辎烷和菇烷化合物特征
辎、菇类化合物是姪源岩有机抽提物和原油中重要的也是研究最多的一类生物标志化合物。它们既继承了生物化学组分的许多信息，又记录了从生命有机质到沉积有机质演化的很多证据。对辎、菇化合物组成和分布特征详细研究，有助于对炷源岩的深入认识，可以更好地揭示姪源岩现今状态和演化历史过程。
（一）笛烷化合物组成特征
笛烷类化合物一般归为低分子量縉烷、重排辎烷、规则當烷和4-甲基當烷等4类，有些地区还可以检测出甲藻紿烷。一般情况，辎烷总量占总生标量不到30%,其组成绝大多数是以规则當烷为主要成分（超过半数），其次是重排笛烷，低分子量當烷和4-甲基紿烷含量相当，一般小于10乱
笛烷是原油中最为常见和重要的一类生物标志化合物，它们的母质主要来源于藻类和髙等植物。原油中辎烷包括低碳数辎烷、C2JC29规则笛烷和重排當烷、C2fC3o 4-甲基紿烷以及甲藻縉烷。根据规则笛烷相对比例可用于有机质的生源分析，C27紿烷来源于藻类有机体，C.g烷主要与硅藻有关，09紛烷的生源既可以是藻类又可以是高等植物。陆相盆地绝大多数原油中第烷呈“V”字型分布，即表明藻类和高等植物双重生源特征。
笛烷基本结构为全氢化菲稠化环戊烷（图1）,其中，在C?和G J位上连有甲基，5位连接较长的支链烷基，在C/立连接Gt,分别为C/5窗烷。C, C,.t 和5位碳环上氢（H）构型有a和B之分，前人规定：氢原子位于环平面之下的（即C-H键伸向纸）为a-H,氢原子位于环平面之上的（即C-H键伸向纟氏外）为B-H。5为手性碳原子，其立体构型有左旋和右旋两种构型，即R构型和S 构型。
图1笛烷基本结构图
规则笛烷的生物构型为5 a （H）, 14 a （H）,17a （H）C^C2920R,随着热演化作
用进行，生物构型(R 构型)辎烷会不断向地质构型(S 构型)转化，即转化为 5a (H), 14 a
(H), 17 a (H)C 2rC 2920S,并与 5 a (H), 14 a (H) ,17 a (H) C^C^OR 共 存并最终达到平衡。因
此，人们常用紿烷的20S/(20R+20S)比值来衡量有机质热 演化程度。在R 构型向S 构型转化的同时，5和C/立上的a-H 会向B-H 转化, 即 转 化 为 5 a (H), 14 B (H), 17
B (H)C/d20R 和
5 a (H),14B (H),17B (H)C 27^20S,同样形成a a 与B B 共存并最终达到平衡。 所以，也常
用BB/(aa+BB)比值来衡量有机质热演化程度，并且与 20S/(20R+20S)比值有良好的线性关系。近年来研究表明，B B 型辎烷在运移过 程中会相对富集，所以，对于运移距离较长的原油，BB/(aa+BB)与 20S/ (20R+20S)关系会偏离线性关系。
在G 位上连有甲基的紿烷称为4-甲基笛烷，它比规则當烷多一个碳原子， 有
G/C BO ,原油中一般检测到的为C3。的4-甲基紛烷较为丰富。
位和5位上甲基因热作用会发生重排，甲基分别连接在G 和5位上。同 样，
在5位和C“位上氢(H)的构型有a 和B 之分，在d 位有R 和S 两种立 体构型，从而产生一系列重排笛烷，具体图谱鉴定如图2和表1。
图2 m/e2l7质量色谱图(笛族化合物)
00 <1 1
7
2 4
22— 21
90 l
A
1
9 1 J
66 68 70 Time (min)
60 62
64 72 74
I 76
4
80 40 20
o o o o o 7 6 5 4 3 a>Quepunq<
20
(二)菇烷化合物组成特征
菇烷类化合物和笛烷化合物一样，是重要生物标志物，它也具有丰富的有机质生源信息和热演化记录。
菇烷也是原油中重要的生物标志化合物之一，可以提供许多关于生油母质信息，解决原油演化程度问题。原油中检测到的菇烷一般有二环倍半菇烷、三环二菇烷、四环二菇烷、长链三环菇烷、长链四环菇烷、五环三菇烷和四菇烷等，其中以五环三菇烷最丰富和最重要。
五环三菇烷可以分为轅烷类和非罡烷类，陆相原油中最广泛而又最丰富的是翟烷类，均以17 a (H)21B (H)蓉烷系列(CfCQ为主，其次是17 0 (H)21a (H) 莫烷系列、18a (H)新蕾烷系列和重排蕾烷，它们的主要先体物质是细菌卷四醇, 其含量髙低反映低等原核生物有机质贡献大小。
蕾烷的基本结构为四个六元环(苯并菲)和一个五元环稠合而成(图3),
图3菇烷基本结构图
正常的轅烷碳数为30,除了在G、G、G。、C, C M位上均有甲基取代外，
C21位上是异丙基。翟烷的立体异构主要发生在5和5上的a和B构型，以及C22位上的R和S构型(仅当碳数大于30时才有)。同样，17B (H)21B (H)为生物构型，随着热演化作用，生物构型向170 (H)21a (H)和17a(H)21B(H)地质构型转化。我们又把17B(H)21a (H)称为莫烷系列，17a (H)21B (H)称为蕾烷系列，随着热演化作用的加强，莫烷系列可以进一步转化为翟烷系列，即BB —B a — a B。
碳数小于30的罡烷称为降翟烷，碳数大于30的称为升蕾烷。麓烷系列碳数为C >7 C35 , C28较为少见。
长链三环菇烷一般碳数分布在CJG (有资料表明该类化合物碳数可以髙达
45),其中C22和Q较少，以G和C M最为丰富，0以后有R和S两个立体异构体。在4之前常出现一个峰，就是G厂四环菇烷。菇烷具体鉴定见表2和图4, 图5。
19 CaoHss
Cm s -三环祐烷
40 CstHho
17a (H),21P (FD-22R-21-异庚基彙
烷
20
CaoHs6
Go R-三环菇烷
41
(.Hfi2
17a (H),21B (H)-22S-21-异辛基彙
烷
21
C.H H SS
C 3I s-三环菇烷
42
C SBH J
17a (H),213 QD-22R-21-异辛基辕
烷
RT ： 40.00-69.50 100 90
80
70
60
50 40-
30
20
1
NL: 3.03E4 m/z= 190.5- 191.5 MS 17 C04241
40 42 44 46 48 54 56 58 60 62 64 66
Time (min)
图4 m/el91质量色谱图(长链三环菇烷)
(Douepunqxz Q>一
Qouepunqv Q>
图5 m/el91质量色谱图（五环三菇烷）
