低熟油基本特征及其成因機(jī)制

《低熟油基本特征及其成因機(jī)制》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、低熟油基本特征及其成因機(jī)制1前言低熟油(immatureoil，亦譯為未熟油)系指所有非干酪根晚期熱降解成因的各類低溫早熟的非常規(guī)石油，即源巖中某些有機(jī)質(zhì)在埋藏升溫達(dá)到干酪根生烴高峰階段以前(相應(yīng)的鏡質(zhì)組反射率Ro值大體上在0.3%~0.7%范圍內(nèi))，經(jīng)由不同生烴機(jī)制的生物化學(xué)反應(yīng)或低溫化學(xué)反應(yīng)，生成并釋放的液態(tài)烴類，包括重油、原油、輕質(zhì)油和凝析油，有時(shí)還伴生有低熟天然氣。低熟氣的形成與低熟油有關(guān)，低熟凝析油的形成還與油、氣相對(duì)數(shù)量以及地層溫度、壓力環(huán)境條件相關(guān)。由于生烴機(jī)制的相關(guān)性，低熟天然氣的形成常與低熟油伴生，并且可能與細(xì)菌對(duì)

2、有機(jī)物分子的生物化學(xué)改造或粘土礦物的低溫催化作用有關(guān)。從上述定義可以看出，低熟油氣主要包括如下幾方面的含義：①低熟油氣的種類繁多，可以為天然氣(又被稱為生物一熱催化過(guò)渡帶氣)，低熟的凝析油、輕質(zhì)油、正常的原油、重質(zhì)油和高凝固點(diǎn)油等，但總體上以重質(zhì)原油居多；②低熟油氣形成于有機(jī)質(zhì)早期演化階段，因而，其源巖和油氣儲(chǔ)層均埋藏較淺，值得主要的是，并非所有的淺層油氣均屬低熟油氣，但與成熟油氣相比，低熟油氣儲(chǔ)層埋藏普遍較淺，具體的埋藏深度與各個(gè)地區(qū)的地溫梯度有關(guān)；③各類低溫早熟的非常規(guī)油氣，系由不同的生烴機(jī)制的低溫生物化學(xué)反應(yīng)或低溫化學(xué)反應(yīng)生成

3、烴類，因而，其生烴機(jī)理與成熟油氣的形成有一定的差異，低熟油氣的形成常與細(xì)菌的改造、生物類脂體的轉(zhuǎn)化、富含雜原子大分子的降解，藻類類脂物有關(guān)。實(shí)際上與常規(guī)的成熟油氣一樣，低熟油的形成也經(jīng)歷過(guò)有機(jī)質(zhì)脫含氧官能團(tuán)與加氫的主要生烴反應(yīng)歷程，其脂碳鏈大都是氫飽和的，一般不含烯烴。因此，從飽和烴類的組成意義上講，低熟油的本質(zhì)與成熟油無(wú)根本性區(qū)別，二者均以正烷烴為主要的烴類成分；只是因?yàn)槠涮囟ㄓ袡C(jī)母質(zhì)的生烴活化能低，可以低溫早熟生成油氣，其生烴高峰出現(xiàn)于干酪根的未成熟—低成熟階段，才習(xí)慣上歸諸于“低熟油”的范疇。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)共有19個(gè)沉積單

4、元(盆地、坳陷或凹陷、地塹)不同程度地產(chǎn)出或發(fā)現(xiàn)低熟油，其產(chǎn)層從上二疊統(tǒng)至上第三系大都有分布(缺三疊系)，但是近80%的含低熟油沉積單元屬第三系范疇，烴類產(chǎn)狀以原油和重油為主，已知資源量達(dá)10億噸級(jí)，探明地質(zhì)儲(chǔ)量已達(dá)億噸級(jí)水平。2低熟油及其源巖的基本特征(1)原油與烴源巖抽提物族組成多以飽和烴(含量約占30%~70%)和非烴(11%~50%)為主，芳烴(6%~20%)和瀝青質(zhì)(2%~25%)含量則相對(duì)較低。低熟油的生烴母質(zhì)大都與高等植物與(或)微生物的生物類脂物有關(guān)，這些生物類脂物多為具有鏈狀或環(huán)狀脂碳結(jié)構(gòu)的非烴成分，芳構(gòu)化程度與聚

