油气源对比
油源对比.方案
来 生物标志化合物来源于陆源高等植物、海洋 源 和湖泊中的水生生物，特别是藻类以及细菌。
特 结构复杂、分子量高。不同于干酪根热裂解
点
时形成的低-中分子量、结构简单的烃类。
在成岩 和热成 熟阶段
原在生物 中存在的 甾、醇、 酮化合物
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 出去的石油虽然有相似性，但存在着一定的差异性。
2、对比意义
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、 油与岩对比，可以确定一个盆地中各个油藏是来源于 一个共同的母源，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，有效地指导油气资源 勘探。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 研究工作，几乎每个盆地或多或少都有这方面的研究 资料。
双峰型
生物来源主要
是藻类等水生
生物
15
20
25
30
15
20
25
30
nC21
后峰型
nC22
nC21 nC22
nC28 nC29
无陆源供给的海 15 20
25
30
15
20
25
30
相碳酸盐岩沉积中 缺高分子量烷烃，
现代沉积
生油岩
无奇偶优势。 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
记录器应答值
文23
Es4
文31
Es4
文31
Es33
文古2 P2sh
文69-9 Es4
大庆长垣及以西地区扶杨油层油气来源分析及烃源岩评价
均 为 ７％ ２ ，长垣 北 和齐 家南 地 区青 一 暗色 泥 岩 厚度 较 段
大 ，多数厚度 大于６ ｍ ０ ，齐家 北地区 青 段 暗色泥 岩厚度
明显 小 于 其 它 地 区 （ 表 １ 。 见 ） 利用 有机碳 、生烃潜 量 、氯仿沥青 … Ａ’、总 烃 等 指
标 综 合进 行评 价 有 机 质 丰 度 （ 表２ 。 见 ）
１ ｔ ６（１ ３ ｊ＇
是 来 自本 地 区 的 生 油 岩 。 以往 对 松 辽 盆 地 的 其 它 地 区 开 展
长 Ｋｌ ｎ ０ 鬣 《 ： 一１９ ８
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右的青一段 ，烃转化率达Ｎ３ 。 ％ ０
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１ 前 言 大庆 长 垣 及 以两 地 区 从 东 至 西包 括 大 庆 长 垣 、齐 家 一 古龙 凹 陷 、 龙 虎 泡 一 大 安 阶 地 、泰 康 隆 起 带 和 西 部 超 覆 带 ５１二 级 构 造 带 ， 总 面 积 为 １ ３２ ｍ。 － － ７７ｋ。
长 垣 北 。 油 源 对 比 表 明 扶 杨 油 层 油 气主 要 来 自上 覆 青 一 段 暗 色 泥 岩 ， 具 有 短 距 离运 移 聚 集 的 特 征 ；青 一 段 烃 源 岩 生 烃 能 力较 强 ， 同 时青 一 段 泥 岩 又 是 扶 杨 油 层 好 的 区域 盖 层 ；青 一 段 生 油 岩 埋 深 最 大 、 过 剩 压 力最 大 ， 青 一 段 生 油 岩 生 成 的 油 气 沿 着活 动 断 裂 或 裂 缝 向 下 灌 注 到 扶 杨 油 层 ，这 一 时期 油 气下排 厚 度 最 大 ，平 面上 埋 深较 大 的 凹 陷 油 气下 排 的 厚度 大 。 关键 词 ： 大 庆 长垣 及 以 西 ；扶 杨 油 层 ； 油 气来 源 ； 烃 源 岩
2.19 油源对比原理与方法
第二章石油和天然气的成因2.19 油源对比的原理与常用方法1）油源对比的含义油源对比是依靠地质和地球化学证据，确定油气和烃源岩间成因联系的工作。
油(气)与源岩之间的对比、不同储层油气之间的对比。
2）油源对比的目的追索油气来源，搞清油气与源岩之间的成因联系；判断油气运移的方向、距离以及油气的次生变化；圈定可靠的油源区，确定勘探目标，指导油气的勘探和开发工作。
3）油源对比的理论依据油气是有机成因的。
来自同一烃源岩的油气有亲缘关系，化学组成上相似。
不同烃源岩生成的油气差异较大。
烃源岩中排出的油气与残留油气成熟度相似。
油气运移中，无或很少有不同烃源层的油气混合。
4）油源对比指标选择原则原油与源岩共同含有的，受运移、热变质作用影响较小的性质相对稳定的化合物。
要采用多种指标，综合分析。
5）油源对比的主要方法①应用正构烷烃分布特征进行油源对比正构烷烃的碳数分布范围、主峰碳数、碳数分布型式：受母质类型、有机质演化程度等影响。
油-岩有亲缘关系：正构烷烃分布特征具相似性。
