四川盆地元壩地區上二疊統長興組烴源巖地球化學特征研究

陳丹 (中石化勘探南方分公司勘探研究院,四川成都 610000)

四川盆地元壩地區上二疊統長興組烴源巖地球化學特征研究

陳丹 (中石化勘探南方分公司勘探研究院,四川成都 610000)

根據有機質豐度、族組成、飽和烴氣相色譜和生物標志物等指標,分析了四川盆地元壩地區上二疊統長興組烴源巖地球化學特征。研究表明,元壩地區上二疊統長興組烴源巖有機質豐度較高,有機質類型以Ⅲ型有機質為主,沉積環境為還原環境;烴源巖處于成熟階段,主要來源為海相物質,同時,陸源物質也有一定貢獻。總體來說,四川盆地元壩地區上二疊統長興組烴源巖是有效烴源巖,具有一定生烴潛力。

四川盆地;元壩地區;烴源巖;地球化學特征

烴源巖作為石油、天然氣的母源,在油氣地質研究和油氣勘探中占有相當重要的位置。良好的油氣源巖是沉積盆地形成油氣藏的首要條件,在沉積盆地中,油氣在生油層中生成并運移到具有多孔介質的儲集層聚集成藏。因此,烴源巖研究對探討油氣成因具有理論意義,同時也是指導油氣勘探實踐的主要根據之一[1]。四川盆地元壩地區上二疊統長興組為一套快速沉積的生物灰巖及礁灰巖,其厚度變化在0～380m,平均厚度100m。下面,筆者對四川盆地元壩地區上二疊統長興組烴源巖地球化學特征進行分析,以便為該地區的勘探開發提供參考。

1 有機質豐度

總有機碳含量和氯仿瀝青“A”含量是評價烴源巖有機質豐度的常用指標,其中總有機碳含量的下限標準是0.3%,烴源巖氯仿瀝青“A”含量的下限標準是0.01%[1]。運用CS-200碳硫分析儀和YSB-全自動多功能抽提儀對長興組樣品中總有機碳和氯仿瀝青“A”含量進行分析表明(見表1),元壩地區長興組烴源巖氯仿瀝青“A”含量分布在0.1141%～0.261%,總有機碳含量分布在0.07%～0.72%,表明元壩地區長興組烴源巖有機質豐度較高,具有較好的生烴潛力。

2 族組成

表1 元壩地區長興組烴源巖有機碳和氯仿瀝青“A”含量表

研究表明[2],烴源巖氯仿瀝青“A”的族組成與有機生源母質、成熟度、沉積環境等因素有關。一般腐泥型有機質的氯仿瀝青“A”中相對富集飽和烴和芳烴,腐殖型有機質相對富集非烴+膠質和瀝青質。另外,水生生物富含飽和烴類,而芳烴多富含于陸生高等植物中。因此,根據飽和烴/芳烴比值與飽和烴+芳烴百分含量可以劃分烴源巖有機質類型:Ⅰ型有機質(飽和烴+芳烴百分含量＞60%,飽和烴/芳烴比值＞3);Ⅲ型有機質(飽和烴+芳烴百分含量＜10%或者飽和烴/芳烴比值＜3);介于兩者之間的則屬于Ⅱ型有機質。

對元壩地區長興組樣品的族組成進行分析表明(見表2),其烴源巖族組成表現出非烴含量高而飽和烴、芳香烴和瀝青質含量均較低的特征,其中飽和烴/芳烴比值為0.23～2.76,飽和烴+芳烴百分含量為6.07%～26.66%,表明元壩地區長興組烴源巖以Ⅲ型有機質為主。

表2 元壩地區長興組烴源巖族組成表

3 飽和烴氣相色譜分析

氣相色譜分析是石油有機地化分析中必不可少的重要研究手段,其能直觀地提供有關有機質生源構成、演化程度以及沉積環境等方面的重要信息[2]。對元壩地區長興組的4個烴源巖樣品進行飽和烴氣相色譜分析表明(見圖1),烴源巖飽和烴正構烷烴系列分布完整,碳數分布范圍在C14～C40之間,主峰碳為C21、C29和C22,呈單峰型,奇偶碳均勢OEP分布在0.97～1.07,表明烴源巖處于成熟階段;/輕重比分布于0.13～1.01,(C21+C22)/(C28+C29)分布范圍為0.28～2.74,Pr/Ph值為0.54～0.76,表明元壩地區長興組的沉積環境為還原環境,這對有機質的保存極為有利。

