思路三个层次：三个层次：从宏观从宏观微观：原油宏观性质如原油颜色、原油微观：原油宏观性质如原油颜色、原油性质（凝析油、轻质油、正常油、稠油）、原油密性质（凝析油、轻质

6、油、正常油、稠油）、原油密度粘度、气油比等物理性质；度粘度、气油比等物理性质；族组成族组成分子组成；分子组成；异戊二烯烃异戊二烯烃分子标志化合物。分子标志化合物。1、碳同位素指标、碳同位素指标碳同位素广泛应用于地球科学研究中：碳同位素广泛应用于地球科学研究中：在油气源对比研究中主要应用原油中的在油气源对比研究中主要应用原油中的13C/12C的的丰度与标准碳同位素丰度与标准碳同位素(PDB标准）比值来研究油气标准）比值来研究油气来源与成因，同位素一般用来源与成因，同位素一般用来表示来表示,一个样品的一个样品的同位素一般用它的偏差来表达同位素一般用它的偏差来表达,即千分偏差即千分偏差();国际通用

7、的国际通用的PDB标准，使用美国皮狄组箭石标准，使用美国皮狄组箭石(寒武寒武系系) 13C/12C=1123.7510-5, 13C=0国内有机物标准为碳黑国内有机物标准为碳黑(GBW00407, 13C=-24()大写大写,小写小写自然界中碳同位素的变化自然界中碳同位素的变化如天然气、石油与烃源岩同源有：如天然气、石油与烃源岩同源有：13C天然气天然气 13C饱和烃饱和烃 13C原油原油 13C芳烃芳烃 13C非烃非烃 13C沥沥青质青质 3636井号井号层位层位天然气组分（天然气组分（%）C1/C1C513C1C1C2C3C4C5卫城卫城部部1-17Es493.192.040.810.52

8、0.310.96-28.6卫卫351-2Es3492.862.331.120.610.390.96-29文留文留文文23Es497.341.450.330.160.010.98-29文文31Es496.591.710.30.1300.98-27.98文文31Es3394.562.630.250.200.97-28.78文古文古2P2sh93.362.580.290.180.040.97-29.6文文69-9Es494.311.520.450.220.130.98-28.1文文109Es495.911.590.410.230.10.98-28.1文文23-25Es496.191.60.430.2

9、40.120.98-28文文23-11Es495.991.570.460.240.120.98-28.1文文23-3Es4961.590.430.220.120.98-28文文108-5Es491.11.590.670.410.520.97-28文文108-7Es495.341.620.560.280.240.97-28东濮凹陷煤成气组分及同位素特征2、正构烷烃、正构烷烃这类烃经常出现在富含陆源物质的碎屑岩系有机质中，这类烃经常出现在富含陆源物质的碎屑岩系有机质中，并多以并多以C27、C29、C31为主，具有明显的奇偶优势。为主，具有明显的奇偶优势。一般认为，这些烃来自高等植物中的蜡。蜡可以水

10、解为含一般认为，这些烃来自高等植物中的蜡。蜡可以水解为含偶数的高分子量酸和醇，在还原条件下通过脱羧酸和脱偶数的高分子量酸和醇，在还原条件下通过脱羧酸和脱羟基转化为长链奇数正构烷烃。羟基转化为长链奇数正构烷烃。)()()()(213426332532243325偶数奇数偶数奇数CCCCCCCCCPI碳优势碳优势指数指数奇偶优奇偶优势指数势指数1)1(3142446iiiiiiCCCCCOEP高分子量高分子量（nC25nC33）奇碳数奇碳数一般一般 i选择选择在在C24C34之之间，常是主峰间，常是主峰奇奇C24C20现代海洋、湖泊沉积物中正构烷烃气相色谱图现代海洋、湖泊沉积物中正构烷烃气相色谱图

11、黑海黑海微山湖软泥微山湖软泥挪威海沉挪威海沉积物表层积物表层碳数碳数脂肪酸的偶奇优势和正构烷烃的脂肪酸的偶奇优势和正构烷烃的奇偶优势有着成因上的一定联系，奇偶优势有着成因上的一定联系，还原环境下偶奇优势的脂肪酸可还原环境下偶奇优势的脂肪酸可转化为奇偶优势的正构烷烃。转化为奇偶优势的正构烷烃。偶奇优势偶奇优势奇偶优势奇偶优势随随OEP减小，锯齿状减小，高分子减小，锯齿状减小，高分子烃量减少、低分子烃量增加。烃量减少、低分子烃量增加。nC20nC30nC21PhnC25PrnC19nC18nC17nC16nC15nC27nC28泌阳凹陷低成熟石油生油岩中饱和烃气相色谱图泌阳凹陷低成熟石油生油岩中饱

12、和烃气相色谱图甾萜类化合物甾萜类化合物iC18 中等分子量奇中等分子量奇碳数正构烷烃碳数正构烷烃（nC15nC21）以以C15、C17为主为主奇偶优势奇偶优势不太明显不太明显生物来源主要生物来源主要是藻类等水生是藻类等水生生物生物292822212221nCnCnCnCnCnC无陆源供给的海无陆源供给的海相碳酸盐岩沉积中相碳酸盐岩沉积中缺高分子量烷烃，缺高分子量烷烃，无奇偶优势。无奇偶优势。151515151520202020202015303030303030252525252525双峰型双峰型后峰型后峰型前峰型前峰型不同有机质来源的现代沉积物和生油岩正构烷烃分布曲线不同有机质来源的现代沉积

