原油地球化学特征

一、原油类型及物理性质

Muglad和Melut盆地原油多为不透明或半透明状的褐色、棕褐色，原油API重度介于145～592之间(表2－1，表2－2)，黏度介于06～1478mPa·s之间，倾点介于10～45℃之间，多大于或接近40℃，为高凝油;低气/油比(26～90scf/b);原油具有陆相原油的典型特征，即含蜡量普遍较高，多为高含蜡原油，少数为含蜡原油(表2－1，表2－2)，普遍低含硫(含硫量S＜02%)。根据原油重度，可将原油分为重质油、中质油和轻质油。

表2－1 Muglad盆地Fula凹陷原油物性

续表

表2－2 Melut盆地原油物性

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重质油重度API＜20，低含蜡，是深部下白垩统烃源岩生成液态烃沿断裂垂向运移聚集并遭受氧化和生物降解作用的产物，为次生型重质油。生物降解作用消耗了部分饱和烃，族组成中以非烃、沥青质为主，饱和烃含量明显偏低(表2－3)。由于蜡的主要成分是长链正构烷烃，生物降解作用会消耗蜡质，所以本区重质油含蜡量小于5%。

中质油重度为20＜API＜34，是Muglad和Melut盆地最主要的原油类型。受轻度生物降解作用的影响，族组成中非烃、沥青质含量较高，饱和烃含量低于60%(表2－3)。含蜡量变化较大，介于572%～49%之间，为高蜡油。中质油是烃源岩成熟阶段的产物。

轻质油重度34＜API＜45，是Muglad和Melut盆地次要的原油类型，主要产出于下白垩统砂岩，族组成中饱和烃含量较高，大于80%，局部有凝析油产出，是较高成熟阶段的产物，原油没有遭受生物降解作用的影响。

表2－3 苏丹Muglad和Melut盆地原油族组成

二、原油轻烃组成特征

原油轻烃是原油的重要组成部分，它能提供有关原油成因及成熟度方面的信息。图2－7是轻烃化合物色谱及鉴定图，由图2－7可见，研究区内原油样品中仅检测到微量的芳香烃化合物(苯和甲苯)，表明原油的生成环境与煤系无关;但链烷烃和环烷烃的相对丰度有很大的差异，是母质类型和生物降解双重因素影响的结果。如Fula凹陷Moga－22井、FulaN－6井和FulaC－1井原油检测到高丰度甲基环己烷和微量的正庚烷，其正庚烷含量为172%～658%，其他9个样品中均检测到高丰度的正庚烷，正庚烷含量为4809%～8042%(表2－4)。

图2－7 Muglad盆地Fula凹陷(左)和Melut盆地Fal－1井(右)原油轻烃化合物色谱

表2－4 原油轻烃数据

注:H为庚烷值;I为异庚烷值。

三、原油全油色谱特征

Melut盆地和Muglad盆地原油全油色谱特征较为相似，正构烷烃丰富，碳数分布范围较宽，色谱面貌呈前峰型或微弱双峰型，C21－/C22+为06～354，说明原油母质为陆生高等植物和低等水生生物混合输入;CPI、OEP分别为106～127、101～115，奇偶优势无或微弱，表明原油已成熟，相对来说，Muglad盆地原油成熟度稍高于Melut盆地原油;Pr/Ph为149～220，说明源岩沉积于弱氧化的沉积环境(图2－8;表2－5)，相对来说，Muglad盆地源岩沉积环境比Melut盆地更有利于有机质的保存。FulaN－21原油色谱富含轻烃组分，表明该油藏成藏后有凝析油注入。

表2－5 原油全油色谱参数

四、原油饱和烃生物标志物组成

1三环萜烷和四环萜烷

从表2－6与图2－9可看出，原油中三环萜烷和四环萜烷的丰度极低，从原油三环萜烷和四环萜烷的分布特征分析，Muglad盆地和Melut盆地原油具有相似的特征，以C21－三环萜为主峰，表现为非海相油的特征;此外C24－四环萜含量相对C26－三环萜较高，反映水体为微咸水－半咸水沉积环境。

图2－8 原油气相色谱指纹图

表2 -6 原油饱和短t首脑生物标志物参数

图2－9 原油萜烷和甾烷分布图(一)

图2－9 原油萜烷和甾烷分布图(二)

图2－9 原油萜烷和甾烷分布图(三)

2藿烷系列

藿烷类生源是原核生物(细菌)。从藿烷系列的分布特征看(图2－9)，Muglad盆地和Melut盆地原油特征既有相似性:Ts＞Tm，表明均为成熟原油;以C30－藿烷为主峰，C29－降藿烷次之(C29藿烷/C30藿烷比值小于05)(图2－10);升藿烷丰度随碳数增加而依次降低，为陆相原油特征。也有明显不同的生标特征:Muglad盆地原油相对Melut盆地具有较高含量的C30－未知萜(该化合物出峰位置在Ts和Tm之间)、C29Ts、C30－重排藿烷和C29－重排藿烷(表2－6;图2－11，图2－12)，显示烃源岩原始沉积环境为亚氧化沉积环境，而且C30－未知萜化合物丰度与C30－重排藿烷丰度具有良好的线性正相关(图2－11)，它们的伴生关系显示它们具有相同的母质来源:富含黏土的、沉积在亚氧化环境沉积物中的细菌有机质。C30－未知萜化合物丰度与C29Ts丰度有弱的线性正相关性(图2－12)。Melut盆地原油饱和烃不含或含量极低的C30－未知萜，C29和C30－重排藿烷含量也较低。

图2－10 Muglad与Melut盆地伽马蜡烷含量的差异

图2－11 C30－未知萜化合物与C30－重排藿烷的伴生关系

图2－12 C30－未知萜化合物与C29Ts的伴生关系

325－降藿烷

25－降藿烷系列是藿烷被生物降解后产生的新化合物，包括C26和C28－C3417α(H)、21β(H)和17β(H)、21α(H)－25降藿烷系列。苏丹不同酸值原油中，特别是Muglad盆地Fula凹陷原油普遍含有25－降藿烷(图2－13)。按照Peters和Moldowan(1993)生物降解级别的划分，表明该区原油经历了严重的生物降解，但多数原油色谱图上正构烷烃分布完整，表明至少存在两期油气充注过程。