一、海相原油的地球化学特征 1、原油的化学性质 国外公认的碳酸盐岩生成的石油特征是：高硫（＞ 1.0 %）, 低API度（20～30），Pr/Ph＜1.0，Ph/nC18＞1.0，偶碳优势CPI＜1.0 2、生物标志化合物特征 ①正构烷烃碳数分布呈单峰态， ②广泛检出C13～C20规则无环类异戊二烯烷烃和C21～C45规则和不规则无环类异戊二烯烷烃。 ③规则甾烷以C29甾烷占优势，一般占40%～60 ④C31～C35升藿烷系列相对较发育，且明显受盐度控制。 ⑤伽马蜡烷为常见的非藿烷骨架型五环三萜烷。 ⑥三环萜烷含量较高 二、陆相原油的地球化学特征 1、原油的性质：原油普遍高含蜡，硫酸盐含量低，具有低钒/镍比（一般小于1）的特点 2、原油的烃类族组成：原油的烃类族组成以烷烃为主，环烷烃次之，芳香烃较少，多属石蜡基原基。 3、生物标志化合物特征 ①饱和烃馏分 检测出C13～C20规则无环类异戊二烯烷烃，并有丰富的甾烷、萜烷类化合物 甾烷类生要由C27～C29甾烷、重排甾烷及4-甲基甾烷组成，此外还有少量的孕甾烷和升孕甾烷。甾类化合物主要为藻类生源产物，但C29
甾烷可能来源于高等植物。在陆相原油中，C29甾烷明显高于C27甾烷 ②芳烃馏分 陆相原油芳经馏分中含有丰富的芳构化生物标志化合物，主要类型有： 芳构化倍半萜类与二萜类：前者只检测出卡达烯，后者仅见惹烯和海松烯，属被子植物树脂生源完全芳构化的生物标志化合物。 芳构化三环萜烷：主要包括m/z181 及m/z209的两个C24～C26二芳三环萜烷和m/z205的C26 ～C28三芳三环萜烷．芳构化三环萜烷是常规三环萜烷芳构化的产物，属于细菌、藻类生源，但它是在酸性氧化环境中形成的，常与陆源有机质有关。 芳构化三萜类：主要是陆生被子植物生源的奥利烷、乌散烷及羽扇烷芳构化的产物，也有微量细菌生源的芳构化藿烷。它们大都是在酸性氧化作用较强的湖相沉积中形成的，与陆源有机质有关。 苯并藿烷：指示细菌生源，是在酸性氧化环境中形成的，在煤系地层及湖相腐殖—偏腐殖泥岩中分布较广泛。 芳构化甾类：仅见C26～C28三芳甾、C27～C29甲基三芳甾及其它微量甾类芳构化产物．陆相原油各类生物标志化合物的形成大都与陆源有机质输入有关。在有大量陆源有机质输入的淡水湖泊中，不仅腐殖质组分急剧增多，而且水介质的酸性氧化作用也明显增强，这种沉积环境的演变既有利于形成陆游生物标志化合物，也有利于各种生物标志化合物的芳构化，甾烷与藿烷的重排现象也较普遍。当然，生物标志化合物的芳构化和重排作用也与有机质的热演化程度有关。 三、生标物应具备的基本特征 1.化合物的结构表明它曾经是或者可能是生物体的一种成分，存在于沉积物中，尤其是在原油、煤、岩石中能够检测到 2.其母体化合物有较高的浓度，其主要结构特征在沉积和早期埋藏过程中具有化学稳定性 3.分子结构有明显的特异性，即具有特殊的碳骨架
第二十一章萜类和甾族化合物 1．找出下列化合物的手性碳原子，并计算一下在理论上有多少对映异构体？ （1）α-蒎烯（2）2-α-氯菠 （3）苧（4）薄荷醇 （5）松香酸（6）可的松 （7）胆酸 答案： 解：
2．找出下列化合物的碳干怎样分割成异戊二烯单位：（1）香茅醛 （2）樟脑 （3）蕃茄色素 （4）甘草次酸
（5）α-山道年 答案： 解： 3．指出用哪些简单的化学方法能区分下列各组化合物？ （1）角鲨烯、金合欢醇、柠檬醛和樟脑； （2）胆甾醇、胆酸、雌二醇、睾丸甾酮和孕甾酮 答案： 解： ①首先水解，各加钼酸铵，黄色沉淀为金合欢醇，其余三者加 Tollen试剂，析出Ag的为柠檬醛，其余二者加溴水，褪色者为角鲨烯，最后为樟脑。
4．萜类β-环柠檬醛具有分子式C10H16O，在235nm处（ε=12500）有一吸收峰。还原则得C10H20，与拖伦试剂反应生成酸（C10H16O2）；把这一羧酸脱氢得间二甲苯、甲烷和二氧化碳。把C10H20脱氢得1，2，3-三甲苯。指出它的结构式。提示：参考松香酸的脱氢反应。 答案：略 5．β-蛇床烯的分子式为C15H24，脱氢得1-甲基-7-异丙基萘。臭氧化得两分子甲醛和C13H20O2。C13H20O2与碘和氢氧化钠液反应时生成碘仿和羧酸C12H18O。指出β-蛇床烯的结构式。 答案： 解： 故此化合物含氢化萘的骨架，臭氧化得两分子甲醛，必须具有两，所以此化合物的可能结构式为：
6．在薄荷油中除薄荷脑外，还含有它的氧化产物薄荷酮C10H18O。薄荷酮的结构最初是用下列合成方法来确定的： β-甲基庚二酸二乙酯加乙醇钠，然后加H2O得到B，分子式为C10H16O3。B加乙醇钠，然后加异丙基碘得C，分子式为C13H22O3。C加OH-，加热；然后加H+，再加热得薄荷酮。 （1）写出上列合成法的反应式； （2）根据异戊二烯规则，哪一个结构式更与薄荷油中的薄荷酮符合？ 答案： 解： 7．溴对胆甾醇的反式加成能所生成的两种非对映体产物是什么？事实上其中一种占很大优势（85%）。试说明之。 答案： 解：
甾烷和萜烷化合物特征 甾、萜类化合物是烃源岩有机抽提物和原油中重要的也是研究最多的一类生物标志化合物。它们既继承了生物化学组分的许多信息，又记录了从生命有机质到沉积有机质演化的很多证据。对甾、萜化合物组成和分布特征详细研究，有助于对烃源岩的深入认识，可以更好地揭示烃源岩现今状态和演化历史过程。（一）甾烷化合物组成特征 甾烷类化合物一般归为低分子量甾烷、重排甾烷、规则甾烷和4-甲基甾烷等4类，有些地区还可以检测出甲藻甾烷。一般情况，甾烷总量占总生标量不到30%，其内组成绝大多数是以规则甾烷为主要成分（超过半数），其次是重排甾烷，低分子量甾烷和4-甲基甾烷含量相当，一般小于10%。 甾烷是原油中最为常见和重要的一类生物标志化合物，它们的母质主要来源于藻类和高等植物。原油中甾烷包括低碳数甾烷、C27~C29规则甾烷和重排甾烷、C28~C30 4-甲基甾烷以及C30甲藻甾烷。根据规则甾烷相对比例可用于有机质的生源分析，C27甾烷来源于藻类有机体，C28甾烷主要与硅藻有关，C29甾烷的生源既可以是藻类又可以是高等植物。陆相盆地绝大多数原油中C27~C29甾烷呈“V”字型分布，即C27＞C28＜C29，表明藻类和高等植物双重生源特征。 甾烷基本结构为全氢化菲稠化环戊烷（图1），其中，在C10和C13位上连有甲基，C17位连接较长的支链烷基，在C24位连接C1~C2，分别为C27~C29甾烷。C5、C14和C17位碳环上氢（H）构型有α和β之分，前人规定：氢原子位于环平面之下的（即C-H键伸向纸内）为α-H，氢原子位于环平面之上的（即C-H键伸向纸外）为β-H。C20为手性碳原子，其立体构型有左旋和右旋两种构型，即R 构型和S构型。 图1 甾烷基本结构图 规则甾烷的生物构型为5α(H),14α(H),17α(H)C27~C2920R，随着热演化作用进