13、物和生油岩正构烷烃分布曲线现代沉积现代沉积生油岩生油岩具有奇偶优势的具有奇偶优势的正构脂肪酸正构脂肪酸12偶奇优势偶奇优势偶奇优势偶奇优势在古代和近代在古代和近代沉积物中都鉴沉积物中都鉴定出正构脂肪酸。定出正构脂肪酸。与海水、湖相水与海水、湖相水生生物有关的是生生物有关的是C14 C22脂肪酸脂肪酸与高等植物有与高等植物有关的关的脂肪酸脂肪酸是是除除C16、 C18以以外，还有外，还有C24 C32脂肪酸。脂肪酸。两种来源都有时两种来源都有时会在色谱图上呈会在色谱图上呈双峰双峰现代沉积物现代沉积物中新世沉积物中新世沉积物现代和古代沉积物中的正构脂肪酸甲脂的气相色谱现代和古代沉积物中的正构脂肪酸

14、甲脂的气相色谱记录器应答值记录器应答值3、无环的类异戊二烯烃类、无环的类异戊二烯烃类指带支链的类异戊二烯烃指带支链的类异戊二烯烃规则的类异戊间二烯烃是指各单元头尾相连接成的链状分子规则的类异戊间二烯烃是指各单元头尾相连接成的链状分子C这类化合物通常以烯、酸、醇的形式广泛分布于各种生物和现代沉积物中这类化合物通常以烯、酸、醇的形式广泛分布于各种生物和现代沉积物中CCCCCCCCC+头头尾尾尾尾头头古代沉积物、油和煤中则以饱和烃形式存在。古代沉积物、油和煤中则以饱和烃形式存在。这是地质体中最丰富的类异戊二烯烃类这是地质体中最丰富的类异戊二烯烃类已检出已检出C1 C25到系列，其同系物可高达到系列，

15、其同系物可高达C40 C45。其中含量最多，。其中含量最多，分布最广的是分布最广的是iC19姥鲛烷（姥鲛烷（Pristane）和）和iC20植烷（植烷（Phytant）。）。C15C19C18C16C20在古代沉积物和原油中规则异戊间二烯烃类的主要分子在古代沉积物和原油中规则异戊间二烯烃类的主要分子C C15152 2，6 6，10 10 三甲基十二烷三甲基十二烷 法呢烷法呢烷C C16162 2，6 6，1010三甲基十三烷三甲基十三烷 异十六烷异十六烷C C18182 2，6 6，1010三甲基十五烷三甲基十五烷 C C19192 2，6 6，1010，1414四甲基十五烷四甲基十五烷C

16、C20202 2，6 6，1010，1414四甲基十六烷四甲基十六烷降姥鲛烷降姥鲛烷姥鲛烷姥鲛烷植烷植烷C19C18C20法呢烷法呢烷异十六烷异十六烷降姥鲛烷降姥鲛烷姥鲛烷姥鲛烷植烷植烷不同沉积环境中烃源岩的姥/植变化特征（梅博文等，1980）沉积相沉积相烃源岩岩性沉积特征烃源岩岩性沉积特征水水 介质介质 Pr PrPhPh CPI CPI 原油类型原油类型咸水深湖相咸水深湖相淡淡- -微咸湖相微咸湖相淡水湖沼相淡水湖沼相膏盐，泥灰岩，黑色泥岩互层膏盐，泥灰岩，黑色泥岩互层 大套富含有机质黑色泥岩类油页岩大套富含有机质黑色泥岩类油页岩 煤层、油页岩，黑色页岩交替相变煤层、油页岩，黑色页岩交替相

17、变 强还原强还原 还还 原原弱氧化弱还原弱氧化弱还原0.20.20.80.8O.8O.82.82.82.82.84.04.0 l l 1 1 1植烷优势植烷优势姥植均势姥植均势姥鲛烷优势姥鲛烷优势Pr/Ph 无环异戊二烯烃类广泛地应用于油源对比和恢复沉积环境。其中姥鲛烷和植烷由于结构上的稳定性和较高的含量，成为最常用的标志化合物。 有机质成熟度对异戊有机质成熟度对异戊二烯烃的分布有影响二烯烃的分布有影响异构烷烃与相应正构烷烃含量比值下降异构烷烃与相应正构烷烃含量比值下降随成熟度提高随成熟度提高Pr/nC17,Ph/nC18明显降低明显降低原因解释：原因解释： iC19 , iC20在热作用下在

18、热作用下进一步降解为进一步降解为iC15, iC16和和 iC18的原因的原因原原油油植烷系列演化三角图植烷系列演化三角图姥鲛烷姥鲛烷%（iC19）植烷植烷%（iC20）发呢烷发呢烷+异十六烷异十六烷+降姥鲛烷降姥鲛烷%（iC15+16+18）4、生物标志化合物、生物标志化合物生物标志化合物生物标志化合物是沉积物中的有机质以及原油、油页岩、是沉积物中的有机质以及原油、油页岩、煤中来源于生物体、具有明显分子结构特征、分子量相煤中来源于生物体、具有明显分子结构特征、分子量相当大的有机化合物。当大的有机化合物。化学稳化学稳定性强定性强结构基本没结构基本没多大变化多大变化或只发生或只发生重排重排保持原

