苯并噻吩的简介

别名名称：苯并噻吩 硫茚 benzo[b]thiophene thianaphthene Thianaphthene Thionaphthene

苯并噻吩(BT)及其衍生物是杂环化合物的重要组成部分。其一般有芳香性，稳定性较高，是较难脱除的一类有机硫，在石油脱硫的研究中占据举足轻重的位置。同时，它们存在各种不同的反应能力，是重要的有机合成中间体，在农药、医药、染料等领域有着重要的应用。

苯并噻吩的气相色谱保留时间是什么

把你需要测量的那个物质进行气象色谱的测量后，根据图，就能得出

死时间（tM）

保留时间（tR）

调整保留时间（tR＇）

tR ＇= tR－tM

死体积（VM）

保留体积（VR）

VR  =  tR×Fc

调整保留体积（VR’）

V R’= VR －VM =  tR’×Fc

相对保留值（γis）

γis = tRi＇/ tRs＇=VRi＇/ VRs＇

二苯并噻吩汉语怎么读？

二苯并噻吩汉语怎么读？

请看下面二苯并噻吩汉语的读法：

èr běn bìng sāi fēn

请看下面二苯并噻吩汉语拼音大写：

ER BEN BING SAI FEN

噻吩进行磺化反应的产物叫什么？

噻吩类化合物是只含有一个硫原子的五元杂环化合物的基本骨架为噻吩的化合物，噻吩存在于煤焦油和页岩油内。

噻吩较苯更为活泼；有光敏性，光照时发生碳架重排；能与金属反应;噻吩环上的硫，在阮莱镍作用下，可以脱去；可以发生取代反应(多在2位)；可以氧化开环，不同的氧化剂可以得到不同的产物；可以在 2、5位硝化，生成硝基噻吩；可以卤化，生成2位单卤化物、2，5-位的二卤化物、2，3，5-三卤化物及四卤化物；与苯缩合，生成苯并噻吩。

噻吩环由于硫的非共用电子对与2个碳-碳一起成为6π电子系统，具有芳香族的性质。因此可进行硝化、磺化、卤化等亲电子取代反应。被取代的位置为2-位和5-位。噻吩的亲电子取代反应比苯容易得多。例如噻吩在正磷酸等温和缩合剂的存在下即可发生Friedel-Crafts反应，在α-位引入酰基。

含氮杂环化合物怎么记啊，有没有啥规律啊

是挺烦的。

因为它们也都属于非苯芳香系，结构与苯相似，存在间隔的双键，一般是五元、六元环，而且都是环上的C原子被O、S、N替换，并且单键C可以被O、S、NH替换，双键C只能被N替换。而且被O、S替换的物质很少，若有S，名字中就会出现噻。所以其它的我自己是这样记的。

首先，有4个是必须记住的，就是呋喃、噻吩、吡咯、吡啶，这是最基本的结构。

1.五元环，单键C改成O、S、NH的分别叫呋喃、噻吩、吡咯。

若有C=N的叫唑，另外有O的叫恶唑，有S的叫噻唑，有NH的叫咪唑，一般间位，若相邻就叫“异”。

2.六元环，只会出现N。

1个N，叫吡啶。

2个N，或吡或啶，哒邻（darling），嘧间（蜜饯），嗪对位（请对位）。

3.稠环，有的六并五，有的六并六

其中苯并呋喃、苯并噻吩好记。

最讨厌的还是含N的，但是若出现多个N原子，一般都是间位。

苯并吡咯叫吲哚

苯并吡啶叫喹啉

苯并喹啉叫吖啶

嘧啶吡嗪成喋啶（6+6）

嘧啶吡唑成嘌呤（6+5）

含硫化合物

含硫化合物在原油中主要以苯并噻吩和二苯并噻吩的形式存在，与沙四段烃源岩相比，缺少长链烷基噻吩、噻烷和四氢噻吩类化合物。其主要原因可能是这类化合物热稳定性差，在演化的过程中发生了环化聚合，形成了多环含硫芳烃化合物，如苯并噻吩、二甲基苯并噻吩类化合物。八面河原油中富含硫芴系列的化合物，在三芴系列中，硫芴一般占54%左右，氧芴为21%～24%。芴、氧芴、硫芴的内组成与沉积环境有密切的关系。据程克明等研究，海相灰岩与盐湖相泥岩烃源岩具有明显的硫芴优势，相对含量分别大于70%和45%～85%，而氧芴含量甚低，分别小于5%和小于25%。

牛庄洼陷南坡沙三段及沙四上段不同岩性三芴系列的分布如图2-14所示。沙四上段页岩硫芴含量均大于50%，与原油具有较大的可比性。而泥岩硫芴含量分异性大，多数泥岩样品硫芴含量小于45%，而氧芴的含量相对较高，一般为30%～53%。沙三段泥岩硫芴含量低，为36%。三芴系列的内组成表明，沙四上段与沙三下段的沉积环境有较大差异。

