油气地球化学(正构烷烃)调查研究方法综述

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[]13

12-，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[]1

2.5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 34

3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。

参考文献

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2. 张海生 倪建宇 周怀阳等，太平洋中部低熟烃的生物标志化合物组成分布及其演化特征，热带海洋学报，2007年1月，第26卷 第1期.

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