图2－13 苏丹部分原油中检测出25－降藿烷

通常采用“C2925－降藿烷/C30藿烷”作为一项指标(表2－6)，用以估算25－降藿烷的相对丰度，表征有机质遭受生物降解作用的程度。

4伽马蜡烷

伽马蜡烷是一个异常盐度或稳定水体分层的标志，其含量变化常与沉积水体的盐度密切相关，只有在盐度较高时才会出现伽马蜡烷含量高的现象。伽马蜡烷的检出表征苏丹两大沉积盆地的烃源岩原始沉积环境为陆相半咸水沉积环境，但从伽马蜡烷相对C30藿烷的丰度来看，Muglad盆地原油明显高于Melut盆地，前者伽马蜡烷/C30藿烷比值介于019～034之间，后者介于012～014之间(表2－6;图2－10)。表明前者烃源岩的原始沉积环境水体分层性要高于Melut盆地，当然，生物降解作用也会使抗降解的伽马蜡烷相对富集。

5甾烷系列

甾烷类的生源是真核生物(如藻类、浮游动植物和高等植物)。Muglad盆地和Melut盆地原油藿烷/甾烷远大于10(表2－6;图2－14)，表明原油母质来源中以细菌生源为主;相对来说，Melut盆地油源岩母质比Muglad盆地油源岩母质更富含细菌有机质，前者原油的藿烷/C29ααα(20R)甾烷浓度比值为5837～7677，后者为2247～3686。和重排藿烷分布特征相反，Muglad原油重排甾烷含量相对低于Melut盆地(表2－6;图2－15)，但两盆地原油孕甾烷含量普遍很低。原油C27－C29规则甾烷组成呈V字形分布，表明这些原油的有机质生源构成具有混合型有机质特征，但相对来说，Muglad盆地原油相对富含C27规则甾烷(图2－15)，显示其原始母质相对发育低等水生生物。未检出海相标志的C30－4甲基甾烷。

图2－14 Muglad盆地与Melut盆地原油母质组成对比

五、原油芳烃地球化学组成

利用芳香烃组分中不同类别化合物的展布可以判断原油原始有机质的来源、沉积环境、成熟度及生物降解程度。烷基苯和烷基萘等低分子量烃类是非生物降解原油芳香烃组分中的优势成分，而在生物降解油中它们往往是最先受影响的成分。图2－16为苏丹原油芳香烃总离子流色谱图，从中可以清楚地看出:高酸值原油遭受严重生物降解，从而使得多数色谱能分辨的低分子量芳烃基本丢失，而形成特征的色谱鼓包(图2－16A);低酸值原油，遭受轻微的生物降解，只有少量低分子量芳烃损失，而富含烷基萘、烷基菲和烷基二苯并噻吩(图2－16B)。

图2－15 Muglad盆地与Melut盆地重排甾烷与重排藿烷的相关性

苏丹原油芳香烃化合物参数见表2－7。

表2－7中:MPI－1=15(2－+2－MP)/(P+1－+9－MP);Rc－1=06MPI－1+04;

MDR=4－/1－MDBT;Rc－2=0263ln(MDR)+0903;

三芳甾烷比值:TriArSt－(C20+C21)/(C26+C27+C28)。

表2－7 原油芳烃生物标志物参数

续表

1烷基菲系列

烷基菲系列化合物是苏丹原油中重要的芳烃化合物，从烷基菲分布的质量色谱图(图2－17)可以看出，不同酸值原油烷基菲的含量不同，但均含有较高的二甲基菲化合物，同时9MP、1MP含量高于3MP和2MP。利用甲基菲指数可以粗略地判断原油的热成熟度。如表2－7所示，根据甲基菲指数计算的原油源岩镜质体反射率Ro在062～086之间(除去降解较重的原油，因为较重的降解作用会使甲基菲指数失真)，反映它们是湖相烃源岩正常生油窗口的产物。

2二苯并噻吩

二苯并噻吩(硫芴，DBT)在苏丹原油中较为丰富(图2－18)。利用二苯并噻吩/菲(DBT/P)及甲基二苯并噻吩/甲基菲(MDBT/MP)分别表征二苯并噻吩及甲基二苯并噻吩相对丰度，这两项参数与沉积环境及源岩类型有密切关系，同时成熟度对其有一定影响。二苯并噻吩与S含量无明显相关性(图2－19)，但发生明显生物降解的原油，其二苯并噻吩/菲的比值明显增大，这是因为二苯并噻吩比菲化合物更抗生物降解。

图2－16 苏丹高酸值原油芳烃总离子流图(一)

图2－16 苏丹低酸值原油芳烃总离子流图(二)

图2－17 KelaN－1原油烷基菲系列化合物分布图

图2－18 苏丹原油二苯并噻吩系列化合物分布图

图2－19 苏丹原油二苯并噻吩与硫含量的相关性

3三芳甾烷

图2－20是所研究的样品中芳烃m/z231质量色谱图，显然，C26－C28三芳甾烷的分布在所有样品中极为相似，呈现C28－三芳甾烷含量高，C27－三芳甾烷、C26－三芳甾烷含量低的分布特征说明它们的油源相近。需要指出的是，原油芳烃中短链三芳甾烷相对较高，但在饱和烃中短链甾烷含量相对较低。

图2－20 苏丹原油三芳甾系列化合物分布图

4三芴系列

芴、氧芴、硫芴是三类分子环系结构相似的化合物，习惯上称为“三芴”系列化合物，通常认为是烃源岩和原油沉积环境的良好指标。一般而言，陆相淡水烃源岩及原油芴含量高，沼泽相煤及煤成油氧芴含量高，盐湖相、海相碳酸盐岩烃源岩及原油硫芴(二苯并噻吩)化合物含量高。

从图2－21可以看出，Muglad盆地原油(图中的三角点)芴含量高于Melut盆地(图中的圆点)，说明两个盆地的烃源岩原始沉积有机相存在差异，而且在Muglad盆地内，不同生烃灶的原始沉积有机相也存在明显差异，如KelaN－1原油硫芴含量高达90%以上，说明其烃源岩原始沉积环境为咸水沉积环境。

