1、第八章 油气源对比,二、油源对比指标的选择,一、油源对比的依据及意义,三、油源对比方法与实例,四、气源对比,一、油气源对比的依据及意义,油气源对比就是通过原油及天然气与可能的源岩之间有机质母缘之间输入成分的亲缘关系进行对比分析，判别与追溯石油与天然气的可能来源。,油-源对比是基于已经运移了的石油在一些成分参数上与其残留在源岩中的沥青的这些成分没有明显的差别。现代的烃源岩中的有机质，已经是经历了很多地质事件，代表油气运移后的残留有机质，与其运移出去的石油虽然有相似性，但存在着一定的差异性。,1、对比依据：,石油与石油、石油与烃源岩之间的地球化学对比，在石油勘探中具有十分重要的意义。通过油与油、油
2、与岩对比，可以确定一个盆地中各个油藏是来源于一个共同的母源，还是来自两个或几个不同时代的油源层系，进而圈定可靠油源区，有效地指导油气资源勘探。对于我国含油气盆地大量的研究者，应用地球化学对比指标特别是甾、萜烷类进行油油、油岩对比研究，做了大量的研究工作，几乎每个盆地都有这方面的研究成果。,2、对比意义,油源对比包括油油对比与油烃源岩对比,3、油气源对比的技术思路,三个层次： 从宏观微观：原油宏观性质如原油颜色、原油性质（凝析油、轻质油、正常油、稠油）、原油密度粘度、气油比等物理性质；微观是指原油化学组成。 主成分特征：（族组成、分子组成)； 指纹特征：异戊二烯烃、生物标志标志化合物。,我国含油
3、气盆地油气都有不同的成因与来源如： 济阳坳陷膏盐型盆地：咸水型石油主要来源于沙四段烃源岩；半咸水型石油主要来源于沙一段烃源岩；淡水-微咸水型石油主要来源于沙三段烃源岩。 中原油田东濮凹陷也是一个盐湖盆地，原油主要来源于古近系沙河街组沙三段半咸-水咸水烃源岩生成的原油. 辽河大民屯凹陷的高蜡油源于主要是陆源碎屑母质的沙三段烃源岩； 黄骅板桥凹陷的凝析油主要来自埋深4000m以下的沙三段烃源岩； 江汉盆地下第三系盐湖沉积中的未熟低成熟油是来自潜三、潜四段烃源岩； 冀中苏桥文安古生界的凝析油、周口坳陷倪丘集凹陷古生界石油均来自石炭二叠系煤系烃源岩。,二、油源对比的主要参数,1、碳同位素指标,碳同位素
4、广泛应用于地球科学研究中： 在油气源对比研究中主要应用原油中的13C/12C的丰度与标准碳同位素(PDB标准）比值来研究油气来源与成因，同位素一般用来表示,一个样品的同位素一般用它的偏差来表达,即千分偏差();,国际通用的PDB标准，使用美国皮狄组箭石(寒武系) 13C/12C=1123.7510-5, 13C=0 国内有机物标准为碳黑(GBW00407, 13C=-24(),自然界中碳同位素的变化,如天然气、石油与烃源岩同源有： 13C天然气 13C饱和烃 13C原油 13C芳烃 13C非烃 13C沥青质 13C干酪根,13C芳烃=13C饱和烃+5.46,不同有机质成因的石油碳同位素也有较大
5、的差异,C-P源岩,C-P源岩,2、正构烷烃,这类烃经常出现在富含陆源物质的碎屑岩系有机质中， 并多以C27、C29、C31为主，具有明显的奇偶优势。一般 认为，这些烃来自高等植物中的蜡。蜡可以水解为含偶数 的高分子量酸和醇，在还原条件下通过脱羧酸和脱羟基 转化为长链奇数正构烷烃。,碳优势 指数,奇偶优 势指数,高分子量 （nC25nC33） 奇碳数,一般 i选择 在C24C34之 间，常是主峰,奇,C24,C20,现代海洋、湖泊沉积物中正构烷烃气相色谱图,黑海,微山湖软泥,挪威海沉积物表层,碳数,nC20,nC30,nC21,Ph,nC25,Pr,nC19,nC18,nC17,nC16,nC
