第三章第二節(jié)烴源巖可溶有機(jī)質(zhì)中芳烴化合物分布特征

1、第二節(jié) 烴源巖可溶有機(jī)質(zhì)中芳烴化合物分布特征原油和烴源巖中的多環(huán)芳烴化合物主要是沉積有機(jī)質(zhì)在晚期成巖階段芳構(gòu)化作用的產(chǎn) 物，烴源巖中主要分布有萘、菲、蒽、惹烯、熒蒽、芘、 、苝、芴、聯(lián)苯、二苯并呋喃、 甲基芴、二苯并噻吩、苯并芘、苯并蒽、苯并芴等多環(huán)芳烴化合物及其同系物（表 3-2-1）。 通常菲是各類烴源巖中芳烴的優(yōu)勢(shì)成分，其次為萘、 、三芴化合物等。烴源巖中各類多環(huán) 芳烴化合物的相對(duì)豐度是由烴源巖中有機(jī)質(zhì)類型、 沉積環(huán)境及演化程度決定的。 據(jù)王鐵冠等 （ 1995 ），海相碳酸鹽巖烴源巖中含有豐富的含硫芳烴（主要為硫芴和苯并萘并噻吩） ，而萘和 的豐度較低，芴、 氧芴和聯(lián)苯系列的豐度很低。

2、 而煤系等內(nèi)陸沼澤環(huán)境中形成的烴源巖 中，芘、 、芴和氧芴系列豐度較高，而聯(lián)苯和苯并萘并噻吩系列的豐度較低。不同類型內(nèi) 陸湖泊相沉積的非煤系泥巖， 由于原始有機(jī)母質(zhì)和沉積環(huán)境的差異， 多環(huán)芳烴組成也存在差 異，如鹽湖相烴源巖富含含硫芳烴，淡水微咸水湖相烴源巖，多環(huán)芳烴以菲為主，含硫芳 烴的豐度一般高于煤系， 而低于鹽湖相泥巖。 有些多環(huán)芳烴具有生源意義， 如芴的分子骨架 可能與植物的生長(zhǎng)激素赤霉素有生源關(guān)系， 苝可能來源于典型的陸源有機(jī)質(zhì)， 或由海相微生 物的衍生物形成。芳香甾烷分布特征受許多因素的影響， 三芳甾烷的分布可指示不同的物源輸入或沉積環(huán) 境， 也可用于分析有機(jī)質(zhì)的沉積環(huán)境， 在油氣

3、勘探中主要用于成熟度研究和油源對(duì)比。 淡水 環(huán)境形成的有機(jī)質(zhì)中 C28 三芳甾烷占有一定的優(yōu)勢(shì)，而在咸水、半咸水環(huán)境中形成的有機(jī)質(zhì) 中 C26 三芳甾烷的豐度較高。煤樣品中 C28-三芳甾烷占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，一般無 C26-三芳甾烷，即 使存在，其豐度也很低。淡水、微咸水湖相樣品中C28-三芳甾烷仍為優(yōu)勢(shì)成分，但 C26-三芳甾烷的豐度明顯增加。半咸水、咸水湖相樣品中C26-三芳甾烷的豐度進(jìn)一步增大，接近于C28-三芳甾烷。 可見， C26-三芳甾烷的豐度隨著沉積環(huán)境的咸化程度增大而增加，C28-三芳甾烷則相反。 C26-三芳甾烷（ 20S） /C28-三芳甾烷（ 20S）值可反映出沉積環(huán)境的差別。

4、比如濟(jì) 陽坳陷烴源巖樣品分析表明，該比值在半咸水、咸水湖相烴源巖中為0.570.94，在淡水、微咸水樣品中為 0.20 0.45，而煤樣品中僅為 00.25。三芳甾烷的分布特征和 C26-三芳甾 烷（ 20S）/C28-三芳甾烷（ 20S）比值是物源輸入或沉積環(huán)境的有效標(biāo)志（王培榮等，1997）。脫羥基維生素 E 的分布與沉積環(huán)境有關(guān)，據(jù)王鐵冠（ 1990），強(qiáng)還原、高鹽度的水介質(zhì) 環(huán)境可能是這類化合物形成的必要條件， 其來源可能與高等植物來源的有機(jī)質(zhì)關(guān)系不大， 而 某些適宜于在高鹽度介質(zhì)中繁衍的低等生物可能是其主要來源。一、泰州組烴源巖芳烴化合物分布特征多環(huán)芳烴化合物中菲占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)， 高環(huán)

