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[]1312-，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C13δ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C13δ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[]12.5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。

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。

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 34113414426+-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+++++++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛i i C i C i C i C i C OEP参考文献1.朱扬明苏爱国梁狄刚等，柴达木盆地咸湖相生油岩正构烷烃分布特征及其成因，GEOCHIMICA,2003年3月，第32卷第2期.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.3. 刘东生，郭正堂，韩家懋等．当前国际古全球变化研究的主要科学问题和任务：极地一赤道一极地大断面[J]．地学前缘，1997，4：63—69．4. SHAW P M，JOHNS R B．The identification of organic in—put sources of sediments from the Santa Catalina Basin using factor analysis[J]．Organic Geochemistry，1986，10：951—958．5. LU BING，CHEN RONGHUA，ZHOU HUAIYANG，eta1．Oceanic environmental changes of subarctic Bering Sea in recent 100 years：Evidence from molecular fossils[J]．Science in China Ser．D，2005，48(4)：555—564．6. TAGUCHI K．A new conception in kerogen formation advanced recently and its relationships with a petroleum generation model proposed by the presentputhor[J]．Jap Assoc Petr Techn，1992，57(3)：274 305．7. 冯子辉孙春林刘伟等,松辽盆地基底浅变质岩的有机地球化学特征[J]．地球化学，2005，34(1)：73—78．8. 李素梅王铁冠张水昌．塔北轮南地区油气成因与成藏探讨[J]．西安石油大学学报，2004，19(4)：13—23．9. 包建国朱翠山汪立群，柴达木盆地西部原油地球化学特征对比，石油与天然气地质，2010年6月，第31卷第3期.10. 索梅刘洛夫王铁冠．尕斯库勒渐新统下部油藏原油成因地球化学[J]．石油与天然气地质，2004，25(6)：666—670.11. 建平马安来李贤庆．盐湖盆地未熟一低成熟油地球化学研究[M]．北京，地质出版社，2006.12. 傅家谟盛国英, 中国陆相原油的成因和生物标志物组成特征[J].沉积学报，1991，9（增刊）：1～7.13. 彭立才邵文斌张林等．尕斯库勒油田跃灰l井区E23灰层裂缝预测[J]．石油与天然气地质，2003，24(4)：391～39514 卢鸿贾望鲁肖中尧孙永革彭平安．试论轮南地区原油类型多样性的主控因素[J]．科学通报．2004年49(增刊1)：17—24．15 李小地．凝析气藏的成因类型与成藏模式[J]．地质论评，1998，44(2)： 200一206．16 任拥军周瑶琪查明等.2006.东营凹陷古近系烃源岩成熟度研究及阶段划分[J].中国石油大学学报（自然科学版），30（2）：6-10.17 王永诗金强朱光有等.2003.济阳坳陷沙河街组有效烃源岩特征与评[J].石油勘探与开发，30（3）：53-55.18.任拥军杨景楠邱隆伟等，大王北洼陷烃源岩有机地球化学特征，高校地质学报，2010年3月第16卷第1期.19.林金辉,伊海生,李勇,等.藏北高原双湖地区中侏罗统海相油页岩生物标志化合物分布特征及其意义[J].沉积学报,2001,19(2):287～292.20.王铁冠.生物标志物地球化学研究[M].武汉:中国地质大学出版社,1991年.55～66.21. 林金辉伊海生邹艳荣，藏北高原海陆相油页岩生物标志化合物对比研究，地球化学，2004年1月，第33卷第1期.22. Simoneit B R,Crisp P T,Rohrback B G,et al.Chiiean paraffin dirt-II.Naturai gas seepage at an active site and its geochemicai conseguences [A].Dougias A G,Maxweii J R.Advances in Organic Geochemistry1979[C].Oxford:Pergamon Press, 1980.171～176.23. Goutx M,Saiiot A.Reiationship between dissoived and particuiatefatty acids and hydrocarbons,chiorophyii!and zoopiankton biomass in Viiiefranche Bay,Mediterranean Sea[J].Marine Chem,1980,8:299～318.24. Kennicutt II M C,Brooks J M.Unusuai normai aikane distributions in offshore New Zealand sediment[J].Org Geochem,1990,15(2):193～197.25. ten Haven H L,De Leeuw J W,Ruiik tter J,et al.Restricted utiiity of the pristane/phytane ratio as a paleoenvironmentai indicator[J].Nature,1987,330:641～643.26.何生叶加仁徐思煌，石油天然气地质学，中国地质大学（武汉），2009年10月.27.李守军, 正构烷烃、老鲛烷与植烷对沉积环境的指示意义，石油大学学报（自然科学版），1999.23.（5）：14～16.地球化学题目油气地球化学（正构烷烃）调查研究方法综述班级专业学生姓名学号指导教师。