1、第二部分：油氣成藏分析 原油性質(zhì)分析 油氣運(yùn)聚方向分析 油氣成藏過程和成藏期次分析原油性質(zhì)分析 一、檢測石油組成和結(jié)構(gòu)的重要方法二、影響石油組成的重要因素 一、檢測石油組成和結(jié)構(gòu) 的 重 要 方 法 1、氣相色譜法 2、質(zhì)譜法 3、色譜-質(zhì)譜法1、氣相色譜法 氣相色譜可對混合物進(jìn)行多組分分離 和定性、定量分析。 色譜圖是樣品在檢測器上產(chǎn)生的信號對時(shí)間所作的圖。橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)是輸出信號的幅值，它與進(jìn)入的檢測物質(zhì)瞬間含量有關(guān)。泌陽凹陷云1井生油巖抽提物飽和烴組分氣相色譜圖 2、質(zhì)譜法 質(zhì)譜法是以研究分子量和離子化的分子碎片來認(rèn)識分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代分析技術(shù)。 各類化合物的分子離子裂解成不同的碎片具

2、有一定的規(guī)律性，具有其特征的碎片峰。3、色譜-質(zhì)譜法 色譜法的特點(diǎn)是高分辨能力 質(zhì)譜法的特點(diǎn)是高鑒別能力 將兩個(gè)儀器連接在一起即色質(zhì)聯(lián)機(jī)（GC-MS） 用色譜儀作為分離器，質(zhì)譜儀作為鑒定器便可發(fā)揮兩個(gè)儀器的長處，不僅可獲得單一化合物的棒式圖，而且還可獲得幾種常用的譜圖， 如質(zhì)量色譜圖。 質(zhì)量色譜圖是指某個(gè)質(zhì)量數(shù)的離子對色譜圖進(jìn)行掃描所得的譜圖。 用萜類的特征碎片離子m/e為191掃描得到的質(zhì)量色譜圖，可依保留時(shí)間順序?qū)⑺邪琺/e191碎片離子的化合物都顯示出來，用來判斷萜類化合物。遼河凹陷冷東-雷家地區(qū)雷43井原油 m/e191質(zhì)量色譜圖 遼河凹陷冷東-雷家地區(qū)原油萜烷鑒定表圖4 遼河凹陷

3、冷東-雷家地區(qū)雷43井原油 m/e217質(zhì)量色譜圖 用m/e217掃描的質(zhì)量色譜圖可以用來判斷甾族化合物原油性質(zhì)分析 一、檢測石油組成和結(jié)構(gòu)的重要方法二、影響石油組成的重要因素 二、影響石油組成的重要因素（一）原始生油母質(zhì)的類型和性質(zhì)（二）有機(jī)質(zhì)熱演化程度即成熟度（三）石油在儲層中經(jīng)歷的變化（一）原始生油母質(zhì)的類型和性質(zhì)海相石油 較多的環(huán)烷烴、芳香烴和含硫化合物 蠟含量低 （含蠟量一般只有0.5%-3%） 鎳、釩含量高 且Ni/V1陸相石油 高烷烴低芳烴 高蠟低硫 （含蠟量普遍在15%30%） 高鎳低釩 Ni/V1, 湖相石油一般Ni/V2姥鮫烷/植烷（Pr/Ph）值與原始沉積環(huán)境鹽湖相石油

4、強(qiáng)還原環(huán)境， 具植烷優(yōu)勢,Pr/Ph為0.20.8 正烷烴的偶碳優(yōu)勢， CPI3。 另外，有機(jī)質(zhì)成熟度對類異物二烯烷烴的分布也有影響，隨成熟度升高，Pr/Ph值增大，Pr/nC17、Ph/nC18明顯降低。 （一）原始生油母質(zhì)的類型和性質(zhì) （二）有機(jī)母質(zhì)的成熟度 1、未熟-低熟油 (1) 密度偏高，油質(zhì)偏重 我國大多數(shù)未熟-低熟油的密度介于0.850.94g/3 （2）飽和烴餾份以正烷烴為主（含量占60%80%） 但多缺乏輕質(zhì)（C4C8）正烷烴。 nC21-/nC21+ 1 (3) 常含有各種芳香甾類和芳香萜類。 芳香甾萜類屬于有關(guān)甾萜烷的早期芳構(gòu)化作用的產(chǎn)物，在成熟原油中含量甚微或轉(zhuǎn)化為常規(guī)

5、多環(huán)芳烴類化合物。（4）常含有相當(dāng)數(shù)量熱穩(wěn)定性低的生物標(biāo)志化合物 如 5（H）-糞甾烷、 17（H），21（H）-霍烷、 脫羥基維生素E系列、 卟啉等。（5）常存在明顯的奇數(shù)碳優(yōu)勢或偶數(shù)碳優(yōu)勢。 CPI值 或 OEP值明顯大于1.0或低于1.01、未熟-低熟油（6）成熟度指標(biāo)：指示未熟-低熟 C29甾烷20S/（20S+20R）和/（+） 均未達(dá)到平衡終點(diǎn)，一般小于0.4 （隨著成熟度的增加，C29甾烷20S/（20S+20R）從0升到0.5左右，0.520.55為平衡狀態(tài)）。 1、未熟-低熟油圖5 沾化凹陷中原油的甾烷質(zhì)量色譜圖義18原油的C27C29甾烷均以141720 R型為主，1417