5、數(shù)芳烴化合物的豐度較低， 其中芘的豐度中等， 惹烯和苝的豐度均很低，聯(lián)苯、硫芴的豐度較高（圖 3-2-1）；三芴系列中，芴的豐度分別為 32%和 21%，氧芴分別為 47%和 44%，硫芴分別為 21%和 35%，氧芴的豐度占優(yōu)勢(shì) （圖 3-2-2 ）。Rc 分別為 0.70 和 0.71，MPI1 分別為 0.48 和 0.52（表 3-2-2），處于成熟階段。表 3-2-1 烴源巖中檢測(cè)到的多環(huán)芳烴序號(hào)化合物名稱序號(hào)化合物名稱序號(hào)化合物名稱1萘271-甲基菲522-甲基22-甲基萘28乙基菲534-甲基31-甲基萘299+2-乙基菲546-甲基42-乙基萘301-乙基菲55苯并熒蒽51-乙

6、基313,5+2,6-二甲基菲56苯并 E芘62,6+2,7-二甲基萘322,7-二甲基菲57苯并A 芘71,3+1,7- 二甲基萘331,3+3,9+2,10+3,10- 二甲基菲58苝81,6-二甲基萘341,6+1,9+2,5-二甲基菲59芴91,4+2,3- 二甲基萘351,7-二甲基菲602-甲基芴101,5-二甲基萘362,3-二甲基菲611-甲基芴111,2-二甲基萘371,9-二甲基菲62甲基芴121,3,7-三甲基萘381,8-二甲基菲63聯(lián)苯131,3,6-三甲基萘391,2-二甲基菲642-甲基聯(lián)苯141,3,5+1,4,6- 三甲基萘40惹烯654+3-甲基聯(lián)苯152,

7、3,6-三甲基萘41熒蒽66二苯并呋喃161,2,7+1,6,7- 三甲基萘42芘67二甲基聯(lián)苯172,3,5-三甲基萘43甲基熒蒽68二甲基聯(lián)苯181,2,4-三甲基萘44苯并B 芴69二甲基聯(lián)苯191,2,5-三甲基萘45苯并A 芴70甲基二苯并呋喃201,4,5-三甲基萘462-甲基芘71甲基二苯并呋喃21菲474-甲基芘72甲基二苯并呋喃22蒽481-甲基芘73二苯并噻吩233-甲基菲49苯并A 蒽744-甲基二苯并噻吩242-甲基菲50753-甲基二苯并噻吩25甲基蒽513-甲基761-甲基二苯并噻吩269-甲基菲S153-Et1-2895.31S177-Et2-2970.75度豐對(duì)

8、相菲基甲- 菲基甲- 菲基甲- 蒽菲蒽熒并苯 屈 蒽A并 芴A并 芴B并 蒽熒基甲吩噻并苯 喃呋并苯 苯聯(lián)芴苝菲烯蒽芘 基惹熒 -甲-1化合物名稱氧芴圖 3-2-2 烴源巖三芴化合物分布特征 阜一段；阜二段； 阜三段； 阜四段； +泰州組） 表 3-2-2 不同層位烴源巖中多環(huán)芳烴參數(shù)分布特征參數(shù)層位MPI1MPI2DDIDMI泰州組0.500.551.011.59阜二段0.450.551.120.99阜三段0.430.481.090.64阜四段0.350.411.160.94芳構(gòu)化甾類化合物包括單芳、雙芳、三芳甾烷和脫 -A- 單芳甾烷，芳構(gòu)化甾烷主要是由 浮游藻類的甾醇、甾酮、甾酸生物類植

