石油天然气地质第二章 (7)

烷烃分布上，形
态基本相似 ，
均来自下白垩统
酒泉盆地原油对比图
（2）甾、萜化合物特征
是指含四环（甾烷）和五环（萜烷）的环烷烃，
碳数≥C27，用色谱—质谱—计算机联用仪（色质联机） 分析鉴定（GC—MS）。 甾、萜类化合物广泛存在于源岩和石油中，是最 常用的生物标志化合物。这些化合物结构独特，性质
稳定，尤其是可以抵抗微生物降解，所以在油源对比
原 油 饱 和 烃 泥岩抽提饱和烃
延长统抽提物与本层原油各项比值十分接近，相似系数 在0.75以上，可比性较好。延安组抽提物与该层产出的原油 相比，可比性甚差。而延长统抽提物与延安组石油相似系数 大于0.75。由此可见，延安组石油大部分来源于延长统。
Pr/Ph
0 10 0
英雄滩油
25
大王北和大65油 沙一段源岩
1．正构烷烃分布特征
正构烷烃是油气的主要烃类组成，可 作为油气成熟度和有机质来源的标志， 同时也可作为油气对比的“指纹”化合 物。它在油—油和油—源对比中得到了 广泛的应用。
nc17
轻烃
石油全烃气相色谱图
1．正构烷烃分布特征
• 受母质类型、有机质
演化程度等影响 如油与岩有亲缘关系， 它们的正构烷烃分布 特征具相似性
3、影响油源对比的潜在因素 （1）源岩样品中可能含有运移来的石油，它 们不代表原生烃类。
是否为原生沥青可以通过研究其与源岩中干酪根的成熟度、 同位素组成及热解生物标志物的相关性加以确认。
（2）油源对比要求源岩沥青与石油样品在 热成熟度上相同或相似，但石油的次生热蚀 变或烃类运移后，源岩的继续埋深都会掩盖 这一特征。
δ13C干>δ13C沥≥δ13C油， δ13C干≥δ13C沥青质≥δ13C非烃≥δ13C芳烃≥δ13C饱和烃。
Kogolym 31号 和Salym 114号 石油具有相似的 类型曲线，只是 后者的成熟度更 高，因而族组分 更富集重同位素。
西西伯利亚盆地中Ob地区石油的碳同位素类型曲线 （Peters等，1992）
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
10 8 6 4 2 0
1 6 11 16 21 26 31 36 41
大斜361 大359 大359 大355 大35-5-4
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。
两个原油同源， 但其差异是成
熟度的不同引
起的
图： 怀俄明州两个相关石油的气相色普图
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有较大差异 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
大王北地区同源原油的正构烷烃碳数分布曲线图
三种石油与三套烃源岩分别具有亲缘关系 ：
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）
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到中等 成熟度，生物降解不明显的原油才有较好的效果。
中起着很大的作用。
• 甾、萜烷烃的相对含量和立体构型特征主要受有 机质来源、沉积环境和热演化程度影响。 • 若生油岩与原油有亲缘关系，甾、萜烷的相对含 量、组合特征应相似
• 规则甾烷原始构型（20R）化合物碳数分布：是 最有效的油/岩对比参数之一，它能够灵敏地反映烃 源岩的母质特征，确定原油、烃源岩之间的成因联系。
对比参数的选择原则：
①选择在演化、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化合物作为 对比参数。 生物标志化合物正是具备这些特点的化合物。目前生 物标志化合物，尤其是其中的甾类、萜类已广泛地用于 油源对比。 ②不同类型的油气采用不同的对比参数
如油—油对比可用C15+-烃类的分布型式，而油—疑 析油则主要对比其轻烃(C1-C10)组分，油—气对比中同 位素起着重要的作用。
没有C、G，F最大，E和A次之，B最小，油源属侏罗系
两个原油同源， 但其差异是成 熟度的不同引
起的
怀俄明州两个相关石油的气相色普图
正烷烃受生物降解、
成熟演化和运移作 用等次生变化的影 响较大 根据生物标志物和
同位素对比，认为
是同源的，但由于 它们的生物降解程
度不同，所以其气
相色谱图差别较大
下第三系、白垩 系、志留系的原 油，正烷烃和异
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
