油气地球化学(正构烷烃)调查研究方法综述
涠洲油田油气地球化学特征及成因类型探讨
涠洲油田油气地球化学特征及成因类型探讨张传运;潘潞;黄苏卫【摘要】中石化涠西探区2015年获重大突破,涠西南D洼东部斜坡发现了涠洲油田.为揭示原油的成因和来源,此文采用地质地球化学技术,通过GC、GC-MS分析表明,原油中链烷烃组分以低碳数正构烷烃为主,平滑分布;甾萜烷异构化程度较高,富含重排甾烷,具丰富的C304-甲基甾烷以及低碳数甾烷,C27、C28、C29规则甾烷呈“V”型或“L”型分布.油-油、油-源对比表明,涠洲油田原油与流沙港组优质的深湖-半深湖相烃源岩具有成因联系.原油成熟度参数C29甾烷αββ/(αββ+ααα)、C31升藿烷22S/(S+R)等表明原油已达成熟阶段,利用甲基菲指数MPI1折算原油成熟度分布在0.79～0.97之间,原油成熟度与涠西南D洼流沙港组烃源岩热演化程度相当.综合以上分析认为,涠洲油田的原油表现为典型湖相特征,主要来源于涠西南D洼流沙港组烃源岩.【期刊名称】《海洋石油》【年(卷),期】2018(038)004【总页数】8页(P9-16)【关键词】涠洲油田;生物标志物特征;原油成熟度;原油成因类型【作者】张传运;潘潞;黄苏卫【作者单位】中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司勘探开发研究院,上海200120;中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司勘探开发研究院,上海200120;中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司勘探开发研究院,上海200120【正文语种】中文【中图分类】TE122中石化涠西探区位于北部湾盆地北部坳陷，主要涉及涠西南凹陷D洼以及海中凹陷的中部地区。
2015年以来，中石化在涠西探区油气勘探取得突破，在涠11-5W构造上相继钻探了几口高产油气流井，标志着涠洲油田的发现。
目前已有大量学者对于北部湾盆地油气成因与成藏进行了深入分析[1-6]，包括涠西南凹陷A、B、C洼、福山凹陷、迈陈凹陷等，认为油源主要来源于流沙港组。
对于中石化涠西探区所属的涠西南D洼和海中凹陷的油气成因与成藏方面研究较少，对于已发现油气的地球化学特征及成因等研究还未深入展开。
油气地球化学
稳定性同位素质谱分析技术在石油地质中的应用与进展摘要：随着现代分析测试技术的提高,稳定性同位素质谱分析技术在油气地球化学中的应用也越来越广泛。
总结了碳同位素、氦同位素、锶同位素以及Re-Os同位素在油气地球化学中的应用,这些应用包括:用同位素研究来鉴别原油的生成环境和母质类型,对天然气进行成因分类和鉴别,判断天然气的成熟度,进行油气源对比,讨论油气的次生变化,研究油气运移,油气藏的成藏年代等。
探讨了这几种同位素在油气地球化学应用研究中存在的和应注意的问题。
关键词：稳定性同位素；石油地质；应用PROCESS AND APPLICATION OF STABLE ISOTOPESIN GEOLOGY OF NATURAL GAS AND PETROLEUMLiming ZhaoResource school, China University of Geosciences, wuhan, 430074, ChinaAbstract: The important roles of stable isotope data in the determination of the origin of natural gases, identification of kerogen precursors, comparison