第十七章 萜类和甾体化合物 萜类化合物（Terpenoids ）和甾体化合物（Steroids ）广泛存在于自然界中，有的能直接用来治疗疾病，有的是合成药物的原料，因此它们与药物的关系非常密切。 第一节 萜类化合物 萜类化合物多是从植物提取得到的香精油（挥发油）的主要成分。如：柠檬油、松节油、薄荷油等。它们多是不溶于水，易挥发，具有香味的油状物质，有一定的生理及药理活性，如祛痰、止咳、驱风、发汗和镇痛等作用。广泛用于香料和医药等。 一、结构与分类 （一）结构及异戊二烯规律 萜类化合物是由异戊二烯（Isoprene ）作为基本骨架单元，可以看成是由两个或两个以上异戊二烯单位以头尾相连或互相聚合而成，这种结构特征称为“异戊二烯规律”。因此，萜类化合物是异戊二烯的低聚合物以及它们的氢化物和含氧衍生物的总称。 C CH 2 CH CH 3 CH 2 1 23 4 头 尾头 尾 头 尾 头 尾 头 尾 头 尾 异戊二烯 月桂烯 柠檬烯 月桂烯是两分子异戊二烯头尾相连；而柠檬烯是两分子异戊二烯之间的1,2和1,4加成。(一分子异戊二烯用3,4位双键与另一分子异戊二烯进行1,4加成)。所以，异戊二烯规律在萜类成分的结构测定中具有很大应用价值。 （二）分类 萜类化合物根据分子中所含异戊二烯骨架的多少可分为单萜、倍半萜、二萜等。见表19-1。
表19-1 萜类化合物的分类 异戊二烯单元数碳原子数类别 2 10 单萜类 3 15 倍半萜 4 20 二萜类 6 30 三萜类 8 40 四萜类 ＞8 ＞40 多萜类 二、单萜类化合物 单萜类化合物是有两个异戊二烯单元构成。根据两个异戊二烯单元的连接方式不同，单萜有可以分成为链状单萜、单环单萜和双环单萜。 （一）链状单萜化合物 链状单萜类化合物具有如下的碳架结构： 这是两个异戊二烯头尾相连而成。很多链状单萜都是香精的主要成分，例如：月桂油中的月桂烯、玫瑰油中的香叶醇、橙花油中的橙花醇、柠檬油中的柠檬醛（α-柠檬醛和β-柠檬醛）、玫瑰油及香茅油中的香茅醇等。它们很多是含有多个双键或氧原子的化合物，其结构如下： H CH2OH CH2OH H H CHO CHO H CH2OH 月桂烯香叶醇橙花醇α-柠檬醛β-柠檬醛香茅醇（Myrcene）（Geraniol）（Nerol）（Geranial）（Neral）（Citronellol）这些链状单萜都可以用来制备香料，其中柠檬醛还是合成维生素A的重要原料。 （二）单环单萜类化合物
石油地球化学复习题 第二章沉积有机质组成及其沉积环境 1、名词解释及重要概念 1.5种生物化学组分：蛋白质、碳水化合物、脂类、木质素、色素. 2. 碳水化合物：是由多羟基醛或多羟基酮及它们的衍生物构成的有机质。 3. 多醣：由上千个单糖以糖苷键(单糖-O-单糖)相连成的高聚体. 4. 甾族化合物结构： 5、脂肪酸的基本结构 6、氨基酸的基本结构 7、缺氧环境形成的关键:水体分层 8. 缺氧湖泊发育的重要条件: 深水 2、简答题 1. 沉积盆地中有机质沉积的控制因素 主要有两方面的控制因素:生物方面和物理方 生物控制因素：原始生物产率、微生物降解作用 物理控制因素：有机质的搬运作用、沉积速率、沉积环境 2. 水生生物产率决定于 水中养料(磷、氮) 含氧量(游离氧)多少 水体深浅：透光带 3. 沉积水体中细菌降解有机质的过程 1).喜氧细菌活动带：与空气接触的表层水［O］>1.0ml/l 死亡生物可以完全被降解成CO2,H2O 2).兼氧细菌活动带:水中［O］<1.0ml/l,造氮菌和碳酸盐还原菌降解有机质，但是降解能力下降 3).硫酸盐还原菌活动带: ［O］<0.5ml/l,硫酸盐还原菌降解有机质生成有机酸，有H2S生成,其它生 物死亡， 4).甲烷生成菌活动带: 严格缺氧,有CH4生成,温度20-80度。 第三章成岩演化阶段有机质的演化 一、名词解释及重要概念 1、沉积物成岩作用：沉积物沉积以后在埋藏过程中受温度、压力等外界因素的作用，失水、压实、胶 结、溶解等固结成岩的过程。通常指沉积物沉积之后直到变质作用之前的整个过程。 2、腐殖质：一词来自土壤学，是指土壤、天然水和现代沉积物中不能水解的、不溶于有机溶剂的暗色 有机质。 二、简答题
第五章原油地球化学特征与油源分析 第一节原油地球化学特征分析 目前已在溱潼凹陷不同构造带发现了多个油田，由于研究区构造条件比较复杂，新生界分布有多套烃源岩。油气的分布受到烃源岩分布特征、成熟度、油源通道和输导条件等多重因素的制约，油气聚集条件比较复杂，导致不同构造带油气的分布层位和原油的组成特征也存在比较明显的差别。 一、不同油田原油饱和烃地球化学特征 （一）淤溪油田 淤溪油田的油层主要分布于泰州组。泰州组原油总离子流图上正构烷烃碳数分布特征呈正态型，奇偶优势不明显，Ph含量很高（高于所有的正构烷烃），Ph含量＞Pr含量（图5-1-1a）；β-胡萝卜烷含量很高（图5-1-1b）；三环萜烷含量中等，C20、C21、C23三环萜烷呈上升型分布，伽马蜡烷含量较高，Ts含量低于Tm，C3122S升藿烷含量高于C3122R升藿烷含量（图5-1-1c）；ααα20RC27、C28、C29甾烷呈“V”型分布，ααα20RC29甾烷含量高于ααα20RC27甾烷（图5-1-1d）。 a b c d 图5-1-1 淤溪油田泰州组原油部分生物标志物组成特征 淤溪油田阜三段有油气显示，根据苏153井阜三段储层抽提物分析，抽提物特征与泰州组原油存在明显的差别。抽提物总离子流图上正构烷烃碳数分布特征呈双峰态前峰型，奇偶优势不明显，Ph含量较高，Ph含量＞Pr含量（图5-1-2a）；β-胡萝卜烷含量较低（图5-1-2b）；三环萜烷含量很高，C20、C21、C23三环萜烷呈山峰型分布，伽马蜡烷含量中等，Ts 含量低 147
于Tm，C3122S升藿烷含量高于C3122R升藿烷（图5-1-2c）；ααα20RC27、C28、C29甾烷呈“V”型分布，ααα20R C27甾烷含量低于ααα20RC29甾烷含量（图5-1-2d）。 a b c d 图5-1-2 淤溪油田阜三段储层抽提物分生物标志物组成特征 （二）洲城油田 洲城油田油层主要分布于垛一段和戴一、二段，垛二段有油气显示。油砂样品采自QK18井垛一段（S32），原油样品采自QK5、洲5、洲6和洲8井垛一段。根据原油生物标志特征分析，洲城油田不同层段原油的地球化学特征没有明显的差别，其主要特点为：总离子流图上正烷烃碳数分布特征呈正态分布，Ph含量＞Pr含量（图5-1-3a）；β-胡萝卜烷含量中等（图5-1-3b）；三环萜烷含量较高，C20、C21、C23三环萜烷呈上升型分布，伽马蜡烷含量中等，Ts含量低于Tm，C3122S升藿烷含量高于C3122R升藿烷含量（图5-1-3c）；ααα20RC27、C28、C29甾烷呈“V”型分布，ααα20R C29在玩甾烷＞ααα20R C27甾烷（图5-1-3d）。 a b c d 图5-1-3 洲城油田原油部分生物标志物组成特征 148
