Los N-alcanos son los compuestos más importantes de la fracción saturada de hidrocarburos. En las rocas generadoras del submiembro superior Shah 4 en la vertiente sur de Niuzhuang Sag, los n-alcanos generalmente representan del 14 al 68% de la fracción de hidrocarburos saturados, y la distribución del número de carbonos varía de C13 a C35. La distribución del carbono en el pico principal está controlada por el ambiente de depósito. En el sur y el este de la depresión, el patrón de distribución de n-alcanos es un pico único dominado por C27 o un pico doble dominado por C18 y C27 (C18 < C27). Reflejando la doble contribución de fuentes microbianas de plantas superiores y algas. En la parte norte de la depresión, el pico principal de la mayoría de las muestras es C23 o C21, y los n-alcanos de esquisto a alrededor de 2600 ~ 2700 m muestran las características de dominancia uniforme del carbono. Las características anteriores indican que el material parental que forma hidrocarburos en la roca madre lejos de la fuente son principalmente organismos acuáticos. Las condiciones hidrodinámicas tranquilas y un ambiente reductor fuerte favorecen la actividad bacteriana, y el dominio par-impar de los n-alcanos se modifica mediante la conversión bacteriana de materia orgánica o la síntesis de consumo selectivo.
2. Serie de alcanos isoprenilo
Los alcanos isoprenoides pueden representar del 5 al 18% de la fracción de hidrocarburos saturados de las rocas generadoras en los cuatro miembros superiores de la Formación Shahejie. Principalmente alcanos de n-isopreno IP15-IP26. Los alcanos de N-isopreno con C20 o menos provienen principalmente de la cadena lateral de fitol de la clorofila, que es una fuente de pigmentos vegetales, mientras que los alcanos de N-isopreno con C20 o más son de origen arqueal.
La roca madre en el submiembro superior de Es4 tiene ventajas obvias en los alcanos vegetales, con un Pr/Ph que oscila entre 0,06 y 0,86, y la mayoría de las muestras son inferiores a 0,5. Según la investigación de Fu Jiamo, en el entorno fuertemente reductor de los lagos salados, PR/pH < < 1, la fuente de fitanos puede estar relacionada con el origen de las arqueas.
3. Alcanos ramificados
Los alcanos ramificados detectados en las rocas generadoras de los cuatro miembros superiores de la Formación Shahejie son principalmente 2-metilalcanos y 3-metilalcanos y series intermedias de metilalcanos (. compuesto X), que generalmente representa del 1 al 13 de la fracción total, con una distribución del número de carbonos de C15-C28. El origen de los alcanos ramificados ha sido ampliamente discutido y generalmente se cree que está relacionado con las bacterias, como se muestra en la figura 3-24.
4. Alquilciclohexano
El alquilciclohexano está ampliamente distribuido en las rocas generadoras de los cuatro miembros superiores de la Formación Shahejie y generalmente representa del 0,80 al 1,05 de la fracción de hidrocarburos saturados. Encontrado en c 13 ~ C30, la distribución del número de carbonos es similar a la de los n-alcanos, y puede tener un origen biológico similar al de los n-alcanos, consulte la Figura 3-25.
5. Series de caroteno
Las series de caroteno se encuentran ampliamente en las rocas generadoras de la sección superior de la Formación Shahejie, con contenidos que oscilan entre 1,09 y 3,34, entre n-alcanos C37 y C38. Hay un pico espectral obvio, a saber, el β-caroteno. También se detectaron series de γ-caroteno y carotenoides con un número de carbono bajo en el espectro de masas con m/Z125 como pico base, como se muestra en la Figura 3-27. La presencia de estos compuestos indica que el aporte de materia orgánica de la roca madre está relacionado con la fuente de pigmentos y tiene buenas condiciones de conservación sedimentaria. Sin embargo, Jiang. Z.S y Fowler creían (1986) que el β-caroteno puede provenir de fuentes bacterianas en ambientes áridos y con alto contenido de sal, como se muestra en la Figura 3-26.
6. En algunas muestras se detectaron sesquiterpenos y diterpenos
C15-C168β(H)-bulimina y bulimina bacteriana, y su contenido generalmente representó 0,27 ~ 0,54 de la fracción total. como se muestra en la Figura 3-27. El contenido de diterpenos tricíclicos, que reflejan los esqueletos de pipinina y abietano en las plantas superiores, es bajo.
7. Serie de terpenos tricíclicos y terpenos tetracíclicos
El rango de distribución del número de carbonos de los terpenos tricíclicos es C19-C26. El contenido de terpenos cíclicos es de 1,4 ~ 2,1. Las configuraciones principales son terpenos tricíclicos con 13α(H), 14α(H), 13α(H) y 14α(H). El contenido de la configuración α-α es mayor que el de la configuración β-α, lo que indica que la madurez del. la roca madre es baja. Se cree que los terpenos tricíclicos son productos microbianos de bacterias y algas. Los terpenos tetracíclicos son principalmente terpenos tetracíclicos C24, que se distribuyen en las rocas generadoras de los cuatro miembros superiores de la Formación Shahejie, pero el contenido es muy bajo. Son productos de la degradación por apertura del anillo E del hopano y pertenecen a la categoría de origen bacteriano, como se muestra en la Figura 3-28.
