1、第三章第二节烃源岩可溶有机质中芳烃化合物分布特征第二节 烃源岩可溶有机质中芳烃化合物分布特征原油和烃源岩中的多环芳烃化合物主要是沉积有机质在晚期成岩阶段芳构化作用的产物，烃源岩中主要分布有萘、菲、蒽、惹烯、荧蒽、芘、苝、芴、联苯、二苯并呋喃、甲基芴、二苯并噻吩、苯并芘、苯并蒽、苯并芴等多环芳烃化合物及其同系物（表3-2-1）。通常菲是各类烃源岩中芳烃的优势成分，其次为萘、三芴化合物等。烃源岩中各类多环芳烃化合物的相对丰度是由烃源岩中有机质类型、沉积环境及演化程度决定的。据王铁冠等（1995），海相碳酸盐岩烃源岩中含有丰富的含硫芳烃（主要为硫芴和苯并萘并噻吩），而萘和的丰度较低，芴、氧芴和联苯系
2、列的丰度很低。而煤系等内陆沼泽环境中形成的烃源岩中，芘、芴和氧芴系列丰度较高，而联苯和苯并萘并噻吩系列的丰度较低。不同类型内陆湖泊相沉积的非煤系泥岩，由于原始有机母质和沉积环境的差异，多环芳烃组成也存在差异，如盐湖相烃源岩富含含硫芳烃，淡水微咸水湖相烃源岩，多环芳烃以菲为主，含硫芳烃的丰度一般高于煤系，而低于盐湖相泥岩。有些多环芳烃具有生源意义，如芴的分子骨架可能与植物的生长激素赤霉素有生源关系，苝可能来源于典型的陆源有机质，或由海相微生物的衍生物形成。芳香甾烷分布特征受许多因素的影响，三芳甾烷的分布可指示不同的物源输入或沉积环境，也可用于分析有机质的沉积环境，在油气勘探中主要用于成熟度研究和
3、油源对比。淡水环境形成的有机质中C28三芳甾烷占有一定的优势，而在咸水、半咸水环境中形成的有机质中C26三芳甾烷的丰度较高。煤样品中C28-三芳甾烷占绝对优势，一般无C26-三芳甾烷，即使存在，其丰度也很低。淡水、微咸水湖相样品中C28-三芳甾烷仍为优势成分，但C26-三芳甾烷的丰度明显增加。半咸水、咸水湖相样品中C26-三芳甾烷的丰度进一步增大，接近于C28-三芳甾烷。可见，C26-三芳甾烷的丰度随着沉积环境的咸化程度增大而增加，C28-三芳甾烷则相反。C26-三芳甾烷（20S）/C28-三芳甾烷（20S）值可反映出沉积环境的差别。比如济阳坳陷烃源岩样品分析表明，该比值在半咸水、咸水湖相烃源
4、岩中为0.570.94，在淡水、微咸水样品中为0.200.45，而煤样品中仅为00.25。三芳甾烷的分布特征和C26-三芳甾烷（20S）/C28-三芳甾烷（20S）比值是物源输入或沉积环境的有效标志（王培荣等，1997）。脱羟基维生素E的分布与沉积环境有关，据王铁冠（1990），强还原、高盐度的水介质环境可能是这类化合物形成的必要条件，其来源可能与高等植物来源的有机质关系不大，而某些适宜于在高盐度介质中繁衍的低等生物可能是其主要来源。一、泰州组烃源岩芳烃化合物分布特征多环芳烃化合物中菲占有绝对优势，高环数芳烃化合物的丰度较低，其中芘的丰度中等，惹烯和苝的丰度均很低，联苯、硫芴的丰度较高（图3-
5、2-1）；三芴系列中，芴的丰度分别为32%和21%，氧芴分别为47%和44%，硫芴分别为21%和35%，氧芴的丰度占优势（图3-2-2）。Rc分别为0.70和0.71，MPI1分别为0.48和0.52（表3-2-2），处于成熟阶段。 表3-2-1 烃源岩中检测到的多环芳烃 序号化合物名称序号化合物名称序号化合物名称1萘271-甲基菲522-甲基22-甲基萘28乙基菲534-甲基31-甲基萘299+2-乙基菲546-甲基42-乙基萘301-乙基菲55苯并荧蒽51-乙基313,5+2,6-二甲基菲56苯并E芘62,6+2,7-二甲基萘322,7-二甲基菲57苯并A芘71,3+1,7-二甲基萘331
6、,3+3,9+2,10+3,10-二甲基菲58苝81,6-二甲基萘341,6+1,9+2,5-二甲基菲59芴91,4+2,3-二甲基萘351,7-二甲基菲602-甲基芴101,5-二甲基萘362,3-二甲基菲611-甲基芴111,2-二甲基萘371,9-二甲基菲62甲基芴121,3,7-三甲基萘381,8-二甲基菲63联苯131,3,6-三甲基萘391,2-二甲基菲642-甲基联苯141,3,5+1,4,6-三甲基萘40惹烯654+3-甲基联苯152,3,6-三甲基萘41荧蒽66二苯并呋喃161,2,7+1,6,7-三甲基萘42芘67二甲基联苯172,3,5-三甲基萘43甲基荧蒽68二甲基联苯
7、181,2,4-三甲基萘44苯并B芴69二甲基联苯191,2,5-三甲基萘45苯并A芴70甲基二苯并呋喃201,4,5-三甲基萘462-甲基芘71甲基二苯并呋喃21菲474-甲基芘72甲基二苯并呋喃22蒽481-甲基芘73二苯并噻吩233-甲基菲49苯并A蒽744-甲基二苯并噻吩242-甲基菲50753-甲基二苯并噻吩25甲基蒽513-甲基761-甲基二苯并噻吩269-甲基菲图3-2-1 泰州组典型多环芳烃化合物分布特征图3-2-2 烃源岩三芴化合物分布特征（阜一段；阜二段；阜三段；阜四段；+泰州组）表3-2-2 不同层位烃源岩中多环芳烃参数分布特征参数层位 MPI1MPI2DDIDMI泰州组