图2－21 苏丹原油三芴系列组成图

六、原油碳、氢同位素组成

1原油碳同位素组成特征

原油基本上继承其生烃母质的稳定碳同位素组成特征，但是在烃源岩成熟生烃和油气运移过程中，还会发生碳同位素组成的分馏效应，通常成熟度对有机质碳同位素组成分馏效应的影响有限，所引起的δ13C值变化范围不超过2‰～3‰(Peters等，1993)。因此，一般碳同位素δ13C值相差达到2‰～3‰以上的原油才认为是不同来源的原油。但在来源相同时，降解作用会使碳同位素变重。

对苏丹18个不同酸值原油的全油碳同位素统计，其δ13C值分布范围为－2758‰～－3031‰，碳同位素明显偏重，且Muglad盆地与Melut盆地原油碳同位素组成接近(图2－22)，均具有典型湖相原油特征，其中Melut盆地原油碳同位素组成变化不大(相差不超过2‰)，说明其原油为同一来源;而Muglad盆地原油碳同位素变化较大，表明这些原油可能来自不同的生烃灶或经历不同程度的生物降解作用。

图2－22 苏丹原油全油δ13C组成特征及对比

2原油氢同位素组成

氢同位素组成的变化主要反映与沉积环境及水介质盐度的相关性(沈平，1993)。不同水体、不同生物来源形成的石油和天然气氢同位素分布有明显差异。对苏丹18个原油的全油氢同位素统计，其δD值分布范围为－8877‰～－12871‰，反映藻类生源(图2－23)。

3原油碳、氢同位素相关性

苏丹原油碳、氢同位素的相关性见图2－24。显然二者之间没有什么相关性，只是Muglad盆地原油氢同位素明显重于Melut盆地的原油，说明前者烃源岩原始沉积水体更具有分层性和局限性;Muglad盆地原油碳同位素也稍重于Melut盆地的原油，说明前者烃源岩母质稍偏腐殖型。

七、原油族群划分

按照油藏地球化学的理论与方法，原油族群(Oilpopulation)是指具有相同或相似物理、化学性质以及相同源岩有机相，来自同一烃源层或(和)同一烃源灶，又具有相似成藏经历的原油。划分为同一族群的原油，理应属于同一油气系统的原油。

对苏丹18个原油样品的分子标志物、原油碳、氢同位素(图2－22，图2－23)综合研究发现，苏丹原油绝大多数具有化学组成高度的一致性，以及分子标志物分布指纹惊人的相似性。据此可以认为，苏丹原油具有相似的陆内湖泊相的原始有机质以及成藏历史的相似性，但也存在差异性。

图2－23 苏丹原油全油δ13D组成特征及对比

图2－24 苏丹原油碳、氢同位素的相关性

研究发现，苏丹原油重排藿烷和伽马蜡烷含量变化较大，并且这两类化合物具有较强的指相意义，因此可作为原油分类的指标。从图2－25可看出，Melut盆地北部凹陷原油特征相近，应源于同一生烃灶;Muglad盆地原油源于不同次凹的AbuGabra组烃源岩，由于有机微相的差异，原油母质组成变化较大，如FulaNE－1、FulaNE－3井原油来自Fula北凹陷;FulaC－1、FulaN－21原油来自Fula凹陷;KelaN－1原油来自Nugara凹陷;Suf－1原油来自Sufyan凹陷。

图2－25 Muglad与Melut盆地原油母质组成对比

所有石油都是由这4个族组分构成的，但他们的含量并非是独立的。因为按百分含量计算，饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质之和等于100%，如果其中有一族缺失了，则其他三族的综合就是100%。法国石油研究院对全世界517个正常石油样品的分析表明烃类占858%，其中饱和烃占572%，芳香烃占286%，而非烃+沥青质只占142%。  分类  石油又可分为烃类和非烃类：①烃类：石油最主要的部分是烃类。烃类可占大于210°C的石油馏分的75%以上，有些轻质石油几乎全由烃类组成。

成分分析是常规项目，一般的第三方检测机构都基本可以做。不过对于液体的成分分析，就不是所有的第三方都可以做了。我司帆泰检测可以做原油的成分分析。

原油成分分析最常见的有以下几种：定量分析（主成分分析）、元素分析、化学分析、油品鉴定、单元素定量分析、物理性能测试等。

最常见的是按照国标GB或者行标SY-T（石油标准）来检测。你有哪方面的需求，可以直接咨询官网客服，比较方便的。

石油的成分

石油中碳氢两种元素所组成的化合物，成分很复杂，并且随产地不同而异。按其结构又分为烷烃（包括直链和支链烷烃）、环烷烃（多数是烷基环戊烷、烷基环己烷）和芳香烃（多数是烷基苯），一般石油中不含有烯烃。

石油中含硫化合物主要有硫醇（RSH）、硫醚（RSR）、二硫化物（RSSR）和噻吩等。在石油的某些加工产物中还含有硫化氢（H2S）。

石油中含氧化合物主要有环烷酸和酚类（以苯酚为主），此外还含有少量脂肪酸。环烷酸是指含有11～30个碳原子的羧酸，分子中含有一个或多个骈合脂环，羧基可以在脂环上或在侧链上。如：

在炼油生产中常把环烷酸和酚叫做石油酸。

石油中含氮化合物主要有吡啶、吡咯、喹啉和胺类（RNH2）等。因吡咯在空气中易氧化，颜色逐渐变深，这踉汽油久存颜色变深有关。

石油的化学组成是没有一定的，随产地不同而异。根据含烃的成分不同一般将石油分为烷烃基石油、环烷基石油、混合基石油和芳烃基石油等几大类。但许多产油国家常根据本国的资源情况而有不同的分类。

●煤的成分

通常说煤炭，有的地方习惯叫石炭。但煤不是碳。煤是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的。是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物，主要含有碳元素，此外还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质（主要含硅、铝、钙、铁等元素）。煤的结构复杂。视频（煤的组成和分类）

无烟煤

（含碳量95%左右）

煤的主要成分

煤的组成以有机质为主体，构成有机高分子的主要是碳、氢、氧、氮等元素。煤中存在的元素有数十种之多，但通常所指的煤的元素组成主要是五种元素、即碳、氢、氧、氮和硫。在煤中含量很少，种类繁多的其他元素，一般不作为煤的元素组成，而只当作煤中伴生元素或微量元素。