威利斯顿盆地石油和烃源岩抽提物C15+正构烷烃对比图（Williams，1974）威利斯顿盆地石油和烃源岩抽提物C 15+正构烷烃对比图（Williams ，1974）与三套烃源岩分别具有亲缘关系的三种石油：②应用稳定碳同位素组成进行油源对比油气物质的δ13C取决于：原始有机质性质、生成环境、演化程度。
原始有机质和热演化条件相同时，油气与源岩之间的碳同位素组成可比。
若油-岩有亲源关系，δ13C：干酪根>石油；干酪根≥沥青质≥非烃≥芳烃≥饱和烃；这些组分的δ13C值延长线，应落在源岩干酪根δ13C值上及其附近。
冷湖地区原油族组成和干酪根碳同位素类型曲线对比图③应用生物标志化合物参数进行油源对比生物标志化合物（Biomarker）沉积物、原油、油页岩和煤中的某些有机化合物，在有机质热演化过程中具有一定稳定性，没有或很少发生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架，记载了原始生物母质特殊分子结构信息。
油源对比及运移的地化指标
油源对比及运移地化指标参考1.1气相色谱（GC）气相色谱广泛用于油与沥青的筛选和对比研究。
气相色谱对于有机质输入，生物降解、热熟化等次生作用是很敏感的。
1.1.1老鲛烷／植烷（Pr/Ph）Powell和Mckirdy（1973）指出，非海相源岩生成的高蜡原油和凝析油，Pr/Ph比的范围为5到11，而海相源岩生成的低蜡原油，Pr/Ph的范围只有1到3。
Pr/Ph比值会随成熟作用增加而象征性地增加(Alexander 等，1981)有些老鲛烷和植烷在成岩作用期间还可能来自除植醇以外的一些母源（ten Haven ,1987）1.1.2类异戊二烯烷烃类／正石蜡烃类在开阔水体条件下沉积岩石生成的石油，Pr／nC17 小于0.5，而源于内陆泥炭－沼泽相沉积的石油，该比值小于1。
Pr／nC17和Ph／nC18都随石油热成熟度而增加。
这比值也容易受生物降解等次生作用的影响。
通常正构石蜡烃类要先于类异戊二烯烷烃类受到喜氧菌的吞食。
1.1.3气相色谱“指纹”正构烷烃的双峰群分布，以及偏nC23至nC30的正构烷烃分布，通常与陆生高等植物腊有关。
与碳酸盐岩生油岩有关的沥青和油，通常表现为偶碳数正构烷烃优势；而与泥岩（页岩）相关的沥青和油一般表现为低于nC20的奇数碳正构烷烃优势。
正构烷烃的奇数碳优势通常见于许多源于页岩类生油岩的湖相油和海相油。
包括生物降解作用、熟化作用和运移作用在内的一些次生过程很容易改变这些化合物。
正构烷烃的双峰群分布以及偶碳数或奇碳数优势，会随着热成熟度的增加而消失。
1.1.4稳定同位素（1）相关的石油之间，成熟度差异引起同位素的变化可达2-3‰（2）碳同位素差值大于约2-3％的油，一般来说是不同油源的（3）一般来说，沥青的13C含量要比源岩干酪根低0.5-1.5‰，同理，石油要比相应的沥青低0-1.5％。
一种元素由重同位素形成的键发生断裂所需要的能量要比轻同位素形成的键要多。
这是同位素动力学效应的基础。
烃源岩特征与油源对比
取100-110℃为基准间隔，令n=0 (100110℃)其它间隔的指数为：
温度间隔（℃） 指数n
80-90
-2
90-100
-1
100-110
0
110-120
1
120-130
2
温度间隔内的地层厚度可能大致相等，但 相等厚度地层的沉积时间则可能区别较大，因 沉积速度不同所致。
时间因子 ∆t—每个温度间隔内的沉积时间 （Ma），任意温度间隔内的成熟度为
三、烃源岩的地球化学特征
（有机质丰度、类型、成熟度）
（一） 有机质的丰度
烃源岩中有机质的丰富程度。
常用指标 有机碳、 氯仿沥青“A”、总烃含量
1、有机碳（Toc)
岩石中与有机质有关的碳。 剩余有机碳含量：用单位重量的岩石中 Corg的重量百分数来表示。 泥岩中有机碳含量在1.16~1.60 %之间,平均 1.22 % ； 碳酸盐岩中的有机碳只要大于0.08%，就 被视为生油岩。
（2）Kerogen颜色及H/C、O/C原子比 随 有 机 质 成 熟 度 ↑ ， Kerogen 颜 色 加 深 ，
H/C↓、O/C原子比↓，向富C方向收缩。
三种干酪根产烃开始时的元素组成表
干酪根
Ⅰ
产
Ⅱ
油
Ⅲ
H/C O/C
1.45 0.05 产
1.25
0.08
湿 气
0.8 0.18
H/C O/C
0.7 0.05 产
P1：较低温度(<300℃)下样品释放的 游离烃；
P2：较高温度（300~500℃）下干酪 根热解生成的烃类；
P3：干酪根中含氧基团热解生成的 CO2
峰面积S1、S2、S3：表示相应产物的含 量，单位为mg/g。
考试试卷参考答案及评分标准-油气地球化学
布、指出主峰碳，判断原油的沉积环境和成熟度。
六、综合分析题（15分）某两个天然气样品的天然气组成和碳同位素分析数据如下表所示：和排出了具有商业价值油气聚集的岩石。