油气地球化学 第一章生物有机质组成与沉积模式 第一节有机质的形成与全球碳循环 一、生命的起源与演化 二、光合作用 三、对地球上有机质有主要贡献的生物 1、浮游植物（时间长、水体面积高、繁殖率高） 2、细菌（时间长、分布广、适应性极强、繁殖快） 3、高等植物（出现晚，分布在陆地保存难、可富集演化为煤层） 4、浮游动物（食物消费者产率低、低等浮游动物数量较大） 四、有机碳的循环 1、有机圈 2、有机碳的循环 (1)生物化学亚循环 (2)地球化学亚循环 第二节生物有机质的组成和性质 一、碳水化合物 二、蛋白质和氨基酸 （一）蛋白质 (二)氨基酸 (三)酶 三、脂类 1．脂肪酸 2．腊 3.萜类和甾类化合物 4.甾族化合物 四、木质素和丹宁 五、色素 第三节有机质沉积模式 一、有机质沉积的控制因素 1、生物控制因素:微生物降解、原始生产速率 2、物理控制因素:有机质沉积速率、沉积环境、有机质的搬运作用 二、缺氧环境的类型 1、大型缺氧湖泊 （1）深水是缺氧湖泊发育的重要条件 （2）缺氧湖泊的发育与纬度有关 （四季变化明显的湖泊底水含氧量大,热带湖泊含氧量少） 2、海相缺氧环境 (1)缺氧封闭局限海盆 (2)由上升流形成的缺氧沉积 第二章沉积有机质组成及成岩演化
第一节腐殖质的组成、结构和性质 1、腐殖质的概念：是指土壤、天然水和现代沉积物中不能水解的、不溶于有机溶剂的暗色有机质。 2、腐殖质的形成、提取及分类 (1)形成 有机质受细菌作用后剩余的木质素、氨基酸、脂肪酸、酚、纤维素等在微生物作用下缩合而成（在强还原环境下可以不形成腐殖质） (2)提取与分类 富啡酸（FA）、胡敏酸(HA)、胡敏素 (3)腐殖酸元素组成 主要为C、H、O、S、N，其中C、O两项占90%以上 3.腐殖酸的结构 A富克斯结构模型 B费尔伯克结构模型 C特拉古诺夫结构模型 D库哈连科结构通式 4.腐殖酸的物理化学性质 (1)胶体性和可溶性 (2)明显的酸性 (3)亲水性 (4)热解性质 5.腐殖质的演化 第二节可溶有机质 一、可溶有机质的定义 凡是被中性有机溶剂从沉积岩（物）中溶解（抽取）出来的有机质称为可溶有机质，或可抽提有机质，也成为沥青。 可溶有机质的分类 沥青A：使用有机溶剂从沉积物或岩石中直接抽提出来的可溶有机质。 沥青B：有机溶剂抽提后的残渣，经高温热解后再用有机溶剂抽提出来的可溶有机质。 沥青C：使用有机溶剂从酸(HCl)处理过的沉积物或岩石中抽提出来的可溶有机质 二、氯仿沥青“A”的族组分 (1)油质：溶于石油醚而不被硅胶吸附的沥青部分 主要由烃类组成，在氯仿沥青中约占20～50％； 腐泥型有机质中数较腐殖型有机质多； 腐泥型有机质中油质主要是脂肪化程度高的烷烃-环烷烃； 腐殖型有机质中油质所含环烷-芳香烃稍多于烷烃-环烷烃。 (2)胶质：用苯和乙醇-苯从硅胶解吸的产物 含硫、氮、氧的复杂含碳化合物 腐泥型有机质中数较腐殖型有机质少 胶质又可分为苯胶质和乙醇-苯胶质(酸性较强) (3)沥青质：溶于氯仿但不溶于石油醚的沥青部分 高分子化合物含量较胶质增加 显微镜下为胶状颗粒，由稠环芳香烃和烷基侧链组成 腐泥型有机质中数较腐殖型有机质少
·237· 第二十一章 萜类和甾族化合物 学习要求： 1．理解萜的涵义；掌握异戊二烯规律和萜的分类。 2．熟悉各类萜的典型化合物的特性及重要用途。 3．熟悉甾族化合物的基本结构和立体结构，了解重要甾族化合物的类型和用途。 萜类和甾族化合物是广泛存在于植物、昆虫及微生物等生物体中的一大类有机化合物。在生物体内有着重要的生理作用。萜类和甾族化合物虽是两类不同的化合物，但有着生源合成方面的密切关系，因而放在一章内进行讨论。 §21-1 萜 类 一、萜的涵义和异戊二烯规律 分子中含C 10以上，且组成为5的倍数的烃类化合物称为萜类。 因分子中含有双键，所以，萜类化合物又称为萜烯类化合物。 萜类化合物是广泛存在于植物和动物体内的天然有机化合物。如从植物中提取的香精油——薄荷油、松节油等，植物及动物体中的某些色素——胡箩卜素、虾红素等等。 研究发现，萜类分子在结构上的共同点是分子中的碳原子数都是5的整倍数。例如： 月桂烯 对薄荷烯 （存在于柠檬，橘子中） 姜烯（存在于姜油中） （存在于月桂子油等中） 松节油（ 蒎烯）异樟烯 （存在于松节油等中） （存在于姜油，冷杉等中） α
·238· 上述化合物的碳干骨骼可以看成是由若干个异戊二烯单位主要以头尾相接而成的。 这种结构特点叫做萜类化合物的异戊二烯规律。异戊二烯规则是从对大量萜类分子构造的测定中归纳出来的，所以能反过来知道测定萜类的分子构造。 二、萜的分类、命名 萜类化合物中异戊二烯单位可相连成链状化合物，也可连成环状化合物。 1．分类 根据组成分子的异戊二烯单位的数目可将萜分成以下几类： 1）单萜： 含有两个异戊二烯单位。它包含开链单萜，单环萜，二环单萜三种。 2）倍半萜：含有三个异戊二烯单位的萜。 3）双萜： 含有四个异戊二烯单位的萜。 4）三萜： 含有六个异戊二烯单位的萜。 5）四萜： 含有八个异戊二烯单位的萜。 这些萜类和单萜一样，也有开链和成环之分。 2．命名 IUPAC 规定的系统命名法，较生辟，多接触才能熟练。 我国一律按英文俗名意译，在接上“烷”、“烯”、‘醇“等类名而成。 习惯常用用俗名如樟脑，薄荷醇等。见P 621。 三、萜类化合物 1．单萜 1）开链单萜 C C C C C CH 2C CH 3 CH CH 2 异戊二烯 头尾 异戊二烯单位
有机化学（第四版）第二十一章萜类和甾族化合物1．找出下列化合物的手性碳原子，并计算一下在理论上有多少对 映异构体？ （1）α-蒎烯（2）2-α-氯菠 （3）苧（4）薄荷醇 （5）松香酸（6）可的松 （7）胆酸 答案： 解：
2．找出下列化合物的碳干怎样分割成异戊二烯单位：（1）香茅醛 （2）樟脑 （3）蕃茄色素 （4）甘草次酸
（5）α-山道年 答案： 解： 3．指出用哪些简单的化学方法能区分下列各组化合物？ （1）角鲨烯、金合欢醇、柠檬醛和樟脑； （2）胆甾醇、胆酸、雌二醇、睾丸甾酮和孕甾酮 答案： 解： ①首先水解，各加钼酸铵，黄色沉淀为金合欢醇，其余三者加 Tollen试剂，析出Ag的为柠檬醛，其余二者加溴水，褪色者为角鲨烯，最后为樟脑。