6、15,nC27,nC28,泌阳凹陷低成熟石油生油岩中饱和烃气相色谱图,甾萜类化合物,iC18,中等分子量奇 碳数正构烷烃 （nC15nC21）,以C15、 C17为主,奇偶优势 不太明显,生物来源主要 是藻类等水生 生物,无陆源供给的海 相碳酸盐岩沉积中 缺高分子量烷烃， 无奇偶优势。,15,15,15,15,15,20,20,20,20,20,20,15,30,30,30,30,30,30,25,25,25,25,25,25,双峰型,后峰型,前峰型,不同有机质来源的现代沉积物和生油岩正构烷烃分布曲线,现代沉积,生油岩,具有奇偶优势的 正构脂肪酸,1,2,偶奇优势,偶奇优势,在古代和近代 沉积
7、物中都鉴 定出了正构脂 肪酸。,与海水、湖相水 生生物有关的是 C14 C22脂肪酸,与高等植物有 关的脂肪酸是 除C16、 C18以 外，还有C24 C32 脂肪酸。,两种来源都有时 会在色谱图上呈 双峰,现代沉积物,中新世沉积物,现代和古代沉积物中的正构脂肪酸甲脂的气相色谱,记录器应答值,3、无环的类异戊二烯烃类,指带支链的类异戊间二烯烃,规则的类异戊间二烯烃是指各单元头尾相连接成的链状分子,C,这类化合物通常以烯、酸、醇的形式广泛分布于各种生物和现代沉积物中,C,C,C,C,C,C,C,C,C,+,头,尾,尾,头,古代沉积物、油和煤中则以饱和烃形式存在。 这是地质体中最丰富的类异戊二烯烃
8、类,已检出C1 C25到系列，其同系物可高达C40 C45。其中含量最多， 分布最广的是iC19姥鲛烷（Pristane）和iC20植烷（Phytant）。,C15,C19,C18,C16,C20,在古代沉积物和原油中规则异戊间二烯烃类的主要分子,C152，6，10 三甲基十二烷,法呢烷,C162，6，10三甲基十三烷,异十六烷,C182，6，10三甲基十五烷,C192，6，10，14四甲基十五烷,C202，6，10，14四甲基十六烷,降姥鲛烷,姥鲛烷,植烷,C19,C18,C20,法呢烷,异十六烷,降姥鲛烷,姥鲛烷,植烷,有机质成熟度对异戊 二烯烃的分布有影响,异构烷烃与相应正构烷烃含量比值
9、下降,随成熟度提高,Pr/nC17,Ph/nC18明显降低,原因解释： iC19 , iC20在热作用下 进一步降解为iC15, iC16和 iC18的原因,原 油,植烷系列演化三角图,姥鲛烷% （iC19）,植烷% （iC20）,发呢烷+异十六烷 +降姥鲛烷% （iC15+16+18）,指来源于生物体特殊化合物，在有机质的演化过程中具有一定的稳定性，没有或较少发生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架，记载了原始生物母质的特殊分子结构信息的有机化合物。在生物标志物中萜烷、甾烷等是一种较好的油源对比参数，它们一方面表现良好的“遗传性质”，可以为人们提供母源或同源的“指纹”信息；另一方面在成岩和热
10、演化中，可以提供更为灵敏的热成熟信息。,4、生物标志化合物,生物标志化合物是沉积物中的有机质以及原油、油页岩、 煤中来源于生物体、具有明显分子结构特征、分子量相 当大的有机化合物。,化学稳 定性强,结构基本没 多大变化,或只发生 重排,保持原始生化 组成碳骨架,沉积物进 入成岩阶 段时，存 在两类有 机组分。,不溶于有机溶剂的有机质干酪根（90%）,生物体中的原生烃及其它类脂物 的游离分子（10%）生物标志化合物,生物标志化合物来源于陆源高等植物、海洋 和湖泊中的水生生物，特别是藻类以及细菌。,来 源,特 点,结构复杂、分子量高。不同于干酪根热裂解 时形成的低-中分子量、结构简单的烃类。,原在