6、20 S型和1417型含量甚少，反映原油的低成熟性。而埕15原油則完全不同，含有較多的141720 S型和1417型甾烷，后者還明顯具有20R和20 S兩種異構(gòu)體，說明埕15原油成熟度較高。 其它成熟度指標(biāo)亦反映低熟特征，如 C31升霍烷22S/（22S+22R） Ts/Tm（Ts: C2717（H）三降霍烷 Tm: C2718（H）三降霍烷II在后生作用階段，Tm 比Ts穩(wěn)定性差，隨成熟度增高，Ts/Tm有增大的趨勢。）1、未熟-低熟油2、成熟油（1）多為常規(guī)原油（或稱普通原油）， 密度多為0.820.87 g/3；（2）正烷烴碳原子數(shù)及分子量遞減；（3）奇數(shù)碳優(yōu)勢消失，CPI或OEP值為1

7、.0左右；（4）環(huán)烷烴及芳香烴碳原子數(shù)也遞減， 多環(huán)及多芳核化合物顯著減少。（5）成熟度指標(biāo)顯示其成熟特征， 如C29甾烷20S/（20S+20R）為0.40.52。3、高成熟油 凝析油主要為有機(jī)質(zhì)高成熟階段的產(chǎn)物。（1）一般具低密度（一般在0.78g/3)、低粘度、低蠟、低凝固點(diǎn)、低初溜點(diǎn)的特征。（2）凝析油的主要成分C3C12范圍的烷烴、環(huán)烷烴和芳烴，C25以上高分子正烷烴含量漸趨于零； （3）膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量低、乃至不含；（4）一些高成熟原油和凝析油，甾烷含量較低，而重排甾烷含量相對較高，使重排甾烷/甾烷比值較高。（5）成熟度指標(biāo) 成熟度指標(biāo)C29甾烷20S/（20S+20R）、C31升

8、霍烷22S/（22S+22R）在劃分成熟、高熟階段有時(shí)作用不明顯，因均已達(dá)到平衡值。 石蠟指數(shù)與庚烷值也是反映烴類成熟度的良好指標(biāo)： 石蠟指數(shù)0.8、庚烷值2.5，庚烷值25%， 高成熟凝析油石蠟指數(shù)=（2-甲基乙烷+3-甲基己烷）/（1順3+1反3+1反2）甲基環(huán)戊烷 庚烷值=正庚烷/（環(huán)己烷-甲基環(huán)己烷間的餾出物） 3、 高成熟油 在此需注意： 并非所有凝析油都是高成熟階段形成的。 煤系及富含殼質(zhì)體、樹脂體的陸源有機(jī)質(zhì)在不同成熟階段也可形成未成熟、成熟凝析油 近來一些學(xué)者研究表明，石油的運(yùn)移-分餾作用也可能是凝析油、特別是那些與原油成熟度相當(dāng)（Ro在0.5%1.2%）的凝析油形成的重要機(jī)理

9、。 3、高成熟油二、影響石油組成的因素 （三）石油在儲層中經(jīng)歷的變化 石油在儲層進(jìn)行二次運(yùn)移過程中，由于“地質(zhì)色層”效應(yīng)，沿著油氣運(yùn)移的主要方向，油氣的化學(xué)成分和物理性質(zhì)產(chǎn)生規(guī)律性的變化，如其中芳香烴、卟啉、瀝青質(zhì)的含量相應(yīng)減小，密度、粘度亦相應(yīng)減小。 但是，若在運(yùn)移過程中氧化作用和生物降解作用占主導(dǎo)地位，則會出現(xiàn)相反的變化規(guī)律，膠質(zhì)+瀝青質(zhì)的含量增加，密度、粘度增加。 生物降解油的特點(diǎn)：（1）粘稠重油 密度大（0.931.06 g/3） 粘度高（10010000 mPaS（2）降解油中烴類一般小于25%， 尤其缺少正構(gòu)烷烴，其含量常小于5%；（3）芳烴和噻吩衍生物的含量可高達(dá)25%35%（4

10、）膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量從25%至75%不等，它們的組成與原始石油的類型和降解程度有關(guān)。生物降解由易到難的順序?yàn)椋?正構(gòu)烷烴、支鏈烷烴、類異物間二烯烷烴、低環(huán)的環(huán)烷烴、芳香烴及多環(huán)芳烴。 遭受嚴(yán)重生物降解的原油的甾烷成熟度參數(shù)多已失真，不能再反映原油的成熟度。 此外，在降解石油中噻吩類和其它含硫化合物相對富集，因?yàn)槲⑸锊幌乃鼈儭?西加拿大盆地原油生物降解 畢爾斯黑湖油田中的石油是未降解的石油，其正構(gòu)烷烴含量明顯占優(yōu)勢； 埃杰頓石油為輕度降解油，其中正構(gòu)烷烴減少，類異物二烯烷烴尤其是姥鮫烷和植烷含量相對增加； 費(fèi)雷特湖的石油為中等降解油，其正構(gòu)烷烴幾乎全部喪失，只有姥鮫烷、植烷突出，未分辨的復(fù)雜混

