11 12
14 13 15 16
18 19 20
22 21
27
26
29
33 31
32 35 36
34
37 38
39 40
41 42
m/z191谱图识别
饱和烃质谱
河南油田研究院
甾族化合物结构与命名
——石油中的甾烷
河南油田研究院
5α(H),14α(H),17α(H) -20R-胆甾烷 5α(H),14α(H),17α(H) -20R-24-甲基胆甾烷 5α(H),14α(H),17α(H) -20R-24-乙基胆甾烷
地质应用
河南油田研究院
1、主峰碳指示原始母质性质和有机质成熟度
主峰碳是指样品中相对百分含量最大值的正构烷烃碳数ຫໍສະໝຸດ 即色谱图上组份分布最 高峰的碳数。
它与原始母质有关，以藻类为主的有机质，其主峰碳位于C15~C21，以陆源高等植 物为主的有机质，主峰碳为C25~C29。双峰型的色谱曲线可能是多源有机质的反映。
沉积相
烃源岩系
水介质
咸水深湖相 膏盐、灰岩、泥灰岩、黑色泥岩互层强还原
淡水-微咸水深湖相富含有机质的黑色泥岩、油页岩 弱还氧原化~ 淡水湖沼相 煤层、油页岩、黑色页岩交替相变 弱还原
Pr/ Ph 0.2~0.8 0.8~2.8 2.8~4.0
CPI 原油类型 <1 植烷优势 ≥1 姥植均势 >1 姥鲛烷优势
方法概要
将饱和烃样品溶解之后，用微量注射器抽取 一定量样品，注入气相色谱仪的气化室中充分汽 化，试样随载气进入毛细管柱分离，经火焰离子 化检测器检测相继流出的各组分，通过记录仪或 色谱工作站绘制出色谱图。利用色谱标样峰的保 留时间值对样品中的各组分进行定性。以峰面积 归一化法计算样品中正构烷烃各组分和姥鲛烷以 及植烷的质量分数。
二、饱和烃色质谱
原理、方法
河南油田研究院
原理：
主要是通过对样品的离子的质荷比的分析而实现对样品进行定性和定量的一种方法。因此，质谱仪都必须 有电离装置把样品电离为离子，由质量分析装置把不同质荷比的离子分开，经检测器检测得到样品的质谱图
方法概要：
试样经气化随载气进入色谱仪的毛细管柱进行分离，分离后的有机化合物分子依次进入质谱仪的离子源， 被离子化为不同质量的离子，并聚焦成具有一定速度的离子束射入质量分析器，使之质荷比（m/Z）从小到大 的顺序通过收集狭缝射到收集器上，放大后的信号经计算机采集、处理、即得到用以定性和定量的总离子谱图
或质量色谱图。
萜类化合物结构与命名
——石油中的萜烷 谱图识别
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二、饱和烃色质谱
谱图识别
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28
2 1
色颜号峰
黑色——长链三环萜烷 蓝色——αβ藿烷系列 粉色——βα莫烷系列 红色——非藿烷系列 绿色——ββ生物藿烷
南阳凹陷 张33井原油
3 4
5 6
23
24
17
25
30
7
9 8 10
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一、饱和烃气相色谱
Ph
nC19
Pr
nC18
谱图识别
nC16
nC17
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iC14
iC16
C14
C 15
iC15
C 13
Pr C19
C 17
C18
C 16
iC18
Ph
C20
C21 C22 C23 C24 C25
C 26
C27
C28
C29
C30 C31
C 12
一、饱和烃气相色谱
在有机质成熟过程中，随温度、压力的增加，高分子烃裂解为低分子烃，主峰碳 位置朝低碳方向偏移。
2、ΣC21前/ΣC22后为成熟度指标 ΣC21前/ΣC21后比值是将C21以前各碳数百分含量总和除以C22之后各碳百分含量总和， 表达正构烷烃中轻/重的变化。主要受热动力作用的控制，沉积环境和原始有机质也有
影响。随着埋深和温度的增加，高分子量正烷烃逐渐减少，低分子量正烷烃增加， ΣC21前/ΣC21后比值的增加。
3）C21+C22/C28+C29比值判别原始成油母质（油源对比） 藻类等富含类脂化合物，其C21+C22 成分多，C21+C22/C28+C29比值较大；而植物蜡、 孢粉等的高碳数C28+C29 较多，其C21+C22/C28+C29比值较小。
脱-A环-羽扇烷
苯并藿烷
一些非藿烷系列的五环三萜类化合物
C27-C29甾烷化合物
用于油源对比、母源和沉积环境的生物标志物
提纲
一、气相色谱分析方法 二、质谱分析方法 三、油源对比方法
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一、饱和烃气相色谱
原理、方法
原理
使混合物中各组分在两相间进行分配 ,其中 一相是不动的 (固定相),另一相(流动相)携带混 合物流过此固定相 ,与固定相发生作用 ,在同一推 动力下,不同组分在固定相中滞留的时间不同 ,依 次从固定相中流出 ,又称色层法 ,层析法
一、饱和烃气相色谱
地质应用
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4、姥鲛烷Pr和植烷Ph的参数（判断沉积环境） Pr/ Ph反映早期叶绿素分解时的氧化还原环境，在氧化环境中，叶绿素侧链植
醇主要经过脱羧作用生成姥鲛烷，在还原-强还原环境，植醇直接被还原成植烷。 海相原油中Pr/ Ph<3，陆相原油Pr/ Ph>4，近海成因原油Pr/ Ph介于二者之间。
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色质谱参数在油源对比中的应用
王荣新
河南油田分公司石油勘探开发研究院 2019.08
色谱、质谱参数的意义
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生物标志化合物 （Ro>0.8%后失效）
是沉积物中的有机质（原油、油页岩、煤），来源于生物体，具有明显分子结构特征、 分子量相当大的有机化合物。在有机质的演化过程中具有一定的稳定性，没有或较少发生变 化，基本保存了原始生化组分的碳骨架，记载了原始生物母质的特殊分子结构信息。
αααR -C27甾烷 αααR -C28甾烷 αααR -C29甾烷
南阳凹陷 张1101井
1
2
5
34
7+10 12
24 21 22
9 11
19
18
20
14
17
15 6
8
23
27 26 25
28
m/z217谱图识别
饱和烃质谱
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m/z217谱图识别
饱和烃质谱
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C27重排甾烷
可能来源 蕨类、原 生动物四 膜虫、细菌 的细胞壁
来源于高 等植物的 奥利烯
缺少特定 的先质体，
可能是沉 积和早期成 岩作用有关
一般而言，除 伽玛蜡烷外， 五环三萜类均 为高等植物来源
C 27 甾烷主要来 源于藻类等低
等浮游植物
C 28 主要来源 于硅藻、颗
石藻
C 29 来源于 高等植物
或藻类
伽玛蜡烷 18?? ? ?奥利烷 羽扇烷
C27规则甾烷 C28规则甾烷 C29规则甾烷 C29重排甾烷