盐湖盆地未成熟油的形成机理与成烃演化特征

依据第五章对江汉盆地盐湖环境未成熟油地球化学特征的剖析，未—低熟油可以分成两类。一类是特别富硫的重质原油，主要分布在王场油田，这类原油中饱和烃含量约为10%左右，而芳烃含量达40%～50%，其中的有机硫化合物在芳烃馏分中的含量大于90%，相当于在该原油样品中有机硫化物的含量达36%～45%，是饱和烃馏分的2～4倍。在这类原油中，甾萜类生物标志物含量较低，一般小于2μg/mg油，反映出在低演化阶段生物类脂物首先与硫发生键合，形成硫—硫和硫—碳键，而不是发生脱官能团作用形成烃类，可以预料硫在这类原油形成过程中起了关键的作用。这类原油无疑应该是由富硫干酪根形成的。另一类是油质正常的原油，在这类原油中饱和烃含量约在30%左右，而芳烃含量在20%～30%之间，其中有机硫化物的含量约占芳烃馏分的40%～50%，换算成全油中有机硫化物的含量介于10%～15%，相当饱和烃含量的1/2～1/3，由此可以推测硫在这类原油中起了重要作用。但是在这类原油中甾萜类生物标志物的含量较高，一般大于10μg/mg油，反映出在这类原油中生物类脂物在低演化阶段发生的主要变化是脱官能团作用，同时硫与有机质也发生了键合并形成了一定数量的硫—碳键。在这类原油形成过程中，生物类脂物的早期转化成烃和低演化阶段硫—硫和硫—碳键同时起作用，只不过以前者为主。因此，就江汉盐湖盆地的未—低熟油而言，可能存在富硫干酪根早期成烃和生物类脂物-富硫大分子早期成烃两种机理。

一、富硫干酪根早期成烃机理

尽管在所研究的某些烃源岩的干酪根中，其S/C原子比大于0.04，属于富硫干酪根，但是这些样品的芳烃馏分中并没有检测到较高含量的有机硫化物如长链的四氢噻吩和长链噻吩等，这部分烃源岩与真正的富硫重质原油之间没有成因上的联系。因此，就本专题所研究的烃源岩样品及其性质而言，还难以阐述清楚江汉盆地重质富硫原油的形成机理。这里我们主要依据Nelson等(1995)曾以S/C原子比为0.052的Monterey页岩(除去碳酸盐矿物)进行热模拟实验的结果来讨论这一问题。

所研究的Monterey页岩样品是一个未成熟烃源岩，镜质体反射率Ro为0.25%，抽提物含量为10.7mg/g岩。在模拟实验以前，并先除去岩石中的碳酸盐矿物，然后以25℃的温度间隔从125℃升至360℃进行含水热解模拟实验。

实验结果表明，总抽提物的含量随温度升高而增加，至275℃达最大值，此后开始下降(表7-3)。值得注意的是所生成的沥青中极性组分占绝对优势，反映出抽提物含量随温度增长的过程中实际上也是极性组分含量增加的过程，它的浓度由1.23mg/g岩增到62.0mg/g岩，所生成的沥青中饱和烃和芳烃含量也呈现出增加的趋势，但增加幅度相当小，表明在这一过程中发生的反应主要是形成富硫大分子而不是分子量小的有机硫化物。

表7-3 模拟实验过程中沥青含量和组成特征的变化(mg/g岩)

新生沥青的元素分析结果表明(表7-4)，从125～275℃，新生沥青中的硫含量逐渐增加，在250℃达到最大值，S/C原子比由0.034 增至0.059，表明这一阶段所生成的沥青主要是因干酪根中的多硫化物发生S—S链断裂形成富硫大分子极性化合物；在温度大于250℃以后，沥青的S/C原子比开始下降，至360℃时则降至0.037。沥青中S/C原子比的下降可能意味着发生了硫—硫和硫—碳键的断裂，并生成了有机硫化物。而干酪根中的S/C原子比则随温度的升高而不断下降，在175～275℃下降幅度最大，由0.046 下降至0.020；在温度大于300℃以后，S/C原子比基本保持恒定，稳定在0.017(图7-6)，由此反映出，干酪根中具有较低活化能的含硫结构在300℃以前即基本被裂解下降，而残留在干酪根中的硫都是那些具有较高活化能的相对稳定的结构单元，它们只有在较高的温度(或成熟度)条件下才能脱落下来。

表7-4 模拟实验过程中沥青和干酪根有机元素组成特征的变化

图7-6 沥青和干酪根中S/C原子比温度的变化

实线为干酪根样品；虚线为沥青

而不同温度条件下所生沥青和残留干酪根有机硫结构单元的分析结果表明(采用XANES，X-衍射吸收近边缘结构光谱，X-ray absorption near structure spectroserpy)，温度小于250℃的干酪根中具有丰富的多硫化物结构和硫化物结构单元，此后则明显下降，反映出多硫化物结构单元是不稳定的，它在低温条件下易于脱落进入沥青中，而噻吩结构单元的含量在整个模拟实验范围内相对较为稳定，硫氧化物含量有所下降，但变化幅度不大。但就生成的沥青而言，在125～275℃范围内，多硫化物和硫化物的含量明显增加，并达最大值，此后其含量有所下降，这与干酪根中这类结构单元的含量变化恰恰相反。这就直接证实了干酪根中多硫化物结构的不稳定性及在低温条件下即可发生降解的事实。沥青中噻吩结构单元的含量除了在 250℃和 325℃两样品中较高外，在其他温度条件下与干酪根中相当(图7-7)，反映出地质样品中噻吩类化合物的形成，温度并不是决定性的因素。干酪根Py-GC(FID和FPD)分析结果表明，噻吩类化合物出现在温度小于360℃的样品中，而且在温度小于300℃时，C—C键不会发生明显的裂解，在这一阶段发生的主要变化是S—S和S—C键的断裂形成各类有机硫化物。

