化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)——油源對(duì)比
不同烴源巖之間地球化學(xué)參數(shù)存在較大差異,不同烴源巖生成的石油,其地球化學(xué)參數(shù)也存在較大差異。 但同一烴源巖和其生成的石油之間,則存在較多的相似性,因此我們可以通過油-源對(duì)比、油-油對(duì)比和源-源對(duì)比,確定各石油和源巖之間的關(guān)系,最終確定油藏的油氣來源和油氣的運(yùn)移方向。
本次研究,主要利用生物標(biāo)志化合物分析指標(biāo),對(duì)長(zhǎng)7烴源巖、長(zhǎng)9烴源巖和長(zhǎng)9石油進(jìn)行了油源對(duì)比。 生物標(biāo)志化合物是由碳、氫和其他元素組成的復(fù)雜有機(jī)化合物。 它最初叫做“指紋化合物”,又叫“地球化學(xué)化石”或“分子化石”,是指沉積物或巖石中來源于活的生物體在有機(jī)質(zhì)演化過程中,具有一定穩(wěn)定性,沒有或較少發(fā)生變化,基本保存了原始生化組分的碳骨架,記載了原始生物母質(zhì)的特殊分子結(jié)構(gòu)信息的有機(jī)化合物。
三環(huán)萜廣泛地分布于地質(zhì)體中,研究認(rèn)為其來源于C30類異戊二烯醇,前身物主要為細(xì)菌和藻類細(xì)胞膜。 成熟度較低的情況下,含量低,往往形成于大量生油階段。 同時(shí)在熱演化過程中,具有較高的熱穩(wěn)定性和較強(qiáng)的抗生物降解能力。
五環(huán)三萜烷主要屬于17α(H)、21β(H)藿烷系列化合物,碳數(shù)分布在C27~C34之間,其中C30一般為主峰,C31~C34藿烷立體異構(gòu)體成對(duì)出現(xiàn),且呈階梯狀逐漸降低分布。Ts為藿烷的熱降解產(chǎn)物,當(dāng)成熟度增加其含量也相應(yīng)增大,但最新研究表明,也可能存在其他來源而不受溫度控制;Tm可能存在其他來源,受熱演化影響不大,Ts/Tm常被當(dāng)作成熟度指標(biāo)。 伽瑪蠟烷曾被認(rèn)為是蕨類和非海相原生動(dòng)物成因(J.R.Hjlls等,1966),并一度認(rèn)為是陸相標(biāo)志。 但是,經(jīng)W.f.Seifert(1981)等人研究不同沉積環(huán)境下的生油巖和原油后,發(fā)現(xiàn)伽瑪蠟烷與沉積環(huán)境之間并無明顯關(guān)系。 目前,已有不少資料表明,伽瑪蠟烷的生物先驅(qū)可能是一種嗜鹽的生物,多在鹽湖環(huán)境中發(fā)育,而在淡水沼澤和淡水湖相原油中伽瑪蠟烷的含量都不高。 如我國(guó)江漢含油氣盆地鹽湖環(huán)境伽瑪蠟烷的含量非常高。 同時(shí)人們注意到伽瑪蠟烷與成熟度存在一定的關(guān)系,即在一定的演化階段含量特別高,而成熟度較高含量趨于降低。
甾醇類是甾烷化合物的前身物,而甾醇主要是由真核生物衍生而來的(Demeland Dekuruyff,1976),如藻類、浮游植物或高等植物。不同的生源C27、C28和C29甾醇相對(duì)組成不同,因此C27、C28和C29甾烷的相對(duì)含量是判斷物源輸入的常用參數(shù)。一般地,浮游植物的甾類化合物以C27和C28甾醇為主,而C29為次要成分;浮游動(dòng)物主要成分為C27,高等植物則以C29甾醇為主,也伴有一定量的C28甾醇。
但也有例外,在碳酸鹽巖-蒸發(fā)巖沉積環(huán)境中,因強(qiáng)烈的生物降解及高防腐的鹽水中,都可導(dǎo)致C29甾烷的大量產(chǎn)生。而且,海相一些特殊的藻類也具有高含量的C29甾醇化合物。海相有機(jī)質(zhì)具有C29甾烷含量高的特征在許多地區(qū)均有發(fā)現(xiàn),如我國(guó)南方和塔里木盆地下古生界海相碳酸鹽巖甾烷多呈現(xiàn)C29>C27的特征(張水昌等,1993;黃第藩等,1994;王培榮等,1994)。
應(yīng)用生物標(biāo)志化合物進(jìn)行油源對(duì)比,選擇合理的對(duì)比參數(shù)非常重要,所選參數(shù)應(yīng)有明確的地球化學(xué)意義,能有效反映不同生油層的特征,同時(shí)受原油后生物理化學(xué)變化(如運(yùn)移、水洗、細(xì)菌降解等)的影響較小。
如圖5-2所示,元153井長(zhǎng)7烴源巖和旺9井長(zhǎng)7烴源巖Ts/Tm小于1,17α(H)重排藿烷含量明顯小于C30藿烷,規(guī)則甾烷含量C29>C27>C28,C27、C28、C29呈現(xiàn)反“L”型分布特征。
如圖5-3所示,丹45井和橋20井長(zhǎng)9烴源巖甾、萜烷生物標(biāo)志化合物特征譜圖,Ts/Tm大于1,17α(H)重排霍烷含量明顯大于C30霍烷,規(guī)則甾烷含量C27>C29>C28,C27、C28、C29呈現(xiàn)“V”型分布特征。如圖5-4所示,黃39井和元159井長(zhǎng)9油藏原油甾、萜烷生物標(biāo)志化合物特征譜圖,圖中Ts/Tm小于1,17α(H)重排霍烷含量明顯小于C30霍烷,規(guī)則甾烷含量C29>C27>C28,C27、C28、C29呈現(xiàn)反“L”型分布特征。
圖5-2 鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7烴源巖甾、萜烷生物標(biāo)志化合物特征譜圖
圖5-3 鄂爾多斯盆地長(zhǎng)9烴源巖甾、萜烷生物標(biāo)志化合物特征譜圖
圖5-4 鄂爾多斯盆地長(zhǎng)9原油甾、萜烷生物標(biāo)志化合物特征譜圖
根據(jù)甾、萜烷生物標(biāo)志化合物Ts/Tm、17α(H)重排霍烷、C30霍烷、重排甾烷C27、C28、C29等參數(shù)特征表明,長(zhǎng)9油藏原油生物標(biāo)志化合物特征與長(zhǎng)7烴源巖具有非常良好的相似性,而與長(zhǎng)9烴源巖則具有較大的差別。 因此,可以判斷定邊地區(qū)長(zhǎng)9油層組的原油來自其上部的長(zhǎng)7油層組烴源巖,油源通過向下倒灌的方式,穿過長(zhǎng)8油層組,進(jìn)入長(zhǎng)9油層組成藏,這同時(shí)也印證了通過長(zhǎng)7、長(zhǎng)9烴源巖的分布范圍對(duì)研究區(qū)長(zhǎng)9油藏油源的判斷。
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