一、煤中的碳

一般认为，煤是由带脂肪侧链的大芳环和稠环所组成的。这些稠环的骨架是由碳元素构成的。因此，碳元素是组成煤的有机高分子的最主要元素。同时，煤中还存在着少量的无机碳，主要来自碳酸盐类矿物，如石灰岩和方解石等。碳含量随煤化度的升高而增加。在我国泥炭中干燥无灰基碳含量为55～62％；成为褐煤以后碳含量就增加到60～765％；烟煤的碳含量为77～927％；一直到高变质的无烟煤，碳含量为8898％。个别煤化度更高的无烟煤，其碳含量多在90％以上，如北京、四望峰等地的无烟煤，碳含量高达95～98％。因此，整个成煤过程，也可以说是增碳过程。

二、煤中的氢

氢是煤中第二个重要的组成元素。除有机氢外，在煤的矿物质中也含有少量的无机氢。它主要存在于矿物质的结晶水中，如高岭土(Al203·2Si02·2H2O)、石膏(CaS04·2H20 )等都含有结晶水。在煤的整个变质过程中，随着煤化度的加深，氢含量逐渐减少，煤化度低的煤，氢含量大；煤化度高的煤，氢含量小。总的规律是氢含量随碳含量的增加而降低。尤其在无烟煤阶段就尤为明显。当碳含量由92%增至98％时，氢含量则由21%降到1%以下。通常是碳含量在80～86％之间时，氢含量最高。即在烟煤的气煤、气肥煤段，氢含量能高达65％。在碳含量为65～80％的褐煤和长焰煤段，氢含量多数小于6％。但变化趋势仍是随着碳含量的增大而氢含量减小。

三、煤中的氧

氧是煤中第三个重要的组成元素。它以有机和无机两种状态存在。有机氧主要存在于含氧官能团，如羧基(--COOH)，羟基(--OH)和甲氧基（--OCH3)等中；无机氧主要存在于煤中水分、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐和氧化物中等。煤中有机氧随煤化度的加深而减少，甚至趋于消失。褐煤在干燥无灰基碳含量小于70％时，其氧含量可高达20％以上。烟煤碳含量在85％附近时，氧含量几乎都小于10％。当无烟煤碳含量在92％以上时，其氧含量都降至5%以下。

四、煤中的氮

煤中的氮含量比较少，一般约为05～30％。氮是煤中唯一的完全以有机状态存在的元素。煤中有机氯化物被认为是比较稳定的杂环和复杂的非环结构的化合物，其原生物可能是动、植物脂肪。植物中的植物碱、叶绿素和其他组织的环状结构中都含有氮，而且相当稳定，在煤化过程中不发生变化，成为煤中保留的氮化物。以蛋白质形态存在的氮，仅在泥炭和褐煤中发现，在烟煤很少，几乎没有发现。煤中氮含量随煤的变质程度的加深而减少。它与氢含量的关系是，随氢含量的增高而增大。

五、煤中的硫

煤中的硫分是有害杂质，它能使钢铁热脆、设备腐蚀、燃烧时生成的二氧化硫(SO2)污染大气，危害动、植物生长及人类健康。所以，硫分含量是评价煤质的重要指标之一。煤中含硫量的多少，似与煤化度的深浅没有明显的关系，无论是变质程度高的煤或变质程度低的煤，都存在着有机硫或多或少的煤。 煤中硫分的多少与成煤时的古地理环境有密切的关系。在内陆环境或滨海三角训平原环境下形成的和在海陆相交替沉积的煤层或浅海相沉积的煤层，煤中的硫含量就比较高，且大部分为有机硫。 根据煤中硫的赋存形态，一般分为有机硫和无机硫两大类。各种形态的硫分的总和称为全硫分。所谓有机硫，是指与煤的有机结构相结合的硫。有机硫主要来自成煤植物中的蛋白质和微生物的蛋白质。煤中无机硫主要来自矿物质中各种含硫化合物，一般又分为硫化物硫和硫酸盐硫两种，有时也有微量的单质硫。硫化物硫主要以黄铁矿为主，其次为白铁矿、磁铁矿((Fe3O4)、闪锌矿(ZnS)、方铅矿(PbS)等。硫酸盐硫主要以石膏(CaSO4·2H20)为主，也有少量的绿矾 (FeSO4·7H 20 )等。

●煤的分类：

根据含碳量的多少，可以把煤分为如下几类：无烟煤（含碳95%左右）、烟煤（含碳70~80%）、褐煤（含碳50~70%）、泥煤（含碳50~60%）。煤的含碳量越高，燃烧热值也越高，质量越好。

燃料

碳／％

氢／％

氧和氮／％

低发热量

木材

50

6

44

13900-18400

泥炭

60-70

5-6

26-38

8380-10500

褐煤

70-80

5-6

16-27

10500-16700

烟煤

80-90

4-5

62-167

20900-29300

无烟煤

90-98

1-3

12-43

20900-25100

应用基燃料实测值，即包括全部水分和灰分在内，以所有燃料成分的总

褐煤

（含碳量50%-70%）

工业分析值：

内含水分3-4%，灰分10-25%，挥发分35-40%，固定碳45-50%，发热量5800-6800cal/g，硫分 1-4%，燃料比08-12，自由膨胀指

元素分析值：

碳72-80%，氢5-7%，氧10-12%，氮15-20%

煤灰之矿物成分：

SiO2 55-65%，Al2O3 18-36%， Fe2O3 36-25%,碱金属3-5%

物 理 性 质：黑色、褐色之固体，易裂开成鳞片状、块状或粉状，韧度微弱至致密强韧，钝至无光泽，具平滑或贝壳状断口，下部系煤呈参差断口，比重125-140，易磨性指数50-60。

化 学 性 质：煤之化学性质甚为安定，耐酸、耐碱，具易燃性而产生高热量，粘结性煤具有热熔融性，可炼成焦炭，在高温高压下，加氢可使之液化或气化。

岩相：

以镜煤素群为主68-96%，其次为膜煤素群08-13%，惰煤素群在5%以下，镜煤素之平均反射率 042-066。

石油的原料是生物的尸体，生物的细胞含有脂肪和油脂，脂肪和油脂则是由碳、氢、氧等3种元素组成的。生物遗体沉降于海底或湖底并被淤泥覆盖之后，氧元素分离，碳和氢则组成碳氢化合物。

