正构烷烃与类异戊二烯烷烃

1. 正构烷烃与类异戊二烯烷烃

正构烷烃是八面河油田低熟油饱和烃馏分中的主要组分，一般占饱和烃的40%左右。但与我国其它地区低熟油相比，正构烷烃的含量尚偏低，其它地区低熟油正构烷烃的含量通常大于70%。八面河油田低熟油正构烷烃偏低的原因与细菌降解作用有关。
选用面7井沙四段原油进行剖析，它的烷烃色谱特征基本代表了八面河油田的原油。碳数分布范围为nC11—nC35，  为0.98，主峰碳为nC18,OEP值为0.85，具有偶碳优势。类异戊二烯烷烃中植烷远远大于姥鲛烷，Pr/Ph值为0.35（图2-3）
原油的  是低成熟油的特征之一。据王铁冠等（1995）对我国不同盆地68个低熟油饱和烃色谱参数  值的统计分析，发现80%以上的低熟油正构烷烃的  。原油以低碳数为主峰并呈偶碳和植烷优势特征，表明该类低熟油可能来源于强还原咸水沉积环境的源岩，而且低等水生生物可能是其重要的原始生烃母质。

图2-3　原油、生油岩烷烃色谱图

上述原油的特征与沙四段烃源岩饱和烃的面貌非常相似，而与沙三段烃源岩相差较远，说明八面河原油与沙四段烃源岩具有亲缘关系。

2. 原油非烃组成特征

原油非烃组成中烷基咔唑类和烷基苯酚类化合物的相对组成和浓度变化与油气运移、聚集和成藏的历史密切相关(Li等，1992；Larter等，1996)，它是目前有机地球化学领域的一个研究热点。盐湖盆地形成的原油中咔唑类和苯酚类化合物的分布和组成及其含量的变化还未见文献报道，这里我们将探讨一下江汉盐湖盆地不同原油中烷基咔唑和烷基苯酚系列的分布与组成特征及其浓度变化规律。
一、烷基苯酚
烷基苯酚是原油中的微量组分，目前检测了其中C0～C3的20个同系物(包建平和马安来，1998)。就江汉盐湖盆地的不同原油而言，其烷基苯酚系列的分布存在明显的差异。如图5-29所示，在相对富含有机硫化物的原油中如王场油田的重质富硫原油，其烷基苯酚系列的分布表现为2，4，6-三甲基苯酚占优势；而贫有机硫化物的原油则表现为C0取代的苯酚占绝对优势，如王4-5-1井原油。此外，在典型的未成熟原油中，三个甲基苯酚异构体中3-甲基苯酚的丰度较高，2-甲基和4-甲基苯酚的丰度相对较低；而在非未成熟油中三个甲基苯酚异构体相对丰度的变化顺序则是2-甲基＞4-甲基＞3-甲基。值得注意的另一个现象是来自王场油田的特别富硫的重质原油，在这类原油样品中，2，4，6-三甲基苯酚占绝对优势，这一个化合物就占到整个C0～C3苯酚系列的60%以上，而在其他样品一般均小于30%～40%，反映出这一类原油不仅在甾萜类生物标志物的分布和组成以及含硫化合物的组成上不同于一般的原油，而且在烷基苯酚的分布上也明显不同于一般盐湖盆地原油，这更进一步表明这类原油形成条件的特殊性。
不同原油中烷基苯酚的绝对浓度也存在明显的差异，且呈现出的一定的规律性。如在未成熟油中，烷基苯酚系列的浓度较高，一般大于15μg/mg油，而在成熟度较高的原油中则含量较低，一般小于10μg/mg油，且不同成熟度原油中烷基苯酚的含量与原油成熟度负相关性，反映出这类化合物的热稳定性较低(图5-30)。值得注意的是那些特别富硫的重质原油中，烷基苯酚系列的含量最高，大于40μg/mg油，比未成熟油高出近1倍，比成熟度较高的原油高出近4倍(图5-32)，显示出富硫原油特殊的地球化学特征。
但是，由于目前对烷基苯酚化合物在矿物燃料中的来源、分布和组成特征及成因机理等方面所知甚少，这方面的研究才刚刚开始。随着研究的深入，其应用领域必将得到扩大。
二、烷基咔唑系列
与烷基苯酚一样，烷基咔唑系列在盐湖盆地的原油中也属微量组分，但分布特征较为复杂。通过标样共注目前已确定了C0～C2咔唑系列19个化合物和三个苯并咔唑化合物。就盐湖盆地不同原油中烷基咔唑系列的分布特征而言，总体上可以分成两大类，其一是以王场油田特别富硫的重质原油为代表，如王31-6井和王31-12井，表现为C-1和C-8位上取代的屏蔽型和半裸露型异构体占绝对优势，如1-甲基、1，8-二甲基和1，4+1，5-二甲基咔唑，而非C-1和C-8位上取代的裸露型异构体则基本缺失，呈现出不完整的分布特征；其二是以非富硫原油为代表，表现为屏蔽型和半裸露型异构体的丰度较高，但裸露型异构体也有相当丰度。呈现出完整的烷基咔唑系列的分布特征(图5-31)。总体上看，烷基咔唑系列的分布特征与原油成熟度没有明显相关关系。此外，江汉盐湖盆地的原油均呈现出C0取代的咔唑化合物的丰度异常的低，这在其他非盐湖盆地形成的原油中是不常见到的。如在苏北油田和辽河油田的原油中，咔唑和1-甲基咔唑的丰度是相当的，都是烷基咔唑系列中的优势组分。这也可能是盐湖盆地原油在烷基咔唑系列组成的一个重要特征。