11、生物 中存在的 甾、醇、 酮化合物,完成由生 物构型向 地质构型 的转化， 形成生物 标志化合 物。,在成岩 和热成 熟阶段,消除官能 团、加氢 还原、芳 构化、异 构化等等,达到热力 学上的稳 定来适应 新的地质 环境。,高等植物的重要组成部分。在褐煤、土壤、现代海 相沉积、石油和古代沉积物中都有,几种重要的三环双萜,异戊二烯的长链,主要出现在未有高等植物输入的沉积物 和原油中，主要是海相沉积物和原油。,长链三环萜结构示意图,碳数一般为2427，较广泛的分布于原油和生油岩中。 可能是五环萜降解产物。我国内陆湖盆生油岩和原 油常见C24的四环萜。,四环萜结构示意图,R,五环三萜可分为藿烷系列和
12、非藿烷系列,藿烷结构示意图,A,B,C,E,D,五元环,异丙基,甲基取代基,异构化主要发生位置,细菌中的细菌藿四醇是地质藿烷的可能更合适的先体,+,细菌藿四醇演化为藿烷的可能途径,R=H,CH3,R=H,CH3,C2H5,C6H13,R,R,OH,OH,OH,OH,来源于高 等植物的 奥利烯,可能来源 蕨类、原 生动物四 膜虫、细菌 的细胞壁,缺少特定 的先质体， 可能是沉 积和早期成 岩作用有关,一般而言，除 伽玛蜡烷外， 五环三萜类均 为高等植物来源,一些非藿烷系列的五环三萜类化合物,伽玛蜡烷,18 奥利烷,羽扇烷,脱-A环-羽扇烷,苯并藿烷,A,B,C,D,海相不到15种,非海相70多种
13、,分类,正常甾烷,重排甾烷,4-甲基 甾烷,低分子量甾烷,甾醇,甾烷结构示意图,(3)甾类化合物,C27-C29甾烷用于油源对比、母源和沉积环境的生物标志物。,陆生植物主要含C29甾醇，其次是C28甾醇， 动物主要含C27胆甾醇,水生浮游动植物（主要是藻类）含C27为主， 其次是C29甾醇，,有机质类型的表征,如果已知许多生物标志物的时代分布,那么就会极大地简化油源岩的确定,由于生物标志物代表了一个生命的分子记录,对它们时间演化上的较好了解,对提高我们对地质历史的认识是很必要的.,一些生物标志物的时代分布,(l) 在演化、运移和次生变化中较稳定的特征化合物，尤其是那些能够直接反映原始有机质特征
14、的化合物。,(2)不同类型的油气采用不同的对比参数,(3)尽量采用有机化合物的分布形式及相对比值，如原油中PrPh比值都可作为有效的对比参数。,(4)采用多指标组合进行综合对比，且应考虑地质构造、岩相等多方面资料。,选择对比参数时尽可能选择一些受运移、演化和次生变化影响较小、能直接反映原始有机质特征的化合物或沸点和溶解度相近的化合物的相对浓度比值作为对比参数。,对比指标的选择：,总组成指标,物理特性 族组成 同位素组成 正构烷烃浓度,分子指标,轻烃（C5-C10） 高分子正构烷烃 异戊二烯类烷烃 芳烃化合物 甾类分子异构体 萜类的分子异构体,油气源对比指标的选择,三、油源对比的方法,1.相关曲
