C5-C13轻烃地球化学新参数的建立及其油气地质应用探索

C5-C13 light hydrocarbons are abundant components of crude oils, up to 90% in light oils or condensates, which contain plentiful geo-geochemistry information. At present, analytical techniques on C5-C7 light hydrocarbon are well developed and enormous related literatures are published and achievements attained. However, it is a challenge to extend the carbon number of light hydrocarbon to C13. Till now, few related literatures are published concerning only about the macroscopic characteristics of C5-C13 light hydrocarbons, far from the application of C5-C7 light hydrocarbons. Plentiful geo-geochemistry information of C8-C13 is not fully tapped and largely reserved for probing. Base on the analysis technique on C5-C13 light hydrocarbons recently established by scholars, excellent separation and qualification of GC×GC-TOFMS on oil compositions,accumulations of early scientific research and primary achievements on C5-C13 light hydrocarbons, and typical anatomy of highly-explored area, new effective molecular parameters or plate of C8-C13 light hydrocarbons representing source input, depositional environment, thermal evolution and secondary alteration are hopefully brought forward, which are significant supplement for the application of light hydrocarbon to petroleum geology.

原油中C5-C13轻馏分是其非常重要的组成部分，几乎占据轻质油、凝析油全油质量的90%以上，有着无可置疑的代表性。目前原油轻烃馏分C5-C7的分析技术已很成熟，并有效应用于油气地质领域。把分析对象的碳数扩展至C13是一个新的命题，发表的成果较少且仅是宏观层面的初步探索，C8-C13段丰富的轻烃地球化学信息远没有充分挖潜和应用。在近些年发展的原油及源岩C5-C13分析方法基础上，发挥全二维气相色谱-飞行时间质谱的良好分离与定性优势，通过油油/油源对比，基于前期工作中定性出的C5-C13轻馏分谱峰，及在轻馏分族组成百分含量和族组成比值应用方面的初步成果，结合成熟勘探区典型解剖中由生物标志物反映出地质地球化学信息，挖潜提炼出用于判别原油生源输入、沉积环境、成熟演化及次生蚀变特征的新的、有效的C8-C13轻烃参数或图版，是对轻烃地球化学在油气地质研究中的重要补充。

轻馏分几乎占据轻质油、凝析油全油质量90%以上，但C8-C13段丰富的轻烃地球化学信息远没有充分挖潜和应用。项目借助全二维气相色谱-飞行时间质谱的良好分离与定性优势，结合成熟勘探区典型解剖中由生物标志物反映出地质地球化学信息，探索挖潜新的轻烃参数或图版。. 对塔北隆起中部不同区块、不同层位、不同产状原油C5-C7与C7轻烃地球化学分析，结果表明这些原油母质高度相似，均反映典型的海相成因、主要源自藻类和细菌等低等生物。轻烃2-MH/3-MH值和Pr/Ph值具有较好的正相关性，指示其沉积环境介质条件可能存在细微差异。庚烷值和异庚烷值分别介于22.97%～37.37%和1.04～4.06之间，原油生成温度为119.03～130.89℃，表明属于高成熟原油。混有早期生物降解原油的多期充注成藏，使得轻烃组成揭示的仅为晚期正常原油的地质地球化学信息。. 对哈拉哈塘凹陷11个奥陶系原油样品进行了全二维色谱和常规气相色谱对比分析，研究结果均反映成熟-高成熟特征，指示典型海相原油，其源岩沉积于微咸-咸水还原环境，母源类型一致。相对于一维气相色谱，全二维色谱所求庚烷值和异庚烷值降低，C7轻烃中链烷烃相对含量下降，而环烷烃相对含量上升，C6轻烃和Mango参数对比良好，由于原油直接进样分析不存在前处理过程，加上较高的分离能力，原油全二维直接进样分析结果反映了更为准确的地质信息。. 对11件典型海相原油及8件典型陆相原油的全二维气相色谱 (GC×GC)和色谱/质谱(GC-MS)进行了对比分析。借助标准样品并结合相关文献资料，对原油C8轻烃组分中31个化合物进行定性定量，建立了C8轻烃参数：(t,1,4-+c,1,3-+1,1-) DMCYC6/(ctc,1,2,4-+1,2,3-) TMCYC5 (LHR1)和(2-+3-+4-)MC7/ (t,1,4-+c,1,3-+1,1-) DMCYC6 (LHR2)。研究表明前者与Pr/Ph、甲基环己烷参数、C21/C23TT及DBT/P线性关系良好，可以有效地用于表征原油或源岩有机质来源；后者与异庚烷值、C30M/C30H、TNR1、MNR等成熟度参数相关性良好，对于指示原油成熟度有着一定的参考意义，并建立了修正的轻烃成熟度参数图版。