8. Triterpenos
Los triterpenos son biomarcadores importantes en las fracciones saturadas de hidrocarburos y representan aproximadamente del 2,3 al 8,94 % de las fracciones saturadas de hidrocarburos. Los triterpenoides detectados son principalmente series de hopano, series de molano, series de pineno, γ-parafina, triterpenos desconocidos, etc. El fosforeno existe en el rango de profundidad de 1141 ~ 1832 m, y el hop17 (21)-eno C35 y C34 tienen ventajas obvias, consulte la Figura 3-29 y la Tabla 3-12.
La γ-parafina es un símbolo importante de los triterpenoides y su contenido en las rocas generadoras del miembro Shahejie 4 es a menudo mayor que el del hopano C30. Su producción en masa es a menudo un signo de salinización del agua o de un ambiente salado. Según la relación entre gamma parafina/hopano C30αβ y el valor Pr/Ph, Fu Jiamo et al propusieron un signo para distinguir agua dulce, agua dulce-salobre y agua de alta salinidad o agua salada. El esquisto, Pr/Ph y γ-parafina/C30α-hopano en Niuzhuang Sag se encuentran en el rango de agua de alta salinidad o agua salada, consulte la Figura 3-30 y la Figura 3-31.
Figura 3-24 Ejemplos de estructuras de compuestos principales en fracciones de hidrocarburos saturados de rocas generadoras de baja madurez
Parafina: n-alcanos; β-isoparafinas y anti-isoparafinas C1; Alcanos ramificados intermedios de metilo; alcanos d-isoprenoides
Terpenoides cíclicos de cadena larga: e-alquilciclohexano y alquilbenceno; terpenos g-tricíclicos
Terpenos cíclicos: donante de F; alcanos y alcanos donantes reordenados (sesquiterpenos); I-caroteno J-8, 14-pohopano; l 1-Hop-17(21)-eno; -22,29,30-trinorhopano (TS), L4-17α (h)-22,29,30-trinorhopano (Tm); L5-17α (h), 21β(h)-hopano; -hopano reordenado; m 1—γ- γ-Parafina; M2 Olivino
Esteroides: K 1-pregnano; k2-esterano reordenado; -colestano; K4-5α (h), 14β(H), 17β(H)-isocolestano; K5-5β (h), 14α (h), 17α(h)-sterano; -Metilsterano
Figura 3-25 Mapa de distribución de series de alquilciclohexano y n-alcano (esquisto bituminoso Guan 110 Es4 2450,50 metros)
Figura 3- 26 Serie de carotenoides (lutita gris Mian 2 Well Es4 -1, 1365.00m) cromatograma de masas
Figura 3-27 Espectro de masas de la serie de alcanos
Figura 3-28 Cromatograma de masas de la serie de terpenos tricíclicos de cadena lateral larga y terpeno tetracíclico C24 ( Jiao 4 Well Es4 esquisto calcáreo, 1832,50 m)
Figura 3-29 Cromatograma de masas de triterpeno (Zhenshen Well 1, 1136,73 ~ 1146,83 m, lutita gris del cuarto miembro de Shahejie)
Figura 3-30 La relación entre pristano/fitano y el índice de γ-parafina en sedimentos de diferentes ambientes de depósito (basado en Fu Jiamo, 1992).
Figura 3-31 La relación entre Pr/Ph y el índice de γ-parafina de la roca madre del cuarto miembro de la Formación Shahejie
Tabla 3-12 Tabla de identificación completa de triterpenoides
Tabla 3-13 Tabla de identificación completa de esteroides
El patrón de distribución del hopano es similar al patrón de distribución del hopano C31-C35 en muestras maduras, es decir, hopano C35 >> Hopano C34 > > Hopano C33 alquilo. Obviamente, a medida que avanza la diagénesis, se produce una transformación interna entre el esperanzano 17-(21) y el esperanzano.
Hopano C35> > Hopano C34> > Las características de distribución del hopano C33 se encuentran comúnmente en la lutita de los cuatro miembros superiores de la Formación Shahejie, lo que indica que la roca madre se formó en un ambiente fuertemente reductor. La alta abundancia de hopano C35 puede estar relacionada con el mecanismo de formación de rotura de la cadena C-S después de que el azufre participa en la reacción diagenética en la etapa inicial de la diagénesis, como se muestra en la Figura 3-32.
Figura 3-32 El proceso de formación de varios compuestos de la serie hopano
Además, en el espectro de masas de m/z191 en la cuarta sección de la Formación Shahejie, αβC32 hopano 22S y 22R Hay un triterpeno pentacíclico C30 desconocido en el medio, mientras que este compuesto no se encuentra en lutita, marga y dolomita. Parece estar correlacionado positivamente con la gamma-parafina y disminuye a medida que aumenta la madurez. , Hou et al. informaron que este compuesto a menudo se produce en rocas generadoras de baja madurez en ambientes de agua salobre. El peso molecular relativo del compuesto desconocido es 412. El cromatograma de masas y el espectro de masas se muestran en la Figura 3-33 y la Figura 3-34.