为了研究硫含量随模拟温度变化的原因，Nelson等(1995)计算了干酪根、沥青和无机态的硫在总沉积硫中的比例。在未加热的沉积物中，沉积硫主要与干酪根伴随，少量的硫以黄铁矿的形式存在(吸附H2S 量忽略不计)。在温度小于150℃时，所有硫可能都与新生沥青无关，但是在温度大于150℃以后，干酪根中键合的硫含量明显下降(从3.0%下降至225℃的1.8%)，而在此期间可溶有机质中硫含量增加很少，干酪根中减少的这部分硫主要是以H2S的形式被释放出来。温度超过250℃后，干酪根中的硫进一步下降，而沥青中硫含量则随之增加，在275℃达到峰值，这一最大值与沥青产率最大值一致，尤其是极性组分。超过275℃，干酪根和沥青中的硫含量均下降，而无机硫则增加。从原始样品到360℃的残渣中，干酪根中硫减少了约4倍。

图7-7 由XANES分析的干酪根(a)和沥青(b)中各类硫结构单元的含量

依据质量平衡原理和观察到的化学组成的变化，可以对Monterey页岩在模拟实验过程中有机硫的命运作一总结：有机硫最早的转移发生在非常低的温度下(＜175℃)，并与烃类物质初次生成的温度相当。干酪根中硫的减少暗示了干酪根大分子结构内部发生了一定的内部重排，这些重排作用不会导致大量可溶物质(类石油)的生成，但可生成H2S。这些H2S主要是由干酪根内多硫桥键消除生成的。含有2个或多个硫原子的桥键的断裂可以产生H2S，同时桥键得到改造，而释放出来的可溶有机质的量是可以忽略不计的。硫化物键同样也可遭受降解生成H2S，但是并没有足够的桥键从干酪根中降解释放出可溶的含碳单元。XANE分析结果清楚地表明，在低温实验阶段，从干酪根除去的硫主要是以多硫化物或硫化物的形式。这些观察与多硫化物桥键是种活泼的硫的结果是一致的。

在225～300℃之间，有相当数量的干酪根转变成了富极性组分沥青，这些极性化合物(胶质和沥青质)被认为是与干酪根有成因联系的大的可溶大分子。依据XANES分析结果，与较高和较低所产的沥青相比，在275℃时所产的沥青更加富硫，而且主要是多硫化物。由这一实验得到的沥青主要是由干酪根中的硫化物键的断裂引起的，而且释放出内部结构中富含硫化物键的分子量低(因此可溶)的干酪根碎片。因为在新生沥青中的硫并不能包括干酪根中失去的所有硫，那么这些剩余的硫就是在这些温度条件下生成的H2S中的硫。

在更高温度条件下(＞300℃)，沥青的生成和硫—硫和硫—碳键的断裂让位于因C—C键剪切作用导致的烃的生成，结果导致可溶产物中饱和烃和芳香烃(包括含硫化合物)的含量增加，其中饱和烃的最大值在325℃，芳烃的最大值在360℃。275～360℃区间也是干酪根中的碳结构发生最显著变化时期，沥青质体的反射率和核磁共振结果也证实，在此期间干酪根的芳香度明显增加，同时干酪根中(多)硫化物丰度明显降低。

此外，在整个模拟实验的各个阶段碳的分布与观察到的有机硫的命运是一致的，可以预料与干酪根有关的有机碳的浓度随沥青和气态产物的生成而下降。总的来看，干酪根中碳含量从原始样品中的21%下降至360℃样品中的15%，而气相有机碳，特别是CH4和CO2则随温度升高而增加。在250℃以前，与沥青碳增加有关的有机碳不足1%，这与干酪根中由热导致的硫化物键断裂造成的可溶、含碳结构到沥青中的观点是一致的。在较高温度阶段，这些可溶结构中C—C键的裂解导致烃，最终是气体的产生(图7-8)。

图7-8 总沉积碳和有机碳含量随温度的变化

因此，在这一模拟实验中观察到了低温阶段出现最大沥青产率的现象(270℃)，这一最大产率反映了富硫分子杂环化合物(极性化合物)的释放，由此表明硫从不溶干酪根到可溶沥青发生了明显的转移。这一转移也出现在晚期成岩—早期成熟作用的自然演化剖面上。初期由于多硫化物桥键的断裂，释放出H2S，但几乎没有沥青生成。这些桥键在热力学上是最不稳定的。接着单硫化物桥链中的C—S键经历了与S—S链相同的剪切作用，释放出富极性组分的沥青。因此，(多)硫化物中的S—S和S—C键中的硫是低温阶段具最大活性的硫，并在类石油物质生成过程中可能起关键作用。在较高温度，由硫键断裂让位于包含C—C键剪切作用的那些反应，由此可以想像硫在其中可能起着次要作用。因为大部分不稳定的硫在低温作用阶段都已经从干酪根中消除，而在热力学上稳定的以稠环形式存在硫则不参与烃的生成。

由Monterey富硫干酪根进行的模拟实验可以得到如下认识：

1.与贫硫干酪根相比

高硫干酪根在低温条件下既能生成富含极性组分的沥青(275℃)和石油(325～360℃)。

2.XANES分析结果表明

Monterey页岩干酪根中主要的有机硫是以硫化物和多硫化物的形式存在的，在干酪根中脱除这些硫发生在非常低温阶段(150℃)，有证据表明硫化物是首先消除。在沥青中多硫化物和硫化物的相对含量随温度升高而增加，并在275℃达最大值，而在干酪根和沥青中总噻吩的相对比例则随温度几乎没有发生明显变化。沥青的早期生成归因于与干酪根键合的硫化物，尤其是多硫化物中较弱的硫键。