　　我们已经在地球上发现3000种以上的碳氢化合物，石油是由其中350种左右的碳氢化合物形成的，比石油更轻的碳氢化合物则成为天然气。煤矿与石油的成因很类似，但煤是植物的化石，又是固态。

　　大量产生碳氢化合物的岩石即称为“石油源岩”。埋没于地中的石油源岩受到地热和压力的影响，再加上其他多种化学反应之后就产生石油，而石油积存于岩石间隙之间便形成油田。

地壳变动而石油生成

　　我们最近逐渐了解地球内部的变化与石油的生成有十分密切的关系，在描述此种关系之前,让我们先来了解一下地球内部的状况。

　　地球的半径大约是6400公里，覆盖地球表面的地壳下方是由岩石形成厚达2900公里的“地慢”，其下方则是由金属形成的“地核”，并以大约5100公里深处分界，分为“外核”与“内核”。外核主要是由液态金属铁组成，内核则主要是固态铁。 地球表面铺满坚硬的“板 块”，厚度约有100公里，是由向上喷出的“洋脊”产生的，’在 缓缓移动到“海沟”后就沉降于 另一板块下方。 80年代后期，人们学会捕捉地震波传递到地球内部时的立体图，于是发现令人惊讶的地慢活动状况。高温又巨型的上升流“超级卷流”由地底涌上后，以蘑菇形态分别存在于夏威夷和非洲大陆正下方。此外，低温的巨型下降流“冷卷流”则以水滴形态占据亚洲大陆及南美洲大陆正下方的冷卷流似乎是沉降到地函底部。

　　我们现在的知道的是，地幔内部落热对流是以冷卷流向超级卷注移动的形态而形成的。此种运动不仅影响板块运动，似乎也对整个地球的地质和环境的变化产生很大的影响。

超级卷流是石油制造者？

　　现在全球生产的石没之中，有60%是产生了恐龙称霸地球时期所形成的石油源岩，所形成的“黑色页岩”则遍布世界各地。黑色页岩主要是由未经氧化的藻类等浮游植物遗骸堆积而成。由此可知当时必须有可让浮游植物繁殖又不会产生氧化的缺氧环境条件，大量的黑色页岩才会形成。

　　最近发现，石油源岩在此时代的形成似乎与超级卷流运动的活化可以促使由地下涌出的地幔物质所形成的洋脊体积增大，海面因而上升，使得较低的陆地变成浅海，而浅海则具有可当石油原料的藻类等浮游植物极易繁殖的环境。

　　浅海地区的藻类等浮游植物因而出现大幅增加和大量死亡的现象，周围的细菌为分解其残骸而消耗氧气，于是出现了缺氧环境。

　　地球温暖化也会改变深层海水的流动状况，由于高纬度地区与低纬度地区海水的温度高低不同，较低温但含有丰富氧气的高纬度地区深层海水会流向低纬度地区海洋。但地球温暖化的现象减少。氧气较少的海域因而扩大，无法氧化的浮游植物便逐渐堆积，所留下的大量有机物则形成石油源岩。

生物的演化改变了石油的性质

　　由于石油的原料是生物的遗骸，因此调查石油的性质便可以得知古老时期的生物演化过程和地球环境历史。

　　生命的演化大概有下述的过程。生命是于38亿年前诞生，并逐渐地进行演化，到了距今5亿5000万年前的古生代寒武纪时期，爆发性的演化才开始，大约4亿4500万年前，生命也登上了陆地。

　　4亿4000万年至4亿年前时期，石油源岩的主要成分是当时繁茂的浮游植物所形成的耐碳氢化合物。另一方面，羊齿类植物在此时期繁琐盛于海岸近处，因此以陆上植物为原料的石油源岩也出现了。

　　2亿9000万年前，广大的陆地普遍出现由裸子植物组成的森林，并到处形成被沼泽地包围的湖沼，藻类便在湖沼中开始繁殖。由此也产生了以藻类为原料的新种石油源岩，这也是陆上植物的繁盛促使新性质石油源岩诞生的一例。

　　9000万年前时期，被子植物和针叶树林开始逐渐扩张到高纬度地区和高地，因而出现以陆地木材为原料的石油源岩。另一方面，树木的树脂成为轻质原油的原料，形成新的石油源岩。针叶树林的增加竟使得木材取代了藻类，成为石油源岩的主要原料。

　　最近石油性质的分析技术有长足的进步，我们已逐渐可以取得有关石油原料性质，以及由热能引起的变化过程等的详细资料。由此种资料即能进一步了解原料生物遗骸逐渐堆积时的环境状况。

　　大约1亿7000万年到200万年前所发生的全球性规模“阿尔卑斯造山运动期”也造出了巨油田，在此时期，分布于广大范围的1亿年前前后形成的石油源岩都没入地中。现有的石油和天然气有大约3分之2就是此时期形成的。

1、性质不同：原油是未经加工处理的石油。石油是气态、液态和固态的烃类混合物。柴油是轻质石油产品，复杂烃类(碳原子数约10～22)混合物。

2、外观不同：汽油为透明液体，可燃，馏程为30℃至220℃。石油是一种黏稠的、深褐色液体。原油是一种黑褐色并带有绿色荧光，具有特殊气味的黏稠性油状液体。

3、用途不同：原油经炼制加工为国民经济各部门提供燃料、原料和化工产品。石油主要被用来作为燃油和汽油，汽油主要用作汽车点燃式内燃机的燃料。柴油最重要用途是用于车辆、船舶的柴油发动机。

扩展资料：

汽油存放注意事项：

1、油罐及贮存桶装汽油，附近要严禁烟火。一切火种如打火机、火柴等都要禁止带入油库。在油库、车库内要用防爆灯具和防爆开关，切莫使用明火或油灯照明。不要将汽油与棉花、火柴、雷管、炸药、氧气等物放在一起。

2、不要用铁器工具敲击汽油桶，特别是汽油的空大桶更危险。因为桶内充满汽油与空气的混合气，而且经常处于爆炸极限之内(即在爆炸上限26%与下限17%之内)，一遇明火，就能引起爆炸。

