生标新技术在塔河油田托甫台和盐下地区的应用

夏永涛，罗明霞，邵小明，刘永立

中石油西北油田分公司勘探开发研究院，新疆乌鲁木齐830011

二维色谱／飞行时间质谱（GC×GC）和色谱－质谱－质谱（GC－MS－MS），又称双色质技术是近些年来发展起来的生标新技术，在油源对比、成熟度判别、沉积环境的确定方面提供了有利的技术支撑。相对传统的色谱和色谱－质谱技术，二维色谱／飞行时间质谱和色谱－质谱－质谱具有峰容量大、分辨率及灵敏度高等特点，在石油地质的应用上具有极大的优势［1～5］。塔河油田奥陶系原油为海相成因，海相生物标志化合物的含量极低、成分复杂、检测较为困难，原有的指标适用性较差，GC×GC及GC－MS－MS技术能检测到一些特殊的痕量化合物，在塔河油田得到了较好的应用［6，7］。下面，笔者主要讨论这2项新技术在塔河油田托甫台和盐下地区的应用。

1 样品

选取塔河油田托甫台和盐下地区共14口井的原油样品做了二维色谱／飞行时间质谱和色谱－质谱－质谱分析，井号、深度和分析项目等样品信息见表1。

2 原油样品烃类组成特征

二维气相色谱能够准确获取原油中烷烃、苯系列、萘系列、芴系列等化合物的分布特征和组分含量。由图1可以看出，不同类型的化合物有规律的分布在不同区块。托甫台和盐下地区的12个原油样品的烃类组成基本一致，以链烷烃为主，占50%～60%，其次为环烷烃，占27%～32%，芳烃含量较少，占10%左右（见表2）。

表1 样品信息表

表2 托甫台和盐下地区不同油样的烃类组成特征

3 原油类异戊二烯烃特征

原油中类异戊二烯烃中的姥鲛烷／植烷（Pr／Ph）、姥鲛烷／正十七烷（Pr／nC17）、植烷／正十八烷（Ph／nC18）参数可用来进行油源对比及确定源岩的沉积环境［8，9］。通过对托甫台和盐下12口油样的3个参数统计发现，二维色谱与传统的饱和烃色谱分析的相关参数存在一定的差异（见图2）。传统的饱和烃色谱分析得到的Pr／Ph、Pr／nC17、Ph／nC18参数在三角图上比较分散，没有一定的规律性；而二维色谱得到的3个参数在三角图上明显落在2个区域，托甫台和盐下地区的油样很好的被区分开来。由于这些井的成熟度差异不大，因此2个区块的母源或者沉积环境可能存在显著差别。

图1 AT18井原油样品二维色谱飞行时间色谱2D轮廓图

图2 不同方法得到的Pr／Ph～Pr／nC17～Ph／nC18相对含量三角图

4 断代生物标志物特征

某些特定生物标志物的存在或繁盛时期往往局限于某个特定时代，被称为“时代相关生物标志物”，或“断代生物标志物”。当原油中检出这些与时代相关的生物标志化合物时，可由此推测原油源岩沉积的时代［6，10］。利用GC－MS－MS方法已经检测到多个与时代相关及特定种属的生物标志物，具代表性的有C26降胆甾烷和C30甲基甾烷系列化合物。

4.1 C26降胆甾烷系列化合物

用GC－MS－MS（m／z＝358＞217）在托甫台和盐下的原油样品中共检测出3个系列的C26降胆甾烷化合物：21、24、27－降胆甾烷化合物及24、27－重排降胆甾烷化合物（见图3、表3）。其中，仅AT17井检测到了2个24－降胆甾烷化合物，27－降胆甾烷的含量明显大于24－降胆甾烷系列化合物（见图3），这与文献 ［11，12］关于塔河油田的油样分析结果一致。

图3 托甫台和盐下地区原油中C26降胆甾烷系列质量色谱图（m／z＝358＞217）

4.2 C30甲基甾烷系列化合物

C30甲基甾烷包括甲藻甾烷、2、3、4－甲基甾烷系列等，结构非常复杂。在托甫台和盐下的原油样品中仅检测到了2、3－甲基甾烷系列，未检测到4－甲基甾烷及甲藻甾烷系列（见图4）。3－甲基甾烷和2－甲基甾烷来源于原核生物（细菌），存在于古生代和早寒武世［13］，这与塔河油田奥陶系原油来自寒武－奥陶系烃源岩的认识相符。

表3 C26降胆甾烷系列定性表

图4 托甫台和盐下地区原油中C30甲基甾烷系列质量色谱图（m／z＝414＞231）

5 结语

从托甫台和盐下地区的原油地化分析结果看，二维色谱、双色质技术较常规的色谱、色谱－质谱相比，具有更高的灵敏性，分辨率更高，结果更加真实准确，因此在油－油对比、油－源对比方面具有极大的优势，能更好的区分不同区块原油在来源上的差异。

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