of oil-gas-sources, retracing of second migration of oil and/or gases, exploring the evolution of organic matter, analyzing the secondary change of oil and/or gases and exploitation of heterogeneous oil and/or gases are elucidated; the latest developments in their study and application in production are also introduced.Keywords: stable isotope, petroleum geology, application前言在石油天然气地质工作中,稳定同位素方法日益受到重视。
油气地球化学勘探方法
在潜水面以下，地层一般是水饱和的， 当地下水静止不动或流动速度甚低时，浮 力使油气从地下深部向地表发生垂向迁移。
由于油气与水不相混溶，产生油珠或气泡，而油 珠或气泡的密度比水小，则油珠或气泡就受到其 所排开同体积水的重量的上升浮力。
局部详查
以确定最优的化探异常区（勘探远景区） 为目的，指导油气田详查和初步的井位 分布。
油气田勘探
验证和完善所建立的异常模式； 评价和估算油藏品位； 为研究油藏成藏模式和油田深入开发提供基础资
料；
油气化探的优缺点
优点：（1）投资少、见效快、成功率较高的初级勘 探技术。
（2）施工简单、适用性强。
稀油藏
• 1992年根据化探成果,华北油田二连公司决心钻探位 于罕尼构造上的稀油探井吉3井,结果在1 105~1 305 m井段见稀油油层,通过试油获工业油流。随后,又结合 化探成果,在宝饶构造带北侧低部位吉41井断块构造实 施钻探,结果吉41井在1 203. 6 ~ 1 387.6 m井段获日产 0.2 t的稀油工业油流,证实宝饶构造带整体含油,为吉尔 噶郎图凹陷探稀油获高产打开了局面
• 3．流体动力学作用
流体动力学作用是压力梯度驱动下，流 体在多孔介质中做定向运动。这里的流体， 包括水、油、气以及它们相互溶解的溶液。 烃可以单独成相或溶解在水中呈真溶液或 胶体溶液被水带运。在运移过程中，还可 以发生过滤作用，即水与烃的分离作用。 水的来源是深部盆地压实水或循环到深部 的雨水。水的驱动力是水位差或构造应力。
油气地球化学勘探技术发展现状与方向 索孝东
以烃类为基础的化探方法
• 壤气烃测量 • 水溶烃测量 • 土壤烃测量
2011 第三章 油气地球化学的主要分析方法简介
D (%) I1
70 60 Ⅰ 50
40 30 Ⅱ1
20
Ⅱ2
10 Ⅲ
410 420 430 440 450 460 470 480 490
Tmax ℃
21 Ⅰ
19
17
15
13
11 Ⅱ1
9
7
5
Ⅱ2
3
Ⅲ
1
410
430
450
470
Tmax ℃
降解潜率D、Tmax生油岩有 机质类型图版
类型指数、Tmax生油岩有机质 类型图版
与无机矿物 分离开来
深入研究
分子量较小的化合物（沥青）：有机溶剂萃取（抽提） 高分子量的化合物（干酪根）：与无机基质的分离
从取样、储存、碎样直到分离的整个过程中， 有机质都容易受到污染或发生物理化学变化。
有机质的分离、纯化等基础工作十分重要，它 是保证仪器测试准确性和可靠性的关键。
一、岩石中可溶有机质的抽提
五、有机元素分析
有机元素是石油及沉积岩中有机质的基本组成， 其中以碳、氢元素为主。从干酪根至沥青到原油，氢 显著地增加、碳稍有增加，而硫、氮、氧却一致减少。 由于氢比其他元素轻得多，所以氢含量较高的石油比 重低。