3.Monteney干酪根模拟实验过程中有机硫的命运可以用三个温度阶段来描述

①150～225℃，(多)硫化物桥键断裂，导致H2S生成。②225～275℃，大量硫化物之间的剪切作用导致干酪根中可溶富硫碎片(沥青)的释放和H2S的继续生成。③＞275℃，S—S和S—C键的断裂让位于C—C键的剪切作用，并生成饱和烃和芳香烃。在较高温度下，随着大部分不稳定形式硫的消除，硫在机理上不再重要。

利用江汉盆地王11-3井未成熟烃源岩进行的模拟实验结果表明，在200℃时芳烃馏分中烷基氢噻吩含量达到最大，而烷基噻吩在260℃达最大值，烷基苯并噻吩的含量有随温度升高而逐渐增加的趋势，由此反映出沥青中小分子量有机硫化物的形成在低温下即可进行，而干酪根中存在丰度较高的键能较低的S—C或S—S键则是这些有机硫化物生成的前提。

大量的研究表明，不同的硫化物中S—S和S—C键的离解能存在很大的差异，如在R—CH2—S—CH2—R’，R—S—S—R′，Ph—S—S—Ph，R—S—S—S—R′和 R—Sx—R′(x＞3)的分子结构中S—S键的离解能分别是70～80kcal/mol ± 5kcal/mol，64kcal/mol ± 10kcal/mol，53kcal/mol ± 5kcal/mol，54kcal/mol ± 10kcal/mol，和 36kcal/mol ± 5kcal/mol，R—S—S—R′结构中 S—R 键的离解能为57kcal/mol ± 5kcal/mol(Martin，1993；Pryor，1962；Benson，1978；McMillan and Golden，1982；Nicovich等，1992；Grill等，1989；Hawari等，1986)。离解能越高，表明这类键越稳定，越不易断裂，而离解能越低，则表明这类键越不稳定，越容易发生断裂。上述不同含硫分子结构S—S键离解能的变化规律表明分子结构中含硫越多，其中S—S键越不稳定，越容易发生裂解能变成小分子。Nelson等(1995)模拟实验干酪根样品中和可溶沥青中低温条件下多硫化物含量的下降和增加都与这类化合物具有最低的离解能有关。换言之，富硫干酪根在低演化条件下即能生成石油的内在原因是其中的多硫化物和硫化物中的S—S和S—C键具有较低的离解能，它们在较低的温度作用下即发生断裂并能变成可溶含硫结构单元，这也是富硫原油通常富含极性组分且重质的重要原因。

二、生物类脂物-富硫大分子综合作用成烃机理

1.生物类脂物-富硫大分子综合作用成烃机理

对于江汉盐湖盆地这一特殊的沉积环境而言，原始的成烃母质主要是那些耐盐的细菌和浮游植物如藻类，大部分未—低熟油中强的植烷优势，丰富的各类生物标志物以及低分子量链烷烃就是这些生物的生物类脂物在低温条件下转化成烃的直接证据，而未—低熟原油和烃源岩芳烃馏分中较高含量的各类有机硫化物(40%～60%)反映出富硫大分子在这类原油成烃转化过程也起了重要作用。因此，各种生物类脂物和具有低离解能的富硫大分子的早期降解是这类未熟油形成的重要原因。

生物类脂物的种类繁多，主要包括聚合程度低，含官能团(主要是含氧官能团)且可溶的烃类和非烃化合物，如各种酸、醇、酮、酯、色素、游离烃以及由这些分子经简单聚合而成的非烃化合物和沥青质。它们主要来源于细菌、藻类等微生物，少量来源于陆源有机质的蜡。这些结构简单的化合物在适宜的地质条件下，在低温阶段即能转变成烃类物质。富硫大分子主要指那些多硫化物和硫化物，由于这类结构单元中的S—S，S—C键具有较低的离解能，它们很容易在低温阶段发生断裂转变成非烃组分如噻吩类化合物。

对于生物类脂物的早期成烃转化，人们关注的主要是脂肪酸的脱羧问题及各类脂肪酸的生物来源。但是在生物类脂物中，中性非烃包括醇、酮的量大多超过酸性非烃的量，而且中性非烃的转化率高于酸性非烃(王铁冠等，1995)，那么江汉盆地盐湖环境的烃源岩中的情况又是如何呢?

为此，我们分析研究了江汉盆地潜江凹陷王4-22井埋深从788～1600m，Ro介于0.35%～0.56%的自然演化剖面上脂肪酸和脂肪醇含量及其组成特征的变化。

如图7-9所示，该井烃源岩自然演化剖面上，脂肪酸(包括直链酸和异构、反异构酸)的浓度随埋深的变化是逐渐增加，在Ro=0.5%时达到最大值，尔后开始下降；而脂肪醇(包括直链醇和类异戊二烯醇)在Ro=0.30%左右出现第一个峰值，然后开始下降，在Ro=0.50%左右出现第二个峰值，然后再开始下降，且第一峰值的强度远高于第二峰值。由于该剖面没有演化程度更低的烃源岩，实际直链醇浓度的第一个峰值可能出现在更低的演化阶段。在大多数盐湖环境烃源岩样品中脂肪酸和脂肪醇在含量是相当的。这一现象可能揭示出在自然演化剖面上，脂肪醇的成烃转化较脂肪酸早，而且在强还原的高盐环境中脂肪醇的脱水作用较脂肪酸的脱羧作用可能更加容易进行。