3、当进行灌装汽油时，邻近的汽车、拖拉机的排气管要戴上防火帽后才能发动，存汽油地区附近严禁检修车辆。

-柴油

-汽油

-石油

-原油

1B1类原油油源分析

B1类原油主要包括排2井组、排206井组和排8井组的原油。目前发现的这类原油均分布在沙湾组二段。前人对排2 井的油源进行了很多研究，由伟丰 （2006）和 李 伟（2006）认为排2井轻质原油来源于侏罗系和古近系烃源岩；张枝焕 （2007）认为排2井轻质油和卡6井产自古近系的原油相似，来源于侏罗系和白垩系的混源。本项研究进一步确认了车排子轻质油主要来源于侏罗系湖相烃源岩，且具有白垩系烃源岩混源的特征。

（1）碳同位素分布特征

根据春光油田排字号井的原油碳同位素组成可以将原油分成两大类 （图6－36），轻质油原油的δ13C 都大于－27‰，与车排子和车拐油田来源于中下二叠统的原油具有明显区别。可见轻质油不是来源于二叠系烃源岩。从原油的碳同位素组成来看，排2井原油的碳同位素为－266‰，与车拐地区原油 （来自于二叠系烃源岩）及霍尔果斯地区原油碳同位素值差别很大 （表6－4，表6－5，图6－37）。车字号、拐字号井及霍8井的原油碳同位素值偏轻，基本在－30‰左右。分析表明，四棵树凹陷侏罗系煤中沥青 “A”的δ13C平均值为－262‰，分布在－259‰～－266‰之间；下白垩统烃源岩干酪根碳同素值在－245‰～－285‰之间。卡6井古近系原油的碳同位素值偏重，为－287‰，饱和烃碳同位素值为－290‰，侏罗系原油的碳同位素值偏重，为－265‰。排2井原油与四棵树凹陷的侏罗系烃源岩氯仿沥青 “A”以及卡6井古近系和侏罗系原油的碳同位素值接近，都具有混源特征。

图6－36 春光油田排字号井原油和附近井区原油同位素及部分地化参数相关图

表6－4 车排子地区及其附近原油和部分烃源岩生标参数表

表6－5 车排子地区原油稳定碳同位素分布特征

图6－37 车排子地区不同类型原油同位素分布特征对比图

排2井原油饱和烃和芳烃δ13 C分布特征与董1井原油及吐哈盆地煤成油类似 （张晓宝等，1998），但排2井原油非烃和沥青质的δ13C骤然变低，且与霍尔果斯地区原油 （源于白垩系烃源岩）相似 （阿布力米提等，2004）。由此也反映出排2井原油的同位素具有混源油的特征。

（2）饱和烃生物标志物分布特征

排2井轻质油与四棵树凹陷卡迪因克构造卡6井古近系安集海河组原油存在许多相近的地球化学特征 （图6－38）。如卡6井安集海河组原油正构烷烃碳数分布型式为单峰态前峰型，主峰碳为nC15或nC16，奇偶优势不明显，姥鲛烷占优势，Pr/Ph为251；β－胡萝卜烷丰度较低；规则甾烷ααα20RC27、C28和C29以 “V”型分布，ααα20RC29规则甾烷丰度最高，含一定的孕甾烷和升孕甾烷，含量不高；三环萜烷丰度较低，C20、C21和 C23三环萜烷丰度呈下降型分布，Tm 丰度高于 Ts，伽马蜡烷丰度较高。这些特征均与排2井和排8井轻质原油十分相似。根据饱和烃生物标志物分析，原油的成熟度很低，C29甾烷20S/（20S＋20R）值 为029，但 根据 正 构 烷 烃 分 布 特征 分 析，CPI为 104，OEP 为106，与排2井和排8井的轻质油接近 （图6－36），说明原油已达到成熟阶段。造成这一现象的主要原因是这类原油中混入一定的白垩系烃源岩生成的原油，这种成熟度明显偏低的原油中含有大量的甾萜烷烃类生物标志物，对混合油中生物标志物的组成有很大的影响，使得根据生物标志物异构化参数判断的成熟度偏低，而正构烷烃主要来源于侏罗系烃源岩，CPI、OEP等参数受影响小。

排2井沙湾组原油与红车断裂带来源于二叠系的原油有很大的差别，但与四棵树凹陷典型的煤成油，即卡6井侏罗系齐古组原油和董1井原油 （图6－39）以及卡6井侏罗系八道湾煤系泥岩抽提物的碳同位素组成以及Pr/Ph相类似，不同的是ααα20RC27相对丰度较高，伽马蜡烷相对丰度中等 （表6－6）。

四棵树凹陷的卡6井侏罗系齐古组3956～3980m 井段原油碳同位素值为－2654‰；奇偶优势不明显，Pr/Ph为306；伽马蜡烷指数为007；C29甾烷""/（##＋""）为051，###C29甾烷20S/（20S＋20R）为045，C31升藿烷 R/S为066，""/∑C29为040，Ts/Tm 为046；Ts/（Ts＋Tm）为032；###20R 甾烷 C27/C29为056，###20R 甾烷 C28/C29为030；（藿烷＋莫烷）C29/C30为051，C29藿烷/莫烷为770。原油碳同位素较重，与侏罗系煤系源岩较为接近。Pr/Ph的值较高，不含β－胡萝卜烷，三环萜烷 C20、C21、C23丰度较低且呈下降型 （图6－40），规则甾烷呈反 “L”型，具煤系地层所生成石油的特征。表明卡6井齐古组原油主要来源于侏罗系煤系烃源岩。

从图6－40中可以看出，排2井沙湾组原油的萜烷分布特征和卡6井侏罗系原油的相比，除伽马蜡烷有较大差别外，其他的萜烷分布特征极其相似，排2井沙湾组原油和排8井沙湾组原油的正构烷烃、类异戊间二烯烷烃组成特征与侏罗系烃源岩比较接近。虽然甾、萜化合物组成特征与侏罗系烃源岩有一定相似性，但也存在有一定差别 （图6－40，图6－41a、b、c、d），而与白垩系吐谷鲁群烃源岩十分接近 （图6－41e、f）。

通过对车排子原油和附近区域潜在烃源岩的分析 （图6－42，图6－43），认为轻质油主要来源于四棵树凹陷侏罗系八道湾组烃源岩，混有一定的白垩系烃源岩生成的原油。由于侏罗系八道湾生成的油为轻质油，成熟度较高，表现在正构烷烃上奇偶优势不明显，CPI和 OEP接近1。当混有少量的白垩系生成的烃类时，由于白垩系成熟度较低，低碳 数的正构烷烃相对较少，在混合原油的正构烷烃中则主要显示侏罗系油气的特征，而白垩系混源对原油的影响则主要表现在较高碳数化合物上，如甾萜烷等。