图5-29 江汉盐湖盆地不同原油中烷基苯酚分布特征

(纵坐标为相对丰度)

图5-30 江汉盐湖盆地不同原油中烷基苯酚和烷基咔唑系列浓度变化柱状图

1—潜深10井；2—明斜4-2井；3—广27井；4—王14井；5—王31-12井；6—王31-6井；7—王8-1井；8—潭34井；9—王4-5-1井；10—潜深5井；11—王3井
不同原油中烷基咔唑系列的绝对浓度恰与烷基苯酚系列相反，表现为未成熟油中烷基咔唑系列的含量最低，一般小于20μg/mg油，而成熟度相对较高的低成熟一临界成熟原油中含量较高，一般为30～50μg/mg油，且其含量变化与原油成熟度之间呈现出良好的正相关性(图5-30，图5-32)。尽管王场油田特别富硫的重质原油其成熟度并不高，C2920S/(20S+20R)值仅为0.35，但其烷基咔唑系列的含量则是最高的，均大于50μg/mg油。鉴于这类原油中同时具有较高含量的各类有机硫化物、烷基苯酚和烷基咔唑类化合物的这一特性，它可能暗示了O、S、N杂环化合物的形成所需要的地质-地球化学条件可能是相似的。
对于咔唑类化合物的应用目前局限于研究油气运移上，但这类化合物分布与组成特征及其含量变化是受哪些因素影响？它们是否属于一类独立于沉积环境、有机质类型和成熟度的特殊化合物还无从知晓。但是这些问题不解决又将直接影响这类化合物的地质应用，这应该引起我们的充分重视。

图5-31 江汉盐湖盆地不同原油中烷基咔唑系列分布特征

(纵坐标为相对丰度)