15、线法：只要将选择的石油和烃源岩中的几项指标的相对强度绘制成相关曲线，即可看出石油和烃源岩是否具有亲缘关系。应用正烷烃进行油源对比时，多采用这种方法。用结构上更稳定的甾烷、萜烷等生物标志物对比时亦可以采用这种方法。该方法比较简单、易行。,济阳坳陷三类低熟油正构烷烃碳同位素分布,文留地区沙一段、沙三段原油、抽提物族组成碳同位素对比图,该方法的特点是简单、直观，目前在国内、外使用的最为广泛，它不需要编制其它任何图件，只是分别把石油和可能烃源岩的饱和烃色谱图、甾烷（m/z217）和萜烷（m/z191）的质量色谱图，直接进行指纹对比。石油和烃源岩之间有无亲缘关系，可以一目了然 。,2.指纹对比法：,潍北
16、盆地孔店组原油饱和烃色谱图,潍北凹陷孔店组原油的饱和烃色谱碳数分布范围在C11C35之间，峰型以前峰型为主，其次是后峰型和双峰型,后峰型的主峰碳为C23C29之间，说明潍北凹陷高蜡原油的生成是由于其生油母质中富含陆源生物蜡。,双峰型的主峰碳数为1718，次峰碳数为2628。潍北凹陷孔店组前峰型原油的主峰碳为C23C29。一般来讲，前峰型的色谱特征除了反映母质类型较好外，原油成熟度以及油气运移聚集方式也有一定影响,脂肪酸的偶奇优势和正构烷烃的 奇偶优势有着成因上的一定联系， 还原环境下偶奇优势的脂肪酸可 转化为奇偶优势的正构烷烃。,偶奇优势,奇偶优势,随OEP减小，锯齿状减小，高分子 烃量减少、
17、低分子烃量增加。,正构烷烃曲线呈单峰分布，主峰碳为nC21，Pr/Ph为0.320.35,原油应该来源于强还原条件沉积的水体；基本未遭生物降解的影响。,梁2井底层原油遭到极微弱的生物降解的影响，可能受底水细菌活动造成的。,C21,C21,文10-25、文10-95 ES31井原油甾烷分布与梁2、文221类似，同为成熟度低，重排甾烷含量低、4-甲基甾烷含量低，甾烷特征呈“V”字型分布。,M/Z：217,S,R,文10-25 ES31 油 2130.4-2166.0m,C27-C29甾烷用于油源对比、母源和沉积环境的生物标志物。,C2720R,C2920R,甲藻甾烷,明10-1 原油,甲藻甾烷,文
18、明寨-卫城沙一段油、岩M/Z217特征图,原油：重排甾烷低 、规则甾烷为C27占优势的“V”型，甲藻甾含量较高。,源岩：重排甾烷低 、规则甾烷为C29占优势的“V”型，甲藻甾含量低。,文明寨-卫城沙一段油、岩M/Z191特征图,明10-1 沙一段原油,明36 沙一段油砂,蜡烷,卫18-4 沙一段原油,奥利烷,C30藿烷,C30藿烷,C30藿烷,C30藿烷,奥利烷,原油：三环萜含量低 、五环三萜烷以C30藿烷为主峰，-蜡烷含量高，超过C29藿烷。,源岩：三环萜含量低 、五环三萜烷以C30藿烷为主峰、-蜡烷含量低，低于C29藿烷。,这种方法在国内油源对比中使用的也比较多，其特点是适用于石油分类和大
19、量的石油和烃源岩之间的地球化学对比。对比时，先选择石油和烃源岩中的有关生物标志物等指标，然后把归一化的相对含量编制成各种相关图。例如，常用的有20R构型的C27C29甾烷三角图； Pr/Ph、Pr/C17和Ph/C18相对含量的三角图；Pr/Ph-蜡烷/C30藿烷的坐标图等。,3.归一化对比法：,3.归一化对比法：,孤岛油田馆陶组原油及周围洼陷烃源岩 所生原油Ts/Tm值与蜡烷指数关系图,C27,C28,C29,湖相,开阔海,+,+,+,+,湖相,浮游 生物,港湾或 河湾,大陆,高等 植物,C27C29甾醇分布三角图,+,+,将原油和烃源岩20RC27、C28、C29甾烷的含量归一化作三角图进