圖1 元壩地區長興組烴源巖飽和烴氣相色譜圖

4 生物標志物

目前,從沉積物和石油中已檢測出大量生物脂類組合,從其構成和含量來看,最重要的類型是萜類烴,其次是甾類烴和藿烷烴,是地質研究中應用較多的生物標志物[3]。

4.1 萜烷類

萜烷是分布廣泛、含量較豐富的生物標志物,其中常見類型包括三環萜烷和四環萜烷。三環萜烷相對含量與成熟度有關,成熟度低則三環萜烷含量低[5]。元壩地區長興組烴源巖三環萜烷的分布比較一致(見圖2),碳數組成為C19～C26,以C23三環萜烷為主峰,整個系列的豐度較高,表明烴源巖已經處于成熟階段。此外,烴源巖中C24四環萜烷豐度較低,表明長興組烴源巖主要來源于海相物質[4]。

圖2 元壩地區長興組烴源巖三環萜烷和C24四環萜烷分布特征圖

4.2 藿烷類

元壩地區長興組烴源巖藿烷分布特征圖如圖3所示。從圖3可以看出,除藿烷系列外,還檢測到重排藿烷和伽馬蠟烷,其中正常藿烷系列豐度最高,且以C30藿烷為主峰呈正態分布。由于重排藿烷可作為有機質高演化階段的特征標志物[4],而樣品中重排藿烷的分布范圍為0.05～0.06,表明該地區長興組烴源巖成熟度較高。伽馬蠟烷含量可以反映沉積水體鹽度的影響,在水體鹽度較高時會出現伽馬蠟烷含量高的現象[5-6]。樣品中伽馬蠟烷(Ga)/C30藿烷(C30H)分布在0.17～0.43,表明元壩地區長興組烴源巖沉積時水體鹽度較高。

4.3 甾烷類

甾烷類是甾醇類化合物的成巖衍生物,由于地史時期生物演化的階段性和不同層位烴源巖中有機質生源構成的復雜性,甾烷的碳數分布和組成特征包含著豐富的地球化學信息,其中若C29甾烷占優勢指示陸源物質的輸入,而C27甾烷占優勢則指示海相物質的輸入[7-8]。元壩地區長興組烴源巖甾烷分布特征圖如圖4所示。從圖4可以看出,C27-C28-C29規則甾烷呈以C27甾烷為優勢的“V”字型分布,表明元壩地區長興組烴源巖其主要來源為海相物質,同時,陸源物質也有一定貢獻。

圖3 元壩地區長興組烴源巖藿烷分布特征圖

圖4 元壩地區長興組烴源巖甾烷分布特征圖

5 結論

1)元壩地區上二疊統長興組烴源巖有機質豐度較高,有機質類型以Ⅲ型有機質為主;沉積環境為還原環境,這對有機質的保存極為有利。

2)元壩地區上二疊統長興組烴源巖處于成熟階段,主要來源為海相物質,同時陸源物質也有一定貢獻。

3)元壩地區上二疊統長興組烴源巖為有效烴源巖,具有一定生烴潛力。

[1]戴鴻鳴,王順玉,陳義才.油氣勘探地球化學[M].北京:石油工業出版社,2000.

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[3]莫爾多萬J M.生物標志化合物指南[M].張水昌譯.北京:石油工業出版社,2011.

[4]包建平,張功成,朱俊章,等.渤中凹陷原油生物標志物特征與成因類型劃分[J].中國海上油氣(地質),2002,16(1):11-18.

[5]Fu Jiamo,Sheng Guoying,Peng Pingan,et al.Application of biological markers in the assessment of Paleoenviroments of Chinese nonmarine sediment[J].Org Geochem,1990,16:769-779.

[6]張立平,黃第藩,廖志勤.伽馬蠟烷——水體分層的地球化學標志[J].沉積學報,1999,17(1):136-140.

[7]尚慧蕓,姜乃煌,童育英.陸相盆地中新生代原油和生油巖中的萜烷和甾烷[J].石油與天然氣地質,1984,5(1):20-28.

[8]Ahmed M,Smith J W,George S C.Effects of biode gradation on Australian Permian coals[J].Organic Geochemistry,1999,30: 1311-1322.

[編輯] 李啟棟

TE122.13

A

1673-1409(2014)32-0009-03

2014-07-10

陳丹(1981-),女,碩士,工程師,現主要從事石油地質方面的研究工作。