图7-9 潜江凹陷王4-22井自然演化剖面上脂肪酸和脂肪醇绝对浓度的变化特征

众所周知，各种甾烷的前身物大多是以甾醇的形式存在。研究发现在盐湖或非盐湖环境形成的典型未成熟油及其相应烃源岩中均存在丰富甾类化合物(包括甾烷、甾烯、芳香甾烷)，这一事实直接揭示出醇类的低温转化成烃在还原的地质条件下是相当普遍的现象，而且很容易实现。此外，王4-22井自然演化剖面上，脂肪酸和脂肪醇的分布与组成特征也揭示出直链脂肪醇系列分布与组成特征与饱和烃馏分中正构烷烃系列更接近，且变化趋势一致，而脂肪酸的分布和组成特征与正构烷烃系列则存在极其明显的差异，如烃源岩中指示微生物来源的直链 脂肪酸与 长链脂肪酸的比值介于2～24之间，而直链脂肪醇中这一比值则为 0.3～1.5 之间，相应正构烷烃系列这一比值为 0.2～0.6(图7-10)，这从一个侧面更进一步佐证了脂肪醇的脱水作用可能是未—低熟油形成的重要机理，在这一过程中其重要性可能要超过脂肪酸的脱羧作用。

盐湖盆地未熟—低熟油地球化学研究

就烃源岩模拟实验的结果来看，芳烃馏分中各类化合物相对含量的变化也呈现出一定的规律性。如图7-11 所示，烷基四氢噻吩的含量在200℃达最大，而烷基噻吩则在260℃达最大值，苯并噻吩含量则随温度升高而增加，二苯并噻吩含量除了在200℃出现一个低值外，总体上含量较为稳定。由此也揭示出含硫化合物的形成顺序是烷基四氢噻吩早于烷基噻吩早于苯并噻吩早于二苯并噻吩，这与这几类含硫化合物热稳定性逐渐增加的趋势是一致的。烷基色瞒是一类极不稳定的化合物，其含量随温度升高而下降。换言之，这类化合物的含量高低可作为衡量未成熟性的可靠标志。芳香甾类含量的变化总体呈现出单芳甾烯含量随温度升高而增加，至260℃达最大，尔后开始下降，而双芳甾烷和三芳甾烷的含量总体上呈现出逐渐下降的趋势。

2.成烃演化模式

图7-11 江汉盆地烃源岩热模拟产物中几类芳烃化合物相对含量变化特征

图7-12 江汉盆地潜江凹陷明钾1井和王4-22井烃源岩有机质成烃演化模式

如前所述，生物类脂物和富硫大分子的成烃演化在较低的温度条件下即可进行。其成烃机理不是C—C键的断裂而是发生脱含氧基团和S—S及S—C键断裂，其产物以富含极性组分为特征。在烃源岩的自然演化剖面上表现出有机质的成烃转化出现了两个生烃高峰。如图7-12所示，尽管明钾1井和王4-22井烃源岩的埋深相差近1400m，但在其成烃演化剖面上出现了两个成烃高峰。对明钾1井而言，前生烃高峰介于1500～2100m之间峰值，最大峰值出现在1950m左右；对王4-22井而言，其第一生烃高峰介于750～1100m 之间，峰值出现在950m左右。尽管两者峰值所对应的埋深相差近1000m，但对应的镜质体反射率Ro均为0.4%左右，反映出不同井中烃源岩现埋深的差异是后期造成的。第二生烃高峰在明钾1井始于2100m，相应的Ro约为0.45%，王4-22井则在1100m，相应的Ro约为0.50%。由于受钻揭深度的制约，第二生烃高峰结束所对应的埋深和相应的反射率值不甚清楚。前生烃高峰对应于未低油生成高峰，产物富含各类生物标志物和极性化合物，如明钾1井埋深小于2100m的烃源岩中，藿烷、甾烷和伽马蜡烷的浓度分别介于 250～400μg/g，400～1200μg/g，400～200μg/g岩石，但在埋深大于2100m的烃源岩中，这三类标志物浓度分别小于25μg/g，50μg/g和6μg/g岩石，芳烃馏分中烷基色瞒和芳香甾萜类的浓度也有相似的变化规律，两者相差数十倍。这更进一步佐证了生物类脂物早期转化成烃的客观存在，而且未成熟油形成机理在本质上有别于干酪根晚期热降解成烃过程。

汽油脱硫剂是什么原料

催化裂化（FCC）汽油脱硫剂中的硫化物主要以噻吩　和噻吩衍生物形式存在，约占硫化物总量的80％　以上，其中约一半分布在FCC汽油的重馏分中，另外有少量的低碳硫醇。目前，我国对FCC汽油脱硫主要以电精制法、Merax法和无碱脱臭法等为主，但这些方法只能脱除硫醇硫，对噻吩硫无效。因此，减少噻吩类硫化物是降低FCC汽油中　硫含量的关键。FCC汽油中的噻吩、C1-4烷基噻吩、四氢噻吩、丙基～己基硫醇硫化物中，硫醇很　容易被裂化，四氢噻吩通过加氢也容易裂化，反应　放出气体（C4和H2S）。烷基噻吩具有芳烃的特点，一般难以裂化，但在FCC反应过程中，通过氢　转移反应加氢能够形成三碳阳离子中间体，裂化脱硫。噻吩也可以通过氢转移加氢形成二碳阳离子中间体，但其加氢反应比烷基噻吩慢得多。在FCC条件下，沸点在218℃以上的硫（主要包括苯并噻吩和烷基苯并噻吩）很稳定。在催化裂化过程中，硫化物反应脱硫的难易次序为：噻吩、苯并噻吩＞烷基噻吩＞四氢噻吩＞硫醇。

