未—低成熟油的判别标志及原油成因分类

发布网友 发布时间：2022-04-22 08:56

我来回答

共1个回答

热心网友 时间：2023-07-09 01:05

如前所述，江汉盐湖盆地原油无论是在生物标志物的分布与组成和含量上，还是在芳烃馏分组成特征以及烷基咔唑和烷基苯酚系列的分布与组成特征上均存在一定差异。不同原油之间存在的这些差异不是偶然的，而是由其自身的成因特征决定的。

一、原油成熟度的确定

与烃源岩不同，原油成熟度的确定主要依据其化学组成，而生物标志物成熟度参数是目前最常用的分子成熟度参数。正常情况下，一般采用C₂₉20S/(20S+20R)和C₂₉ββ/(αα+ββ)两参数来划分原油的成熟度，且效果良好。但值得注意的是，对于 C₂₉20S/(20S+20R)值＜0.25的未—低熟油而言，m/z217 质量色谱图上几乎分辨不出αββ异构甾烷的存在，取而代之的是一个热不稳定的粪甾烷。换言之，此时的C₂₉ββ/(αα+ββ)值并不真正代表ββ异构甾烷与C₂₉甾烷四个异构体的比值，实际代表了粪甾烷与C₂₉甾烷四个异构体的比值。因而，对于典型的未成熟原油而言，C₂₉ββ/(αα+ββ)值，常受到粪甾烷的干扰，指数有些异常。通过比较我们发现，对于C₂₉20S/(20S+20R)值小于0.25的未熟油而言，其C₃₁22S/(22S+22R)或C₃₂22S/(22S+22R)值无一例外地小于0.50；而当C₂₉20S/(20S+20R)值＞0.25 时，这两个比值大多大于0.50。由于藿烷C-22位上的异构化作用，在低演化阶段(R_o＜0.6%)对成熟度的变化特别敏感，且变化幅度较大，为此我们认为如果能把C₂₉20S/(20S+20R)与C₃₁或C₃₂22S/(22S+22R)成熟度参数结合使用，更能有效地确定未成熟原油。

图5-33是江汉盐湖盆地部分原油C₂₉甾烷和C₃₂升藿烷成熟度参数间的关系图。总体上看，C₂₉20S/(20S+20R)和C₂₉ββ/(αα+ββ)和C₃₂22S/(22S+22R)比值均能较好地反映它们的演化程度。廖前进等(1987)依据对全国许多盆地未成熟油样品的研究结果认为，C₂₉20S/(20S+20R)和C₂₉ββ/(αα+ββ)值分别小于0.25和0.20可作为确定未成熟油的成熟度指标；两比值介于0.25～0.42和0.20～0.40为低成熟油，大于0.42和0.40为成熟原油。周光甲(1987)基于济阳坳陷的实际资料，把原油分成低熟油和成熟油两大类，两成熟度参数界限值分别为C₂₇ββ/(αα+ββ)为0.25 和C₂₉20S/(20S+20R)为0.35。王铁冠等(1995)通过对我国十余个沉积盆地和坳陷中低熟油气资源的研究及其成因机理，建议把原油分成低成熟和成熟原油两大类。从我们对江汉盐湖盆地不同原油化学组成的系统对比分析来看，C₂₉20S/(20S+20R)和 C₃₂22S/(22S+22R)值分别小于0.25和0.50的原油，无论是在生物标志物组成，还是芳烃组成特征上均有别于其他原油，我们认为把C₂₉20S/(20S+20R)、C₂₉ββ/(αα+ββ)＜0.25，C₃₂22S/(22S+22R)＜0.50 的原油划分成未成熟油是有必要的，而这两个成熟度参数大于0.25和0.50的原油在许多特征都是渐变的，而且这部分原油中相当一部分属于不同成因原油的混合物。当然，如果要对这部分原油依相对演化程度的高低进行划分的话，把C₂₉20S/(20S+20R)和C₂₉ββ/(αα+ββ)值介于0.25～0.40的原油作为低成熟油也未偿不可，这两个比值大于0.40的原油作为成熟原油。

图5-33 江汉盐湖盆地原油成熟度的划分

Ⅰ—未熟油；Ⅱ—低熟油；Ⅲ—成熟油

二、未成熟油的判别标志

除了上述有关未成熟油成熟度参数划分标准外，这类特殊的原油还存在如下地化特征。

在生物标志物分布与组成上，存在丰富的热不稳定的粪甾烷，可检测到完整的C₃₀～C₃₅17(21)-藿烯系列和丰度较高的热不稳定的13α(H)，14α(H)三环萜烷系列。在未成熟油中同碳数热不稳定的13α(H)，14α(H)构型三环萜烷与热稳定13β(H)，14α(H)构型三环萜烷的比值大于0.30，而在非未成熟油中，该比值常小于0.20。在各类生物标志物的绝对浓度上，未成熟油中各类生物标志物的浓度较非未成熟油高出1～3倍，如甾烷、单芳甾烷和藿烷系列(见图5-12、5-13)。我们认为利用生物标志物的绝对浓度来划分原油成熟度可能是一种比较有效的办法。