19、始生化保持原始生化组成碳骨架组成碳骨架沉积物进沉积物进入成岩阶入成岩阶段时，存段时，存在两类有在两类有机组分。机组分。不溶于有机溶剂的有机质不溶于有机溶剂的有机质干酪根（干酪根（90%90%）生物体中的原生烃及其它类脂物生物体中的原生烃及其它类脂物的游离分子（的游离分子（10%10%）生物标志化合物生物标志化合物生物标志化合物来源于陆源高等植物、海洋生物标志化合物来源于陆源高等植物、海洋和湖泊中的水生生物，特别是藻类以及细菌。和湖泊中的水生生物，特别是藻类以及细菌。来来源源特特点点结构复杂、分子量高。不同于干酪根热裂解结构复杂、分子量高。不同于干酪根热裂解时形成的低时形成的低-中分子量、结构简

20、单的烃类。中分子量、结构简单的烃类。原在生物原在生物中存在的中存在的甾、醇、甾、醇、酮化合物酮化合物完成由生完成由生物构型向物构型向地质构型地质构型的转化，的转化，形成生物形成生物标志化合标志化合物。物。在成岩在成岩和热成和热成熟阶段熟阶段消除官能消除官能团、加氢团、加氢还原、芳还原、芳构化、异构化、异构化等等构化等等达到热力达到热力学上的稳学上的稳定来适应定来适应新的地质新的地质环境。环境。高等植物的重要组成部分。在褐煤、土壤、现代海高等植物的重要组成部分。在褐煤、土壤、现代海相沉积、石油和古代沉积物中都有相沉积、石油和古代沉积物中都有几种重要的三环双萜几种重要的三环双萜异戊二烯的长链异戊二

21、烯的长链主要出现在未有高等植物输入的沉积物主要出现在未有高等植物输入的沉积物和原油中，主要是海相沉积物和原油。和原油中，主要是海相沉积物和原油。长链三环萜结构示意图长链三环萜结构示意图碳数一般为碳数一般为24242727，较广泛的分布于原油和生油岩中。，较广泛的分布于原油和生油岩中。可能是五环萜降解产物。我国内陆湖盆生油岩和原可能是五环萜降解产物。我国内陆湖盆生油岩和原油常见油常见C C2424的四环萜。的四环萜。四环萜结构示意图四环萜结构示意图R五环三萜可分为五环三萜可分为藿烷系列藿烷系列和非和非藿烷系列藿烷系列藿烷结构示意图藿烷结构示意图ABCED五元环五元环异丙基异丙基甲基取代基甲基取代

22、基异构化主要发生位置异构化主要发生位置细菌中的细菌藿四醇是地质藿烷的可能更合适的先体细菌中的细菌藿四醇是地质藿烷的可能更合适的先体+ +细菌藿四醇演化为藿烷的可能途径细菌藿四醇演化为藿烷的可能途径R=H,CH3R=H,CH3,C2H5,C6H13RROHOH OHOH来源于高来源于高等植物的等植物的奥利烯奥利烯可能来源可能来源蕨类、原蕨类、原生动物四生动物四膜虫、细菌膜虫、细菌的细胞壁的细胞壁缺少特定缺少特定的先质体，的先质体，可能是沉可能是沉积和早期成积和早期成岩作用有关岩作用有关一般而言，除一般而言，除伽玛蜡烷外，伽玛蜡烷外，五环三萜类均五环三萜类均为高等植物来源为高等植物来源一些非藿烷系

23、列的五环三萜类化合物一些非藿烷系列的五环三萜类化合物伽玛蜡烷伽玛蜡烷18 奥利奥利烷烷羽扇烷羽扇烷脱脱-A环环-羽扇烷羽扇烷苯并藿烷苯并藿烷ABCD海相不到海相不到15种种非海相非海相70多种多种分类分类正常甾烷正常甾烷重排甾烷重排甾烷4-甲基甲基甾烷甾烷低分子量甾烷低分子量甾烷甾醇甾醇甾烷结构示意图甾烷结构示意图(3)甾类化合物甾类化合物 C27-C29甾烷用于油源对比、母源和沉积环境的生物标志物。 C C2727甾烷主要来源于甾烷主要来源于藻类等低等浮游植物藻类等低等浮游植物 C C2828主要来源于硅藻主要来源于硅藻、颗石藻、颗石藻 C C2929来源于高等植物来源于高等植物或藻类或藻类

24、陆生植物主要含陆生植物主要含C C2929甾醇，其次是甾醇，其次是C C2828甾醇，甾醇，动物主要含动物主要含C C2727胆甾醇胆甾醇水生浮游动植物（主要是藻类）含水生浮游动植物（主要是藻类）含C C2727为主，为主，其次是其次是C C2929甾醇，甾醇，有机质类型的表征有机质类型的表征2927CC292827CCC 如果已知许多生物标志物的时代分布如果已知许多生物标志物的时代分布, ,那么就会极大地简化油源岩那么就会极大地简化油源岩的确定的确定, ,由于生物标志物代表了一个生命的分子记录由于生物标志物代表了一个生命的分子记录, ,对它们时间演对它们时间演化上的较好了解化上的较好了解,

25、,对提高我们对地质历史的认识是很必要的对提高我们对地质历史的认识是很必要的. .生物标志物生物标志物有机体有机体首次在地质首次在地质上出现上出现萜烷萜烷:18-:18-奥利烷奥利烷 贝叶烷贝叶烷, ,扁枝烷扁枝烷 伽马蜡烷伽马蜡烷 28,30-28,30-二降藿烷二降藿烷被子类植物被子类植物裸子类植物裸子类植物原生动物、细菌原生动物、细菌细菌细菌白垩纪白垩纪晚石炭世晚石炭世晚元古代晚元古代元古代元古代甾烷甾烷: 23,24-: 23,24-二甲基胆甾烷二甲基胆甾烷 24-24-正丙基胆甾烷正丙基胆甾烷 4-4-甲基甾烷甲基甾烷 甲藻甾烷甲藻甾烷 2-2-和和3-3-甲基甾烷甲基甾烷 C29/(