20、行投影对比,胡庆地区甾烷C27、C28、C29三角图,胡81井沙一段原油与沙一段泥岩甾烷特征差异较大，与沙三段泥岩的甾烷特征有一定的相似性，但沙三段泥岩成熟度较高。 庆67井沙一油与海通集洼陷沙一段泥岩甾烷特征一致，成熟度也相当，应该具有亲源关系。,原 油,植烷系列演化三角图,姥鲛烷% （iC19）,植烷% （iC20）,发呢烷+异十六烷 +降姥鲛烷% （iC15+16+18）,东濮桥口白庙油源对比实例分析,葛岗集洼陷 为淡水-微咸 水沉积，无 盐分布。,前梨园洼陷 为咸水-超咸 水沉积，有 多套盐层分 布。,孟岗集洼陷 为淡水-微咸 水沉积，无 盐分布。,白庙,桥口,北部的下第三系沙河街组有
21、三套盐膏层分布，南部为无盐区。北部地区有机质以-1为主，南部以2-为主，北部地区油气丰度大，南部油气资源丰度低。桥口白庙地区处于东濮凹陷南北的过渡带，平面上有三个生油洼陷提供油源，剖面上有古生界与下第三系两套生油岩系。,古近系系主要为砂泥岩互层组合，沙三段为主要的烃源岩层；其下部上古生界的C-P的煤系地层的二次生烃为另一重要的气源岩。,1,图2-1 东濮凹陷地层沉积柱状图,石炭二叠系含煤层系厚250m，煤层和炭质泥岩厚逾百米，也是一套重要的气源岩，桥口-白庙地区位于石炭-二迭系生气中心附近。,白54 3738.0-3806.9 13.9/6 沙三3- 砂组白9 3906.2-3913.4 7.
22、2/1 沙三3 砂组白11 3990.0-4005.5 11.9/3 沙三3 砂组白17 4070.8-4089.9 8.7/4 沙三4 砂组 白庙原油油样,原油主要呈桔黄 色、浅黄色、有的 为白色，凝析油密 度小，一般为低为 0.75g/cm30.82 g/cm3 ，,流体特征,桥口地区的原油密度主要分布在0.720.88之间，浅层可达0.92(ES1) ，与深度有变小的趋势，上油下气的特点；白庙原油密度在0.730.86之间，随深度增加有变大的趋势，表现了上气下油的特征。,图2-11桥口原油密度与深度的关系,顶部为气层 气，构造腰 部含凝析油，,构造南、北 两翼及杜寨 断层的下降盘 为含气
23、油层,桥口东翼南含 以气为主含凝 析油，油气层 分布在ES34 ES4深层,桥口构造顶 部为油层不 含气分布在 ES1ES2下,东翼北主 要为油层 含气,桥口-白庙地区流体平面分布特征,原油族组分三角图,2,特点：饱和烃含量高，非烃、沥青质含量低。,桥口构造顶部浅层(ES1ES2)：碳数分布范围大呈前峰型, Pr/Ph1,桥18-24 ES2下2496.62577.5m,桥50 ES2 2741.8-2827.8m,桥2-8 ES1 24932498.5m,桥29-7ES2下2649.12657.1m,Pr/Ph=0.7,Pr/Ph=0.76,Pr/Ph=0.76,Pr/Ph=0.75,特点：
24、碳数分布范围呈平头峰或前后双峰，位于葛岗集洼陷一侧的桥20、桥23 Pr/Ph1呈弱老姣烷优势，过渡带桥55、桥56的Pr/Ph 1，呈弱植烷优势。,Pr/Ph=0.77,Pr/Ph=1.20,Pr/Ph=1.10,Pr/Ph=0.87,南部,中部,桥口原油饱和烃色谱图,桥58井 4301.44316.4 m,桥40 3266.63595m,桥38-1 2908.33078.5m,从南到北Pr/Ph 变小，表明母质沉积环境的还原性增加，说明油源条件的变化。,Pr/Ph=0.98,Pr/Ph=0.65,Pr/Ph=0.72,中部,北部,桥25 ES4 4695.98m,桥33 ES32 3676