11、合物明顯增加； 佩利坎石油為嚴(yán)重降解油，正構(gòu)烷烴和類異物二烯烷烴幾乎都被消耗，未分辨的復(fù)雜混合物很多。 二、油氣運(yùn)聚方向分析1、地層壓力縱向特征分析2、地層溫度縱向特征分析 3、地層壓力、流體勢平面特征分析 1、地層壓力縱向特征分析 地層壓力: 作用于地層孔隙空間內(nèi)流體上的壓力稱為地層壓力或孔隙流體壓力。地層壓力的獲取：（1）實(shí)測（2）用聲波時(shí)差曲線預(yù)測（3）用地震速度預(yù)測深度（m）地層壓力（Mpa）靜水壓力：地層中孔隙空間內(nèi)地層水重量產(chǎn)生的水柱壓力。 P=H g P靜水壓力，Pa； H測壓點(diǎn)的水柱高度（水壓頭），m； 水的密度，kg/m3； g重力加速度，m/s2。 壓力系數(shù)：實(shí)測的地層壓力

12、與按同一地層深度計(jì)算的靜水壓力的比值。 正常地層壓力：在一般地質(zhì)條件下，地層壓力與靜水壓力相當(dāng)，即壓力系數(shù)1。異常地層壓力：偏離靜水壓力的地層孔隙流體壓力。或稱壓力異常。 異常高壓：地層壓力高于靜水壓力， 壓力系數(shù)大于1。 異常低壓：地層壓力低于靜水壓力， 壓力系數(shù)小于1。深度（m）地層壓力系數(shù)地層壓力縱向特征: 可反映油氣垂向運(yùn)移動力的強(qiáng)弱 若盆地深部發(fā)育強(qiáng)異常高壓，則垂向運(yùn)移動力強(qiáng)，深部流體具有向淺部層位運(yùn)移的趨勢。油氣會沿著斷層或裂隙從深部層系垂向運(yùn)移到淺部層系中的圈閉中聚集，縱向上油氣儲量集中在中淺部層系內(nèi)。深度（m）地層壓力（Mpa） 若盆地深部發(fā)育異常低壓，流體垂向運(yùn)移動力極弱，深

13、部流體很難向淺層運(yùn)移。深部油氣只能在深部層位中的圈閉里聚集。縱向上油氣儲量集中在深部層系。 若盆地從淺層至深層，均為正常地層壓力，深部流體上竄的動力較小，僅靠浮力，油氣難以從深部向淺部運(yùn)移。2、地層溫度縱向特征分析 地溫梯度：在地表上層（恒溫帶）以下，深度每增加100米，地溫的增加值。 GT=100（T-t）/（H-h）式中 GT地溫梯度，/100m T深度為H處的地層溫度， H測溫點(diǎn)的深度 t恒溫帶的溫度， h恒溫帶的深度一般（20-130米） 0.002.004.006.008.0010.001000.001500.002000.002500.003000.003500.00深度（m）地溫

14、梯度(/100m)3、流體勢平面特征分析 流體勢：Hubbert 將地下單位質(zhì)量流體具有的機(jī)械能的總和定義為流體勢（） w= gZ+P/w ogZ+P/o式中， Z為測點(diǎn)高程； 為重力加速度； P為測點(diǎn)壓力，Pa； 為流體密度，kg/m3；地下流體勢分析： 流體流動的方向總是由高勢區(qū)指向低勢區(qū)。低勢區(qū)是油氣潛在聚集區(qū)。 1）若運(yùn)載層連通性好，油氣由高勢區(qū)向低勢區(qū)運(yùn)移，若低勢區(qū)存在圈閉，則會聚集成藏。2）若油氣運(yùn)移過程中遇到遮擋，例如巖性圈閉，則可能在高勢區(qū)向低勢區(qū)的過渡區(qū)，甚至高勢區(qū)也存在油氣聚集（如生油凹陷中的砂巖透鏡體巖性油氣藏，往往存在高壓異常，壓力系數(shù)可高達(dá)1.7）。平面圖的制作 1、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備（X，Y，作圖數(shù)據(jù)）井名XY某層頂深井100400井203280井30-3380井4-50350井550300井6-32300井7-3-2450井832310井93-23402、用Surfer軟件繪制平面等值線圖油勢等值線圖 三、油氣成藏過程及成藏期次分析有機(jī)包裹體分析技術(shù)是油氣地球化學(xué)分析的重要手段，現(xiàn)已廣泛用