26、C27-C29)C29/(C27-C29)甾烷甾烷定鞭金藻定鞭金藻, ,钙板金藻钙板金藻沟鞭藻纲沟鞭藻纲( (湖相淡水湖相淡水) )、海相藻、海相藻沟鞭藻纲（海相或咸化湖相）沟鞭藻纲（海相或咸化湖相）细菌原核生物细菌原核生物原核生物原核生物三叠纪三叠纪元古代元古代三叠纪三叠纪三叠纪三叠纪元古代元古代各种时期各种时期类异戊二烯烃：丛粒藻烷类异戊二烯烃：丛粒藻烷丛粒藻丛粒藻Botryococcus brauniiBotryococcus braunii侏罗纪侏罗纪 (l) 在演化、运移和次生变化中较稳定的特征化合在演化、运移和次生变化中较稳定的特征化合物，尤其是那些能够直接反映原始有机质特征的物，

27、尤其是那些能够直接反映原始有机质特征的化合物。化合物。 (2)(2)不同类型的油气采用小同的对比参数不同类型的油气采用小同的对比参数 (3)(3)尽量采用有机化合物的分布形式及相对比值，尽量采用有机化合物的分布形式及相对比值，如原油中如原油中PrPrPhPh比值都可作为有效的对比参数。比值都可作为有效的对比参数。 (4)(4)采用多指标组合进行综合对比，且应考虑地质采用多指标组合进行综合对比，且应考虑地质构造、岩相等多方面资料。构造、岩相等多方面资料。 选择对比参数时尽可能选择一些受运移、演化和选择对比参数时尽可能选择一些受运移、演化和次生变化影响较小、能直接反映原始有机质特征次生变化影响较小

28、、能直接反映原始有机质特征的化合物或沸点和溶解度相近的化合物的相对浓的化合物或沸点和溶解度相近的化合物的相对浓度比值作为对比参数。度比值作为对比参数。对比指标的选择：对比指标的选择：总组成指标总组成指标 物理特性物理特性族组成族组成同位素组成同位素组成元素浓度元素浓度分子指标分子指标 轻烃（轻烃（C5-C10）高分子正构烷烃高分子正构烷烃异戊二烯类烷烃异戊二烯类烷烃 芳烃化合物芳烃化合物甾类分子异构体甾类分子异构体萜类的分子异构体萜类的分子异构体 1.相关曲线法： 只要将选择的石油和烃源岩中的几项指标的相对强度绘制成相关曲线，即可看出石油和烃源岩是否具有亲缘关系。 应用正烷烃进行油源对比时，多

29、采用这种方法。用结构上更稳定的甾烷、萜烷等生物标志物对比时亦可以采用这种方法。该方法比较简单、易行。济阳坳陷三类低熟油正构烷烃碳同位素分布济阳坳陷三类低熟油正构烷烃碳同位素分布-30-29-28-27-26-25饱和烃芳烃非烃沥青质源油（沥青A）文256井沙三 泥岩文10-25沙三 原油33 文164井沙一下油砂文260 沙三 油2文164井沙一下泥岩文10-95沙三 原油2（PDB% ）C13 文留地区沙一段、沙三段原油、抽提物族组成碳同位素对比图 该方法的特点是简单、直观，目前在国内、外使用的最为广泛，它不需要编制其它任何图件，只是分别把石油和可能烃源岩的饱和烃色谱图、甾烷（m/z217）

30、和萜烷（m/z191）的质量色谱图，直接进行指纹对比。石油和烃源岩之间有无亲缘关系，可以一目了然 。2.指纹对比法：中等分子量奇中等分子量奇碳数正构烷烃碳数正构烷烃（nC15nC21）以以C15、C17为主为主奇偶优势奇偶优势不太明显不太明显生物来源主要生物来源主要是藻类等水生是藻类等水生生物生物292822212221nCnCnCnCnCnC无陆源供给的海无陆源供给的海相碳酸盐岩沉积中相碳酸盐岩沉积中缺高分子量烷烃，缺高分子量烷烃，无奇偶优势。无奇偶优势。151515151520202020202015303030303030252525252525双峰型双峰型后峰型后峰型前峰型前峰型不同有

31、机质来源的现代沉积物和生油岩正构烷烃分布曲线不同有机质来源的现代沉积物和生油岩正构烷烃分布曲线现代沉积现代沉积生油岩生油岩原油饱和烃的气相色谱图地球化学特征原油饱和烃的气相色谱图地球化学特征 1、识别、识别Pr Ph2、明确碳数范围，识别主峰碳、明确碳数范围，识别主峰碳3、根据峰型判断有机质类型、根据峰型判断有机质类型4、根据、根据Pr/Ph 判断沉积环境判断沉积环境5、根据基线起伏判断生物降解程度、根据基线起伏判断生物降解程度PrPhnC17C22C15C14C13C12C18C19C20C21C16C23C24C25C26C27C28C29C30C31C32C33不同沉积环境中烃源岩的姥/

32、植变化特征（梅博文等，1980）沉积相沉积相烃源岩岩性沉积特征烃源岩岩性沉积特征水水 介质介质 Pr PrPhPh CPI CPI 原油类型原油类型咸水深湖相咸水深湖相淡淡- -微咸湖相微咸湖相淡水湖沼相淡水湖沼相膏盐，泥灰岩，黑色泥岩互层膏盐，泥灰岩，黑色泥岩互层 大套富含有机质黑色泥岩类油页岩大套富含有机质黑色泥岩类油页岩 煤层、油页岩，黑色页岩交替相变煤层、油页岩，黑色页岩交替相变 强还原强还原 还还 原原弱氧化弱还原弱氧化弱还原0.20.20.80.8O.8O.82.82.82.82.84.04.0 l l 1 1 1植烷优势植烷优势姥植均势姥植均势姥鲛烷优势姥鲛烷优势Pr/Ph 无环