25、.95m,桥33 ES33 4066.68m,桥33 ES34 4501.62m,桥25 ES4 4695.98m,桥33 ES32 3676.95m,桥33 ES33 4066.68m,桥33 ES34 4501.62m,桥口地区泥岩甾萜烷特征,桥口地区桥33 ES32 泥岩具有高的蜡烷、奥利烷、三、四环萜烷的特征。桥口-白庙地区除ES32 地层外其他ES 3地层泥岩具有较低的蜡烷、奥利烷，盐湖分布范围较小。,蜡烷,蜡烷,蜡烷,蜡烷,白18 ES32 3404.75m,前8ES32 4018.97m,桥53ES32 3736.21m,白18 ES32 3404.75m,前8 ES32 401
26、8.97m,桥53ES32 3736.21m,该地区ES32烃源岩具有较高的蜡烷、奥利烷及三、四环萜烷的特征，其他地层不具备这种特征，说明ES32沉积时期沉积水体咸为盐湖相， ES31 、ES33、ES34为微咸水-淡水湖相沉积。,蜡烷,蜡烷,蜡烷,南,北,顶部浅层，三、四环萜烷含量低， 蜡烷略高于C31藿烷22S，甾烷特征表现为低的C27重排甾烷，C29甾烷的20S构型低于20R构型，表明原油成熟度低，为源岩在生油早期生成的原油。浅层原油来源一致，成熟度相当，油源相同。,桥2-8 ES1 24932498.5m 原油,桥29-7 ES2 2649.1-2657.3m原油,m/z191,m/z
27、217,桥2-8，ES1,蜡烷,蜡烷,桥24,桥55,桥40,桥口地区从南到北蜡烷含量增高。,较高的C30 重排甾烷,蜡烷含量： 5.08%,蜡烷含量： 9.97%,蜡烷含量： 18.32%,桥24,桥55,桥40,北,原油成熟度高， 重排甾烷高， 4-甲基甾烷低， C27：C28：C29 =25：26：49,原油成熟度高， 重排甾较低， 4-甲基甾烷低， C27：C28：C29 =29：27：44,原油成熟度高， 重排甾烷高， 4-甲基甾烷高， C27：C28：C29 =24：30：46,桥口东翼：南,蜡烷相对含量,桥24,葛岗集 洼陷,前梨园 洼陷,桥口东翼：从南到北蜡烷相对含量逐渐增加。
28、,桥20,桥55,桥38-1,桥40,白庙地区原油从南到北Pr/Ph表明原油的母质的沉积环境的还原性增大。,Pr/Ph=1.67,Pr/Ph=0.79,Pr/Ph=0.58,白16井,ES32,腰部,南部,构造北翼前梨园洼陷一侧为轻质原油，主峰碳在nC17左右，Pr/Ph1。,Pr/Ph=0.64,Pr/Ph=0.92,Pr/Ph=0.79,Pr/Ph=0.84,北翼,蜡烷/C30藿烷,四、气源对比的方法,1、主要参数 有天然气组成（密度、C1/C2+、干燥系数） 天然气中轻烃（指纹）特征对比 天然气碳同位素、天然气氢同位素、惰性气体同位素。 根据具体地质条件，可以将天然气有关的凝析油、天然气
29、储层抽提与气源岩抽提物的生物标志物进行对比。,1、天然气组分,天然气甲烷含量,天然气甲烷含量范围：0.199%; 甲烷含量大于95%的干气，占20%,（据徐永昌对全国17个盆地364个天然气样品统计）,C1/C1-C4,C1/C1-C4：0.4-1.0范围内 煤型气C1/C1-C4大于0.9占90%以上； 油型气C1/C1-C4：一般小于0.9，在0.95以上的为原油裂解气。,在同一盆地中随着地层时代变老,气态烃中重烃浓度降低:如四川盆地从J、T、P、C、1-Z； C1/C1-C4：0.9120.9270.9890.9900.9980.999;,（据徐永昌对全国17个盆地364个天然气样品统计