芳烃馏分

芳烃馏分是沙四上亚段烃源岩可溶有机质中的一个重要馏分，约占烃源岩氯仿沥青A的5%～21%。

在本次研究中，对牛庄洼陷南坡烃源岩芳烃馏分进行了化合物的精细剖析，共检测出30多种芳烃分子骨架类型，其中主要芳烃化合物结构图，汇总于图3-14中。

（一）常规多环芳烃

牛庄洼陷南坡沙四段烃源岩中检测的常规多环芳烃化合物包括苯、萘、菲、?、芴、联苯、芘、荧蒽、苯并蒽等单体芳烃。这类化合物前身物来源广，大多不具明确的生源意义。

1.烷基苯系列

烷基苯系列化合物在南坡沙四段烃源岩中含量较丰富，占芳烃馏分的7%～15%，碳数分布为C15—C34,C26烷基苯化合物为主峰，并具有明显的偶碳优势，与饱和烃中正构烷烃的分布具有相似的特征，烷基苯与正构烷烃具有相似的生源，见图3-15。

图3-14　低熟烃源岩芳烃馏分主要化合物结构例举

常规多环芳烃：a—萘；b—菲；c—䓛；d—芘；e—苝；含杂原子化合物：f—烷基四氢噻吩；g—烷基噻烷；h—烷基噻吩；i—苯并噻吩；j—二苯并噻吩（硫芴）；k—苯并萘噻吩；s—脱羟基维生素E；芳构化甾、萜类：l—卡达烯（倍半萜）；m1—惹烯（二萜）；n1—单芳三环萜烷；n2-3—二芳三环萜烷；o1-3—单芳、二芳、三芳甾烷；o4—单芳脱A-甾烷；p—单芳脱A-断奥利烷；q1-3—单芳、二芳脱A-奥利烷；r1-2—二双、三芳脱A-羽扇烷；t—单芳断藿烷；u—单芳藿烷；v1-3—单芳、二芳、三芳三萜烷（奥利烷型或乌散烷型）；w1-2—苯并藿烷

2.萘系列

萘系列化合物可分为两类，一类为常规的C1—C5烷基萘系列化合物，可占全馏分的3.3%～5.4%，大多数常规萘系列化合物成因不详。但个别化合物也具有生源意义，如1.2.5-三甲基萘和1.2.5.6-四甲基萘，可做为高等植物生源的标志物，该化合物在本区烃源岩中含量较少。

另外一类是以M/Z等于141为基峰的长链烷基萘系列化合物，含量为0.3%～0.6%。碳数分布为C14—C31，每个碳数均有两个异构体，前者为2-烷基萘，后者为1-烷基萘，根据王铁冠（1995）等对板桥凹陷该化合物的研究，推测长链烷基萘主要与细菌生源有关，见图3-16。

图3-15　烷基苯系列质量色谱图（王7井Es4灰色页岩，2738.2m）

图3-16　长链烷基萘系列质量色谱图（王7井Es4灰色页岩，2738.20m）

3.菲系列

以菲和甲基菲为主，C2-菲和C3-菲次之，整个系列约占全馏分的8%～11%，生源不详。

4.䓛和芘系列

在沙四段烃源岩中含量普遍较低，约占全馏分的0.5%，生源不详。

（二）芳香萜类

1.芳构化倍半萜烷与二萜烷类

主要有卡达烯、惹烯、西蒙内利烯。虽然含量较低，一般为4%～7%，但分布却较普遍，一般样品中均能检测到该类化合物。这些芳烃化合物属于裸子植物树脂生源标志物。

2.芳构化三环萜烷类

沙四段烃源岩中芳构化三环萜烷一般占芳烃馏分的6%左右，它系三环萜烷芳构化的产物，属菌藻类生源标志物。

3.芳构化脱-A三萜类

芳构化脱-A三萜类在沙四段烃源岩中普遍分布，含量一般在5%～8%，这类化合物系高等植物生源的三萜类经细菌光化学作用形成的产物，见图3-17。

图3-17　芳构化脱A-三萜烷质量色谱图（王35井Es4油页岩，2041.50m）

4.苯并藿烷系列

苯并藿烷在沙四段烃源岩中均有分布，但含量较低，一般为1%，碳数分布C32—C35，这类化合物系细菌生源的产物。

（三）芳香甾类

芳香甾类是沙四段烃源岩中分布广泛，含量丰富的化合物，包括单芳、二芳和三芳甾烷，甲基单芳甾烷，碳数分布为C27—C30，占芳烃馏分的1%～8%，反映藻类生源的输入，见图3-18。

（四）含硫化合物

含硫化合物是沙四段烃源岩中含量最丰富的化合物，尤其在埋藏较浅的烃源岩中，含量可高达芳烃馏分的65%，主要包括长链的烷基噻吩、烷基四氢化噻吩、噻吩、苯并噻吩、硫芴和烷基噻烷等系列。

长链烷基噻吩、长链的烷基四氢噻吩和长链的烷基噻烷等系列含硫化合物。仅在埋藏1140m左右的源岩中检测到，随地层埋深逐渐消失，它的成因归结于早期成岩作用阶段无机硫与有机分子的加成反应。这类含硫化合物的形成要求具有还原性沉积环境，沉积盆地水体咸化，有硫酸盐沉积，细菌还原作用提供一定数量的无机硫（H2S或S2-），与具有两个双键的链烯烃有机分子反应。因此，这类化合物的生源输入完全取决于与无机硫起加成反应的有机分子前身物，见图3-19。

