低熟油基本特征及其成因机制

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1、低熟油基本特征及其成因机制1前言低熟油(immatureoil，亦译为未熟油)系指所有非干酪根晚期热降解成因的各类低温早熟的非常规石油，即源岩中某些有机质在埋藏升温达到干酪根生烃高峰阶段以前(相应的镜质组反射率Ro值大体上在0.3%~0.7%范围内)，经由不同生烃机制的生物化学反应或低温化学反应，生成并释放的液态烃类，包括重油、原油、轻质油和凝析油，有时还伴生有低熟天然气。低熟气的形成与低熟油有关，低熟凝析油的形成还与油、气相对数量以及地层温度、压力环境条件相关。由于生烃机制的相关性，低熟天然气的形成常与低熟油伴生，并且可能与细菌对

2、有机物分子的生物化学改造或粘土矿物的低温催化作用有关。从上述定义可以看出，低熟油气主要包括如下几方面的含义：①低熟油气的种类繁多，可以为天然气(又被称为生物一热催化过渡带气)，低熟的凝析油、轻质油、正常的原油、重质油和高凝固点油等，但总体上以重质原油居多；②低熟油气形成于有机质早期演化阶段，因而，其源岩和油气储层均埋藏较浅，值得主要的是，并非所有的浅层油气均属低熟油气，但与成熟油气相比，低熟油气储层埋藏普遍较浅，具体的埋藏深度与各个地区的地温梯度有关；③各类低温早熟的非常规油气，系由不同的生烃机制的低温生物化学反应或低温化学反应生成

3、烃类，因而，其生烃机理与成熟油气的形成有一定的差异，低熟油气的形成常与细菌的改造、生物类脂体的转化、富含杂原子大分子的降解，藻类类脂物有关。实际上与常规的成熟油气一样，低熟油的形成也经历过有机质脱含氧官能团与加氢的主要生烃反应历程，其脂碳链大都是氢饱和的，一般不含烯烃。因此，从饱和烃类的组成意义上讲，低熟油的本质与成熟油无根本性区别，二者均以正烷烃为主要的烃类成分；只是因为其特定有机母质的生烃活化能低，可以低温早熟生成油气，其生烃高峰出现于干酪根的未成熟—低成熟阶段，才习惯上归诸于“低熟油”的范畴。据不完全统计，中国共有19个沉积单

4、元(盆地、坳陷或凹陷、地堑)不同程度地产出或发现低熟油，其产层从上二叠统至上第三系大都有分布(缺三叠系)，但是近80%的含低熟油沉积单元属第三系范畴，烃类产状以原油和重油为主，已知资源量达10亿吨级，探明地质储量已达亿吨级水平。2低熟油及其源岩的基本特征(1)原油与烃源岩抽提物族组成多以饱和烃(含量约占30%~70%)和非烃(11%~50%)为主，芳烃(6%~20%)和沥青质(2%~25%)含量则相对较低。低熟油的生烃母质大都与高等植物与(或)微生物的生物类脂物有关，这些生物类脂物多为具有链状或环状脂碳结构的非烃成分，芳构化程度与聚

5、合程度均不高，其早期生烃产物具有高饱芳比(达2~10)和高非沥比(1~17)的特点。(2)饱和烃馏分以正烃为主(含量占60%~80%)，含有单甲基支链烷烃、类异戊二烯烷烃、萜烷类(倍半萜类、三萜类和脱A-三萜以及8，14-断三萜类、烷基环已烷与烷基苯类，三环萜烷与四环萜烷系列)及甾烷类等，做为生物标志物，大都具有明确的生源意义。由于成熟度低，有机质成熟演化作用对于烃类组成分布的影响较小，根据其生物标志物组合可更有效地判断饱和烃馏分的生源构成。(3)芳烃馏分包含常规多环芳烃(PAHs)、芳香甾萜类和各种含硫化合物等成分。其中PAHs主

6、要为萘、菲、屈和“三芴”系列，常以三环的菲系列为主，一般不具明确的生源意义；芳香甾萜类(如各种芳构甾烷和三萜烷等)则是甾萜类生物标志物早期芳构化产物，生源意义明确(表1)，在成熟原油与源岩中含量甚微，但在低熟油、岩中尤为发育；含硫化合物常见有各种长侧链烷基化的噻吩类、四氢噻吩类和噻烷类，唯在硫酸盐相盐湖成因的低熟油、岩芳烃中可占绝对优势，属有机分子与无机硫早期成岩阶段加成反应的产物，只要辨认出有机分子前身物即可判断其生源意义。(4)低熟原油与源岩常含有相当数量热稳定性低的生物标志物，例如，5β(H)-粪甾烷、17β(H)，21β(H

7、)-藿烷、13α(H)，14α(H)-三环萜烷、脱羟基维生素E、卟啉以及长侧链噻吩类，甚至还可能发现相当数量的甾烯、螺甾烯、藿烯和新藿烯等不饱和烃类，标志这些油和岩的低成熟性。同时这些源岩的镜质组反射率Ro值普遍低于0.6%~0.65%，最低值仅为0.21%；源岩和原油的常规成熟度参数C29甾烷20S/(20S+20R)值一般<0.36%，最低值仅0.09。3低熟源岩的评价对烃源岩的评价是地球化学研究的一项重要内容。源岩的评价通常包括有机质丰度评价、有机质类型评价和成熟度评价。其中，源岩的有机质丰度评价是源岩评价的基础，它一方面直接

8、与盆地蕴藏的油气资源量密切相关，同时还与源岩的含油饱和度有关，从而影响着有机质的排烃与否和排烃时期。在过去的研究工作中，人们常常使用成熟源岩的有机质丰度划分标准，但应用该标准对低熟源岩进行评价时，常造成各有机质丰度参数间的矛盾，且明显