2.19 油源对比原理与方法
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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。
也称:分子化石。
a. 类异戊二烯型烷烃
分布普遍,结构比较稳定,能够比正构烷烃更好地抵抗微生物的降解。
系列对比(iC15~iC20);比值对比(Pr/Ph,Pr/nC17,Ph/nC18)。
反映环境:Pr/Ph
大于1,姥鲛烷优势,沉积水体较淡;小于1,植烷优势,半咸水-咸水。
反映成熟度:Pr/nC17; Ph/nC18;(Pr+Ph)/(nC17+nC18)。
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nC 17
nC 18 nC 27
响应
时间
GCMSNo.177
GCMSNo.355
Pr
Ph
怀俄明州两个相关石油的气相色谱图
两原油同源,其差异是成熟度
不同引起的。
利用气相色谱图进行分析
陕甘宁盆地延长组、延安组类异戊二烯烷烃对比表(黄第藩等,1986)
延长组石油 和 延安组石油:均来源于延长组源岩。
类别
时代
产层
Pr/Ph
Pr/nC 17
Ph/nC 18
比值 相似系数
比值 相似系数 比值 相似系数
原 油 饱 和 烃 J
直罗组 0.93
2.43
1.65
J 1y
延
安
组
延4+5 延6 延8 延9 延10
1.10 0.60 1.08 0.59 1.02 0.55 0.97 0.53 0.98 0.53 0.47 0.57 0.30 0.36 0.50 0.60 0.36 0.43 0.33 0.40 0.44 0.64 0.29 0.97 0.49 0.57 0.32 0.87 0.36 0.78 泥岩抽提饱和烃
延安组
1.84
0.83
0.28
原油饱和烃
T 3y
延 长 组
长3 长6 长7 长8
0.96 0.79 0.96 0.79 1.00 0.83 1.07 0.88
0.45 0.98 0.34 0.77 0.33 0.75 0.35 0.80
0.48 0.56 0.38 0.71 0.33 0.82 0.34 0.79
泥岩抽提饱和烃 延长组 1.21 0.44 0.27
✓ We45、WeN8、HQM10:“指纹”特征相近,油源为侏罗系道格统烃源岩层。
✓We18、We69、Ne57:“指纹” 特征近似,油源为侏罗系里阿斯统。
西德北部盆地石油中类异二烯烷烃“指纹”图(据Welte 等,1975) A .2,6,10-三甲基十二烷(法呢烷) ;B .2,6,10-三甲基十三烷 ;C .2,6,10-三甲基十四烷;D .2,6,10-三甲基十五烷
E .2,6,10,14-四甲基十五烷(姥烷);
F .2,6,10,14-四甲基十六烷(植烷)
G .2,6,10,14-四甲基十七烷
图2-29 西德北部盆地石油中类异二烯烷烃“指纹”图(据Welte
等,1975) A .2,6,10-三甲基十二烷(法呢烷) B .2,6,10-三甲基十三烷 C .2,6,10-三甲基十四烷
D .2,6,10-三甲基十五烷
E .2,6,10,14-四甲基十五烷(姥烷)
F .2,6,10,14-四甲基十六烷(植烷)
G .2,6,10,14-四甲基十七烷
We45 WeN8 HQM10 We18 Ne57
We69
140 120 100 80 60 40 20
A G F E D C
B A G F E D
C B A
G F E D C B A
G F E D C B A G F E D C B A
G F E D C B 利用类异戊二烯型烷烃“指纹”图进行分析
b.甾类和萜类化合物碳数≥C27
分布广泛,结构独特,性质稳定,是最常用的生物标志化合物。
相对含量和立体构型主要受有机质来源、沉积环境、热演化程度影响。
若烃源岩与原油有亲缘关系,甾、萜烷的相对含量、组合特征应相似。
东营凹陷博兴地区原油生物构型甾烷碳数分布三角图
a. 利用C 27-C 29规则甾烷三角图解分析
1070C 图2 博兴地区aaa型甾烷系列三角图解
A B
20
30
40
50
60
4040
30
5060
70
20
28
C27
C 29
梁家楼、小营、乔庄油田纯化油田正理庄油田
博兴油田
大芦湖油田
金家油田
A 区:沙四型原油
B 区:沙三型原油
b. 生物标志物多因素综合对比
三塘湖盆地烃源岩与二叠系含油岩心抽提物生物标志物多因素对比图(张枝焕,关强,1998)
P1–αααC29甾烷20S/(20S+20R); P2–C29甾烷ββ/(ββ+αα); P3–C32藿烷S/R ;P4–C31藿烷22S/(22S+22R); P5–C29(藿烷/莫烷);
P6–γ-蜡烷/C30(藿烷+莫烷);P7–(藿烷+莫烷)C29/C30; P8–ααα(20R)C28/C29; P9–ααα(20R)C27/C29
二叠系原油:与二叠系烃源岩相似性明显,即 来源于二叠系烃源岩。
P 油
J 2X 泥岩 J 2X 泥岩 J 1b 泥岩 J 1b 泥岩 P 油
P 泥岩 P 泥岩 P 油
沙四上亚段烃源岩:规则甾烷含量较高,重排甾烷和4-甲基甾烷含量低,伽马蜡烷含量高、升藿烷异常分布。
沙三下亚段烃源岩:规则甾烷异构化作用强,重排甾烷和4-甲基甾烷含量高,伽马蜡烷含量低、升藿烷随碳数增加含量降低。
相
似
性
高
相
似
性
高东营凹陷沙河街组油源萜烷、甾烷对比图
c. 生物标志化合物质量色谱图对比分析
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2.19 油源对比的原理与常用方法(完)。