生物標(biāo)志化合物在油氣地球化學(xué)中的應(yīng)用

王 佳

成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院

前言

生物標(biāo)志化合物在有機(jī)質(zhì)的演化過程中基本保持了原始生化組分的碳骨架，記錄了原始生物母質(zhì)的特殊分子結(jié)構(gòu)信息的有機(jī)化合物，因此具有特殊的“標(biāo)志作用”。生物標(biāo)志化合物的研究和應(yīng)用標(biāo)志著油氣地球化學(xué)研究進(jìn)入了分子級(jí)水平[1]。在石油地質(zhì)研究中，多用于判斷有機(jī)質(zhì)的類型、來源及其熱演化等方面。

1 常見的生物標(biāo)志化合物及有機(jī)質(zhì)來源分析

1.1 正構(gòu)烷烴

正構(gòu)烷烴是構(gòu)成沉積有機(jī)質(zhì)和石油的主要成分[2]，結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單。由藻類合成的正構(gòu)烷烴碳數(shù)范圍在C14～C32，常存在C15或C17的優(yōu)勢(shì)。細(xì)菌生成的烴類碳數(shù)為C10～C30，無奇偶優(yōu)勢(shì)。來自高等植物的類脂化合物的正構(gòu)烷烴通常在C10～C40范圍內(nèi)顯示強(qiáng)烈的奇偶優(yōu)勢(shì)，在C23～C35范圍內(nèi)這種優(yōu)勢(shì)最為明顯。具奇偶優(yōu)勢(shì)的高碳數(shù)（>C23）正構(gòu)烷烴可能指示陸源有機(jī)質(zhì)的輸入；奇偶優(yōu)勢(shì)不明顯的中等相對(duì)分子質(zhì)量（nC15～nC21）的正構(gòu)烷烴可能指示藻類等水生生物來源。

1.2 類異戊二烯烷烴

類異戊二烯烷烴中的姥鮫烷（Pr）和植烷（Ph）以及姥植比（Pr/Ph）可作為沉積環(huán)境及介質(zhì)酸堿度重要標(biāo)志。一般認(rèn)為，姥鮫烷形成于較氧化環(huán)境，植烷形成于較還原環(huán)境[3]。Peters等[4]提出，對(duì)生油窗內(nèi)的樣品，高Pr/Ph比（>3.0）指示氧化條件下陸源有機(jī)質(zhì)輸入，低比值（<0.6）代表缺氧的且通常是超鹽環(huán)境。

1.3 甾烷類

常規(guī)甾烷的碳數(shù)分布范圍是C27～C29。一般認(rèn)為，C27和C28甾烷主要來源于低等水生藻類，而C29甾烷既可來源于藻類，也可來源于高等植物[5]。一些含有豐富C29甾烷的油及碳酸鹽巖，其有機(jī)質(zhì)生物母源沒有或很少有高等植物輸入[6]。

2 生物標(biāo)志化合物在油氣地球化學(xué)中的應(yīng)用

2.1 有機(jī)質(zhì)的來源及類型判斷

不同生物標(biāo)志化合物的特定來源可用來示蹤生物輸入。如可指示高等植物生源輸入的：具奇偶優(yōu)勢(shì)的高相對(duì)分子質(zhì)量正構(gòu)（或異構(gòu)、反異構(gòu)）烷烴；C29甾烷?？芍甘舅镙斎氲模篊27甾類；存在C15或C17的優(yōu)勢(shì)、但無明顯奇偶優(yōu)勢(shì)的中等相對(duì)分子質(zhì)量正構(gòu)烷烴等?？芍甘揪愝斎氲模簾o奇偶優(yōu)勢(shì)的C10～C30范圍內(nèi)的正構(gòu)烷烴等。

2.2 作為油氣源對(duì)比指標(biāo)

油氣源對(duì)比是油氣有機(jī)地球化學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容，主要應(yīng)用于油氣勘探及油藏地球化學(xué)描述中。當(dāng)一個(gè)含油氣盆地中有若干個(gè)油氣藏、油氣層組或油氣源巖層時(shí)，油氣源對(duì)比可以明確各自的來源或去向，確定主力源巖層及油氣運(yùn)移、充注的方向、途徑等。油氣源對(duì)比在認(rèn)識(shí)油氣的成因類型、預(yù)測(cè)資源潛力和勘探方面具有重要意義。由于生物來源、沉積環(huán)境、巖性和時(shí)代的不同，導(dǎo)致生物標(biāo)志化合物具有不同的特征。所以在油氣源的關(guān)系研究中，生物標(biāo)志化合物是應(yīng)用最廣、最有效和成功的對(duì)比指標(biāo)。

3 結(jié)語

生物標(biāo)志化合物在解決實(shí)際地質(zhì)和地球化學(xué)等問題中有著不可替代的重要作用，憑借其特征、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和獨(dú)到的溯源意義，被廣泛地應(yīng)用于指示母質(zhì)來源及類型、沉積環(huán)境，并作為油氣源對(duì)比、運(yùn)移、生物降解、描述油藏流體非均值性等方面的評(píng)價(jià)和研究指標(biāo)。但需要注意的是烴源巖常常具有多元化的有機(jī)質(zhì)輸入，許多生物標(biāo)志化合物的來源也并非唯一。成熟演化、運(yùn)移、菌解等有時(shí)也會(huì)使問題復(fù)雜化，所以在應(yīng)用生物標(biāo)志化合物的時(shí)候還需要重視指標(biāo)多解性的問題。

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