4．萜类β-环柠檬醛具有分子式C10H16O，在235nm处（ε=12500）有一吸收峰。还原则得C10H20，与拖伦试剂反应生成酸（C10H16O2）；把这一羧酸脱氢得间二甲苯、甲烷和二氧化碳。把C10H20脱氢得1，2，3-三甲苯。指出它的结构式。提示：参考松香酸的脱氢反应。 答案：略 5．β-蛇床烯的分子式为C15H24，脱氢得1-甲基-7-异丙基萘。臭氧化得两分子甲醛和C13H20O2。C13H20O2与碘和氢氧化钠液反应时生成碘仿和羧酸C12H18O。指出β-蛇床烯的结构式。 答案： 解： 故此化合物含氢化萘的骨架，臭氧化得两分子甲醛，必须具有两，所以此化合物的可能结构式为：
6．在薄荷油中除薄荷脑外，还含有它的氧化产物薄荷酮C10H18O。薄荷酮的结构最初是用下列合成方法来确定的： β-甲基庚二酸二乙酯加乙醇钠，然后加H2O得到B，分子式为C10H16O3。B加乙醇钠，然后加异丙基碘得C，分子式为C13H22O3。C加OH-，加热；然后加H+，再加热得薄荷酮。 （1）写出上列合成法的反应式； （2）根据异戊二烯规则，哪一个结构式更与薄荷油中的薄荷酮符合？ 答案： 解： 7．溴对胆甾醇的反式加成能所生成的两种非对映体产物是什么？事实上其中一种占很大优势（85%）。试说明之。 答案： 解：
第一章成藏地质学的研究内容和方法 1、油气成藏地质学的概念 油气成藏地质学是石油地质学的核心，是石油地质学中研究油气藏成藏的动力、成藏时间、成藏过程及油气分布规律的一门分支学科。 油气成藏包括油气藏静态特征描述和油气成藏机理和成藏过程动态分析。 ①油气藏静态特征描述主要从油气藏类型、生储盖层、流体性质和温压等方面描述油气藏特征。②油气成藏机理和成藏过程分析主要用各种分析方法（如流体历史分析法）研究油气成藏期次与成藏过程，包括油气的生成、运移、聚集以及保存和破坏各个环节。 2、成藏地质学的研究内容。 ⑴成藏要素或成藏条件的研究：包括生、储、盖、圈等基本成藏要素的研究和评价，重点是诸成藏要素耦合关系或配置关系的研究，目的为区域评价提供依据。 ⑵成藏年代学研究：主要是采用定性与定量研究相结合的现代成藏年代学实验分析技术与地质综合分析方法，尽可能精确地确定油气藏形成的地质时间，恢复油气藏的形成演化历史。 ⑶成藏地球化学研究：采用地球化学分析方法，利用各种油气地球化学信息，研究油气运移的时间（成藏年代学）和方向（运移地球化学），分析油气藏的非均质性及其成因。 ⑷成藏动力学研究：重点研究油气运移聚集的动力学特点，划分成藏动力学系统，恢复成藏过程，重建成藏历史，搞清成藏机理，建立成藏模式。 ⑸油气藏分布规律及评价预测：这是成藏地质学研究的最终目的，它是在前述几方面研究的基础上，分析油气藏的形成和分布规律，进行资源评价和油气田分布预测，从而为勘探部署提供依据。 3、成藏地质学的研究方法。 ⑴石油地质综合研究方法： ①最大限度地获去资料，以得到尽可能丰富的地质信息。②信息分类与分析——变杂乱为有序，去伪存真，突出主要矛盾。③确定成藏时间，分析成藏机理，建立成藏模式，总结分布规律。 ④评价勘探潜力，进行区带评价，预测有利目标。 ⑵先进的实验分析技术： ①成藏地球化学分析技术：岩石热解法、棒色谱法、含氮化合物分析技术；②成藏年代学分析技术：流体包裹体分析方法、自生粘土矿物同位素测试技术、有机岩石学方法；③成藏动力学模拟实验技术：物理模拟、数学模拟。 第二章成藏地球化学 成藏地球化学 研究内容：1、油藏中流体和矿物的相互作用；2、油藏流体的非均质性及其形成机理；3、探索油气运移、充注、聚集历史与成藏机制。
第二十一章萜类和甾族化合物 一、教学目的和要求 （1）掌握萜类化合物的结构特征及重要萜类化合物（樟脑、冰片、薄荷醇、法尼醇）。 （2）掌握甾族化合物的结构特征及重要甾族化合物（胆甾醇、可的松、胆甾酸）。 二、教学重点与难点 萜类及甾族化合物的结构特征 三、教学方法和教学学时 1、教学方法：以课堂讲授为主，结合必要的课堂讨论。教学手段以板书和多媒体相结合。 2、教学学时：10学时 四、教学内容 第一节萜类 一、萜的涵义和异戊二烯规律 二、萜的分类，命名 三、单萜 四、倍半萜 五、双萜 六、三萜类 七、四萜类 第二节甾体化合物 一、甾的基本结构和命名 二、甾体化合物的立体结构:甾体化合物碳架的构型,甾体化合物碳架的构象 三、甾醇类 四、胆酸 五、甾型激素 五、课后作业、思考题 习题：2、6。
萜类和甾族化合物是广泛存在于植物、昆虫及微生物等生物体中的一大类有机化合物。在生物体内有着重要的生理作用。萜类和甾族化合物虽是两类不同的化合物，但有着生源合成方面的密切关系，因而放在一章内进行讨论。 §21~1 萜 类 一、萜的涵义和异戊二烯规律 分子中含C 10以上，且组成为5的倍数的烃类化合物称为萜类。 因分子中含有双键，所以，萜类化合物又称为萜烯类化合物。 萜类化合物是广泛存在于植物和动物体内的天然有机化合物。如从植物中提取的香精油——薄荷油、松节油等，植物及动物体中的某些色素——胡箩卜素、虾红素等等。 研究发现，萜类分子在结构上的共同点是分子中的碳原子数都是5的整倍数。例如： 上述化合物的碳干骨骼可以看成是由若干个异戊二烯单位主要以头尾相接而 成的。 这种结构特点叫做萜类化合物的异戊二烯规律。异戊二烯规则是从对大量萜类 分子构造的测定中归纳出来的，所以能反过来知道测定萜类的分子构造。 月桂烯 对薄荷烯 （存在于柠檬，橘子中） 姜烯（存在于姜油中） （存在于月桂子油等中） 松节油（ 蒎烯）异樟烯 （存在于松节油等中） （存在于姜油，冷杉等中） αC C C C CH 2CH 3 CH CH 2 异戊二烯 头尾异戊二烯单位
第五章烃源岩特征及油气源对比 第一节烃源岩分布及地球化学特征 一、烃源岩岩性、岩相及厚度 1、岩性、岩相特征 柴北缘早侏罗世断陷盆地为碎屑岩沉积区，烃源岩主要为湖泊、三角洲、沼泽相暗色泥岩、页岩及炭质泥页岩，富含有机质。据研究，该地区烃源岩的主要岩相类型包括： （1）前扇三角洲暗色泥岩 主要发育于湖西山组和小煤沟组，形成于湖水面相对较高、距物源区近、湖盆坡度相对较陡且受同沉积正断层控制的背景下，由冲积扇直接入湖形成。前扇三角洲暗色泥岩的特点是沉积厚度大，在剖面上常与厚层或透镜状的砂砾岩互层，二者之间多突变接触。前扇三角洲距河口近，有机质来源丰富，湖水较深，加上沉积速率较高、快速埋藏，有利于有机质的保存。但陆源高等植物输入较多，有机质以Ⅲ型为主。 （2）湖相暗色泥岩 主要为半深湖－深湖相，有机质既有陆源高等植物，也有湖相水生生物，其相对丰度取决于水体距物源的距离。冷西次凹的北部在早侏罗世处于较深湖区，距物源区相对较远，陆源高等植物的输入减少，水生生物较发育，所形成的暗色泥岩中Ⅱ～Ⅰ型有机质较丰富。