在石油地球化学研究中，一般用元素组成范围或 原子比值来表征有机母质的性质，用干酪根或抽提物 中C、H、O元素随埋深的变化来研究生油岩中有机质 热演化特征等，因而是重要的分析项目之一。
一、概述
色谱法：又称色谱分析、色谱分析法、层析法，是一种分离和 分析方法。色谱法利用不同物质在不同相态的选择性分配，以 流动相对固定相中的混合物进行洗脱，混合物中不同的物质会 以不同的速度沿固定相移动，最终达到分离的效果。
1．两相所处状态分类
油气地球化学
二、生物标志化合物
• 3．甾萜化合物
• 1）萜类化合物 • 是分布广泛含量丰富的标志物，包括环状和非
环状结构的化合物 • 主要指环状结构的萜类。包括双环倍半萜、三
环双萜、长链三环萜、四环萜和五环三帖。双 环倍半萜和三环双萜来自于高等植物 • 长链三环萜主要分布海相沉积中，藻类成因 • 五环三帖包括藿烷和非藿烷系列 • 藿烷是重要的生物标志物；主要来源于细菌和 蓝绿藻和低等植物。 • 四环萜是无环萜类降解产物
• 1959年在美国匹兹堡成立了第一个国际性的有机地球化 学分会。
• 1962年在意大利米兰召开了第一次国际会议，出版了 《有机地球化学进展》，规定两年召开一届学术会议。
• 1963年布雷格主编《有机地球化学》，论述天然有机物 地球化学。
• 1964年苏联出版《有机质地球化学》，论述沉积金属矿 产的有机地球化学，标志着有机地球化学学科独立。
• 80年代以后对煤成油的机理取得了深刻的认识。
二、油气地球化学的发展史
• 在相当长的一段时间内，油气地球化学仍会为石油形成 与分布的研究作出应有的贡献。
• 对新区勘探和老区深化研究； • 对低成熟油、煤成油以及碳酸盐成烃机制的深入认识； • 运用生物标志物，尤其是非烃化合物来研究油气运移； • 油藏地球化学着重研究孔隙形成无机-有机反映并预测
三、有机质的研究方法
• 2.分离和纯化 • 根据研究的目的进一步进行组分的分离和纯化。 • 主要采用方法有柱色层、薄层色谱、络合物加成等。 • 3.干酪根的分离 • 抽提后的岩样中还含有大量不溶于有机溶剂的干酪
根。分离的方法有物理的和化学的， • 物理方法不会影响干酪根的成分，但不能完全除去
全部矿物，尤其是黄铁矿，其与干酪根紧密共生。 • 化学方法可以较完全分离干酪根，但多少改变干酪
研究油气地球化学勘查技术的态度与方法
研究油气地球化学勘查技术的态度与方法李广之,唐碧莲,缪九军,袁子艳(中国石油化工集团石油勘探开发研究院石油化探研究所,安徽合肥 230022)摘要:油气地球化学勘查技术的理论基础还很薄弱,在此理论基础之上建立的勘查技术还不是很成熟。
要想研究、发展和完善油气地球化学勘查技术的理论和方法,就必须用实事求是的态度来正确认识油气地球化学勘查技术研究的现状及存在的问题,明确思路,抓住关键,并用科学的方法才能达到目的。
关键词:油气地球化学;勘查技术;科学的态度与方法中图分类号:P632 文献标识码:A 文章编号:1000-8918(2003)03-0197-05 油气地球化学勘查技术的理论基础是油气烃源中烃类的垂向运移,这个已为油气地球化学界所共识的结论可以说是一个近乎事实的假说。
现阶段只能提供较多的烃类垂向运移的事例,但理论上的问题还远未解决,如烃类的垂向运移的热力学及动力学过程、方式、影响因素以及与环境的相互作用等问题都未能很好地解决,不少相关的结论也都停留于假说和实验阶段。
同时,烃类的垂向运移决不是唯一的运移方式,断裂、不整合面、地下水的流动、地层孔隙度及其它构造条件等都可能使烃类发生较大规模的变向运移,这会对依异常来了解和预测下伏油气藏的位置增大了难度。
烃类的垂向运移的某些理论问题未能解决,就不可能对烃类的变向运移过程作进一步的研究和认识。
