金剛烷類化合物是一類飽和的、具似鑽石結構的多環烴類化合物，具有較強的抗熱降解和生物降解的能力，在高過成熟油氣中含量豐富。然而現有的金剛烷指標在實際油氣藏中的應用效果並不如人們所期望的，遠沒有發揮出它應有的作用。近期，中國科學院廣州地球化學研究所副研究員李芸和研究員熊永強等人在針對金剛烷類化合物來源、演化和影響因素等的理論研究基礎之上，以我國塔里木盆地塔中地區爲主要研究區，開展了金剛烷類化合物指標的應用研究。

　　前期，課題組成員通過一系列的模擬實驗研究，提出烴源巖/原油中的金剛烷主要來源於瀝青的二次裂解；單、雙金剛烷類化合物隨熱演化程度的增加均經歷了由生成到富集再到裂解的演化階段。在此基礎之上，重新認識了不同金剛烷類指標構建的理論基礎、演化特徵以及適用範圍，建立了基於金剛烷的成熟度判識指標體系：在金剛烷絕對含量較低（<100ppm）的情況下，傳統生標更適合作爲成熟度指標；金剛烷濃度比值指標適用於生油窗範圍成熟度的判識；金剛烷異構化比值指標適用於原油裂解晚期成熟度的判識。而針對不同類型乾酪根（I、IIA和III型）開展的熱演化模擬實驗表明金剛烷濃度比值指標雖然在生油窗範圍可以指示成熟度相對高低，但是受有機質類型影響明顯；金剛烷異構化比值指標受有機質類型影響不大，是比較理想的成熟度指標。

　　在以上理論認識之上，課題組初步嘗試將金剛烷指標應用於塔中地區原油來源判識和成熟度評價，取得的主要認識和成果如下：

　　（1）塔里木盆地塔中地區油源判識：塔里木盆地塔中地區主力烴源巖爲寒武-下奧陶統和中-上奧陶統兩套烴源巖，但是哪一套的貢獻大一直存在爭議。研究人員構建了三組金剛烷類化合物濃度比值指標（圖1）和四組異構化指標圖版（圖2），發現濃度比值圖版可以很好地區分不同來源的凝析油（圖1）；而正常原油和重油在異構化指標圖版上被很好地區分開（圖2）。再結合生物標誌化合物特徵和前人研究基礎，認爲GroupⅠ的原油主要來源於中-上奧陶統烴源巖，GroupⅡ的原油主要來自於寒武-下奧陶統烴源巖，作爲對照組的塔北地區的GroupⅢ的原油來自於侏羅系或三疊系的湖湘烴源巖。

　　（2）評價塔中地區原油成熟度：塔里木原油普遍成熟度較高，一些指示成熟度的生物標誌化合物指標通常已達平衡，從而失去指示意義。研究人員利用金剛烷濃度比值和異構化比值雙指標判識模板對所選原油的成熟度進行了評價（圖3）。認爲GroupⅠ中分佈在塔中Ⅰ號斷裂帶上的原油成熟度相對較高，來自於晚期埋藏更深的底層的油氣充注；GroupⅡ的原油成熟度相對GroupⅠ要低，推測其來自於早期寒武-下奧陶統烴類的充注。

　　（3）對原油裂解程度計算公式中的3- +4-甲基雙金剛烷濃度基線值進行修正，並確定塔里木盆地海相原油中該基線值：原油中3- +4-甲基雙金剛烷的濃度常常用來判斷原油裂解程度（Dahl et al., 1999）：裂解率（%）=(1-C0/CC)′100，以往認爲C0是未裂解原油中3-- +4--甲基雙金剛烷的含量（基線值）。而根據該公式構建的理論基礎，只有當原油裂解進入生溼氣階段後，由於有了氣態烴的生成導致原油質量減少，該公式纔有效。因此，C0值其實是開始進入生溼氣階段時，原油中3- +4-甲基雙金剛烷的含量。

　　根據對金剛烷指標演化特徵的認識，研究人員構建了乙基單金剛烷比值（EAI）和3- +4-甲基雙金剛烷濃度的關係圖版（圖4），當EAI與3- +4-甲基雙金剛烷濃度呈正相關變化時指示熱演化進入生溼氣階段。據此提出獲取原油裂解程度計算的雙金剛烷基線值的方法，並確定塔里木海相原油中該基線值爲69ppm。

　　該項成果得到國家自然科學基金和國家油氣專項的資助。論文近期發表在期刊AAPG Bulletin上。

    論文信息：Li, Y.; Xiong, Y. Q.; Liang, Q. Y.; Fang, C. C.; Chen, Y.; Wang, X. T.; Liao, Z. W.; Peng, P. A.; The application of diamondoid indices in the Tarim oils. AAPG Bulletin 2018, 102, 267-291.

圖1 不同原油中金剛烷濃度比值指標分佈情況 

圖2 不同原油中金剛烷異構化比值指標分佈情況 

圖3 所選原油在成熟度雙指標模板上的分佈情況 

圖4 所選原油在EAI vs. 3-+4-甲基雙金剛烷濃度圖版上的分佈情況