基于原油中氮、硫、氧化合物综合示踪油气运移研究

As an important part of the mechanism of hydrocarbon accumulation, the study of oil-gas migration has always been the hotspot and difficulty in oil and gas exploration and development. Nitrogen compounds have been regarded as the tracing compounds of oil migration commonly used. However they have low content in crude oils and are easy to be affected by many factors. How to select effective instrument to detect potential tracer compounds for the study of oil migration becomes the key to solve these problems. In this study, Zhu I Depression will be selected as the research area. To improve the detection sensitivity of trace analytes, a gas purge microsyringe extraction (GP-MSE) device will be developed and coupled to comprehensive two-dimensional gas chromatography/time-of-flight mass spectrometry (GC×GC-TOFMS) for the simultaneous analysis of biomarkers and trace nitrogen-, oxygen- and sulfur-containing compounds in crude oils from Zhu I Depression. A new analytical method for crude oil will be developed by optimizing experimental conditions. Representative biomarkers and relevant parameters will be proposed to describe the geochemical characteristics of the oils in Zhu I Depression. Based on the results of oil-oil and oil-source correlations, carbazoles, dibenzothiophenes and dibenzofurans will be used to trace oil migration in Zhu I Depression. The results of using these three compounds as oil migration tracers will be also discussed. This study will provide evidences for further oil and gas exploration in Zhu I Depression and will provide new ideas for the study of oil migration.

油气运移研究作为油气成藏机制研究的一个重要环节，一直以来都是油气勘探开发的热点和难点。油气运移研究的常用示踪化合物为含氮化合物，但其在原油中含量较低、易受多种因素影响，存在多解性。如何选取有效设备检测潜在运移示踪化合物综合开展油气运移研究成为解决问题的关键。本项目拟以珠一坳陷为研究对象，基于气流吹扫-微注射器萃取（GP-MSE）和全二维气相色谱-飞行时间质谱（GC×GC-TOFMS）分析测试技术，通过条件优化，建立一套适用于原油分析测试的方法；筛选典型生物标志化合物及其参数，对珠一坳陷原油做精细油-油、油-源对比；在此基础上，综合利用含N、含S、含O化合物的相关参数和绝对浓度示踪珠一坳陷油气运移，并对这三类化合物示踪油气运移的效果做出评价；这为珠一坳陷油气勘探的深入和油气资源的发现提供依据，为油气运移研究提供新的思路。

油气运移研究作为油气成藏机制研究的一个重要环节，一直以来都是油气勘探开发的热点和难点。地球化学手段可以提供油气运移的直接证据，但在地化指标选取上存在单一性和多解性等弊端。珠江口盆地作为我国重要的沿海含油气盆地，具有巨大的勘探潜力。本项目以珠江口盆地珠一坳陷为研究对象，采用全新的原油样品前处理手段（气流吹扫-微注射器萃取）搭配全二维气相色谱-飞行时间质谱测试分析技术对珠一坳陷原油的地化特征做精细刻画，确定其油源关系，通过氮、硫、氧化合物综合示踪油气运移。取得主要研究进展及认识如下：（1）优化实验参数，建立了一套适用于原油分析测试的方法。（2）珠一坳陷原油被划分为两类，第一类原油主要来自文昌组烃源岩，具有C30 4-甲基甾烷、2-甲基藿烷含量高，三环萜烷、C19三环萜烷、奥利烷和双杜松烷含量低的特征，有机质来源为水生生物和陆生高等植物双重输入，沉积环境为弱还原-弱氧化，主要分布在恩平凹陷东部和惠陆低凸起；第二类原油为文昌组烃源岩和恩平组烃源岩混合来源，以文昌组为主要油源，具有C30 4-甲基甾烷、2-甲基藿烷、奥利烷含量高特征，高等植物输入占比略高，沉积环境为弱氧化，主要分布在恩平凹陷南部和惠州凹陷西南部。（3）氮、硫、氧化合物被证实为有效的油气运移示踪剂，珠一坳陷油气运移整体趋势由中央凹陷向南部东沙隆起运移，三角洲前缘砂体作为主要的横向油气运移通道。（4）相比于咔唑系列化合物，二苯并噻吩和二苯并呋喃系列化合物在原油中的含量较高，抗生物降解能力较强，因此更适合应用于生物降解原油的油气运移研究。本项目研究成果为珠江口盆地油气勘探的深入和油气资源的发现提供依据，为油气运移研究提供新的思路。