30、）,1、天然气组分,I油型气；II.混合气；III.煤型气,腐泥型有机质热催化裂解气,腐植型有机质热催化裂解气,2、天然气同位素,（1）碳同位素,2、天然气同位素,2、天然气同位素,（1）有机组分碳同位素 1、生物成因的天然气具有最低的13C1，为-71.8-56.2; 2、煤型气与油型气碳同位素有比较明显的差异： 我国煤成气的13C1分布范围： -52-24，13C1 主分布区间： -38-32; 我国油型气13C1分布范围： -58-30，13C1 主分布区间： -40-35; 重烃： 煤成气13C2-28.1、 13C3-23.1油型气13C2-28.8、 13C3-25.5 煤成气富集
31、重碳同位素。,、天然气组分同位素存在三种分布模式： 正序列：13C1 13C2 13C3 13C4 负序列： 13C113C2 13C313C4 同位素倒转： 13C1 13C213C313C413C1 13C213C313C4 正序列：一般为单一气源生成的有机成因的天然气 负序列：主要为无机成因气或混合成因的天然气 同位素倒转： 成因复杂，有不同气源混合。同源不同阶的混合以及运移泄露与生物降解等都可能造成倒转。,2、天然气同位素,、天然气组分同位素随着烃源岩的成熟度增加而增加。对于单一气源的天然气，天然气同位素与气源岩的成熟度成正比关系。油型气与煤型气成熟度模式有区别的。戴金星回归方程: 油
32、型甲烷气:13C115. 80lgRo-42. 20 煤成甲烷气:13C114.12lgRo-34.39 煤成乙烷气：13C28.16lgRo-25.71 煤成丙烷气: 13C37.12lgRo-24.03,2、天然气同位素,I油型气；II.混合气；III.煤型气,川中地区香溪群天然气的成熟度(Ro)在 0.851.05%之间，川西凹陷川合100井、川合127井须家河组天然气的成熟度(Ro)在 1.31.9%之间。因此，从天然气碳同位素对比来看，川中地区香溪群天然气是自生的煤成气，并且天然气的成熟度与其源岩的成熟度大致相当。,（2）氢同位素：是指2H（氘）与1H的比值(D/1H )，2H的丰度
33、大小，用D表示。自然界中1H相对丰度为99.9844%, 2H为0.0156%。,常用标准为海水中的D/1H,缩写成SMOW。 DCH4、DC2H6、 DCO2、 DH2、DH2O,2、天然气同位素,氢同位素应用： 沉积环境示综。淡水环境高H，盐水环境富D， DCH4=-190为界划分沉积环境。 热演化指标DCH4=35.5logRo-152() 甲烷及其同系物随碳数增加而变重 DCH4DC2H6DC3H8DC4H10 细菌降解可使相应的组分的氢同位素变重。因为C-1H比C-D键能低。,2、天然气同位素,I油型气；II.混合气；III.煤型气,2、天然气同位素,2、天然气同位素,(3)CO2同
34、位素,天然气中CO2气成因复杂,来源多样,有机质在热演化过程中可以生成CO2为有机成因CO2、碳酸盐高温烘烤分解以及碳酸盐及砂岩胶结物在酸性体系溶解也可以释放CO2，这两种为无机成因，火山活动也可以释放深部气体，形成含CO2气或CO2气藏，为幔源成因。,2、天然气同位素,戴金星对中国天然气中CO2同位素研究结果,一般情况下，有机成因的CO2同位素13CCO2-10，幔源成因的CO2值在-4.0-8.0，而碳酸盐岩热分解产生的CO2气的13CCO2一般在3. 53. 5，变质岩成因的气13CCO2值则偏重，一般13CCO2值在 -0.4770. 292范围内,沉积圈中40Ar一般有三种来源：即沉