5、合程度均不高，其早期生烴產(chǎn)物具有高飽芳比(達(dá)2~10)和高非瀝比(1~17)的特點(diǎn)。(2)飽和烴餾分以正烴為主(含量占60%~80%)，含有單甲基支鏈烷烴、類異戊二烯烷烴、萜烷類(倍半萜類、三萜類和脫A-三萜以及8，14-斷三萜類、烷基環(huán)已烷與烷基苯類，三環(huán)萜烷與四環(huán)萜烷系列)及甾烷類等，做為生物標(biāo)志物，大都具有明確的生源意義。由于成熟度低，有機(jī)質(zhì)成熟演化作用對(duì)于烴類組成分布的影響較小，根據(jù)其生物標(biāo)志物組合可更有效地判斷飽和烴餾分的生源構(gòu)成。(3)芳烴餾分包含常規(guī)多環(huán)芳烴(PAHs)、芳香甾萜類和各種含硫化合物等成分。其中PAHs主

6、要為萘、菲、屈和“三芴”系列，常以三環(huán)的菲系列為主，一般不具明確的生源意義；芳香甾萜類(如各種芳構(gòu)甾烷和三萜烷等)則是甾萜類生物標(biāo)志物早期芳構(gòu)化產(chǎn)物，生源意義明確(表1)，在成熟原油與源巖中含量甚微，但在低熟油、巖中尤為發(fā)育；含硫化合物常見(jiàn)有各種長(zhǎng)側(cè)鏈烷基化的噻吩類、四氫噻吩類和噻烷類，唯在硫酸鹽相鹽湖成因的低熟油、巖芳烴中可占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，屬有機(jī)分子與無(wú)機(jī)硫早期成巖階段加成反應(yīng)的產(chǎn)物，只要辨認(rèn)出有機(jī)分子前身物即可判斷其生源意義。(4)低熟原油與源巖常含有相當(dāng)數(shù)量熱穩(wěn)定性低的生物標(biāo)志物，例如，5β(H)-糞甾烷、17β(H)，21β(H

7、)-藿烷、13α(H)，14α(H)-三環(huán)萜烷、脫羥基維生素E、卟啉以及長(zhǎng)側(cè)鏈噻吩類，甚至還可能發(fā)現(xiàn)相當(dāng)數(shù)量的甾烯、螺甾烯、藿烯和新藿烯等不飽和烴類，標(biāo)志這些油和巖的低成熟性。同時(shí)這些源巖的鏡質(zhì)組反射率Ro值普遍低于0.6%~0.65%，最低值僅為0.21%；源巖和原油的常規(guī)成熟度參數(shù)C29甾烷20S/(20S+20R)值一般<0.36%，最低值僅0.09。3低熟源巖的評(píng)價(jià)對(duì)烴源巖的評(píng)價(jià)是地球化學(xué)研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容。源巖的評(píng)價(jià)通常包括有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)、有機(jī)質(zhì)類型評(píng)價(jià)和成熟度評(píng)價(jià)。其中，源巖的有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)是源巖評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，它一方面直接

8、與盆地蘊(yùn)藏的油氣資源量密切相關(guān)，同時(shí)還與源巖的含油飽和度有關(guān)，從而影響著有機(jī)質(zhì)的排烴與否和排烴時(shí)期。在過(guò)去的研究工作中，人們常常使用成熟源巖的有機(jī)質(zhì)豐度劃分標(biāo)準(zhǔn)，但應(yīng)用該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)低熟源巖進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，常造成各有機(jī)質(zhì)豐度參數(shù)間的矛盾，且明顯