如石深7井下侏罗统深水湖底扇暗色泥岩厚度为136m，占地层厚度的38%，有机质类型较好。 （3）沼泽相炭质泥岩 沼泽相富含植物组分的炭质泥岩、页岩甚至煤层也是重要的烃源岩，但其生油潜力有限。 从现有资料看，下侏罗统最有利的烃源岩为湖泊相暗色泥岩；中侏罗统烃源岩除了J2d6－J2d7湖相泥岩、页岩和油页岩外，还有J2d5沼泽相煤系地层。 2、研究区的烃源岩厚度分布 青海石油勘探开发研究院根据烃源岩发育的控制因素、利用测井方法识别和评价了生油岩的分布，编制了下侏罗统暗色泥岩厚度等值线图（见图5－1）。 下侏罗统具有多个生烃中心，其烃源岩厚度大，分布面积广。烃源岩厚度变化规律与地层厚度类似。其中，昆特依断陷北部的鄂博梁次凹和冷西次凹发育了巨厚的烃源岩，厚度达600～1200米，冷湖四、五号一带烃源岩厚度也较大，为400～900米左右，昆北斜坡100～200米左右，昆1井附近为200～400米左右；昆特依断陷中部厚度多为200米左右（图5－1）。对冷湖一号至三号构成有意义的下侏罗统烃源岩主要分布于冷西次凹。
第３１卷第１期２０１０年１月 质谱学报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙＳｏｃｉｅｔｙ Ｖ０１．３１Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２０１０ 全二维气相色谱／飞行时间质谱对饱和烃分析的图谱识别及特征 王汇彤１’２”，翁娜１’２，张水昌１’２“，陈建平１’２”，魏彩云１’２ （１．中国石油勘探开发研究院，地质实验研究中心。北京１０００８３Ｉ ２．中国石油股份公司油气地球化学重点实验室，北京１０００８３Ｉ ３．提高石油采收率国家重点实验室，北京１０００８３） 摘要：采用全二维气相色谱／飞行时间质谱分析方法对典型石油样品中饱和烃组分进行了定性分析，依据极性大小和环数多少的分布特征，解析了点阵图谱中的烷烃、单环烷烃、双环烷烃、单金刚烷和双金刚烷系列、三环萜烷类，甾烷类和藿烷类等生物标志化合物的识别，讨论了典型生物标记化合物单金刚烷、三环萜烷和藿烷类的全二维点阵谱图特征；检测到过去ＧＣ／ＭＳ分析中常被忽视的ｃ。。～Ｃａｓ三环萜烷，为石油地质实验和研究提供了参考依据。全二维气相色谱／飞行时间质谱相比于ＧＣ／ＭＳ灵敏度更高、峰容量更大，适合复杂混合物体系的分析，对石油样品的分析有很好的应用前景。 关键词：全二维气相色谱；飞行时间质谱；饱和烃；三环萜烷；石油地质 中图分类号：Ｏ６５７．６３文献标识码：Ａ文章编号：１００４—２９９７（２０１０）０１一００１８—１０ ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＳａｔｕｒａｔｅｄＨｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓｂｙ ＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＴｗｏ－ＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＧａｓＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙＣｏｕｐｌｅｄ ｔｏＴｉｍｅ－ｏｆ－ＦｌｉｇｈｔＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ ＷＡＮＧＨｕｉ－ｔｏｎ９１?２一，ＷＥＮＧＮａｌ一，ＺＨＡＮＧＳｈｕｉ—ｃｈａｎ９１’２”， ＣＨＥＮＪｉａｎ—ｐｉｎ９１’２”。ＷＥＩＣａｉ－ｙｕｎｌ’２ （１．ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＧｅｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＬａｂｏｒａｔｏｒｙＣｅｎｔｅｒ，ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．ＣＮＰＣ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ； ２．ＴｈｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣＮＰＣ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，ＣｈｉｎａＩ ３．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｎｈａｎｃｅｄＯｉｌＲｅｃｏｖｅｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓａｔｕｒａｔｅｄｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓｉｎｃｒｕｄｅｏｉｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｇａｓｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙｃｏｕｐｌｅｄｔｏｔｉｍｅ－ｏｆ－ｆｌｉｇｈｔｍａｓｓｓｐｅｃ—ｔｒｏｍｅｔｅｒ（ＧＣ×ＧＣ／ＴＯＦＭＳ）．Ａｌｌｃｏｍｐｏｕｎｄｓｗｅｒｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｉｒｆａｍｉｌｙｃｈａｒ—ａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｅａｃｈｓｐｅｃｔｒｕｍ．Ａｌｋａｎｅｓ，ｃｙｃｌｉｃａｌｋａｎｅｓ，ｂｉｃｙｃｌｉｃａｌｋａｎｅｓ，ａｄａｍａｎｔａｎｅｓ，ｄｉａ—ｍａｎｔａｎｅｓ，ｔｅｒｐａｎｅｓ，ｓｔｅｒａｎｅｓａｎｄｈｏｐａｎｅｓａｒｅｓｅｐａｒａｔｅｄｉｎｔｏｅａｓｉｌｙｒｅｃｏｇｎｉｚａｂｌｅｂａｎｄｓｉｎｔｈｅＧＣ×ＧＣｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｅｒｐａｎｅｓ，ｈｏｐａｎｅｓａｎｄａｄａｍａｎｔａｎｅｓ’ 收稿日期：２００９—１１—０２Ｉ修回日期：２００９－１２—０１ 基金项目：中国石油天然气股份公司科技部项目（石油地质实验新技术、新方法研究）资助 作者简介：王汇彤（１９６４～），河南洛阳人，高级工程师，从事石油地质实验技术开发及油气地球化学研究． Ｅ－ｍａｉｌ｛ｗａｎｇｈｔ＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ｃｏｒｎ．ｃｒｌ 万方数据