9、物，在成巖作用早期去官能團(tuán)芳構(gòu)化成為芳香甾烷。 泰州組烴源巖中三芳甾烷和甲基三芳甾烷豐度較高，檢測(cè)出的三芳甾烷有C20、C21、 C26C28，甲基三芳甾烷有 C21、C22、C27 C29， C26-三芳甾烷的豐度較低， C28-三芳甾烷的豐度 較高（圖 3-2-3），C26-三芳甾烷（ 20S）/C28-三芳甾烷（ 20S）比值分別為 0.25和 0.28，表明 原油生烴母質(zhì)形成于淡水、微咸水沉積環(huán)境。三芳甾烷（C20+C21）/（C 20+C21+C26+C27+C28）比值較低，分別為 0.09 和 0.02。二、阜一段烴源巖芳烴化合物分布特征阜一段烴源巖中多環(huán)芳烴的分布特征差別較大，

10、 苝、三芴的豐度變化很大， 芴的豐度分 別為 15.0%和 97.2%，氧芴的豐度分別為 75.0%和 0.4% ，硫芴的豐度分別為 10%和 2.3%。三芳甾烷和甲基三芳甾烷豐度較高，檢測(cè)出的三芳甾烷有C19C21、C26 C28，甲基三芳甾烷有 C21、C22、C27 C29，C26-三芳甾烷的豐度較低， C28-三芳甾烷的豐度較高 （圖 3-2-4 ）， C26-三芳甾烷（ 20S） /C28-三芳甾烷（ 20S）比值為 0.20 0.43，表明原油生烴母質(zhì)形成于淡 水、微咸水沉積環(huán)境，三芳甾烷 （C 20+C 21）/（C 20+C21+C26+C27+C28）比值較高，為 0.42。

11、m/z 231 淤溪，蘇 153，Et1， 2895.31C28%，度豐對(duì)相%，度豐對(duì)相C2056C28m/z 245100蘇153 ，Et1 ， 2895.31C26+C2750C276068%，度豐對(duì)保留時(shí)間， minm/z245C29C29C28C27C29C2956 60 64保留時(shí)間 ，min6872m/z 231100蘇177 ， Et2 ， 2970.75C28C26 +C 275027100蘇 177， Et2， 2970.75C2850%，度豐對(duì)相C2148m/z 231100度 豐 對(duì) 相，度豐對(duì)相C2021C5660646872minC2256 60 64 68 保留時(shí)

12、間，minC29C27C29圖 3-2-3 泰州組部分烴源巖三芳甾烷和甲基三芳甾烷氣相色譜質(zhì)譜分布特征C20m/z 245茅山，蘇168，Ef1，2932.31100蘇 168 ， Ef1C21， 2932.31C27C29C2950C19C21C20C19C26+C27C28 C28，度豐對(duì)相C2655 60 65 保留時(shí)間，minC277050C2860 64 68 保 留 時(shí) 間 ， min72m/z100231東45，Ef1 ， 1963.5CC2828C26C27C26+C27%，度豐對(duì)相m/z 24510050C214852 56 60 64 保留時(shí)間 ，min6872東45，Ef

13、1， 1963.5C29C29 C29C29C28C2227C56 60 64 68 72 76保 留 時(shí) 間 ， min三、阜二段烴源巖芳烴化合物分布特征多環(huán)芳烴的分布特征差別較大， 芴的豐度主要介于 20% 30%，個(gè)別可高達(dá) 62%，低至 2.4% ；氧芴的豐度主要介于 30% 60%，個(gè)別可高達(dá) 89%；硫芴的豐度主要介于 10%35%， 個(gè)別可高達(dá) 57%，低至 2.2% 。根據(jù)典型多環(huán)芳烴豐度的差別，可劃分為兩類。第一類：多環(huán)芳烴化合物以菲為主，芘的豐度較低，苝的豐度很低（圖3-2-5a）；三芴系列中，氧芴和硫芴的豐度均較高，氧芴稍高于硫芴（圖3-2-5a、圖 3-2-2 ），烴源

14、巖形成于相對(duì)還原的沉積環(huán)境。 第二類， 多環(huán)芳烴化合物以菲為主， 芘、苝和苯并熒蒽的豐度較高 （圖3-2-5b），個(gè)別樣品熒蒽的豐度很高（ N49， D45，深黑色泥巖； 1697.7m），三芴系列中，氧 芴的豐度較高（圖 3-2-5b、圖 3-2-2 ），表明烴源巖形成于相對(duì)氧化的沉積環(huán)境。000810000642000 度豐對(duì)相S276-Ef2-2276.33S285-Ef2-2937MY1-Ef2-2703.57S216-Ef2-2128.64S208-Ef2-2181S260-Ef2-2755.4菲 蒽菲 菲菲菲烯 蒽 基 基 基 基 惹 熒 甲甲甲甲 -3 -2 -9 -1蒽熒基甲芴