1 油气地球化学勘查技术现状1.1 近地表油气地球化学勘查技术现状近地表油气地球化学勘查技术已形成一套工作方法体系,很多方法都列入油气勘查技术系列,制定了技术标准,实施规范化管理[1]。
现在已建立了数十种相互独立、分析多类型指标的方法。
样品采集范围涉及大气、土壤气、土壤、沉积物、岩石、水及微生物等。
相对应的分析指标涉及游离烃、吸附烃、溶解烃、热释烃、He 、Rn 、p H 、Eh 、ΔC 、磁化率、热释光、放射性及遥感等。
可见,近地表油气地球化学勘查技术的方法研制相当活跃,而且已建立起来的每种方法都有很多实例来证明方法的科学性和有效性。
第十一章 油气地球化学勘探方法——【石油有机地球化学】
此类线性异常见于断裂、裂隙带或发生过 断裂-破裂构造作用的背斜等地表迹线上，异常 包含有C+6烃是由逸散作用或载有大量溶解烃的 盆地深部水的垂向迁移造成的。
断裂带上方的异常与未受断裂的油气藏上 方的异常特征有所区别：
前者由于C+6烃的向上搬运，具有相当大的 C6~C7烃浓度；后者主要由C1~C5烃组成几乎或 根本没有C+6烃。
2. 油气的生成具有分带性
沉积有机质的演化和油气生成具明显的分 带性，这是判别地表烃类属同生烃还是地下油 气藏渗漏的运移烃的基础。 储层气：由干气藏到低压不饱和的油藏，甲烷 的含量明显是降低的。只含干气的盆地，储层 气中重烃不超过5%。油藏气体的重烃，含量 分布范围较广，且比例一般较高。
土壤气：土壤烃气的浓度、组成都较复杂，变 化很大。在浓度上大部分土壤中烃气的含量很 低，但在油气藏上方常出现高含量的异常性。
（2）由于土壤类型，水分含量或者地层的变化 ，是否会存在一个以上的背景水平。
（3）异常是否仅局限于一种类型的地形特征或 地貌特征？如地形高处或低处，如果是这样， 除非有合理地质解释，否则其真实性值得怀疑 ；
（4）数据的数量和质量是否满足圈定异常— 画 等值线的需要；
（5）是否有足够的信息来鉴别潜在产油层的时 代和类型。
传统的化探理论曾将扩散作用看作 油气渗漏的主要机理。因而，备受质疑。
烃类气体通过上覆地层一般认为 存在两种最基本的形式：
渗滤作用；扩散作用
㈠渗滤作用
渗滤作用是存在压差的情况下，流体在孔
隙介质中的运动，当气体单向渗滤时，其容积
速度可表示为：
Q=K×S×(P21-P22)/2μh
式中：Q=渗滤气体的容积速度； h—渗滤距离； K—介质的渗透率； S—渗滤作用的横断面积； μ—渗滤气体的粘度； P1、P2—孔隙介质两端的压力；
关于油气地球化学的新技术和新方法分析
关于油气地球化学的新技术和新方法分析付莹(沈阳师范大学化学与生命科学学院,辽宁沈阳110034)【摘要】油气地球化学是利用多项实验分析技术获得与石油地质相关的信息参数,同时对油气地质进行预估,以便使微观地质研究以及合理的勘探开发得以实现。
油气地球化学是我国石油地质研究领域当中不可或缺的部分之一。
本文简述了油气地球化学中的技术,从天然气有机地球化、油气轻烃两方面分析了油气地球化学,以便油气地球化学能够在我国地质研究当中的应用更为广泛。
【关键词】油气地球化学技术分析新方法油气地球化学是我国地质勘查的主要应用手段之一,能够快速、有效的帮助我国或去石油地质的相关信息,为我国石油开采以及相关工程起到积极作用。
我国油气地球化学分析技术兴起于20世纪五十年代后,由苏联引进中国。
我国通过不断的开发以及创新,截止目前为止,我国在油气地球化学方面已然形成新的技术以及方法,从而对我国的发展具有积极意义。
1油气地球化学分析技术1.1油气地球化学分析技术的内涵以及功能以油气地球化学的角度来看,油气地球化学技术具有多方面功能:其一,油气地球化学技术能够帮助研究人员分析沉积盆地当中之所以形成石油与天然气资源的原因。