图5-32 江汉盐湖盆地不同原油烷基苯酚和烷基咔唑浓度与C2920S/(20S+20R)之间的关系

3. 影响原油中正构烷烃组成的因素是什么？

有机物的定义：碳氢化合物及其衍生物。这里所说的纯碳氢化合物，剂不含其他元素和官能团的有机物统称烃类。正构体和异构体不仅存在于烃中而且存在所有有机物中，它是指有机物构架中的碳骨架的结构是直链结构还是含有支链。凡是骨架含有碳支链的有机物都是异构体；凡是直链结构没有其他碳支链的都是正构体。记住是指碳（C）的支链。所以正构烷烃就是指没有碳支链的饱和烃。除了正构和异构体有机物中还有首位碳原子连接在一起的圈形结构，我们称之为环状烃，其中六个碳原子构成的环状烃我们成为芳香烃，C6H6我们成为苯。烷烃(wán tīng)，即饱和烃(saturated group)，是碳氢化合物下的一种饱和烃，其整体构造大多仅由碳、氢、碳碳单键与碳氢单键所构成，同时也是最简单的一种有机化合物，而其下又可细分出链烷烃与环烷烃。链烷烃是指碳原子之间以单键结合成链状(直链或含支链又名侧链)的烷烃。环烷烃是指含有脂环结构的烷烃。正烷烃的沸点随相对分子质量的增加而升高，这是因为分子运动所需的能量增大，分子间的接触面(即相互作用力)也增大。低级烷烃每增加一个CH2，(成为其同系物)，相对分子质量变化较大，沸点也相差较大，高级烷烃相差较小，故低级烷烃比较容易分离，高级烷烃分离困难得多。在同分异构体中，分子结构不同，分子接触面积不同，相互作用力也不同，正戊烷沸点36.1℃，2-甲基丁烷沸点25℃，2,2-二甲基丙烷沸点只有9℃。叉链分子由于叉链的位阻作用，其分子不能像正烷烃那样接近，分子间作用力小，沸点较低。固体分子的熔点也随相对分子质量增加而增高，这与质量大小及分子间作用力有关外，还与分子在晶格中的排列有关，分子对称性高，排列比较整齐，分子间吸引力大，熔点就高。在正烷烃中，含单数碳原子的烷烃其熔点升高较含双数碳原子的少。通过X射线衍射方法分析，固体正烷烃晶体为锯齿形，在单数碳原子齿状链中两端甲基同处在一边，如正戊烷，双数碳链中两端甲基不在同一边，如正己烷，双数碳链彼此更为靠近，相互作用力大，故熔点升高值较单数碳链升高值较大一些。烷烃的密度(density)随相对分子质量增大而增大，这也是分子间相互作用力的结果，密度增加到一定数值后，相对分子质量增加而密度变化很小。

4. 烷烃的结构特点

1、饱和；烷烃结构中，碳的四个键都接有原子或烃基；
2、结构通式 CnH2n+2 ；只有极性的C-H键和非极性的C-C键
3、C原子是sp3杂化 ；

5. 正构烷烃的介绍

有机物的定义：碳氢化合物及其衍生物。这里所说的纯碳氢化合物，即不含其他元素和官能团的有机物统称烃类。正构体和异构体不仅存在于烃中而且存在所有有机物中，它是指有机物构架中的碳骨架的结构是直链结构还是含有支链。凡是骨架含有碳支链的有机物都是异构体；凡是直链结构没有其他碳支链的都是正构体。记住是指碳（C）的支链。所以正构烷烃就是指没有碳支链的饱和烃。除了正构和异构体有机物中还有首尾碳原子连接在一起的圈形结构，我们称之为环状烃，其中六个碳原子构成的环状烃我们称为芳香烃，C6H6我们称为苯。

6. 原油的族组成与饱和烃特征

1.族组成
原油的族组成可以反映石油的成因类型和化学组成特征。因此，原油内所含的各种烃类的相对百分含量就成为原油地球化学分析的基本项目之一。景谷盆地原油族组成如表3-2所示。