第一章研究内容 1、油气成藏地质学的内涵及其在石油地质学中的位置 答：成藏研究涵盖的内容很多，包括基本的成藏条件或要素、成藏年代、成藏动力（运聚动力）、油气藏分布规律或富集规律等。 赵靖舟将从事油气藏形成与分布方面的研究称为“油气成藏地质学”（简称成藏地质学），认为它应是石油地质学中与石油构造地质学、有机地球化学、储层地质学、开发地质学等相并列的一门独立的分支学科。 2、成藏地质学的研究内容 答：成藏地质学的研究内容包括静态的成藏要素、动态的成藏作用和最终的成藏结果，涉及生、运、聚、保等影响油气藏形成和分布的各个方面，但重点是运、聚、保。其主要研究内容有以下5个方面： 1）成藏要素或成藏条件的研究。包括生、储、盖、圈等基本成藏要素的研究和评价，重点是诸成藏要素耦合关系或配置关系的研究，目的为区域评价提供依据。 2）成藏年代学研究。主要是采用定性与定量研究相结合的现代成藏年代学实验分析技术与地质综合分析方法，尽可能精确地确定油气藏形成的地质时间，恢复油气藏的形成演化历史。3）成藏地球化学研究。采用地球化学分析方法，利用各种油气地球化学信息，研究油气运移的时间（成藏年代学）和方向（运移地球化学），分析油气藏的非均质性及其成因。 4）成藏动力学研究。重点研究油气运移聚集的动力学特点，划分成藏动力学系统，恢复成藏过程，重建成藏历史，搞清成藏机理，建立成藏模式。 5）油气藏分布规律及评价预测。这是成藏地质学研究的最终目的，它是在前述几方面研究的基础上，分析油气藏的形成和分布规律，进行资源评价和油气田分布预测，从而为勘探部署提供依据。 在盆地早期评价和勘探阶段：成藏地质学研究的重点是基本成藏条件的评价研究与含油气系统划分。 在含油气系统评价和勘探阶段：成藏研究的重点是运聚动力学、输导体系的研究、成藏动力系统划分、已发现油气藏成藏机理和成藏模式研究，以及油气富集规律的研究。 在成藏动力系统的评价和勘探阶段：成藏地质学的研究重点油气藏成藏机理和成藏模式研究以及油气富集规律的研究等。 3、成藏地质学的研究方法 1）最大限度地获去资料，以得到尽可能丰富的地质信息。 2）信息分类与分析——变杂乱为有序，去伪存真，突出主要矛盾。 3）确定成藏时间，分析成藏机理，建立成藏模式，总结分布规律。 4）评价勘探潜力，进行区带评价，预测有利目标。 高素质的石油地质科学地质工作者须备的基本素质： ①1知识+4种能力+2种意识②扎实的背景知识 ③细致的观察能力④全面准确的信息识别能力丰富的想象力⑤周密的综合分析和判断能力⑥强烈的创造意识 ⑦强烈的找油意识 第二章油气成藏地球化学 成藏地球化学研究内容 1）油藏中流体和矿物的相互作用 2）油藏流体的非均质性及其形成机理 3）探索油气运移、充注、聚集历史与成藏机制
习 题 1．指出组成下列萜类物质的异戊二烯单元数目、属哪一类？画出连接的部位。 O O (1) 驱蛔萜(属藜属植物) (2) (3) 3 3 红没药烯 山道年 2(4) 穿心莲内酯 2．写出(-)-薄荷醇的构型和构象式。 3．写出α-蒎烯、β-蒎烯和龙脑的构象式。 4．写出甾烷、雄甾烷、雌甾烷、孕甾烷的构象式并对碳架编号。 5．举例说明甾族化合物中正系、别系、α、β的含义。 6．用系统命名法命名下列甾族化合物。 (1) (2) HO HO O HO C OH CH 2OH O O HO (3) (4)
OH O HO OH (5) (6) COOH 7．用简单的化学方法鉴别下列各组化合物。 （1）柠檬醛、樟脑、薄荷醇 （2）胆酸、胆固醇、炔雌二醇 8．写出下列反应的主要产物。 (1) B 2H 6 H 2O 2OH CH 3O (2) CO 2CH 3 OH ClC O OC 2H 5 (3) C 2H 5 C 6H 5CO 3H CH 3O (4) H 2 / Pt HO \
（二）教材习题 1． （1 ）（2 ）两个异戊二烯单位, 单萜 三个异戊二烯单位, 倍半萜 O O （3 ）（4 ） 3 三个异戊二烯单位, 倍半萜 3 HO 2 四个异戊二烯单位，二萜 2． ( )-薄荷醇构型CH 3 H OH CH 3 ( )-薄荷醇构象 CH 3 3． α-蒎烯 β-蒎烯 龙脑 CH 3 H OH 4．略 5．见例题解析[例2] 6．（1）3-羟基-1,3,5(10)-雌甾三烯 （2）3β-羟基-5α-雌甾-17-酮 （3）11β,17α,21-三羟基孕甾-1,4-二烯-3,20-二酮 （4）胆甾-5,7-二烯-3β-醇 （5）3α,12α-二羟基- 5β -胆烷-24-酸 （6）17β-羟基雄甾-4-烯-3-酮 7．（1） 柠檬醛樟脑薄荷醇 Tollens 试剂 ( )( ) 2,4-二硝基苯肼 ( )
辎烷和菇烷化合物特征 辎、菇类化合物是姪源岩有机抽提物和原油中重要的也是研究最多的一类生物标志化合物。它们既继承了生物化学组分的许多信息，又记录了从生命有机质到沉积有机质演化的很多证据。对辎、菇化合物组成和分布特征详细研究，有助于对炷源岩的深入认识，可以更好地揭示姪源岩现今状态和演化历史过程。 （一）笛烷化合物组成特征 笛烷类化合物一般归为低分子量縉烷、重排辎烷、规则當烷和4-甲基當烷等4类，有些地区还可以检测出甲藻紿烷。一般情况，辎烷总量占总生标量不到30%,其组成绝大多数是以规则當烷为主要成分（超过半数），其次是重排笛烷，低分子量當烷和4-甲基紿烷含量相当，一般小于10乱 笛烷是原油中最为常见和重要的一类生物标志化合物，它们的母质主要来源于藻类和髙等植物。原油中辎烷包括低碳数辎烷、C2JC29规则笛烷和重排當烷、C2fC3o 4-甲基紿烷以及甲藻縉烷。根据规则笛烷相对比例可用于有机质的生源分析，C27紿烷来源于藻类有机体，C.g烷主要与硅藻有关，09紛烷的生源既可以是藻类又可以是高等植物。陆相盆地绝大多数原油中第烷呈“V”字型分布，即表明藻类和高等植物双重生源特征。 笛烷基本结构为全氢化菲稠化环戊烷（图1）,其中，在C?和G J位上连有甲基，5位连接较长的支链烷基，在C/立连接Gt,分别为C/5窗烷。C, C,.t 和5位碳环上氢（H）构型有a和B之分，前人规定：氢原子位于环平面之下的（即C-H键伸向纸）为a-H,氢原子位于环平面之上的（即C-H键伸向纟氏外）为B-H。5为手性碳原子，其立体构型有左旋和右旋两种构型，即R构型和S 构型。 图1笛烷基本结构图 规则笛烷的生物构型为5 a （H）, 14 a （H）,17a （H）C^C2920R,随着热演化作
