平湖斜坡带原油中金刚烷的检出及其地球化学意义.pdf

石油天然气学报(江汉石油学院学报)2014年10月第36卷第10期
Journal of Oil and Gas Technology (J JPI)Oet 2014 Vol 36 No 10
平湖斜坡带原油中金刚烷的检出及其地球化学意义
张坤,唐友军(北省断中下术数自部点实(江大学
长江
大学地球
环
境与水資源
学
院,湖北
武汉43010
胡森清,王辉(中海石油(中国)有限公司上海分公司勘探部,上海200
高梦莲(长江大学地球环境与水资源学院,湖北武汉430100
[摘要]金刚烷系列化合物具有较高的稳定性,可作为衡量原油成熟度和识别原油裂解程度的指标。采用
内标法,利用气相色谱一质谱(GC-MS)仪在平湖斜坡带的原油样品中检测到金刚烷系列化合物,并对其
进行了绝对定量分析;根据3-和4甲基双金刚烷绝对含量和生物标志化合物的绝对含量,参照金刚烷成
熟度参数的关系确定了该区原油成熱度在0.98%~1.45%之间,推算了原油的裂解程度大致位于70%
80%之间。
关键词]西湖凹陷;平湖斜坡带;金刚烷类化合物;成熟度;裂解程度
[中图分类号]TE122.1
[文献标志码]A[文章编号]1000-9752(2014)10-0030-05
金刚烷最早是由捷克科学家 Landa在1933年从石油馏分中分离出来。 Winge率先报道了用气相
色谱一质谱(GC-MS)方法检测到原油中微量金刚烷化合物。金刚烷是具有类似金刚石结构的一类刚性
聚合环状烃类化合物,并被认为是多环烃类在高温热力作用下经强 lewis酸催化剂聚合反应的产物;同
时金刚烷类化合物性质极其稳定,一旦形成,不易受到热降解、生物降解的破坏。金刚烷类化合物特
殊的化学性质使其在表征原油成熟度、原油生物降解和原油裂解气等方面具有独特的优势,越来越受到
广泛关注3-8。
20
40km
1研究区概况
海
白
习构造带
心已构造单元界线
平湖斜坡带构造上位于西湖
钓[果样点位置
椒
屏
习油气田
凹陷西斜坡中部,西靠平湖主断
℃含油气构造
A迎翠轩构造带
裂,东临三潭四陷(图1),近
B木香
均造带
c潭
鱼
C广意亭构造带
几年已陆续发现了NB25-3、
D平湖构造带
E初阳构造带
F柳浪构造带
NB13-4等含油气构造。前人研究
G玉泉构造带
隆
断
岛
H龙井构造带
表明10:1,平湖斜坡带已发现油
深
I西冷构造带
J苏堤构造带
气主要来源于平湖组(E2p)煤
带
K北高峰构造带
L灵隐构造带
系地层,油气藏类型主要为构造
裂
油气藏,已发现原油大都为凝析
起
油或轻质油。该类原油成熟度普
宁波
褶
遍较高,生物标志化合物浓度低,
在常规的色谱质谱分析中,因低
带
的信噪比,而不能准确地鉴定各
图1西湖凹陷构造单元及油气田分布略图
[收稿日期]2014-06-22
[基金项目]国家油气重大专项(20112X0523-001-003);非常规油气海北省协同创新中心创新基金项目(D20131201);湖北省教育厅科
学技术研究项目(B2011101);油气资源与探测国家重点实验室开放课题(2009005);油气资源与勘探技术教育部重点实
验室开放基金项目(K2013-14);有机地球化学国家重点实验室开放基金项目(OGL201101)。
[作者简介]张坤(1990-),男,2013年大学毕业,硕士生,现主要从事油气地质与地球化学方面的学习和研究。
通信作者]唐友军(1975-),男,博士,副教授; E-mail:309378729 a gg. com
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第36卷第10期
张坤等:平湖斜坡带原油中金刚烷的椪出及其地球化学意义
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化合物,以及对各化合物谱峰面积进行积分,导致地球化学参数失真。笔者在该区原油中均检测到了丰
度较高的金刚烷系列化合物,通过对其进行研究,判断了原油的成熟度及裂解程度,以期能为油源对比
提供依据。
2样品与试验
笔者在研究区共采集了平湖组一段~四段(E2p~E2P)及花港组下段(E3hL)的原油样品12件
(井位分布见图1),样品的分析测试由长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室完成。测试仪器
为HP-6890型色谱仪和MSD-5973型质谱仪。试验中的色谱柱为HP-5MS弹性石英毛细柱,柱长30m
内径0.25mm,膜厚0.25um。色谱条件:50℃恒温2min;后以3℃/min升至310℃;310℃恒温
25min;载气为氨气,流速为1mL/min。质谱条件:进样器温度为300℃;电离能量70ev;扫描范围
50~550amu,以脉冲不分流方式进样
3结果与讨论
3.1原油的基本特征
原油的全烃气相色谱能较
好地反映原油全貌。从平湖斜
PH1-5井,27033~2726.5m,Eh
坡带原油全烃气相色谱面貌可
以看出总体呈现“前峰”的单
nc8
Ct
峰型,碳数的分布范围较宽,
并且原油的Pr/Ph较高。平湖
斜坡带原油样品中检测出奥利
CIP
烷,较高丰度的重排藿烷和
CIB
C2烷,但是伽马蜡烷的含量
较低。上述特征指示原油为氧
化性陆源有机质贡献,与煤系
图2平湖斜坡带典型原油全烃气相色谱图
有机质生源有关且形成时期沉
积环境水体较淡(图2、3)。
3.2原油样品中金刚烷化合物
NB-25-1井,33234-3242m,E2P2
的鉴定
原油金刚烷类化合物定性
已有深入研究「,,依据文献比
对8·2]和保留指数,对研究区
原油中的金刚烷化合物定性检
测及鉴定(图4、5)。
烷
C, DII .X
3.3金刚烷类化合物成熟度指
标判断原油成熟度
原油成熟度的理定对于认
识原油的成因具有重要意义。
图3平湖斜坡带典型原油样品中五环三萜化合物分布图
平湖斜坡带已发现的原油以凝
析油或轻质油为主,成熟度较高,常规的成熟度指标因达到热演化的平衡终点而难以反映真实成熟度
从图6中可以看出C2甾烷B!/(8B+aa)和Ce甾烷20S/(20S+20R)大多接近或达到平衡终点值,说
明原油处于成熟一高成熟的范畴,但不能反映确切的成熟度。表1中可以看出新藿烷成熟度参数
Ts/(Ts+Tm)<0.5,表明该比值除受热演化影响外,还受有机质类型影响,事实上,煤系有机质中