（3）特殊生物标志化合物分布特征

前人研究认为，轻质油主要来源于侏罗系八道湾组烃源岩，还可能有白垩系或古近系烃源岩的贡献。经过深入分析研究表明，古近系烃源岩与轻质油的地球化学特征存在明显的差别。

图6－38 排2井沙湾组原油和卡6井古近系原油的部分生物标志物分布特征

图6－39 车排子凸起邻近地区煤成油地球化学特征（上为卡6井侏罗系原油，下为董1井原油）

表6－6 四棵树凹陷及邻区原油分子地球化学特征比较

B1类轻质油萘系列化合物丰度较低，菲系列芳烃化合物丰度最高，含有一定量的惹烯和芘，芴和氧芴的含量较高，硫芴含量低，这些芳烃组成特征与侏罗系八道湾组烃源岩一致，与白垩系烃源岩芳烃组成也比较接近。古近系烃源岩菲系列芳烃化合物的丰度相对较高，芴和硫芴的含量较高，氧芴含量低，惹烯、萤蒽和芘的丰度都较高，B1类轻质油与古近系烃源岩的芳烃组成存在比较明显的差别 （图6－44）。

1）三芴化合物组成特征对比。三芴系列包括芴、氧芴 （二苯并呋喃）和硫芴 （二苯并噻吩），是很好的环境指标，由于三者的骨架都是一个五元环和两个芳核相连，可能来自相同的先体，在强还原环境中由于硫化氢含量高，微生物活动可以造成硫芴的富集，而氧芴和芴在淡水环境中缺少硫化氢时富集。

B1类轻质油与八道湾组、西山窑组和白垩系烃源岩样品的芴和氧芴丰度都较高，硫芴含量低，而古近系烃源岩样品的氧芴值低，硫芴含量相对较高 （图6－45）。

图6－40 排2井、卡6井和董1井原油生物标志化合物对比

2）甲藻甾烷分布特征对比。四棵树凹陷屯1井古近系烃源岩中甲藻甾烷含量较高，包含较完整的4α－甲藻甾烷和4β－甲藻甾烷系列化合物 （图6－46）。但是，排2井和排8井原油中几乎不含4α－甲藻甾烷和4β－甲藻甾烷，只含有C30甲基甾烷 （图6－47）。四棵树凹陷及昌吉凹陷侏罗系和白垩系烃源岩中也不含有4α－甲藻甾烷和4β－甲藻甾烷，只含有 C30甲基甾烷 （图6－47，图6－48），在一定程度上可以说明轻质油中的甲基甾烷分布特征与古近系烃源岩有明显差别，说明轻质原油和古近系烃源岩相关性不大。

3）倍半萜系列化合物。排2井轻质油中倍半萜系列化合物的分布特征与卡6井原油相似，除了升补身烷以外，其他特征和八道湾烃源岩相似，可能是由于受野外样品成熟度较低的影响，与安集海河组泥岩差别较大，主要表现在安集海河组泥岩中，升补身烷丰度很高，且含有8α（H）－升补身烷 （图6－49），而轻质油中不含有8α（H）－升补身烷。在一定程度上说明轻质油中应该混有白垩系烃源岩的贡献，而不是古近系安集河组的。

图6－41 排2井原油与四棵树凹陷不同层位烃源岩甾萜烷分布特征对比

图6 42 车排子原油及其周围烃源岩地球化学参数相关图

图6 43 车排子地区原油与四棵树凹陷烃源岩地球化学参数相关图

图6－44 车排子地区B1类轻质油与烃源岩芳烃化合物分布特征对比

图6－45 车排子地区轻质油与邻区烃源岩三芴化合物组成三角图

图6－46 四棵树凹陷东段屯1井古近系烃源岩甲基甾烷分布特征

图6－47 车排子地区排2井和排8井原油甲基甾烷分布特征

图6－48 四棵树凹陷及昌吉凹陷侏罗系和白垩系烃源岩甲基甾烷分布特征

4）二甲基萘分布特征。从二甲基萘整体分布上 （图6－50），侏罗系烃源岩和排2井原油最相似，排2原油 DNR （（2，7＋2，6）－二甲基萘/1，5－二甲基萘）为568，侏罗系烃源岩 DNR为562。从甲基萘系列化合物的色谱指纹分布特征上也可以看出古近系烃源岩与轻质油以及侏罗系、白垩系烃源岩之间存在差别，排2井沙湾组原油中的1，7—二甲基萘相对 （1，3＋2，6）－二甲基萘较高，其比值大于1，而古近系中 （1，3＋2，6）－二甲基萘的含量较高，另外古近系烃源岩的1，5－二甲基萘的相对丰度上和排2井原油也存在一定差别，（1，3＋1，6）－二甲基萘/（1，4＋2，3）－二甲基萘明显小于1和原油也存在一定的差别，而侏罗系和白垩系烃源岩和原油的分布特征相似。

总之，从碳同位素组成、族组成、正构烷烃分布、Pr/Ph和奇偶指数来看，排2井和排8井轻质油均与典型煤成油 （董1井和卡6井侏罗系原油）类似，表明这类原油与侏罗系煤系烃源岩有亲缘关系。但伽马蜡烷指数较高，ααα20RC27甾烷丰度较高，这些都与典型煤成油存在明显差别，具有湖相烃源岩的贡献，根据白垩系和古近系安集河组烃源岩特征分析，混源成分来自于白垩系烃源岩，由此推测，这类原油为侏罗系煤系烃源岩与白垩系烃源岩的混源油。

2B2类原油油源分析

目前发现的这类原油主要分布于研究区西南部，如排2－86井和排2－87井区沙湾组三段的轻质油。B2类轻质油与 B1类轻质油的地球化学性质很接近，而且 B2类轻质油与四棵树凹陷卡迪因克构造卡6井古近系原油也存在许多相近的地球化学特征 （图6－51）。这类原油的正构烷烃、类异戊间二烯烷烃组成特征与侏罗系烃源岩比较接近。甾、萜化合物组成特征与侏罗系烃源岩有一定相似性，但也有一定差别。