15、A并芴B并S260-Ef2-2757.91S263B,Ef2,2954.91屈 蒽芘 芘苝 芴 苯喃 吩 熒 E A聯(lián) 呋 噻并 并并苯 并苯 并苯苯苯苯 苯二二-甲 -甲 -甲 -3 -2 -900081060 40度豐對(duì)相20S153-Ef2-2617.8D45-Ef2-1697.7菲烯蒽芘 基惹熒 甲-1蒽A并 芴A并 芴B并 蒽熒基甲芘A并苯 芘E并苯 蒽熒并苯吩噻并苯 喃呋并苯 苯聯(lián)化合物名稱a化合物名稱b圖 3-2-5 阜二段典型多環(huán)芳烴化合物相對(duì)分布特征成熟度參數(shù) Rc 一般介于 0.60% 0.90%，MPI1 分布范圍一般為 0.34 0.83，個(gè)別值為 2.9（表 3-2-

16、2），處于低熟成熟階段，個(gè)別樣品的兩個(gè)值較高。三芳甾烷和甲基三芳甾烷的豐度較高，檢測(cè)出的三芳甾烷有C19C21、 C26C28，甲基三芳甾烷有 C21、C22、C27 C29，C21、C29（圖 3-2-6）。三芳甾烷分布特征差別較小，大致 可劃分為兩類， 第一類樣品中 C26-三芳甾烷的豐度較高， C28-三芳甾烷的豐度較低 （圖 3-2-6 ）， 三芳甾烷 （C20+C21）/（C20+C21+C26+C27+C28）比值較低，介于 00.09；第二類樣品中 C26-三芳 甾 烷 的 豐 度 較 低 ， C28- 三 芳 甾 烷 的 豐 度 較 高 （ 圖 3-2-7 ）， 三 芳 甾 烷

17、 （C 20+C 21）/（C 20+C21+C 26+C 27+C 28）比值較高， 介于 0.29 0.47。除了金南三維工區(qū) S216 井、淤 溪油田 S153 井樣品外，阜二段烴源巖 C26-三芳甾烷（ 20S） /C28-三芳甾烷（ 20S）比值介于 0.210.45，表明原油生烴母質(zhì)主要形成于淡水、微咸水沉積環(huán)境。四、阜三段烴源巖芳烴化合物分布特征多環(huán)芳烴化合物以菲為主， 熒蒽、芘和苝的豐度較高， 部分樣品苝的豐度很高 （如 N33 ， 蘇 168 井，深灰色泥巖， 2487.29m ，這類樣品中不含 -胡蘿卜烷，伽馬蠟烷含量很低） ，聯(lián) 苯的豐度較低（圖 3-2-8 ）；三芴系列

18、中，氧芴的豐度較高，硫芴的豐度較低（圖3-2-8、圖3-2-2），芴的豐度介于 10% 30%，氧芴的豐度介于 37%73%，硫芴的豐度主要介于 10%30%，個(gè)別可高達(dá) 37%，低至 6% 。表明烴源巖形成于相對(duì)氧化的沉積環(huán)境，有機(jī)母質(zhì)中高m/z 245100蘇 276， Ef3， 2649.51C29100m/z 231金南，蘇 276 ， Ef3 ， 2649.51C26+C 27C28C28C 29%，度豐對(duì)相92 C5660 64 68 保留 時(shí)間，min72m/z 245100東45， Ef2 ， 1697.7C29C29 C29C29%，度豐對(duì)相C19C19C27C20C2152

19、 5660保留時(shí)間， min64m/z 231100東45 ， Ef2 ，1697.7C26+C 27C28 C28%，度豐對(duì)相82C72C50%，度 豐對(duì)相%，度豐對(duì)相54 58 62 66 70 74 保留時(shí)間 ，min金南，蘇 216， Ef2 ， 2128.64C26 +C27m/z 245100C29100 m/z 23150蘇216， Ef22128.64%， 度豐 對(duì) 相C2854m/z 24510058 62 66 70 74保 留 時(shí) 間 ， minC22 蘇263B ，Ef2， 2954.91m/z 231C26 +C 27100蘇263B ，Ef2， 2954.91C28