（1分）5、门限温度：门限温度是指有机质在热演化过程中开始大量生成油气时所对应的温度。
6、氯仿沥青“A”：是指以氯仿作溶剂（1分）得到的岩石抽提物。
（1分）7、生物标志化合物：指沉积物或岩石中来源于活的生物体，在有机质演化过程中具有一定稳定性，没有或较少发生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架（1分），记载了原始生物母质的特殊分子结构信息的有机化合物（1分）。
8、干酪根：干酪根是指沉积物或沉积岩中不溶于非氧化（0.5分）的无机酸、碱、有机溶剂和水（1分）的一切有机质。
（0.5分）9、大型气田：天然气探明储量大于300×108m3的气田。
（2分）10、油气源对比：油气源对比是指应用有机地球化学的基本原理（1分），合理地选择对比参数（指标）来研究油、气、岩之间的相互关系。
（1分）d b c a b a a a b d1、（×）2、（ ）3、（ ）4、（ ）5、（×）6、（ ）7、（×）8、（×）1、（1）干酪根分类方法：元素组成分类、显微组成分类、热解特征分类。
（4分）（2）优点。
（2分）（3）缺点。
（2分）2、（1）生物甲烷气阶段：主要特征、作用因素及产物特征（2分）。
（2）石油形成阶段：主要特征、作用因素及产物特征（4分）。
（3）热烈解甲烷气阶段：主要特征、作用因素及产物特征（2分）。
3、（1）、主要类型。
（4分）（2）、主要应用：判断母质来源。
判断有机质的热演化程度。
研究油气运移。
油气源对比。
4、（1）、次生变化类型（4分）（2）、结果（4分）5、（1）、有机质成油成气过程属于一级化学反应，符合阿仑尼乌斯方程。
（2）、油气生成过程中温度是最主要的影响因素。
（3）、反应速度与活化能也有明显的关系。
第二章 2.7 油源对比
8 6 4 2 0 1 6 11 16 21 26 31 36 41
大王北地区同源原油的正构烷烃碳数分布曲线图
大北25-23 大北14-18 大北10-4 大371 大65-51 大65
由于正构烷烃 对细菌降解和热力 作用最为敏感，并 在一定程度上受运 移影响，所以正构 烷烃指标一般只对 低—中等成熟度， 生物降解不明显的 原油才有较好的效 果。
பைடு நூலகம்
冷湖4、5号原 油的延长值与 潜伏地区岩样 的偏离度小于 0.5‰,而与冷 湖J25样品偏差 较大，说明原 油不是来自J25 生油层，而是 来自与潜伏地 区相同的生油 岩
三个原油的稳定碳同位素类型曲线形态和变化 趋势一致，表明它们具有相关性，即同源。
3、生物标志化合物
生物标志化合物（Biomarker）是沉积物 中的有机质以及原油、油页岩和煤中那些来 源于活的生物体，在有机质演化过程中具有 一定稳定性，没有或很少发生变化，基本保 存了原始生化组分的碳骨架，记载了原始生 物母质特殊分子结构信息的有机化合物，也 称为分子化石。
在石油和沥青中存在着异戊二烯烷烃 系列，其中尤以iC15~iC20在色谱图上最为 明显。尽管它们远不及饱和烃含量高，但 是由于结构比较稳定，能够比正构烷烃更 好地抵抗微生物的降解，所以是一类重要 的对比参数。其中老鲛烷和殖烷丰富且稳 定，几乎在每个原油与生油岩抽提物中都 出现，运移作用又不改变其相对含量。
2、碳同位素：δ13C
13C取决于原始有机质性质、生成环境和演 化程度。不同成因的石油同位素组成差异较大 原油的饱和烃、芳烃、非烃和沥青质的13C 值依次增加。若油、岩有亲源关系，这些组分的 13C值延长线，应落在生油岩干酪根的13C值上及 其附近
δ13C干>δ13C沥≥δ13C油，
第8章 油源对比(新改)
济阳坳陷三类低熟油正构烷烃碳同位素分布
-30
-29
13
C
文256井 沙三3 泥岩
-27
（ PDB% ）油
-26
文260 沙三2 油
国内有机物标准为碳黑(GBW00407, δ 13C=-24(‰)
自然界中碳同位素的变化
如天然气、石油与烃源岩同源有： δ13C天然气< δ13C饱和烃< δ13C原油< δ13C芳烃< δ13C非烃< δ13C沥青质< δ13C干酪根
δ13C芳烃=δ13C饱和烃+5.46
不同有机质成因的石油碳同位素也有较大的差异
油 气 源 对 比 指 标 的 选 择
总组成指标
物理特性 族组成 同位素组成 正构烷烃浓度
分子指标
轻烃（C5-C10） 高分子正构烷烃 异戊二烯类烷烃 芳烃化合物 甾类分子异构体 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。
-22 -23 -24 -25 -26 -27 -28 -29 -30 -31 -32
同位素 C-P源岩 C-P源岩
文古2（P2sh） 文65-84 卫319 文10-95 文10-25 胡12-11 卫95井 胡16 庆古2
