生物標志化合物在油氣地球化學中的應用

王 佳

成都理工大學沉積地質研究院

前言

生物標志化合物在有機質的演化過程中基本保持了原始生化組分的碳骨架，記錄了原始生物母質的特殊分子結構信息的有機化合物，因此具有特殊的“標志作用”。生物標志化合物的研究和應用標志著油氣地球化學研究進入了分子級水平[1]。在石油地質研究中，多用于判斷有機質的類型、來源及其熱演化等方面。

1 常見的生物標志化合物及有機質來源分析

1.1 正構烷烴

正構烷烴是構成沉積有機質和石油的主要成分[2]，結構最為簡單。由藻類合成的正構烷烴碳數范圍在C14～C32，常存在C15或C17的優勢。細菌生成的烴類碳數為C10～C30，無奇偶優勢。來自高等植物的類脂化合物的正構烷烴通常在C10～C40范圍內顯示強烈的奇偶優勢，在C23～C35范圍內這種優勢最為明顯。具奇偶優勢的高碳數（>C23）正構烷烴可能指示陸源有機質的輸入；奇偶優勢不明顯的中等相對分子質量（nC15～nC21）的正構烷烴可能指示藻類等水生生物來源。

1.2 類異戊二烯烷烴

類異戊二烯烷烴中的姥鮫烷（Pr）和植烷（Ph）以及姥植比（Pr/Ph）可作為沉積環境及介質酸堿度重要標志。一般認為，姥鮫烷形成于較氧化環境，植烷形成于較還原環境[3]。Peters等[4]提出，對生油窗內的樣品，高Pr/Ph比（>3.0）指示氧化條件下陸源有機質輸入，低比值（<0.6）代表缺氧的且通常是超鹽環境。

1.3 甾烷類

常規甾烷的碳數分布范圍是C27～C29。一般認為，C27和C28甾烷主要來源于低等水生藻類，而C29甾烷既可來源于藻類，也可來源于高等植物[5]。一些含有豐富C29甾烷的油及碳酸鹽巖，其有機質生物母源沒有或很少有高等植物輸入[6]。

2 生物標志化合物在油氣地球化學中的應用

2.1 有機質的來源及類型判斷

不同生物標志化合物的特定來源可用來示蹤生物輸入。如可指示高等植物生源輸入的：具奇偶優勢的高相對分子質量正構（或異構、反異構）烷烴；C29甾烷?？芍甘舅镙斎氲模篊27甾類；存在C15或C17的優勢、但無明顯奇偶優勢的中等相對分子質量正構烷烴等?？芍甘揪愝斎氲模簾o奇偶優勢的C10～C30范圍內的正構烷烴等。

2.2 作為油氣源對比指標

油氣源對比是油氣有機地球化學的一個重要內容，主要應用于油氣勘探及油藏地球化學描述中。當一個含油氣盆地中有若干個油氣藏、油氣層組或油氣源巖層時，油氣源對比可以明確各自的來源或去向，確定主力源巖層及油氣運移、充注的方向、途徑等。油氣源對比在認識油氣的成因類型、預測資源潛力和勘探方面具有重要意義。由于生物來源、沉積環境、巖性和時代的不同，導致生物標志化合物具有不同的特征。所以在油氣源的關系研究中，生物標志化合物是應用最廣、最有效和成功的對比指標。

3 結語

生物標志化合物在解決實際地質和地球化學等問題中有著不可替代的重要作用，憑借其特征、穩定的結構和獨到的溯源意義，被廣泛地應用于指示母質來源及類型、沉積環境，并作為油氣源對比、運移、生物降解、描述油藏流體非均值性等方面的評價和研究指標。但需要注意的是烴源巖常常具有多元化的有機質輸入，許多生物標志化合物的來源也并非唯一。成熟演化、運移、菌解等有時也會使問題復雜化，所以在應用生物標志化合物的時候還需要重視指標多解性的問題。

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