原油中的生物标志物是指存在于石油和天然气中的与生物来源相关的化合物。这些生物标志物可以是有机化合物，如藻类生物标志物、植物生物标志物和动物生物标志物等，也可以是化石或化石残留物，如有机质、腐殖质和蜡等。原油中的生物标志物对于石油勘探、油藏评价、原油来源、成熟度、沉积环境等方面具有重要的意义。首先，生物标志物可以用于确定原油的来源。不同类型的生物体中存在的生物标志物种类和含量不同。

   例如，藻类生物标志物通常存在于海洋生物中，而植物生物标志物则通常存在于陆地植物中。通过分析原油中生物标志物的种类和含量，可以确定原油的来源。其次，生物标志物可以用于确定原油的成熟度。随着原油的成熟度增加，生物标志物的含量和种类也会发生变化。因此，可以通过分析原油中生物标志物的含量和类型来确定原油的成熟度。这对于评估油田储量和开采方式等方面具有重要意义。

图1. 常见的原油生物标志物（C27-C30甾烷）
  图片来源：https://brazilpetrostudies.com.br/services/oil-gas-geochemistry/

    除此之外，生物标志物还可以用于石油地质学研究。生物标志物可以用于确定原油沉积环境和沉积期间的气候条件等地质信息。例如，植物生物标志物可以用于确定原油成熟的地质时期和环境，如温度、湿度、降水等。这对于研究地质历史和生态环境等方面具有重要意义。最后，生物标志物还可以用于指示潜在石油和天然气的存在。在探测新油田时，可以通过寻找含有特定类型生物标志物的沉积岩层来寻找油藏。这可以有效地提高石油勘探的效率和准确性。
  总的来说，生物标志物是研究石油和天然气的重要指标之一。通过对原油中的生物标志物进行分析，可以得到有关原油来源、成熟度、沉积环境等方面的信息，对于石油勘探和开发具有重要意义。

图1. 生物标志物参数图显示了四个油组之间的地球化学差异

(a)原油的成熟度相关参数(Ts/Tm vs. diaC 30 H/C 30 H)的散点图，(b)原油的来源相关参数(C 23 -C 21 TT vs. C 21 -C 20 TT)显示C 20 , C 21 , C 23 -三环萜类的分布，(c)原油的参数(Pr/Ph vs. Ph/nC 18 ) 的散点图。（Wang et al. 2020）

原油生物标志物分析方法：

   原油生物标志物的分析是确定原油来源、成熟度和沉积环境等方面的重要手段。这些生物标志物可以是有机化合物，也可以是化石或化石残留物。以下是几种常见的分析方法：

1.气相色谱质谱联用技术（GC-MS）
GC-MS是分析原油生物标志物的主要方法之一。这种技术可以将原油样品中的有机物分离出来，并通过质谱仪鉴定这些有机物的化学结构。通过比对标准库，可以确定样品中的生物标志物种类和含量。
2.热解-气相色谱质谱联用技术（Pyrolysis-GC-MS）
Pyrolysis-GC-MS是将样品在高温下进行热解，将有机物分解成较小的化合物，然后用气相色谱质谱联用技术进行分析。这种方法可以将生物标志物与其他有机物分离开来，从而更准确地测定生物标志物的含量和种类。

热解-气相色谱质谱联用技术（图片来源：中国科学院西北研究院油气资源研究中心网站）

3. 元素分析
生物标志物中含有特定的元素，如硫、氧、氮等。通过测定原油中这些元素的含量和比例，可以对生物标志物进行初步鉴定。例如，硫含量较高的生物标志物通常与海洋有机质有关，而氮含量较高的生物标志物则通常与陆地植物有关。
4. 石油饱和度
   石油饱和度是指原油中的沥青质和非沥青质之间的比例。生物标志物通常富含非沥青质，因此可以通过测定石油饱和度来间接推测生物标志物的含量和种类。 总之，原油生物标志物的分析需要使用多种方法进行综合分析。这些方法可以确定生物标志物的含量和种类，从而提供关于原油来源、成熟度和沉积环境等方面的重要信息。

参考资料：

1. Peters, Kenneth Eric, Kenneth Eric Peters, Clifford C. Walters, and J. M. Moldowan. The biomarker guide. Vol. 1. Cambridge university press, 2005.

2. Philp, RP T., and T. D. Gilbert. "Biomarker distributions in Australian oils predominantly derived from terrigenous source material." Organic Geochemistry 10, no. 1-3 (1986): 73-84.

3. Wang, Zhendi, Chun Yang, Zeyu Yang, Carl E. Brown, Bruce P. Hollebone, and Scott A. Stout. "Petroleum biomarker fingerprinting for oil spill characterization and source identification." In Standard handbook oil spill environmental forensics, pp. 131-254. Academic press, 2016.

4. Murray, Andrew P., Roger E. Summons, Christopher J. Boreham, and Lesley M. Dowling. "Biomarker and n-alkane isotope profiles for Tertiary oils: relationship to source rock depositional setting." Organic Geochemistry 22, no. 3-5 (1994): 521-IN6.