另一方面,分析石油与天然气资源在运移成藏之后所产生的次生变化。
研究人员通过油气地球化学技术能够对上述两个方面进行深人研究。
现今,油气地球化学技术正在高速发展,相关人员也在不断进行研究。
我国以原有的油气地球化学分析技术为基础,可以令含氮化化合物的分离制备得以实现,可以对石油与天然气资源中的色泽、质量、生物标志以及分子等石油信息实施检测,并得出其质谱、色谱以及同位素方面的数据。
我国以油气地球化学分析为基础,不断开发新型的技术以及方法,其目的是为我国现今的石油与天然气资源勘测、石油与天然气成因分析、运移成藏的过程预测以及后期次生变化方面所做的研究供提供数据支持以及保障。
1.2油气地球化学分析技术的作用油气地球化学分析技术在勘察过程中,一般是以土壤气测法作为勘察的主要手段。
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油气地球化学（正构烷烃）调查研究方法综述摘要：正构烷烃是生油岩和原油的一种主要化学组分，具有多种成因和来源，其组成和碳数分布能反映有机质类型、沉积环境性质和热演化程度[]1。
本文在参考大量国内外文献的基础上，对正构烷烃在原油中的分布特征及其地球化学意义进行了综合分析及浅显的阐述。
关键词：生物标志化合物、正构烷烃、分布特征、地球化学意义1正构烷烃在原油中的分布特征在没有遭受生物降解作用改造的情况下，正构烷烷烃系列无疑是原油中的主要组成部分[]9，其含量一般占原油的15～20%。
高者：如我国华北地区高蜡原油正烷烃含量可高达38～40%（占饱和烃含量的87～91%）。
低者：如华北地区、南海中均发现有正烷烃含量占饱和烃的1～4%的原油。
一般的沉积地层中正构烷烃多为奇碳数优势分布[]1312-，我国大部分陆相生油岩及原油具有这样的地球化学特征。
而咸水湖相及碳酸岩沉积环境有机质中正构烷烃碳数分布独特，常在C22～C30范围呈偶碳数优势[]14，我国的江汉盆地[]15和柴达木盆地[]16第三系咸水湖相生油岩及其所生原油正构烷烃中也见有这种分布模式。
这类正构烷烃的偶碳数优势成因，一般被认为是由偶碳数正构脂肪酸和醇类的还原作用[]17。
据唐立杰对冀东油田部分区块原油正构烷烃的分析，冀东油田原油的正构烷烃相对质量百分含量分布趋势基本相同，但其碳数分布仍可分为3类：(1)原油正构烷烃分布主要表现为单峰分布，其主峰碳在C15附近，各原油样品的相同碳数的正构烷烃的相对质量百分含量相差不大，C15以后的正构烷烃相对质量百分含量随着碳数的增加成降低趋势；(2)主峰碳在C15附近，次主峰碳在C25附近，C15以后的正构烷烃相对质量百分含量随着碳数的增加成降低趋势；(3)M27—29和NPll一X116井的原油表现为生物降解原油特性，各碳数的正构烷烃相对质量百分含量较低且相差不大。
2地球化学意义正构烷烷烃系列是原油中的主要组成部分，在没有遭受生物降解的情况下，且其分布与组成特征可以提供有关有机质类型、有机质成熟度及烃源岩形成的沉积环境的性质等地球化学信息。
2.1 确定有机质母源烃源岩正构烷烃的组成可以用来反映母质来源，通常中低分子量正构烷烃主要反映低等水生生物来源，而以C27～C31为主峰的高分子量正构烷烃主要反映高等植物来源[]18。
正构烷烃分布特点揭示，海相油页岩具有丰富的菌藻类输入，陆相油页岩原始母质以高份额的陆源高等植物输入为特征。
奇碳数优势的C27～C29正构烷烃的碳同位素组成，被作为鉴别湖相和海相地层中起源于不同新陈代谢途径陆生植物的诊断性标志[]2019-，一般认为C3型植物，包括树木、灌木和寒冷季节生长的水草，其正构烷烃C 13δ值为-25.0%～-38.0%，平均-28.0%；C4型植物，主要是温暖季节生长的水草，其正构烷烃C 13δ值为-16.0%～-10.0%。
