高酸值原油的酸性化合物组成与成因机理

高酸值原油是一类重要的非常规油气资源，对其石油酸组成、地球化学特征以及形成机理的研究，对于高酸值原油的勘探和开发均具有重要的理论和实际意义。本研究拟以中国渤海湾盆地高酸值原油为重点，结合塔河油田、准噶尔盆地、及苏丹的Maglad和Melut等地区的高酸值原油，利用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)和气相色谱质谱(GC-MS)等技术详细对其石油酸中石油羧酸、酚类及其它酸性化合物的组成进行精细的剖析，结合其原油的碳、氢、氧同位素分析和生物标志化合物组成，研究各种地球化学参数与原油酸值的相关性，判断原油中有机酸是源于烃源岩生成，还是源于细菌改造作用，以及与沉积环境和热演化程度的关系，进而确定影响原油酸值的主要因素。在此基础上，建立高酸值原油的成因机理和形成模式。

本研究主要应用地球化学手段，系统地研究了渤海湾盆地高酸值原油的地球化学特征，并结合研究区地质及地球化学资料，对高酸值原油的形成机理进行了研究，取得如下一些成果与认识：1）通过研究发现，高酸值原油主要存在两类成因的高酸值原油：一类是生物降解成因的次生型高酸值原油，一类是低熟的原生高酸值原油。2） 通过对济阳坳陷研究区原油样品的物性特征分析，发现生物降型高酸值原油的含硫量随原油TAN的增大而减少，而原生的高酸值原油随原油TAN值的增大而急剧升高。3） 高酸值原油与非高酸值原油的族组成差异较大，高酸值原油饱和烃的含量远低于非高酸值原油，而芳烃、沥青质和非烃化合物的含量相对较高。4） 藿烷和甾烷等五环三萜烷的参数以及UCM的大小，可以确定生物降解的程度，研究发现济阳坳陷原油的TAN值与UCM包络的大小成正比关系，说明次生型高酸值原油的TAN与生物降解程度有关。5） 对含氮化合物的研究结果表明，高酸值原油的含氮化合物尤其使咔唑类明显地高于正常原油。生物降解型高酸值原油与其含氮化合物的关系明显，中性氮、胺类以及碱性氮浓度随原油的TAN值的增加而增加。6） 原油的成熟度是影响原生型原油酸值的重要因素，在非生物降解的原生低熟高酸值原油中，原油的TAN值随着原油成熟度的升高明显的降低。结果发现C29甾烷20S/(20S+20R)比值为0.5是原生低熟高酸值原油与非高酸值原油的分界线，当原油的C29甾烷20S/(20S+20R)比值小于该值时为高酸值原油，反之则为低酸值原油。7） 次生生物降解型高酸值原油与原生低熟型高酸值原油及正常原油的脂肪酸分布特征差异很明显：陈27、陈372、陈376和陈气13-4等生物降解型高酸值原油存在C15、C17和C20等低碳数脂肪酸优势。陈162（Es1）、陈162(Es3)和垦斜627等原生型高酸值和中等酸值含量的原油的脂肪酸存在着偶碳数优势，且且碳数大于C18的碳数的浓度依然很高。8） 原油的高酸值成因主要是生物降解型的次生成因和低熟阶段原生型高酸值油藏。但我们应该注意的是，在辽河坳陷和渤中坳陷，也发现了混合成因的高酸值原油。