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。
2、油源对比的依据
石油
烃源岩 有机质
运移 残留
圈闭中 的油气 源岩中
残留油气
天然气
1）来自同一烃源岩的油气有亲缘关系，在化学组 成上具有相似性；不同烃源岩生成的油气差异较大。 2）烃源岩中排出的油气与残留油气具有相似性。
由于油气形成的漫长性和本身的可流动性， 在运移、聚集甚至储层中都会经历一系列的 变化。这样就会模糊甚至完全掩盖这些原生 的相似性，从而大大增加了对比的多解性和 复杂性。
③为了减少次生因素的干扰，尽量少采用有机化合物的 绝对浓度，而应采用系列化合物的分布型式及相对比值。 如原油中姥鲛烷与植烷及钒卟啉与镍卟啉比值等都可作 为有效的对比参数。 ④各种参数的综合对比。 单一参数总有其局限性。任何对比都应选用几种参数 组合进行。因物而宜，因地而宜，合理地选取，恰当地 组合。 ⑤广泛地采用数理统计方法和计算机应用的成果科学地 定量地研究对比参数之间的相关性。
50
75
50
沙三段源岩 沙四段源岩
25
10 0
75
0
Pr/nC17
0
25
50
75
100
Ph/nC18
大王北植烷三角图的油源对比
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） B．2,6,10-三甲基十三烷 C．2,6,10-三甲基十四烷 E．2,6,10,14-四甲基十五烷(姥烷)
石油天然气地质与勘探
任课人：逄 雯 山东胜利职业学院
《石油天然气地质与勘探》
第二章 石油和天然气的成因
油气成因概述 生成油气的原始物质
有机质演化生烃的影响因素与模式
天然气的成因类型及特征
烃源岩评价
油源对比
★评价烃源岩有机质成熟度的主要指标：
镜质体反射率Ro 孢粉颜色和热变质指数（TAI） 干酪根颜色及H/O、O/C原子比 正烷烃分布特征及奇偶优势
（3）石油常是源岩厚剖面生成运移出物质 的混合物，如果所研究的源岩样品不能代 表生成这种石油的剖面的混合成分，就会 导致错误的结论。
（4）运移可能贯穿石油生成的整个过程， 所以即使同一储层中的石油成分在不同 位臵可能也不同。
（5）多套烃源岩层的存在也会给对比带 来困难。
在进行油源对比时，要充分考虑到对比参数在不 同地区或不同层位的适用性，灵活掌握，反复实验， 找出最有效的对比方法，并将各项指标加以综合应用。 在对比研究中，所用的参数越多，对比结果就越可靠。 与此同时，油源对比研究还必须从油气形成的整个成 因体系来考虑，只有在对比研究中充分考虑到古环境、 成熟度和运移作用，甚至生物降解作用的影响，才能 辩证地认识油源之间的成因联系。
陕甘宁盆地延长统、延安统类异戊二烯烷烃对比表（黄第藩等，1986）
类别 时代 J1C 延 安 J1y 组 产层 直罗组 延 4+5 延6 延8 延9 延 10 延安组 延 原油饱和烃 T3y 泥岩抽提饱和烃 长 统 长3 长6 长7 长8 延长统 Pr/Ph 比值 0.93 1.10 1.08 1.02 0.97 0.98 1.84 0.96 0.96 1.00 1.07 1.21 0.79 0.79 0.83 0.88 0.60 0.59 0.55 0.53 0.53 相似系数 比值 2.43 0.47 0.30 0.50 0.36 0.33 0.83 0.45 0.34 0.33 0.35 0.44 0.98 0.77 0.75 0.80 0.57 0.36 0.60 0.43 0.40 Pr/nC17 相似系数 比值 1.65 0.44 0.29 0.49 0.32 0.36 0.28 0.48 0.38 0.33 0.34 0.27 0.56 0.71 0.82 0.79 0.64 0.97 0.57 0.87 0.78 Ph/nC18 相似系数
（1）异戊间二烯型烷烃
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。 主要是采用二种：系列对比(iC13~iC20) 和比值对比：Pr/Ph，Pr/nC17 ，Ph/nC18 等。
4、油源对比指标的选择
对比指标选择：石油与其源岩共同含有的、受运 移、热变质作用影响较小、性质相对稳定的化合物。 采用多种指标，综合分析。
四种基本的作用影响石油的化学组成： 母源的输入 成熟度 运移 次生变化
成因性的
非成因性的
对比参数主要选择既可反映 母源输入和成熟度水平，又 在运移和次生变化中保持稳 定的参数。