中文摘要：

虽然人们对原油生物降解早有经验性了解，但对生物降解发生的位置、氧化剂性质、养分供给、降解产物和速度等仍不清楚。辽河盆地冷东油田原油和油砂中烃和非烃化合物含量和组成主要由生物降解引起，且在油柱上呈梯度变化，是寻找降解代谢物、剖析降解机理、建立定量评价模型的理想天然实验室。通过系统分析不同降解程度样品中烃类和非烃代谢物的分子组成和含量变化，找出降解过程中新产生的非烃标志物，阐明生物降解作用产生的环境条件和机理；通过对藿烷、降藿烷和藿酸定量分析，结合它们的同位素组成，明确地球化学界长期争论的降藿烷成因；把含氮化合物和元素氮结合起来分析，确定氮作为生物降解养分所起的作用，深化对降解机理的认识；用不同物理模型并结合地质条件尝试性计算生物降解速度，探讨生物降解作用的化学动力学特征，为把盆地模拟延伸到对生物降解的模拟奠定基础。

结论摘要：

本项目对辽河冷东油田沙三段和沙一段储层原油及岩心抽提物进行了系统研究，发现原油族组成、组分浓度和分子指标均随深度发生梯度变化，沙三段储层由于埋深大，生物降解总体程度低，只有正烷烃和异戊二烯烃受到影响；沙一段储层埋深浅，原油中甾烷和萜烷都被生物降解改造。油藏温度对生物降解程度起宏观控制，但在同一降解体系内，生物降解程度高低严格受底水规模的控制，生物降解所需养分主要来自底水对矿物的溶解，养分是生物降解的最终控制因素。另外油柱充注和生物降解的相对速度对原油最后表现出的降解程度起决定性控制。综合地质、地球化学证据我们建立了生物降解动态模型，这个模型能准确评价生物降解带来的风险，预测储层中原油组成和性质的空间变化，这对于优化完井和开发方案都非常重要。通过研究，确认油藏生物降解主要是在厌氧条件下进行的，生物降解在形成重油和沥青砂的同时，另一终点产物是甲烷而不是二氧化碳。原油中的非烃如咔唑类同样受生物降解的影响，建立了C3-萘、C4-萘、C5-萘、C2-菲和C3-菲系列中各异构体的生物降解序列，提出了新的芳烃降解机理，了解这些变化对于准确应用芳烃地球化学参数非常重要。