在未成熟油的芳烃组成中，常规多环芳烃如萘、菲、艹屈丰度较低，取而代之的是丰富的烷基色瞒和各种有机硫化物，三芳甾烷的含量也较低(见图5-14、5-28)。未成熟油在二甲基色瞒组成上具有异常低的热稳定性高的5，8-二甲基色瞒，其5，8-二甲基MT-TC/7，8二甲基MTTC值＜0.30，而在非未成熟油中该比值大于0.30。在甲基二苯并噻吩组成中，未成熟油表现为1-甲基DBT的丰度高于4-甲基DBT，两异构体比值大于1.0，而在非未成熟油中，1-甲基DBT的丰度小于4-甲基DBT，两异构体的比值小于1.0。

此外，未成熟油在烷基苯酚和烷基咔唑的绝对浓度上表现为烷基苯酚浓度高，而烷基咔唑类化合物的浓度较低，而非未成熟油在这两类非烃化合物浓度上表现出相反的特征，即烷基咔唑系列的浓度高，而烷基苯酚系列的浓度低。

总而言之，江汉盐湖盆地未成熟油具有鲜明的特性，这些特性不但表现在生物标志物，而且还表现在芳烃组成和非烃组成上。判别江汉盐湖盆地未成熟的定性和定量标准见表5-4。

表5-4 判断江汉盆地盐湖相原油成熟度定量和定性指标

三、原油成因分类

尽管本专题所研究的原油样品均取自江汉盐湖盆地的潜江凹陷，但是这些原油无论是在物理性质，还是在化学组成(宏观和微观)上均存在明显的差异。这里我们主要依据原油的含硫量以及生物标志物分布与组成特征和芳烃馏分中有机硫化物和烷基色瞒的分布与组成特征，把江汉盐湖盆地的原油分三种成因类型。

其一是以王场油田富硫重质原油为代表，分布较为局限，其含硫量介于6%～12%之间，其中埋深较深的南断块原油的含硫量(＞10%)高于埋深较浅的北断块遭受轻微生物降解的原油。这类原油主要表现为具有异常低的 Pr/Ph 比(＜0.1)，植烷优势显著(Ph/nC₁₈＞6)，正构烷烃系列具有强的偶碳优势(CPI₁＞1.6)，甾烷组成中具有异常丰富的C₂₇甾烷(C₂₇/C₂₉比值介于2～4之间)，萜烷组成中伽马蜡烷特别丰富，伽马蜡烷指数大于2.0，五升藿烷优势明显，升藿烷指数大于25%，而各类生物标志物的浓度异常的低。值得注意的是这类原油的芳烃馏分中各类有机硫化物异常发育，且以烷基四氢噻吩系列为主，可检测到完整的硫化藿烷和硫化甾烷系列以及由类异戊二烯类化合物与硫结合形成的联二噻吩类化合物，芳烃馏分中含硫化合物的总量大于90%。此外，与成熟度相近的原油相比，这类原油中单芳甾烷，三芳甾烷和烷基色瞒的含量异常的低，反映出特别富硫的原油具有贫芳甾类和烷基色瞒的特点，这类原油可能是由特别富含硫的源岩形成的(图5-34中Ⅰ类原油)。

其二是以王4-5-1井原油为代表，该原油具有Pr/Ph比相对较高(＞0.40)，植烷优势较弱(Ph/nC₁₈＜2.5)的特点。在甾烷组成中，C₂₇，C₂₈甾烷丰度较低，C₂₇/C₂₉＜1.0，C₂₈/C₂₉＜0.70，是所研究的原油中最贫C₂₇和C₂₈甾烷的原油，反映出藻类的贡献相对较弱。在三萜烷组成中，伽马蜡烷的丰度相对较低，伽马蜡烷指数小于1.0，五升藿烷优势不明显，升藿烷指数＜15%，在烷基色瞒组成中5，7，8-三甲基色瞒占绝对优势，而C₁和C₂烷基色瞒的丰度较低，且芳烃馏分中仅检测出少量的烷基苯并噻吩系列和烷基二苯并噻吩系列的含硫化合物，没有检测烷基四氢噻吩和烷基噻吩系列的存在，有机硫化物在芳烃馏分中的总量小于15%。这一系列特征反映出这类原油是还原性相对较弱，盐度相对较低环境下形成的烃源岩生成的，可能属于一种非高标准盐湖相成因的原油类型(图5-34中Ⅱ类)。

图5-34 江汉盐湖盆地原油成因分类图解

其三是介于上述两类原油之间的原油，在江汉盐湖盆地分布普遍，其含硫量介于1%～5%之间，属于一种高含硫的原油(图5-34中的Ⅲ类)。这类原油的正构烷烃常呈双峰态分布，且具有弱的偶碳优势，Pr/Ph值介于0.1～0.3之间，植烷优势显著(Pr/nC₁₈介于3～7之间)，在甾烷组成中，C₂₇和C₂₈甾烷比较丰富，C₂₇/C₂₉和C₂₈/C₂₉值介于1～2和0.7～0.9之间，显示出藻类生源的优势。三萜烷组成中，伽马蜡烷丰度较高，伽马蜡烷指数介于1～1.5之间，五升藿烷具有一定的优势，升藿烷指数介于15%～25%之间。就其有机硫化物组成特征而言，普遍以烷基苯并噻吩系列为主，其次为烷基四氢噻吩系列，在芳烃馏分中有机硫化物的总量介于40%～60%之间。在烷基色瞒组成上呈现出C₂MTTC＞C₁MTTC≥C₃MTTC的特征。这是江汉盐湖盆地比较常见的一类原油，属于盐湖相烃源岩的产物。各类原油的地化特征和分类依据见表5-5。

表5-5 江汉盐湖盆地原油分类及特征