塔木察格盆地南貝爾凹陷優質烴源巖地球化學特征

白如清

（大慶油田有限責任公司勘探開發研究院，黑龍江大慶163712）

塔木察格盆地南貝爾凹陷優質烴源巖地球化學特征

白如清*

（大慶油田有限責任公司勘探開發研究院，黑龍江大慶163712）

鉆井勘探實踐表明，塔木察格盆地南貝爾凹陷主要發育3套主力烴源巖，分別是大磨拐河組、南屯組、銅缽廟組。不同層段的烴源巖，具有不同的地球化學特征。通過族組成、飽和烴色譜、生物標志化合物、碳同位素等指標對南貝爾凹陷大磨拐河組、南屯組、銅缽廟組烴源巖的地球化學特征進行了綜合研究，結果表明，源巖飽和烴含量較高，芳烴含量較低，非烴+瀝青質含量范圍變化較大，體現湖相生源特征。飽和烴色譜圖形態主要為單峰型，主峰碳一般為nC19、nC21和nC23，反映有機質為低等水生生物和陸源高等植物的雙重來源。色譜—質譜圖中三環萜烷含量很低，以五環三萜烷為主；甾類化合物以規則甾烷為主，C2720（R）、C2820（R）、C2920（R）呈不對稱“V”字型分布，4-甲基甾烷含量很低，具有藻類和高等植物雙重生源特征。大磨拐河組和銅缽廟組烴源巖的飽和烴、芳烴碳同位素明顯偏重，南屯組源巖則有所變輕，反映出南屯組源巖的有機質類型較好，低等水生生物輸入的比例較大。綜合評價認為南屯組烴源巖母質類型好，成熟度適中，是該區的主力烴源巖。

塔木察格盆地；南貝爾凹陷；烴源巖；地球化學特征

南貝爾凹陷位于蒙古國塔木察格探區19和21區塊，屬于海拉爾盆地貝爾凹陷南延部分，可分為東、西2個次凹，凹陷面積3200km2，基底最大埋深3700m，南貝爾凹陷發育的主要層位有青元崗組、伊敏組、大磨拐河組、南屯組二段、南屯組一段、銅缽廟組及基底［1-2］。主要目的層為大磨拐河組、南屯組二段、南屯組一段、銅缽廟組。南貝爾凹陷目前有多口井獲工業油流，具有較好的勘探潛力。前人對該區油氣進行了大量的研究，但主要涉及到油氣成藏條件及類型研究［3-5］，對原油地球化學特征認識，還不能滿足精細勘探的需要。本文通過族組成、飽和烴氣相色譜、生物標志化合物、碳同位素等方面對南貝爾凹陷主要目的層的地球化學特征進行了深入的研究，并提出了新的認識。

1　族組成特征

通過對烴類和非烴類的混合物——氯仿瀝青“A”進行柱層析分離，得到飽和烴、芳烴、非烴、瀝青質。

從南貝爾凹陷烴源巖族組成三角圖上分析得到（圖1），源巖飽和烴含量較高，在15.03%～73.64%之間；芳烴含量較低，在8.75%～35.92%之間；非烴含量在7.25%～47.84%之間，瀝青質在0.11%～38.59%之間，含量范圍變化較大，體現湖相生源特征。大磨拐河組：總烴含量在49.22%～72.05%之間，平均為60.41%；非烴+瀝青質含量高，分布在24.19%～46.92%之間，平均為34.96%，表明成熟度較低。南屯組二段：總烴含量在50.61%～83.97%之間，平均為69.95%；非烴+瀝青質為16.03%～49.39%之間，平均為29.35%。南屯組一段：總烴含量在53.81%～91.6%之間，平均為71.48%；非烴+瀝青質為8.4%～46.2%之間，平均為28.35%。銅缽廟組：總烴含量在55.69%～83.32%之間，平均為72.26%；非烴+瀝青質為16.06%～38.73%之間，平均為24.42%。南屯組—銅缽廟組烴源巖族組成特征表明其成熟度較高，母質為湖相有機質。

縱向上看，從大磨拐河組到南屯組二段，再到南屯組一段，飽和烴和芳烴含量增加，非烴和瀝青質含量減少，這是由于一方面源巖類型變好，另一方面源巖成熟度逐漸增加；而銅缽廟組和基巖飽和烴+芳烴含量略低于南屯組一段，主要是由于源巖質量較差。

2　飽和烴色譜特征

圖1　南貝爾凹陷烴源巖族組成三角分布

研究飽和烴的分布、組成，對認識源巖母質來源、形成環境及熱演化特征具有重要意義。

從南貝爾凹陷烴源巖飽和烴氣相色譜圖（圖2）分析得知，烴源巖抽提物的飽和烴色譜形態主要為單峰型，碳數分布在nC14～nC36，主峰碳一般為nC19、nC21和nC23，反映有機質有低等水生生物和陸源高等植物的雙重來源。烷烴輕重之比參數nC21+nC22/nC28+nC29值一般大于2.0，說明烴源巖飽和烴中烴類主要以低碳數烷烴為主。

圖2　南貝爾凹陷烴源巖飽和烴氣相色譜

從南貝爾凹陷烴源巖飽和烴色譜參數（表1）所反映的情況來看，大磨拐河組烴源巖OEP值均表現為明顯的奇碳數優勢，說明源巖成熟度較低［6-7］。南屯組二段以下源巖OEP值逐漸趨近于1，表明成熟度逐漸增高。總體看來，南貝爾凹陷各層烴源巖Pr/Ph值變化范圍較大，表明沉積環境在不斷變化。Peters和Moldowan（2005）指出，在生油窗內的樣品，高的Pr/Ph比值（＞3.0）指示氧化條件下的陸源有機質的輸入，低比值（Pr/Ph＜0.8）代表缺氧的通常是超鹽度環境。因此我們分析認為，東次凹北洼槽沉積水體為偏咸水環境，東次凹南洼槽及西次凹沉積水體總體為淡水沉積環境，塔21-19井處南屯組二段和基巖源巖沉積環境為淡水沼澤相。