表3-2　大牛圈油田原油族组成数据表

从表3-2可以看出，景谷原油饱和烃含量变化范围为57.85%～61.42%，具有明显的中等饱和烃特征。
芳烃含量变化范围为10.97%～18.85%，低芳烃含量特征明显。
非烃含量也较低，变化范围为9.45%～12.43%，原油的饱/芳比较大，而非/沥比也都大于0.5%，最高的非/沥比1.19%。这一特征有别于我国东部其他油田低熟油的族组成特点。而且，在所钻的井内，随着埋深加大，原油中族组成的百分比含量没有出现明显的变化。原油中饱和烃含量明显高于其他族组成。
2.饱和烃组成
景谷盆地大牛圈油田6口井原油样品的饱和烃色谱分析结果列入表3-3中。
景谷盆地原油的正烷烃图谱碳数分布较宽，一般为C8—C36，有的样品可达C38，多呈双峰形态分布，常以nC23或nC27为第一主峰。nC21—nC33具明显的奇碳优势，CPI一般为1.27～1.30,OEP最高者可达1.31，显示出较低的演化程度和高等植物蜡质输入的特征（图3-1）。
在景谷盆地第三系原油的饱和烃中，常用的参数  在0.70～0.99之间，与成熟原油（其值通常大于1）相比该值偏小。类异戊二烯烷烃主要由姥鲛烷（Pr）、植烷（Ph）及降姥鲛烷（iC16）组成，呈现Pr＞Ph＞iC16。在牛二和牛四断块中Pr/Ph介于2.03～2.10，而牛七断块其值为2.82，姥鲛烷优势明显。所有样品Pr/nC17＞＞Ph/nC18,Pr/nC17＞1并介于1.27～1.42之间，Ph/nC18＜1并介于0.45～0.66之间，显示出在低成熟情况下的淡水湖相沉积和有高等植物混合形成的生油母质特征。

表3-3　景谷盆地原油饱和烃气相色谱分析结果表


图3-1　景谷盆地大牛圈油田原油饱和烃气相色谱特征图

7. 正构烷烃详细资料大全

 有机物的定义：碳氢化合物及其衍生物。
  这里所说的纯碳氢化合物，即不含其他元素和官能团的有机物统称烃类。
  正构体和异构体不仅存在于烃中而且存在所有有机物中，它是指有机物构架中的碳骨架的结构是直链结构还是含有支链。凡是骨架含有碳支链的有机物都是异构体；凡是直链结构没有其他碳支链的都是正构体。记住是指碳（C）的支链。
  所以正构烷烃就是指没有碳支链的饱和烃。
  除了正构和异构体有机物中还有首尾碳原子连线在一起的圈形结构，我们称之为环状烃，其中六个碳原子构成的环状烃我们称为芳香烃，C6H6我们称为苯。
   
  基本介绍    中文名 ：正构烷烃   性质 ：有机物   学科 ：化学   概述 ：衍生物   有机物的定义：碳氢化合物及其衍生物。 这里所说的纯碳氢化合物，即不含其他元素和官能团的有机物统称烃类。 官能团：是决定有机化合物的化学性质的原子或原子团。常见官能团烯烃、醇、酚、醚、醛、酮等。有机化学反应主要发生在官能团上，官能团对有机物的性质起决定作用，-X、-OH、-CHO、-COOH、-NO  2 、-SO  3 H、-NH  2 、RCO-，这些官能团就决定了有机物中的卤代烃、醇或酚、醛、羧酸、硝基化合物或亚硝酸酯、磺酸类有机物、胺类、酰胺类的化学性质。 正构体和异构体不仅存在于烃中而且存在所有有机物中，它是指有机物构架中的碳骨架的结构是直链结构还是含有支链。凡是骨架含有碳支链的有机物都是异构体；凡是直链结构没有其他碳支链的都是正构体。记住是指碳（C）的支链。 所以正构烷烃就是指没有碳支链的饱和烃。 除了正构和异构体有机物中还有首尾碳原子连线在一起的圈形结构，我们称之为环状烃，其中六个碳原子构成的环状烃我们称为芳香烃，C6H6我们称为苯。 
   

8. 烷烃的结构特点

1、饱和；烷烃结构中,碳的四个键都接有原子或烃基；
  2、结构通式 CnH2n+2 ；只有极性的C-H键和非极性的C-C键
  3、C原子是sp3杂化 ；