第三节原油族群划分 一、原油族群划分及其意义 油藏内的石油具有继承相似性的特征，即来源于同一油源的原油其基本组成特征是相似的，只要成藏石油在运移聚集过程中具有相同的地质条件，这种相似性可以保存下来。而来源于不同油源的石油在组成上存在差异，这种差异也可以在油藏内保留下来，因此烃源岩条件是决定原油组成特征的重要因素，人们常以此作为油气源分析与对比的主要依据。这种认识在大多数情况下都是正确的，但是，除烃源岩因素之外还有许多其它原因也可能导致油藏内流体组成存在非均质性现象。运聚成藏过程和成藏后所经历的地球化学变化也是造成油气组成发生变化的重要原因，在某些情况下比烃源岩条件的影响更大。根据油源条件或油气运聚成藏过程中的地球化学变化而造成的组成的差别，可将石油划分为若干个族群与组群。石油的族群是指具有一套明确的油源岩，其地球化学特征与其它油源的石油具有明显差别的一组石油，也就是说同一族群的石油必须来源于同一套烃源岩层，但不必具有相同的成熟度、运聚和保存条件。同一族群的原油在二次运移过程及聚集成藏后，由于油藏温度、压力、孔隙水特征的变化或后期原油及天然气的注入，将发生一系列地球化学变化，导致其组成特征可能存在明显的差异。通常把具有相同油源条件，并且具有相同或相近的地球化学特征的一组石油划为一个石油的组群。同一族群的石油可能为一个组群，也可能为若干个组群。 导致原油组成差异的原因十分复杂，在原油组群划分对比时必须充分考虑多种地质与地球化学因素。并在对原油组成特征精细剖析的基础上，根据原油地球化学的差异性划分原油的类型，分析不同类型原油组成差异的成因及控制因素，明确原油组成的差异是生源条件的差异造成，还是成藏过程或成藏后的地球化学变化造成的。如果所研究的一组原油的生源条件相同，且组成特征没有明显的差别，则可划分为同一族群，如果组成特征不同，表明为同一族群而不同组群的原油，如果生源条件不同则为不同族群的原油。 原油中甾、萜烷系列化合物和部分其它化学组成特征可以反映原油的有机质母源输入条件、沉积环境和热演化程度等。影响原油中甾烷、三萜烷系列化合物分布特征的关键因素为生源条件和成熟度等，并且生物标志物在原油中的分布是相对稳定的，轻度到中等程度的生物降解作用对其没有明显的影响，运移效应对大部分生物标志物参数也没有明显的影响。因此，生物标志物参数是划分对比原油族群的最理想的参数，可以根据其指纹特征的差异对原油进行族群划分对比。但在根据生物标志物参数划分原油族群时必须考虑到生物标志物组合特征除了受生源影响外，还受到其它诸多因素的影响，不同的异构化参数所反映的地球化学问题存在差别，对于未受生物降解作用的原油而言，Pr/Ph（受成熟度影响）、β-胡萝卜烷分布特征、ααα20R-甾烷C27/C29、ααα20R-甾烷C28/C29、孕甾烷（升孕甾烷）分布特征、甲基甾烷和甲藻甾烷分布特征、三萜烷色谱指纹、升藿烷指数、伽马蜡烷指数、三环二萜烷和四环萜烷、三芴系列化合物组成、稳定碳同位素组成特征等主要反映原油的生源母质和沉积环 203
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中国科学D辑:地球科学 2008年 第38卷 增刊Ⅱ: 38~46 https://www.doczj.com/doc/b98017163.html, https://www.doczj.com/doc/b98017163.html, 38 《中国科学》杂志社SCIENCE IN CHINA PRESS 生物降解作用对辽河盆地原油甾萜烷成熟度参数的影响 包建平①②*, 朱翠山①② ①长江大学地球化学系, 荆州 434023; ②长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室, 荆州 434023 *E-mail: bjp405@https://www.doczj.com/doc/b98017163.html, 收稿日期: 2007-12-05; 接受日期: 2008-06-16 国家“十五”重点科技攻关项目(编号: 2004BA616A02-04-02-01)资助 摘要借助于色谱质谱(GCMS)仪, 通过对一组取自辽河油田遭受不同生物降解改造的原油中甾萜烷生物标志物的分布与组成特征的定量分析, 发现在生物降解过程中, 原油中的甾萜烷分子成熟度参数如Ts/Tm, C31升藿烷22S/(22S+22R)和C29甾烷20S/(20S+20R)比值会发生相应的变化. 研究结果表明, 对遭受生物降解改造程度不同的原油而言, 除了C31升藿烷22S/(22S+22R)比值几乎不受影响外, Ts/Tm比值呈现出随生物降解作用强度的增加而下降, 而C29甾烷20S/(20S+20R)比值在轻微-中等生物降解作用阶段几乎不受影响, 而在严重生物降解作用阶段则会显著升高. 导致这一变化的内在控制因素是不同立体构型的生物标志物在抗生物降解能力上存在明显差异, 抗生物降解能力弱的生物标志物的消耗速度快于抗生物降解能力强的生物标志物, 如18α(H)-22,29,30-三降藿烷(Ｔs)基本不受影响, 17α(H)-22,29,30-三降藿烷(Tm)的浓度则明显升高, 在C29甾烷组成中异构体20R快于20S, 结果致使相关比值随生物降解作用强度的变化发生明显变异. 因此, 在利用生物标志物的分布与组成特征研究生物降解作用原油的成熟度时, 应该关注原油所遭受的生物降解作用改造的程度和分子成熟度参数的类别及其变化规律. 关键词 生物降解原油甾烷 三萜烷 成熟度 辽河油田 原油遭受的生物降解作用是油气地球化学领域的一个研究热点, 这是因为储层中原油遭受生物降解作用改造的过程也是原油物理性质和化学组成发生变化的过程. 由于生物降解作用对原油中不同类型化合物的选择性消耗, 最后使油-油、油-岩的相关性研究和确定原油的成熟度和成因类型变得十分困难. 由生物降解作用导致的原油生物标志物分布与组成特征的变化已得到了广泛的关注[1~10], 依据生物标志物的分布与组成特征确定原油遭受生物降解作用程度的标准已被建立[11]. 实验室模拟生物降解作用原油与自然条件下生物降解作用原油化学组成间的对比也得到了关注和研究[12,13]. 甾萜烷分子成熟度参数如Ts/Tm、C31升藿烷22S/(22S+22R)和C29甾烷20S/(20S+20R)比值广泛地被用以确定原油和烃源岩中有机质的成熟度. 但是, 由于生物降解作用的选择性使得原油中那些与成熟度有关的甾萜烷生物标志物的相对组成特征发生了变化, 在这种情况下, 这些所谓的分子成熟度参数的变化可能就不再遵循原有的热演化规律, 从而影响它们的使用效果. 本文通过对一组具有相同来源但生物降解程度不