表1　南貝爾凹陷東、西次凹烴源巖飽和烴色譜參數

3　碳同位素特征

原油的碳同位素主要決定于烴源巖的原始生烴母質［8-11］。從南貝爾凹陷烴源巖飽和烴—芳烴碳同位素關系可看出（圖3），大磨拐河組和銅缽廟組烴源巖的飽和烴、芳烴碳同位素明顯偏重，大磨拐河組和銅缽廟組原油母源為混合型。南屯組源巖則有所變輕，反映出南屯組一段、二段源巖的有機質類型較好，南屯組原油母源主要為腐泥型。從南貝爾烴源巖組分碳同位素數據整體分析來看（表2），飽和烴同位素多分布在-33.24‰～-23.57‰，芳烴同位素分布在-32.01‰～-22.75‰，表現為δ13C飽＜δ13C芳＜δ13C非＜δ13C瀝青質。南屯組原油母源為腐泥質。

4　生物標志化合物特征

生物標志化合物參數是油源對比的重要指標［12］，是有機地球化學研究中一項重要技術，在研究源巖形成環境、成熟演化、后期改造蝕變及石油來源等發揮了重要作用。

從南貝爾凹陷烴源巖抽提物色譜—質譜分析結果（表3，圖4）得到，各個層位三環萜烷含量均很低，以五環三萜烷為主；甾類化合物以規則甾烷為主，見一定數量孕甾烷，C27和C29甾烷含量高，一般來說，C27與水生生物有關，C29甾烷與陸源高等植物有關［13-14］。C28甾烷含量低，C2720（R）、C2820（R）、C2920（R）呈不對稱“V”字型分布，4-甲基甾烷含量很低，表明藻類和高等植物雙重生源特征。

圖3　南貝爾凹陷烴源巖飽和烴—芳烴碳同位素關系

表2　南貝爾凹陷烴源巖組分碳同位素數據

表3　南貝爾凹陷烴源巖飽和烴色質參數

大磨拐河組：C29Ts含量較高，Ts含量低，一般Ts＜Tm，表明源巖成熟度較低。伽馬蠟烷含量極低，說明沉積水體分層不明顯。孕甾烷和C27重排甾烷系列含量低，C29甾烷的ααα20S含量低于20R，αββ（20S+20R）含量低，表明源巖成熟度低。β-胡蘿卜烷只在塔19-64井有發現，說明西次凹局部沉積水體為偏咸水環境。

南屯組二段：C29Ts含量較高，Ts含量較低，Ts＜Tm，表明源巖成熟度較低。伽馬蠟烷含量低，說明沉積水體分層不明顯。孕甾烷和C27重排甾烷系列含量有所增加，但除塔21-9井外，總體上C29甾烷的ααα20S含量低于20R，αββ（20S+20R）含量低，表明源巖成熟度偏低［15］。β-胡蘿卜烷在東次凹北洼槽塔21-36井含量較高，說明該區局部沉積水體為偏咸水沉積環境［16-17］。

南屯組一段、銅缽廟組：C29Ts含量較高，Ts含量有所增加，總體Ts＜Tm，但有些井如塔19-39井和塔21-44 Ts＞Tm，表明源巖成熟度在增加。伽馬蠟烷含量也較以上層位增加，在東次凹北洼槽含量較高，說明沉積水體分層較為明顯。孕甾烷和C27重排甾烷系列含量較高，C29甾烷的ααα20S與20R含量相當，αββ（20S+ 20R）含量高，表明源巖成熟度較高。β-胡蘿卜烷在東次凹北洼槽普遍含有，塔21-51和塔21-7井含量較高，說明該區沉積水體為半咸水沉積環境。

圖4　南貝爾凹陷烴源巖生物標志物質譜—色譜

5　結論

南貝爾凹陷地球化學特征主要表現在以下幾個方面：

（1）源巖飽和烴含量較高，芳烴含量較低，非烴+瀝青質含量范圍變化較大，體現湖相生源特征。

（2）烴源巖抽提物的飽和烴色譜形態主要為單峰型，碳數分布在nC14～nC36，主峰碳一般為nC19、nC21和nC23，反映有機質有低等水生生物和陸源高等植物的雙重來源。

（3）南貝爾凹陷大磨拐河組和銅缽廟組烴源巖的飽和烴、芳烴碳同位素明顯偏重，南屯組源巖則有所變輕，反映出南屯組一段、二段源巖的有機質類型較好，以低等水生生物輸入為主。

（4）南貝爾凹陷烴源巖抽提物色譜—質譜分析結果三環萜烷含量很低，以五環三萜烷為主；甾類化合物以規則甾烷為主，見一定數量孕甾烷，C27和C29甾烷含量高，C28甾烷含量低，C2720（R）、C2820（R）、C2920（R）呈不對稱“V”字型分布，4-甲基甾烷含量很低，表明藻類和高等植物雙重生源特征。

（5）綜合評價認為南屯組烴源巖母質類型好，成熟度適中，是該區的主力烴源巖。

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1004-5716（2016）08-0039-04

2015-09-30

2015-11-20

中國石油天然氣集團公司重點項目“海塔盆地巖性—地層油氣藏富集規律與目標評價”（編號：20008ZX05001-001）資助。

白如清（1962-），男（漢族），甘肅高臺人，工程師，現從事石油地質綜合研究工作。