20、50%，度豐對(duì)相62 66 保 留 時(shí) 間 ， minC29%，度豐對(duì)相52644856 60 保 留 時(shí) 間 ， min54587068dm/z 245100 C21蘇 285 ，Ef2 ， 2937100 m/z 231 C20腰灘，蘇 285 ， Ef2 ， 2937C28%， 度 豐對(duì)相%，度 豐對(duì)相50，度豐對(duì)相%，度豐對(duì)C19C28C20C26+C256C27C28C2928C29C 29C29C29m/z 24510050C21C22C19C27C26C216064保 留 時(shí) 間 ， min蘇153 ，Ef2 ， 2617.8C29C 29C28C27566064 保留時(shí)間，68

21、minm/z 24510050C29%C21C2256茅驗(yàn)1 ，Ef2 ，2703.57C29C28C2760 64 68保 留 時(shí) 間 ， min52 56 60 64 68保留時(shí)間， minm/z 231 淤溪，蘇 153， Ef2， 2617.8100C28C28C26+C27C27C2672eC2048 52 56 60 64保留時(shí)間， minm/z 231 C20茅山，茅驗(yàn) 1，Ef2 ， 2703.57687229C 29C29C72%，度豐對(duì)相50C1920C21C26 +C 2748525660 保留時(shí)間，64min6872m/z 231100C20C19C205048 52金

22、南，蘇 208，Ef2， 218156 60 64 保留時(shí)間， min68h圖 3-2-7 阜二段部分烴源巖三芳甾烷和甲基三芳甾烷氣相色譜質(zhì)譜分布特征（II)等植物的豐度較高。阜三段烴源巖的熱成熟度Rc 介于 0.54% 0.85% ，MPI1介于 0.23 0.75表 3-2-2 ），處于低熟成熟階段。化合物名稱蒽A并苯吩噻并苯S245-Ef3-3116.23MY1-Ef3-2398S217-Ef3-2499.9S263B-Ef3-2864.93S256-Ef3-2881.89mS245-Ef3-3116.23MY1-Ef3-2398S217-Ef3-2499.9S263B-Ef3-2864

23、.93吩噻并苯喃呋并苯苯聯(lián)芘A并苯芘E并苯 蒽熒并苯芴A并苯B并苯熒基甲蒽熒烯惹菲基甲-1 菲 基甲-9菲 基甲-2菲基甲-3喃呋并苯 苯聯(lián) 芴 苝 芘A并苯 芘E并苯 蒽熒并苯 屈 蒽A并苯 芴A并苯 芴B并苯 蒽熒基甲0 0 08 6 40 0 0 度豐對(duì)相20 00蒽熒 烯惹 菲基甲-1 菲基甲-9 菲基甲-2 菲基甲-3化合物名稱圖 3-2-8 阜三段典型多環(huán)芳烴化合物相對(duì)分布特征三芳甾烷和甲基三芳甾烷的豐度較高，檢測(cè)出的三芳甾烷有C19C21、 C26C28，甲基三芳甾烷有 C21、C22、C27 C29；一般 C26-三芳甾烷的豐度較低， C28-三芳甾烷的豐度較高 （圖 3-2-

24、9）。除了外斜坡的 S168 井、臺(tái)南油田 S217 井阜三段樣品外， C26-三芳甾烷（ 20S） /C28-三芳甾烷（ 20S）比值主要介于 0.210.44，表明原油生烴母質(zhì)形成于淡水、微咸水沉 積環(huán)境，三芳甾烷 （C20+C 21）/（C20+C 21+C 26+C 27+C 28）比值較高，均大于 0.1，介于 0.16 1。 五、阜四段烴源巖芳烴分布特征阜四段烴源巖芳烴化合物以菲為主， 其余芳烴化合物的豐度均較低， 芘和苝的豐度較低 （圖 3-2-10 ）；三芴系列中，氧芴和硫芴的豐度接近（圖3-2-10、圖 3-2-2），芴含量為 30%，氧芴含量為 36% ，硫芴含量為 34%。阜四段烴源巖一個(gè)樣品的成熟度Rc