B2类轻质油ααα20RC27、C28、C29甾烷呈 “V”型分布，C27规则甾烷丰度较高，三环萜烷含量较低，C20、C21和 C23三环萜烷呈山峰型分布；Ts丰度低于 Tm，伽马蜡烷和C29－降藿烷含量较高，αααC29甾烷20S/（20S＋20R）和C29甾烷ββ/（αα＋ββ）值都很低，这些都显示了白垩系烃源岩地球化学特征。

图6－49 排2井及四棵树凹陷倍半萜系列化合物部分生物标志物分布特征

图6－50 排2井及四棵树凹陷二甲基萘生物标志物分布特征

从生物标志物参数对比上来看 （图6－42，图6－43），B2类轻质油主要分布在四棵树凹陷侏罗系八道湾组烃源岩区，但是，排2－86井和排2－87井原油比 B1类轻质油更接近于四棵树凹陷白垩系吐鲁谷群烃源岩的分布区。

B2类轻质油的碳同位素值比 B1类轻质油偏轻，与卡6井原油碳同位素值十分接近。排2－86井和排2－87井原油同位素值与董1井侏罗系原油及吐哈盆地侏罗系煤成油不同组分的碳同位素分布很相似。下白垩统烃源岩氯仿沥青 “A”分布在－300‰～－312‰之间，平均值为－304‰，总体偏轻，而B2类轻质油的δ13 C值在所有轻质油样品中最轻，可以推断该类型原油应有白垩系烃源岩的贡献。

B2类轻质油均与典型煤成油类似，表明这类原油主要来源于四棵树凹陷侏罗系八道湾组煤系烃源 岩 （氯 仿沥 青 “A”δ13 C 分 布 在 －259‰ ～ －266‰ 之 间，平 均 值 为－262‰）。但ααα20RC27甾烷丰度较高，甚至高于ααα20RC29甾烷，ααα20RC27/C29>1；伽马蜡烷丰度也较高，排2－86井的 αααC29甾烷20S/（20S＋20R）和C29甾烷ββ/（αα＋ββ）值分别为036和034，低于B1类轻质油，说明排2－86井和排2－87井的原油的生物标志物成熟度较低。这些都有别于侏罗系烃源岩，而与白垩系烃源岩很接近。但是排2－86和排2－87井原油的CPI分别为104和105，OEP分别为107和105。同B1类轻质油接近，另外，Pr/Ph都大于2，也和B1类轻质油接近，说明它们也主要来源于侏罗系八道湾组烃源岩。

由此推测B2类轻质油也是侏罗系煤系烃源岩与白垩系烃源岩的混源油，并且受到白垩系浸染程度较大，且可以排除古近系烃原岩的油源贡献。

3B3类原油油源分析

B3类轻质油的地球化学特征与四棵树侏罗系烃源岩基本相同 （图6－52），比如四棵树凹陷侏罗系烃源岩三环萜烷含量较高，C20、C21、C23三环萜烷以山峰型分布为主，贫Ts而富 Tm，规则甾烷ααα20RC27、C28和C29组成呈反 “L”型分布，且ααα20RC29甾烷占绝对优势，Ts相对丰度明显低于 Tm，几乎不含伽马蜡烷，这些特征与 B3类轻质油特征十分相似 （表6－7）。

图6－51 车排子地区B2类轻质油和卡6井原油的部分生物标志物分布特征对比

图6－52 车排子地区B3类、B1类轻质油以及烃源岩部分生物标志物分布特征对比

从生物标志物对比图上看出 （图6－42），B3类轻质油主要分布在侏罗系烃源岩的分布区域，排2－88井的αααC29甾烷20S/（20S＋20R）与 C29甾烷ααα20S/（20S＋20R）分别为042和049，从αααC29甾烷20S/（20S＋20R）与 C29甾烷ααα20S/（20S＋20R）对比图上看出，排2－88井，排2－92井原油分布在成熟度较高 的区 域，而白垩系烃源岩都分布在成熟度较低的区域，有一定差异性。

表6－7 四棵树凹陷及邻区原油分子地球化学特征比较

从原油的碳同位素组成来看，B3类轻质油与车拐地区来自于二叠系烃源岩的原油及霍尔果斯地区来自白垩系烃源岩的原油碳同位素值差别很大，与卡6井侏罗系和董1井原油碳同位素分布却十分相似。

由此推测排2－88井和排2－92井原油基本属于侏罗系煤成油，来源于四棵树凹陷八道湾组侏罗系烃源岩。

根据轻质油的生物标志物参数以及碳同位素组成分析表明，轻质油主要来源于侏罗系烃源岩，混入少量的白垩系低成熟烃源岩生成的原油，根据昌吉凹陷与四棵树凹陷侏罗系烃源岩的热演化史和生排烃史分析表明 （图6－53，图6－54），昌吉凹陷八道湾组烃源岩生烃高峰在白垩纪末至现今，三工河组与西山窑组要晚一些；古近纪以来，白垩系烃源岩目前仍然处于生排烃高峰，有效烃源岩范围仅局限于南部；古近系烃源岩仍然处于低熟阶段，几乎无油源贡献。四棵树凹陷烃源岩主要以八道湾组为主，三工河组与西山窑组几乎无油源贡献，白垩系与古近系的成熟度较低，油源贡献也比较小，侏罗系八道湾组的生排烃高峰主要在新近纪以来，与车排子凸起带油气的成藏效应匹配更好。

图6－53 四棵树凹陷侏罗系烃源岩的生排烃史

图6－54 四棵树凹陷侏罗系烃源岩的生排烃史

另外，从不同时期烃源灶供烃的范围看 （图6－55～图6－57），昌吉凹陷侏罗系的供烃范围主要在南部以及中部地区，靠近车排子凸起带北侧的供烃能力相对较弱。从供烃能力看，车排子凸起带南部的油气主要来源于南部四棵树侏罗系的烃源灶，白垩系烃源岩的供烃能力相对有限，且主要集中在昌吉凹陷的南部，供烃强度中等，四棵树凹陷白垩系烃源岩成熟度较低，供烃能力有限。古近系几乎无供烃能力，对油气的贡献十分有限。

图6－55 准噶尔盆地侏罗系烃源灶现今供烃强度分布图