1.长链烷基噻吩类

图3-18　双芳甾烷质量色谱图（王12井Es4钙质页岩，1696.0m）

图3-19　三芳甾烷质量色谱图（王12井Es4钙质页岩，1696.0m）

检测到的长链烷基噻吩类主要包括甲基烷基噻吩系列和 烷基噻吩系列。分布特征如表3-10、图3-20。

表3-10　长链烷基噻吩类分布特征（镇参1井Es4钙质页岩，1136.73～1146.82）

图3-20　烷基噻吩类质量色谱图（镇参1井Es4灰色泥岩，1136.73～1146.83m）

甲基烷基噻吩为偶碳优势，碳数的分布为C15—C33，主峰为C20。而源岩中正烷烃的碳数分布与甲基烷基噻吩相同，见表3-10，主峰为C21，并且呈奇碳优势。这表明甲基烷噻吩和正烷烃具有相同的生物来源，在成岩作用早期，藻类、细菌或高等植物中的具有偶碳优势含官能团的类脂物，如羧酸、烯酮等化合物与无机硫发生了加成反应，形成了烷基噻吩类化合物。但烷基噻吩类化合物热稳定性差，随着成岩演化，具有偶碳优势的甲基烷基噻吩脱硫去甲基，形成了具有奇碳优势的正烷烃。

2.长链烷基四氢噻吩和长链烷基噻吩系列

检测到的该类化合物主要为2-甲基-5-正烷基四氢噻吩类和2-正烷基噻烷类，见图3-21、表3-11。

表3-11　长链烷基四氢噻吩和长链噻烷系列分布特征

图3-21　长链烷基四氢化噻吩和长链烷基噻烷类质量色谱图

镇参1井1136.73～1146.83m,Es4钙质页岩

据Sinninghe Damste和de leevw（1990）研究，长链2.5-二烷基四氢噻吩和噻烷的可能有机分子前身物是定鞭金藻门和球石藻中的C37和C38烯酮和烯，因此属于藻类生源产物。

（五）含氧化合物

脱羟基维生素E是芳烃馏分中主要的含氧化合物。占芳烃馏分的1%～7%。检测到四种脱羟基维生素E的异构体，分别为δ，β，γ，α脱羟基维生素E，其中α脱羟基维生素E占绝对优势。与德南洼陷、金湖凹陷、洪泽凹陷、管镇次凹陷等半咸水湖相-硫酸盐相烃源岩中脱羟基维生素E具有相似的分布模式，见图3-22，图3-23。

图3-22　脱羟基维生素E分布型式（王35井Es4油页岩，2041.5m）

图3-23　半咸水—咸水低熟烃源岩脱羟基维生素E分布型式（据王铁冠，1995）

管1井894.0mEf4半咸水—咸水

但同时，脱羟基维生素E的分布还受成熟度的影响。在沙四段烃源岩中，深度达2600～2700m时，β和γ这对同碳数的脱羟基维生素E异构体发生了倒转，β脱羟基维生素E迅速增高，使β/γ比值大于1。这对异构体倒转的深度与低熟烃源岩生油高峰相吻合，但生油高峰过后，脱羟基维生素E全部消失。因此，脱羟基维生素E的存在是烃源岩未熟和低熟的标志，同时，它也是还原环境和水介质咸化的标志。

分子参数的筛选

油藏注水开发过程实际上就是水动力驱使下原油的流动（运移）过程，油藏注水开发是2次采油提高原油产量和采收率常用的工艺。由于在开采过程中，油层岩石与原油之间的相互作用，导致地色层效应，使得原油的组成发生变化。而且在长时间的注水驱油开发过程中，油层水、注入水对原油的驱动过程中，也会选择性地溶解原油的易溶解成分，对原油产生水洗作用。陈祖林、郭建军等曾报道油藏注水开发过程中，水洗作用引起原油组分特征的变化；但这种原油组分变化与原油流动运移效应的关系，缺乏研究与论述，而且很多有关原油水洗作用的研究成果，主要是通过实验模拟得出。

2008～2009年3个批次井口采油样的分析数据表明，原油族组成与类异戊二烯烷烃Pr/Ph（姥植比）、Ph/nC18和Pr/nC17没有明显的变化规律；甾烷的异构化参数C29ααα20S/（20S+20R）和C29αββ/（ααα+αββ）比值，萜烷类参数C3122S/（22S+22R）、Ts/（Ts+Tm）和C29H（降藿烷）/C30藿烷参数以及芳香烃馏分中成熟度参数甲基菲指数 MPIⅠ和MPIⅡ在不同井之间以及各井随注水开发过程中的变化都很小；含氮化合物中经常使用的运移参数苯并咔唑[a]/（[a]+[c]）变化也很小。值得注意的是，4-甲基二苯并噻吩/1-甲基二苯并噻吩（4-/1-MDBT）与三环萜烷/（三环萜烷+C30藿烷）这两个参数有较大的分布范围，分别为3.21～5.97，0.11～0.25，在不同井之间及同一口井不同时期的变化都比较明显。

按照油藏地球化学的成藏理论，可以根据早期和后期注入石油细微的成熟度差异，来揭示石油的运移和充注的方向与途径，油藏内最接近于烃源灶的位置也就是原油成熟度最高的地点，因此可以标志油藏充注点的位置所在。但在油藏注水开发过程中，原油运移或充注的原始方向可能会被打乱，这些成熟度的微细差异也可能被打破，所以在注水开发一段时间以后，这些成熟度参数所示踪的可能已经不是未开采之前原始的运移和充注路径。但通过一段时间间隔采样分析，这些运移参数的动态变化却可能反映原油的推进方向。