33、异戊二烯烃类广泛地应用于油源对比和恢复沉积环境。其中姥鲛烷和植烷由于结构上的稳定性和较高的含量，成为最常用的标志化合物。 昌斜昌斜312井井 原油原油 孔二段孔二段 1700m昌昌64-3井井 孔二段孔二段 原油原油 昌昌1井井 孔二段孔二段 3520.03538.0m昌昌67(1)-2井井 孔二段孔二段 原油原油 潍北盆地孔店组原油饱和烃色谱图PrPhPrPhnC17nC17nC16nC17PrPhPrPh潍北凹陷孔店组原油的饱和烃色谱碳数分布范围在C11C35之间，峰型以前峰型为主，其次是后峰型和双峰型 前峰型原油的主峰碳为C16C17，反映母质类型以腐泥型为主，后峰型的主峰碳为C23C2

34、9之间，其生油母质中富含陆源生物，双峰型的主峰碳数为1718，次峰碳数为2628。饱和烃含量最多，分布最广的是饱和烃含量最多，分布最广的是iC19姥鲛烷（姥鲛烷（Pristane）和）和iC20植烷（植烷（Phytant）C19C20C C19192 2，6 6，1010，1414四甲基十五烷四甲基十五烷C C20202 2，6 6，1010，1414四甲基十六烷四甲基十六烷姥鲛烷姥鲛烷植烷植烷C19C20姥鲛烷姥鲛烷植烷植烷 C27-C29甾烷用于油源对比、母源和沉积环境的生物标志物。 C C2727甾烷主要来源于甾烷主要来源于藻类等低等浮游植物藻类等低等浮游植物 C C2828主要来源于硅

35、藻主要来源于硅藻、颗石藻、颗石藻 C C2929来源于高等植物来源于高等植物或藻类或藻类陆生植物主要含陆生植物主要含C C2929甾醇，甾醇，其次是其次是C C2828甾醇，甾醇，动物主要含动物主要含C C2727胆甾醇胆甾醇水生浮游动植物含水生浮游动植物含C C2727为主，为主，其次是其次是C C2929甾醇，甾醇，孕甾烷重排甾烷升孕甾烷C27C28C29甾烷（甾烷（m/z=217)的质量色谱图的识别的质量色谱图的识别第二组：峰号为第二组：峰号为310，它们是重排甾烷，特征是保留时间比正常（或规则），它们是重排甾烷，特征是保留时间比正常（或规则）甾烷短。这组峰很复杂，在一般情况下，重排甾烷

36、的相对丰度比正常甾烷低，甾烷短。这组峰很复杂，在一般情况下，重排甾烷的相对丰度比正常甾烷低，11-14 11-14 5(H),14(H),17(H)-C27胆甾烷胆甾烷(20R)17-2017-20 5 (H), 14 (H), 17 (H)-C28麦角甾烷（麦角甾烷（20S ）21-2421-24 5 (H), 14 (H), 17 (H)-C29谷甾烷（谷甾烷（20S ） 保 留 时 间重 排 甾 烷C27C28C29123456789101112131516171819202122231424020406080100270025002600240023002200210020001900

37、1800170016001500丰度(%)(B)(A)C27C28C29重排甾烷重排甾烷14号峰号峰 5(H),14(H),17(H)-C27胆甾烷（胆甾烷（20R)20号峰号峰5(H),14(H),17(H)- C28麦角甾烷麦角甾烷(20R)24号峰号峰5(H),14(H),17(H)- C29谷甾烷谷甾烷(20R) 甾烷甾烷(m/z217) 质量色谱图质量色谱图21 号峰是- C29（20S）22 号峰是- C29（20R） 23 号峰是- C29（20S） 24 号峰是 - C29（20R）文文10-25、文、文10-95 ES31井原油井原油甾烷分布与梁甾烷分布与梁2、文、文221类

38、似，类似，同为成熟度低同为成熟度低，重排甾烷含，重排甾烷含量低、量低、4-甲基甲基甾烷含量低，甾烷含量低，甾烷特征呈甾烷特征呈“V”字型分布字型分布。M/Z：217SR文文221井东营组井东营组1766.27m SR文文10-25 ES31 油油2130.4-2166.0mC2720RC2920R甲藻甾烷明36 油砂C2720RC2920R甲藻甾烷明10-1 原油C2720RC2920R甲藻甾烷卫18-4 原油C2720RC2920R明36 沙一段泥岩甲藻甾烷文明寨文明寨- -卫城沙一段油、岩卫城沙一段油、岩M/Z217M/Z217特征图特征图 原油：原油：重排甾烷低重排甾烷低 、规则甾烷为、

39、规则甾烷为C27占占优势的优势的“V”型，甲型，甲藻甾含量较高。藻甾含量较高。源岩：源岩：重排甾烷低重排甾烷低 、规则甾烷为、规则甾烷为C29占占优势的优势的“V”型，甲型，甲藻甾含量低。藻甾含量低。 C C2727甾烷主要来源于甾烷主要来源于藻类等低等浮游植物藻类等低等浮游植物 C C2828主要来源于硅藻主要来源于硅藻、颗石藻、颗石藻 C C2929来源于高等植物来源于高等植物或藻类或藻类烃源岩抽提物甾烷（m/z=217）所反映的地球化学意义 文明寨文明寨- -卫城沙一段油、岩卫城沙一段油、岩M/Z191M/Z191特征图特征图 奥利烷蜡烷明明10-1 沙一段原油沙一段原油蜡烷奥利烷明明3