文古2原油
文古2（煤） 文古2（泥岩）
烷烃
芳烃
非烃
沥青质
卫371
2、正构烷烃
2、对比意义
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、油与岩对比，可以确定一个盆地中各个 油藏是来源于一个共同的母源，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， 有效地指导油气资源勘探。对于我国含油气盆地 大量的研究者，应用地球化学对比指标特别是甾、 萜烷类进行油—油、油—岩对比研究，做了大量 的研究工作，几乎每个盆地都有这方面的研究成 果。
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第七节 油气源对比
一、油源对比
油(气)与烃源岩的对比
油（气）与油（气）的对比
油(气)之间、油(气)与烃源岩之间的亲缘关系和成因联系
1．油源对比原理 （相似性原则）
①来自同一源岩的石油在化学组成上具有相似性
②烃源岩中的可溶有机质(氯仿沥青“A”)在成分 上与该烃源岩生成的石油具有相似性。
一、油源对比
一、油源对比
Relative Abundance
RT: 33.51 - 60.64 100 90 80 70
56.96 55.12
NL: 2.70E4
m/z= 216.50217.50 F: MS geoa13189 2
60 55.65
50
52.83
40 30 20 10
34.02 0
60 55.65
50
52.83
40
54.03 30
51.91
20
10 34.02
39.09
37.33 36.87
41.62 41.22
44.21 46.13
48.43 50.33
57.32 59.18
0
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
Time (min)
C27甾烷（胆甾烷）C28甾烷（麦角甾烷）C29甾烷（谷甾烷）
16000 14000
12000
10000 8000
6000 4000
2000 0
时 间 -->
46.00 48.00 50.00 52.00 54.00 56.00 58.00 60.00 62.00 64.00 66.00
一、油源对比
④萜烷分布
饱和烃GC-MS图 m/z191
RT: 16.14 - 76.69 100 90 80 70
δ13C1-Ro关系
（据廖永胜，1984，转引自包茨《天然气地质学》，1988）
油 源岩
油 “A”
一、油源对比
2．油源对比方法
（1）油源对比指标的选择： ①在烃源岩与石油中并存； ②受运移、热变质作用影响较小
生物标志化合物(biomarker)：
是沉积有机质、石油中那些来源于活的生物体、具 有明显分子结构特征、分子量相当大的有机化合物 在有机质的演化过程中表现出一定的化学稳定性， 其结构没有或很少发生变化，或只发生重排，基本 保持原始生化组分的碳骨架
34
丰度
18000
51.91
54.03
37.33 36.87
39.09 41.62
41.22
44.21 46.13
48.43 50.33
57.32 59.18
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
Time (min)
离 子 217.00 (216.70 到 217.70): SAT-NAN108.D\DATASIM.MS
59.29 57.40
NL: 4.09E5
m/z= 190.50191.50 F: MS geoa13189 1
60
50
54.63
60.13
40
61.60
30 36.91
62.52
20
34.90
40.89
10
42.04 46.57
53.74
20.97
29.12 32.67 32.97
38.72
43.26 50.58 52.40
一、油源对比
（2）油源对比指标及应用
①正烷烃分布特征
一、油源对比
一、油源对比
②异戊间二烯型烷烃相对含量
一、油源对比
③规则甾烷分布
RT: 33.51 - 60.64 100
90
80
70
饱和烃GC-MS图 m/z217
56.96 55.12
NL: 2.70E4
m/z= 216.50217.50 F: MS geoa13189 2
0
63.67
66.48 67.29 71.13
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
Time (min)
原油 烃源岩1 烃源岩2 烃源岩3
一、油源对比
⑤生物标志化合物多参数对比二、气源对比气源对比的基本原理：
①根据天然气的成因类 型确定气源岩的类型
②根据天然气的成熟 度确定气源岩的埋深 （成熟度）