柳北地区沙三3油藏原油具有相同的烃源和相似的充注历史，在这不足6 km2的区块内，从3次井口取样成熟度参数或运移参数的分析看，4-/1-MDBT和三环萜烷/（三环萜烷+C30藿烷）这两个参数有比较大的变化范围，而其他成熟度及运移参数无论同一口井3次采样之间还是不同井之间变化都不大（表6.2），并且4-/1-MDBT和三环萜烷/（三环萜烷+C30藿烷）两个参数之间显示出了良好的正相关性（图6.38）。从图中两条趋势线内各参数（R2=0.70）可见，4-/1-MDBT和三环萜烷/（三环萜烷+C30藿烷）这两个参数在注水开发过程中的变化并不是成熟度的差异引起的，可能更多的是受到其他地质因素的影响。

图6.38 柳北沙三3油藏4-/1-MDBT、三环萜烷/（三环萜烷+C30藿烷）相关图

二苯并噻吩类分子是由1个五元的噻吩环被夹在两个苯环中间所组成的（图6.39），对称性的分子结构使二苯并噻吩类分子的环系具有很高的热稳定性与抗生物降解性，作为分子参数，运用二苯并噻吩类分子来示踪油藏充注途径的原理，可以根据分子氢键形成机理和热稳定性两个方面予以解释。

图6.39 二苯并噻吩与咔唑的分子结构

二苯并噻吩类分子是借助于噻吩环上硫原子上的孤对电子，与周围介质中带正电性的氢原子形成氢键，从而导致二苯并噻吩类分子被与周围形成氢键的介质所吸附，引起的运移分馏效应与烷基咔唑类的分馏效应比较相似，4-烷基二苯并噻吩或6-烷基二苯并噻吩异构体属于屏蔽型分子，氢键相对不易形成。随着运移距离增长，半屏蔽型或屏蔽型分子（4-甲基二苯并噻吩、4，6-二甲基二苯并噻吩）的数量也相对增加，这样导致了4-甲基二苯并噻吩/1-甲基二苯并噻吩、2，4-二甲基二苯并噻吩/1，4-二甲基二苯并噻吩和4，6-二甲基二苯并噻吩/1，4-二甲基二苯并噻吩比值增大。因此无论从分子的热稳定性还是氢键的形成，这两者对于烷基二苯并噻吩类分子的运移分馏效应都具有相互一致的结果。研究区4-/1-甲基二苯并噻吩的变化主要是基于运移分馏效应，而不是成熟度的影响。

目前，柳北沙三3 油藏为注水开发，综合含水平均已经超过了80%，处于高含水期。所以目前采出的原油与大量水密切接触，在这个过程中石油组分必定会受水的影响而有不同程度的变化。Lafargue通过在实验室内模拟石油组分变化受水洗作用的影响，发现以上的饱和烃馏分如姥鲛烷、植烷和甾萜类等变化不大，但是一些芳香烃或含硫的化合物，特别是二苯并噻吩类化合物变化较大，这与本次动态监测结果基本一致。在缺少溶解氧的油层内没有生物降解或没有达到使石油裂解的温度的情况下，油藏内原油组分的变化可能主要还是由于地层水的作用引起的。4-甲基二苯并噻吩与1-甲基二苯并噻吩相比（图6.39），1-甲基二苯并噻吩的甲基在1位取代，类似于咔唑类异构体，为硫暴露异构体，其分子骨架上的S原子容易与储层中黏土胶结物或有机质的正电性原子形成氢键，使之被地层吸附，从而产生地色层效应，原油在推进过程中，1-甲基二苯并噻吩不断被吸附。相反，4-甲基二苯并噻吩的甲基在4 位取代，为硫屏蔽异构体，原油在推进过程中相对于1-甲基二苯并噻吩含量的降低趋势，4-甲基二苯并噻吩在原油中相对富集。这些立体异构体效应的差异体现在水中的溶解度上，硫暴露异构体1-甲基二苯并噻吩大于硫屏蔽异构体4-甲基二苯并噻吩，即注入水的影响放大了4-/1-MDBT比值。这样可能造成了在柳北沙三3 油藏面积不足6 km2 较小的区块内4-/1-MDBT比值变化较大。上述结果说明，4-甲基/1-甲基二苯并噻吩这一参数，可以用来作为油藏在注水开发过程中原油顺层或水平推进的示踪参数。而常用的含氮化合物的运移参数苯并咔唑[a]/（[a]+[c]）变化较小（图6.35），没有体现较大的运移分馏效应，可能与该类化合物受水洗作用影响较小及该区块面积较小所致。

三环萜烷/（三环萜烷+C30藿烷）这一参数的变化也与运移分馏效应有关。相邻同系物（或准同系物，如长侧链对短侧链的环烷烃）都会随分子量的不同而显示出浓度上的差异，如三环二萜烷分子量小但其迁移能力明显地高于五环三萜烷，因此三环萜烷/（三环萜烷+C30藿烷）值会表现出随运移分馏作用的增强而增大，从而使三环萜烷/（三环萜烷+C30藿烷）值与4-/1-MDBT值表现出较好的对应关系。表明了这一参数也可以用来作为油藏在注水开发过程中指示原油推进的动态示踪参数。

鉴于4-甲基/1-甲基二苯并噻吩与三环萜烷/（三环萜烷+C30藿烷）这两个参数间有非常好的相关性（图6.38），所以可以选择其中之一作为原油推进的示踪参数。由于4-/1-甲基二苯并噻吩参数具有较大的离散度和变化范围（表6.2～表6.4），本书采用既可反映成熟度又可反映运移分馏效应的4-甲基/1-甲基二苯并噻吩比值（4-/1-MDBT）这一参数来示踪柳北沙三3油藏生产层内原油的水平推进。