40、6 沙一段油砂沙一段油砂蜡烷卫卫18-4 沙一段原油沙一段原油奥利烷C30藿烷C30藿烷C30藿烷蜡烷明36 沙一段泥岩C30藿烷奥利烷原油：原油：三环萜三环萜含量低含量低 、五环三、五环三萜烷以萜烷以C30藿烷藿烷为主峰，为主峰，-蜡烷蜡烷含量高，超过含量高，超过C29藿烷。藿烷。源岩：源岩：三环萜三环萜含量低含量低 、五环、五环三萜烷以三萜烷以C30藿藿烷为主峰烷为主峰、-蜡蜡烷含量低，低烷含量低，低于于C29藿烷。藿烷。 这种方法在国内油源对比中使用的也比较多，其特点是适用于石油分类和大量的石油和烃源岩之间的地球化学对比。对比时，先选择石油和烃源岩中的有关生物标志物等指标，然后把归一化的

41、相对含量编制成各种相关图。例如，常用的有20R构型的C27C29甾烷三角图； Pr/Ph、Pr/C17和Ph/C18相对含量的三角图；Pr/Ph-蜡烷/C30藿烷的坐标图等。3.归一化对比法：3.归一化对比法：00.20.40.60.800.511.522.5Ts/Tm蜡烷/ C30藿烷渤南洼陷E s 4 上碳 酸 盐 岩所生原油渤南、五号桩、孤南洼陷E s 3 所生原油孤岛油田馆陶组原油孤岛油田馆陶组原油及周围洼陷烃源岩所生原油Ts/Tm值与蜡烷指数关系图Tm（17（H）-22，29，30- C27三降藿烷）三降藿烷）Ts （18（H）-22，29，30- C27三降藿烷）三降藿烷）0255

42、075100CCC 低 等 水 生 生 物 为 主 油 混 合 类 型 油 陆 源 植 物 为 主 油292827 将原油和烃源将原油和烃源岩岩20RC20RC2727、C C2828、C C2929甾烷的含量归甾烷的含量归一化作三角图进一化作三角图进行投影对比行投影对比 C27C28C29湖相湖相开阔海开阔海+ + + + +湖相湖相浮游浮游生物生物港湾或港湾或河湾河湾大陆大陆高等高等植物植物C27C29甾醇分布三角图甾醇分布三角图+ + +C27C28C29025507510025507510000255010075ES1油 ES1泥岩 ES3泥岩胡81庆67胡庆地区甾烷C27、C28、C

43、29三角图v胡81井沙一段原油与沙一段泥岩甾烷特征差异较大，与沙三段泥岩的甾烷特征有一定的相似性，但沙三段泥岩成熟度较高。v庆67井沙一油与海通集洼陷沙一段泥岩甾烷特征一致，成熟度也相当，应该具有亲源关系。原原油油植烷系列演化三角图植烷系列演化三角图姥鲛烷姥鲛烷%（iC19）植烷植烷%（iC20）发呢烷发呢烷+异十六烷异十六烷+降姥鲛烷降姥鲛烷%（iC15+16+18）油油- -岩对比岩对比0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.00.10.20.30.40.50.60.70.8未熟低熟成熟过成熟C2920S/20(R+S)C29/(+)文留文221井、梁2井东营组油砂抽提物

44、C29甾烷异构体交会图 油源对比的地球化学指标多，包括与油伴生的天然气、轻烃油源对比的地球化学指标多，包括与油伴生的天然气、轻烃（C4-C11）、中等分子量（C12-C25）和分子量比较大（C26-C45）生物标志物。目前油源对比研究主要是解决两方面的问题：1、 不同成因类型的油源对比不同成因类型的油源对比 (1) 海相碳酸盐岩生成原油的地球化学特征海相碳酸盐岩生成原油的地球化学特征 原油的化学性质原油的化学性质 生物标志化合物特征生物标志化合物特征 (2) 陆相原油的地球化学特征陆相原油的地球化学特征 原油的性质原油的性质 原油烃类族组成原油烃类族组成 生物标志化合物特征生物标志化合物特征

45、1）饱和烃馏分）饱和烃馏分 2）芳烃馏分：）芳烃馏分：2、同源不同期次的油源对比、同源不同期次的油源对比油源对比油源对比1、 不同成因类型的油源对比不同成因类型的油源对比 当盆地或区块发育当盆地或区块发育不同类型的烃源岩不同类型的烃源岩时，油源对比的首要任务识别不同时，油源对比的首要任务识别不同类型原油。选择的指标或参数应该注重类型原油。选择的指标或参数应该注重生源方面生源方面，而成熟度的参数应该占次，而成熟度的参数应该占次要地位。要地位。(1) 海相碳酸盐岩生成原油的地球化学特征海相碳酸盐岩生成原油的地球化学特征 原油的化学性质原油的化学性质我国己知的海相成因原油类型有凝析油、轻质油、正常原