陆源高等植物：正构烷烃主要分布于高碳数部分，即nC27、nC29、nC31和nC33，且有高的奇偶优势；低等水生生物：如藻类，正构烷烃集中分布于C25以下的低碳数部分，奇偶优势不明显。
低等水生生物富含类脂化合物，正构烷烃中低碳数成分占优势，轻重烃比大，而高等植物则富含蜡，高碳数成分占优势，轻重比小。
2.2 确定沉积环境当原油或烃源岩的正构烷烃存在偶碳优势时，表明烃源岩形成盐湖或弱碱性的还原性很强的环境。
此时的Pr/Ph 常明显低于1。
海相油页岩正构烷烃具有低碳数优势，nC15、nC16或nC17为主峰碳，无明显的奇偶碳数分布，Pr/Ph 比值显示，多数海相油页岩具有姥鲛烷优势，海相油页岩原始有机母质构成中，既有丰富的菌藻类等低等水生生物，还有一定比例的陆生高等植物混合输入的特点，属贫氧—缺氧、弱氧化—弱还原沉积环境；陆相油页岩正构烷烃具有高碳数优势，主峰碳数为nC23或nC29，奇碳数优势突出，属缺氧、强还原湖泊沉积环境[]21咸水湖相生油岩中正构烷烃系列的偶碳数优势常被认为与其特有的强还原性沉积环境有关。
Welteet al 认为偶碳数正构脂肪酸及醇类在这种强还原环境中所经受的还原成烃作用程度超过氧化脱羧作用，以致所形成的正构烷烃系列呈偶碳数优势分布[]17。
2.3 成熟度指标自20 世纪60年代初期以来，人们一直将正构烷烃OEP 值（或CPI ）视为经典的成熟度指标。
2.4 油源地球化学对比正构烷烃的奇偶优势可以成为油源地球化学对比的有效辅助参数[]27。
目前人们在油源对比研究中主要考虑甾、萜烷生物标志物参数的一致性，很少注意正构烷烃分布的相似性。
然而，朱扬明对于柴达木盆地西部第三系原油和生油岩的油源对比研究发现，后者显得尤为重要。
其对盆地的油源区确定和油气资源评价具有重要的现实意义[]12.5判别正常原油与降解原油由于生物降解作用，一些正构烷烃被降解损失，碳数较大的正构烷烃就被完全降解，蜡含量偏低，原油特性表现为粘度低和凝固点低，从而可以根据原油的粘度和凝固点来判断原油是否遭受降解。
但这只能起到辅助作用，因为导致原油的粘度和凝固点变低的因素有很多。
CPI ＝————————————＋———————————nC 25+nC 27+nC 29+nC 31+nC 3312nC 25+nC 27+nC 29+nC 31+nC 33nC 24+nC 26+nC 28+nC 30+nC 32nC 26+nC 28+nC 30+nC 32+nC 343分析总结1.正构烷烃是一种重要的生物标志化合物，其是生油岩和原油的一种主要化学组分，具有多种成因和来源。
2.不同来源的有机质，原油或烃源岩正构烷烃碳数范围不同，存在峰态分布特征。
有机质的双重输入特征：前峰C15～C21范围的正构烷烃为低等生源的贡献，后峰C23～C35范围的正构烷烃为高等生源的贡献。
当成熟度较高时，均表现为单峰态分布特征。
3.中等分子量(nC15～nC21)奇碳数正构烷烃，来源于低等浮游生物（包括细菌和藻类），其正构烷烃分布主要集中在C20以前，以C15 和C17 为主。
高分子量(nC25～nC33)奇碳数正构烷烃，经常出现在富含陆源物质的碎屑岩层系中有机质中。
其中正构烷烃多以C27、C29、 C31和C33为主，具有明显的奇偶优势。
4.陆源高等植物：正构烷烃主要分布于高碳数部分，即nC27、nC29、nC31和nC33 ，且有高的奇偶优势；低等水生生物：如藻类，正构烷烃集中分布于C25以下的低碳数部分，奇偶优势不明显。
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