重质油是重要的非常规石油资源，其形成机制之一是生物降解。石油分子组成的表征对于确定不同程度的生物降解至关重要。本文采用负离子电喷雾电离(-ESI)傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)对乍得Bongor盆地不同水平生物降解油中的酸和极性NSO化合物进行了详细研究。研究结果表明，生物降解原油的杂原子化合物主要由N1、N1O1、O1、O2、O3和O4组分组成。随着生物降解程度的提高，N1、N1O1和O1的相对含量呈下降趋势，O2、O3和O4的相对含量呈上升趋势。O2种类的无环酸和环酸比值(A/C比值)随着生物降解的增加而增加，表明微生物改造过程中O2种类的增加。提出了一个新的参数，即(O2 + O3 + O4)/(N1 + O1)的比率，用于定量定义生物降解水平。该参数与API比重成反比，与总酸数(TAN)呈良好的正相关关系，说明酸性化合物是由微生物对N1和O1类的改造形成的，更多地出现在高级生物降解中。由N1、O1和O2 + O3 + O4组成的改进三元图描述了含氮和含氧化合物的详细变化。生物降解水平高的数据点倾向于向O2 + Os + O4端元移动，向N1端元后退，表明随着生物降解程度的增加，O2 +O3 + O4的相对含量增加，N1的相对含量减少，这可能与降解油中有机酸的形成有关。(O2 + O3 +O4)/(N1 + O1)的比值和改进的三元图为评价原油中的生物降解程度和TAN提供了新的参数。
图1 N1,O1和O2+3+4三元图表征原油生物降解程度
论文信息：Wang, D.; Li, M.; Cheng, D.; Du Y.; Shi, Q.; Zou, X.; Chen, Q. New biodegradation degree proxies based on acids and neutral nitrogenand oxygen-containing compounds characterized by high resolution mass spectrometry. 2023, 347, 128438. (https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.128438)