46、油和重质油，密我国己知的海相成因原油类型有凝析油、轻质油、正常原油和重质油，密度变化范围在度变化范围在0.71280.9904g/m3之间。之间。典型海相石油的成烃母质以水生低等生物、浮游植物为主，有机质类型主典型海相石油的成烃母质以水生低等生物、浮游植物为主，有机质类型主要为要为型或型或1型。总体仍表现出型。总体仍表现出饱和烃含量高饱和烃含量高、饱芳比大的特点。、饱芳比大的特点。我国碳酸盐岩地层普遍成熟度较高，所以现发现的与之相关的原油，总体我国碳酸盐岩地层普遍成熟度较高，所以现发现的与之相关的原油，总体上油质都较轻，碳酸盐岩生成的石油特征是：上油质都较轻，碳酸盐岩生成的石油特征是：高硫（高

47、硫（ 1.0）, 低低API度（度（2030），），Pr/Ph 1.0,Ph/nC181.0，偶碳优势，偶碳优势CPI0.1)泥岩大于泥岩大于0.49热演化热演化作用作用生油岩烃转生油岩烃转化率化率显微组分复杂，多阶段成烃，显微组分复杂，多阶段成烃，时间长，一般大于时间长，一般大于35显微组分相对简单，成烃时间短，一般大显微组分相对简单，成烃时间短，一般大于于510原油成熟度原油成熟度正常正常明显见到迟缓熟化效应明显见到迟缓熟化效应 排烃运移排烃运移难排烃，短距离运移难排烃，短距离运移易排烃，长距离运移易排烃，长距离运移 原原 油油 性性质质物性物性高蜡高蜡(8)，低硫，低硫(0.5)低蜡低蜡

48、(0.5)饱和烃饱和烃大于大于4060，富含长链烷烃富含长链烷烃(nC30)一般一般3040，长链烷烃稀少，长链烷烃稀少芳香烃芳香烃一般一般2030一般一般3040，富含噻吩类化合物，富含噻吩类化合物非烃非烃510常大于常大于10微量元素微量元素低钒高镍，低钒高镍，VNi1(2) 陆相原油的地球化学特征陆相原油的地球化学特征 原油的性质原油的性质 中、新生代陆相高含蜡（一般为1025），与烃源岩富含陆源植物（孢子、花粉、表皮）生物蜡有关；原油含硫量低（一般为0.10.5），表现出淡水-半咸水湖盆沉积的特征，硫酸盐含量低；具有低钒/镍比特点。 原油烃类族组成原油烃类族组成 以烷烃为主，环烷烃次之

49、，芳香烃较少，多属石蜡基原基。 生物标志化合物特征生物标志化合物特征 1）饱和烃馏分：）饱和烃馏分：检测检测C13C20规则无环类异戊二烯烷烃，同时既有来源于水生生物及菌藻类的生物标志化合物双环倍半萜烷（C14C16）、三环萜烷（C19C30）、藿烷（C30C35）及伽马蜡烷等；又有被子植物生源的奥利烷、伽马羽扇烷和裸子植物树脂生源的二萜类 在陆相原油中，C29甾烷明显高于C27甾烷。 2）芳烃馏分：）芳烃馏分：陆源有机质输入淡水湖泊中，不仅腐殖质组分急剧增多，而且水介质的酸性氧化作用也明显增强，有利于甾烷与藿烷的重排以及各种生物标志化合物的芳构化：芳构化倍半萜类与二萜类，属被子植物树脂生源完

50、全芳构化的生物标志化合物；在酸性氧化作用较强的湖相沉积中陆生被子植物的生源，奥利烷、乌散烷及羽扇烷可芳构化三萜类。2、同源不同期次的油源对比、同源不同期次的油源对比 当盆地或区块只发育一套烃源岩或有机质类型相似的多层源岩时，当盆地或区块只发育一套烃源岩或有机质类型相似的多层源岩时，识别识别不同时期聚集的原油不同时期聚集的原油，对研究油气成藏与分布规律具有十分重要的意义。同，对研究油气成藏与分布规律具有十分重要的意义。同源不同期次的油源对比更注重源不同期次的油源对比更注重成熟度成熟度方面的参数。方面的参数。 反映原油成熟度的地球化学指标比较多：反映原油成熟度的地球化学指标比较多：甾烷C 2920

51、S/20（R+S）、藿烷C3122S/22（R+S）和芳香烃中甲基菲系列参数等。 低熟油最有效的指标是甾烷的立体异构体比值：C29甾烷/（+）和C29甾烷20S/20(S+R)等。一般认为，C2920S/ (20S+20R)值小于0.4、C29/（十）值小于0.4，同时有5（H）-粪甾烷等热不稳定的化合物存在，可作为判别低熟油的可靠标志。 随着成熟度逐渐增高，这类化合物陆续分解或转化成其它化合物，其丰度逐渐减小，以致完全消失，在常规成熟原油与烃源岩中不复存在。因此，这些热不稳定生物标志物的存在与否，可作为判别低熟油的定性标志。东濮桥口白庙油源对比实例分析葛岗集洼陷葛岗集洼陷为淡水为淡水-微咸微

52、咸水沉积，无水沉积，无盐分布。盐分布。前梨园洼陷前梨园洼陷为咸水为咸水-超咸超咸水沉积，有水沉积，有多套盐层分多套盐层分布。布。孟岗集洼陷孟岗集洼陷为淡水为淡水-微咸微咸水沉积，无水沉积，无盐分布。盐分布。白庙白庙桥口桥口北部的下第三系沙河街北部的下第三系沙河街组有三套盐膏层分布，组有三套盐膏层分布，南部为无盐区。南部为无盐区。北部地区有机质以北部地区有机质以-1为主，南部以为主，南部以2-为主为主，北部地区油气丰度大，北部地区油气丰度大，南部油气资源丰度低。南部油气资源丰度低。桥口桥口白庙地区处于东白庙地区处于东濮凹陷南北的过渡带，濮凹陷南北的过渡带，平面上有三个生油洼陷平面上有三个生油洼陷