8、0.500.551.011.59阜二段0.450.551.120.99阜三段0.430.481.090.64阜四段0.350.411.160.94芳构化甾类化合物包括单芳、双芳、三芳甾烷和脱-A-单芳甾烷，芳构化甾烷主要是由浮游藻类的甾醇、甾酮、甾酸生物类植物，在成岩作用早期去官能团芳构化成为芳香甾烷。泰州组烃源岩中三芳甾烷和甲基三芳甾烷丰度较高，检测出的三芳甾烷有C20、C21、C26C28，甲基三芳甾烷有C21、C22、C27C29，C26-三芳甾烷的丰度较低，C28-三芳甾烷的丰度较高（图3-2-3），C26-三芳甾烷（20S）/C28-三芳甾烷（20S）比值分别为0.25和0.28，表
9、明原油生烃母质形成于淡水、微咸水沉积环境。三芳甾烷(C20+C21)/(C20+C21+C26+C27+C28)比值较低，分别为0.09和0.02。二、阜一段烃源岩芳烃化合物分布特征阜一段烃源岩中多环芳烃的分布特征差别较大，苝、三芴的丰度变化很大，芴的丰度分别为15.0%和97.2%，氧芴的丰度分别为75.0%和0.4%，硫芴的丰度分别为10%和2.3%。三芳甾烷和甲基三芳甾烷丰度较高，检测出的三芳甾烷有C19C21、C26C28，甲基三芳甾烷有C21、C22、C27C29，C26-三芳甾烷的丰度较低，C28-三芳甾烷的丰度较高（图3-2-4），C26-三芳甾烷（20S）/C28-三芳甾烷（2
10、0S）比值为0.200.43，表明原油生烃母质形成于淡水、微咸水沉积环境，三芳甾烷(C20+C21)/(C20+C21+C26+C27+C28)比值较高，为0.42。图3-2-4 阜一段部分烃源岩三芳甾烷和甲基三芳甾烷气相色谱质谱分布特征 图3-2-3 泰州组部分烃源岩三芳甾烷和甲基三芳甾烷气相色谱质谱分布特征三、阜二段烃源岩芳烃化合物分布特征多环芳烃的分布特征差别较大，芴的丰度主要介于20%30%，个别可高达62%，低至2.4%；氧芴的丰度主要介于30%60%，个别可高达89%；硫芴的丰度主要介于10%35%，个别可高达57%，低至2.2%。根据典型多环芳烃丰度的差别，可划分为两类。a b图
11、3-2-5 阜二段典型多环芳烃化合物相对分布特征第一类：多环芳烃化合物以菲为主，芘的丰度较低，苝的丰度很低（图3-2-5a）；三芴系列中，氧芴和硫芴的丰度均较高，氧芴稍高于硫芴（图3-2-5a、图3-2-2），烃源岩形成于相对还原的沉积环境。第二类，多环芳烃化合物以菲为主，芘、苝和苯并荧蒽的丰度较高（图3-2-5b），个别样品荧蒽的丰度很高（N49，D45，深黑色泥岩；1697.7m），三芴系列中，氧芴的丰度较高（图3-2-5b、图3-2-2），表明烃源岩形成于相对氧化的沉积环境。成熟度参数Rc一般介于0.60%0.90%，MPI1分布范围一般为0.340.83，个别值为2.9（表3-2-2）
12、，处于低熟成熟阶段，个别样品的两个值较高。三芳甾烷和甲基三芳甾烷的丰度较高，检测出的三芳甾烷有C19C21、C26C28，甲基三芳甾烷有C21、C22、C27C29，C21、C29（图3-2-6）。三芳甾烷分布特征差别较小，大致可划分为两类，第一类样品中C26-三芳甾烷的丰度较高，C28-三芳甾烷的丰度较低（图3-2-6），三芳甾烷(C20+C21)/(C20+C21+C26+C27+C28)比值较低，介于00.09；第二类样品中C26-三芳甾烷的丰度较低，C28-三芳甾烷的丰度较高（图3-2-7），三芳甾烷(C20+C21)/(C20+C21+C26+C27+C28)比值较高，介于0.290
13、.47。除了金南三维工区S216井、淤溪油田S153井样品外，阜二段烃源岩C26-三芳甾烷（20S）/C28-三芳甾烷（20S）比值介于0.210.45，表明原油生烃母质主要形成于淡水、微咸水沉积环境。图3-2-10 阜四段典型多环芳烃化合物相对分布特征阜四段烃源岩中三芳甾烷和甲基三芳甾烷的丰度较高，检测出的三芳甾烷有C19C21、C26C28，甲基三芳甾烷有C21、C22、C27C29，C26-三芳甾烷的丰度较高，C28-三芳甾烷的丰度较低（图3-2-11），C26-三芳甾烷（20S）/C28-三芳甾烷（20S）比值介于0.370.61，三芳甾烷(C20+C21)/(C20+C21+C26+C27+C28)比值较低，主要介于00.07，个别值为0.17。 a b c d图3-2-9 阜三段部分烃源岩三芳甾烷和甲基三芳甾烷气相色谱质谱分布特征ab图3-2-11 阜四段部分烃源岩三芳甾烷和甲基三芳甾烷气相色谱质谱分布特征