Figura 3-33 Espectro de masas del compuesto desconocido (2041,50 metros de esquisto bituminoso en el miembro Sha4 del pozo Wang 35)
Para seguir estudiando la importancia biogénica del compuesto , se analizó el compuesto desconocido El isótopo de carbono es -30,35 ‰, que es similar al hopano y se especula que está relacionado con la biogénesis de algunas bacterias en ambientes de agua salobre y salada.
9. Estelanos
Figura 3-34 Espectro de masas de compuestos desconocidos
Los estelanos son los biomarcadores más abundantes en las rocas generadoras del miembro superior Sha4. (ver Tabla 3-13), que generalmente representan del 28 al 66% de la fracción de hidrocarburos saturados. Los esteroides detectados incluyen principalmente esterano regular C26-C30, esterano reordenado, coprostano, metilsterano C29-C304, dinoflagelado, lanosterano, esterano reordenado C27-C30 y esterano metílico. Los compuestos de esteroles se distribuyen principalmente en el rango de profundidad inferior a 1696 m. La existencia de compuestos de esteroles indica que la evolución de los hidrocarburos no ha cambiado fundamentalmente en este rango de profundidad y todavía se encuentra en la etapa de residuo biológico.
La principal fuente biológica de esteranos y esteranos son las algas. El 4-metilsterano y los dinoflagelados están ampliamente desarrollados en las rocas generadoras del Miembro Shahejie 4, lo que indica que los dinoflagelados han contribuido a la entrada de fuentes biológicas. contribución. Según informes de literatura extranjera, todos los dinoflagelados se producen en sedimentos marinos. La abundancia de dinoflagelados en la cuarta sección de la Formación Shahejie en la vertiente sur de Niuzhuang Sag indica dos posibles causas. ① El ambiente del lago de agua salobre y agua salada es similar al ambiente marino. ②Los abundantes dinoflagelados también pueden ser producto de una invasión marina. En este estudio, se detectó 24-n-propilcolestano de baja abundancia en 1696 m de esquisto arcilloso en el pozo Wang 12, que es un biomarcador marino típico, como se muestra en la Figura 3-35.
Lanosterona es otro esterano detectado en las rocas generadoras de los cuatro miembros superiores de la Formación Shahejie. El lanosterol C30-C32 puede ser el producto de la diagénesis del lanosterol en los organismos. Los triterpenoides con esqueleto de lanosterona se distribuyen en hongos, animales, esponjas y plantas, pero no en bacterias y cianobacterias. La distribución de lanosterona puede estar relacionada con la salinidad del ambiente de depósito. Pero también es un signo de baja madurez. Cuando Ro es mayor que 0,63, el lanostano básicamente desaparece (Zhang Lijie, 1990). Se puede inferir que siempre que se detecte la presencia de lanostano, es suficiente para comprobar que la muestra no ha alcanzado una etapa madura de evolución térmica en su historia geológica, como se muestra en la Figura 3-36.
10. Composición de las fuentes saturadas de hidrocarburos
A través del análisis sistemático de biomarcadores en fracciones saturadas de hidrocarburos, podemos comprender a grandes rasgos el origen biológico básico de la capa fuente efectiva de hidrocarburos en la parte superior de la sección Sha4 de la característica del río Bamian. Las algas son un material parental importante para la generación de hidrocarburos y el contenido de esteroides que refleja la fuente de las algas puede llegar a 66,79. Las algas y bacterias fúngicas son otro material parental biológico importante y representan del 14 al 50% de la fracción de hidrocarburos saturados. Los pozos Lai 1-213 y Wang 7 ubicados en la parte sureste del talud reflejan un mayor aporte de bacterias y algas, mientras que el contenido de γ-alcanos disminuye y el contenido de n-alcanos de cadena larga aumenta. Esto se debe principalmente a que la vertiente sureste se encuentra en fase delta. Afectada por el aporte de materia orgánica terrestre procedente del levantamiento de Qingcheng, la calidad del agua se desaliniza y el entorno reductor se debilita. Durante las primeras etapas diagenéticas, las bacterias proliferaron en condiciones de desalinización y débilmente reductoras. La actividad de las bacterias no sólo es beneficiosa para la degradación de macromoléculas orgánicas, sino que la propia adición de bacterias también puede aumentar la riqueza de hidrógeno de la materia orgánica. La composición química y biológica de los hidrocarburos saturados en la sección superior de la Formación Shahejie se muestran en las Tablas 3-14 y 3-15.
Tabla 3-14 Composición de fracciones de hidrocarburos saturados de rocas generadoras en la parte superior de Shahejie 4 (wB/)
Tabla 3-15 Biogénesis de fracciones de hidrocarburos saturados de rocas generadoras en la parte superior de Shahejie 4 Composición (wB/)
Figura 3-35 Cromatograma de masas de esterano (esquisto calcífero del cuarto miembro de Sha4 en el pozo Wang 12, 1696,0 m)
Figura 3-36 Cromatograma de masas de lanostano (esquisto gris del cuarto miembro de Sha en el pozo Jiao 4, 1832,50 metros)