53、提供油源，剖面上有古提供油源，剖面上有古生界与下第三系两套生生界与下第三系两套生油岩系。油岩系。75古近系系主要古近系系主要为砂泥岩互层为砂泥岩互层组合，组合， 沙三段为主要沙三段为主要的烃源岩层；的烃源岩层； 其下部上古生其下部上古生界的界的C-PC-P的煤系的煤系地层的二次生地层的二次生烃为另一重要烃为另一重要的气源岩。的气源岩。1 1图2-1 东濮凹陷地层沉积柱状图 白白54 3738.0-3806.9 13.9/6 沙三沙三3- 砂组砂组 白白9 3906.2-3913.4 7.2/1 沙三沙三3 砂组砂组 白白11 3990.0-4005.5 11.9/3 沙三沙三3 砂组砂组 白白

54、17 4070.8-4089.9 8.7/4 沙三沙三4 砂组砂组 白庙原油油样白庙原油油样原油主要呈桔黄原油主要呈桔黄色、浅黄色、有的色、浅黄色、有的为白色，凝析油密为白色，凝析油密度小，一般为低为度小，一般为低为0.75g/cm30.82 g/cm3 ，流流体体特特征征 桥口地区的原油密度主要分布在桥口地区的原油密度主要分布在0.720.88之间之间，浅层可达浅层可达0.92(ES1) ，与，与深度有变小的趋势深度有变小的趋势，上油下上油下气的特点气的特点； 白庙原油密度在白庙原油密度在0.730.86之间，之间，随深度增加有变随深度增加有变大的趋势大的趋势，表现了，表现了上气下油上气下油

55、的特征。的特征。0 .7 20 .7 60 .80 .8 40 .8 80 .9 22 5 0 03 0 0 03 5 0 04 0 0 0原 油 密 度 ( g /c m3)深度(m)4 5 0 0图2-11桥口原油密度与深度的关系0 .7 20 .7 60 .80 .8 40 .8 80 .9 22 0 0 02 5 0 03 0 0 03 5 0 0原 油 密 度 ( g /c m3)深度(m)4 0 0 0E S 2E S31E S32E S33E S 1E S340.720.760.800.840.882500300035004000深度(m)ES2ES31ES32ES33原油密度（

56、g/cm3）2-13白庙原油密度与深度的关系原原油油族族组组分分三三角角图图特点：饱特点：饱和烃含量和烃含量高，非烃高，非烃、沥青质、沥青质含量低。含量低。桥口构造顶部浅层桥口构造顶部浅层(ES1ES2)：碳数分布范围大呈前峰型碳数分布范围大呈前峰型, Pr/Ph1桥桥18-24 ES2下下2496.62577.5m桥桥50 ES2 2741.8-2827.8m桥桥2-8 ES1 24932498.5m桥桥29-7ES2下下2649.12657.1mPr/Ph=0.7Pr/Ph=0.76Pr/Ph=0.76Pr/Ph=0.75特点：碳数分布范围呈平头峰或前后双峰，位于葛岗特点：碳数分布范围呈平

57、头峰或前后双峰，位于葛岗集洼陷一侧的桥集洼陷一侧的桥20、桥、桥23 Pr/Ph1呈弱老姣烷优势呈弱老姣烷优势，过渡带桥，过渡带桥55、桥、桥56的的Pr/Ph 1，呈弱植烷优势。，呈弱植烷优势。Pr/Ph=0.77Pr/Ph=1.20Pr/Ph=1.10Pr/Ph=0.87南部南部中部中部桥口原油饱和烃色谱图桥口原油饱和烃色谱图桥58井 4301.44316.4 m桥40 3266.63595m桥38-1 2908.33078.5m从南到北从南到北Pr/Ph 变小变小，表明母质沉积环境，表明母质沉积环境的还原性增加，说明的还原性增加，说明油源条件的变化。油源条件的变化。Pr/Ph=0.98P

58、r/Ph=0.65Pr/Ph=0.72中部中部北部北部42.5045.0047.5050.0052.5055.0057.5060.0062.5065.0067.5070.0072.5075.0077.50Time0100%0100%0100%0100%PCC02341Scan EI+ 2177.17e3PCC02366Scan EI+ 2172.00e4PCC02350Scan EI+ 2174.03e3PCC02357Scan EI+ 2173.76e3白18 ES32 3404.75m前8ES32 4018.97m桥53ES32 3736.21m35.0040.0045.0050.0055

59、.0060.0065.0070.0075.0080.0085.0090.0095.00Time0100%0100%0100%0100%PCC02341Scan EI+ 1913.76e4PCC02366Scan EI+ 1915.96e4PCC02350Scan EI+ 1911.01e5PCC02357Scan EI+ 1911.37e4白18 ES32 3404.75m前8 ES32 4018.97m35.0040.0045.0050.0055.0060.0065.0070.0075.0080.0085.0090.0095.00Time0100%0100%0100%0100%PCC0234

60、1Scan EI+ 1913.76e4PCC02366Scan EI+ 1915.96e4PCC02350Scan EI+ 1911.01e5PCC02357Scan EI+ 1911.37e442.5045.0047.5050.0052.5055.0057.5060.0062.5065.0067.5070.0072.5075.0077.50Time0100%0100%0100%0100%PCC02341Scan EI+ 2177.17e3PCC02366Scan EI+ 2172.00e4PCC02350Scan EI+ 2174.03e3PCC02357Scan EI+ 2173.76e3