35、积岩中含钾矿物、基岩与地幔。天然气中的40Ar主要来源与源岩中40K的衰变。源岩时代愈老，岩石中形成40Ar愈多，则岩石脱气时， 40Ar则进入天然气中。所以，年轻的气源岩所获40Ar少而老源岩中获得的40Ar多。徐永昌教授以四川自生自储的二叠系气藏为基础提出了天然气40Ar/36Ar判别气源岩年龄的经验公式：t=0.4662(40Ar/36Ar)-140(Ma),天然气中惰性气体40Ar/36Ar同位素,（4）天然气中惰性气体同位素,2、天然气同位素,图4-10 东濮凹陷天然气40Ar/36Ar与13C1关系图,根据统计的氩同位素组成数据可将东濮凹陷天然气划分为三组： 组（油型气）：40Ar
36、/36Ar344633，平均值为519（41个样品） 组（混合气）：40Ar/36Ar682868，平均值为762（15个样品） 组（煤型气）：40Ar/36Ar8891752，平均值为1165（21个样品）,天然气3He/4He同位素特征 天然气中的氦一般认为有三种来源： 大气: 1.410-6 地壳: 210-8 地幔: 310-5 （Mamyrin and Tolstikhin，1984）,天然气中3He/4He同位素：,2、天然气同位素,根据同位素的积累效应选择不同的端源值可以大致确定天然气中幔源与壳源天然气中3He/4He的比例，进而确定天然气的成分输入比例,须家河组、大安寨组与嘉陵
37、江组凝析油轻烃指纹对比图,1-异戊烷/正戊烷； 2-正己烷/(2,2-甲基戊烷+甲基环戊烷)； 3-正己烷/环己烷； 4-正庚烷/（甲基环己烷）； 5-3-甲基己烷/（1,1-二甲基环戊烷+1,顺3-二甲基环戊烷）；6-甲苯/正庚烷； 7-苯/环己烷；.,3、轻烃指纹化合物,作为无机成因和有机成因混源的松南气田天然气，YS2井天然气和烃源岩轻烃指纹对比图，其和各个层位的烃源岩的相关性都不是很密切，仅仅与同一构造带（达尔罕构造）上以及同一层位（营城组）的DB11井的烃源岩相关性较其他烃源岩略好，推断其有机成因的天然气具有营城组烃源岩的贡献。,正庚烷(nC7)、甲基环己烷(MCC6)以及各种结构的
38、二甲基环戊烷(DMCC5)。其中，甲基环己烷主要来自高等植物，是煤成气中轻烃的特点；二甲基环戊烷主要源自水生生物，是油型气中轻烃的特征。,川中地区天然气浓缩烃C7化合物组成三角图,角49,川中地区凝析油（原油）C7化合物组成三角图 川中地区香二段凝析油主要来自II2III型干酪根，可能主要与泥质烃源岩的成烃有关；而香四段凝析油除充深1井外，主要来源于煤系地层III型干酪根。,角49,川中地区凝析油（原油）C4C7轻烃族组成图,角49,川中地区凝析油庚烷值与异庚烷值关系图,角49,Behar等（1997）模拟实验表明，天然气ln（C1/C2）和ln（C2/C3）与母质特征和热演化程度有关。,早期干酪根裂解生成的天然气：,原油裂解气：,ln （C1/C2）和ln（C2/C3）相对较低，分别小于3.5和1.0。,ln（C1/C2）ln（C2/C3）相对较高，分别可达为4 5.0左右和1.53.2之间,4、原油裂解气,四川盆地川中-川南过渡带天然气组成对比,合江、纳溪、官渡须家河 川南阳新统,
