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(qū)上二疊統(tǒng)長興組烴源巖地球化學(xué)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(jù)有機(jī)質(zhì)豐度、族組成、飽和烴氣相色譜和生物標(biāo)志物等指標(biāo),分析了四川盆地元壩地區(qū)上二疊統(tǒng)長興組烴源巖地球化學(xué)特征。研究表明,元壩地區(qū)上二疊統(tǒng)長興組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度較高,有機(jī)質(zhì)類型以Ⅲ型有機(jī)質(zhì)為主,沉積環(huán)境為還原環(huán)境;烴源巖處于成熟階段,主要來源為海相物質(zhì),同時(shí),陸源物質(zhì)也有一定貢獻(xiàn)?？傮w來說,四川盆地元壩地區(qū)上二疊統(tǒng)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(qū);烴源巖;地球化學(xué)特征

烴源巖作為石油、天然氣的母源,在油氣地質(zhì)研究和油氣勘探中占有相當(dāng)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(yùn)移到具有多孔介質(zhì)的儲(chǔ)集層聚集成藏。因此,烴源巖研究對(duì)探討油氣成因具有理論意義,同時(shí)也是指導(dǎo)油氣勘探實(shí)踐的主要根據(jù)之一[1]。四川盆地元壩地區(qū)上二疊統(tǒng)長興組為一套快速沉積的生物灰?guī)r及礁灰?guī)r,其厚度變化在0～380m,平均厚度100m。下面,筆者對(duì)四川盆地元壩地區(qū)上二疊統(tǒng)長興組烴源巖地球化學(xué)特征進(jìn)行分析,以便為該地區(qū)的勘探開發(fā)提供參考。

1 有機(jī)質(zhì)豐度

總有機(jī)碳含量和氯仿瀝青“A”含量是評(píng)價(jià)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度的常用指標(biāo),其中總有機(jī)碳含量的下限標(biāo)準(zhǔn)是0.3%,烴源巖氯仿瀝青“A”含量的下限標(biāo)準(zhǔn)是0.01%[1]。運(yùn)用CS-200碳硫分析儀和YSB-全自動(dòng)多功能抽提儀對(duì)長興組樣品中總有機(jī)碳和氯仿瀝青“A”含量進(jìn)行分析表明(見表1),元壩地區(qū)長興組烴源巖氯仿瀝青“A”含量分布在0.1141%～0.261%,總有機(jī)碳含量分布在0.07%～0.72%,表明元壩地區(qū)長興組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度較高,具有較好的生烴潛力。

2 族組成

表1 元壩地區(qū)長興組烴源巖有機(jī)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(jī)生源母質(zhì)、成熟度、沉積環(huán)境等因素有關(guān)。一般腐泥型有機(jī)質(zhì)的氯仿瀝青“A”中相對(duì)富集飽和烴和芳烴,腐殖型有機(jī)質(zhì)相對(duì)富集非烴+膠質(zhì)和瀝青質(zhì)。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(jù)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(jī)質(zhì)類型:Ⅰ型有機(jī)質(zhì)(飽和烴+芳烴百分含量＞60%,飽和烴/芳烴比值＞3);Ⅲ型有機(jī)質(zhì)(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(jī)質(zhì)。

對(duì)元壩地區(qū)長興組樣品的族組成進(jìn)行分析表明(見表2),其烴源巖族組成表現(xiàn)出非烴含量高而飽和烴、芳香烴和瀝青質(zhì)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(qū)長興組烴源巖以Ⅲ型有機(jī)質(zhì)為主。

表2 元壩地區(qū)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(jī)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(guān)有機(jī)質(zhì)生源構(gòu)成、演化程度以及沉積環(huán)境等方面的重要信息[2]。對(duì)元壩地區(qū)長興組的4個(gè)烴源巖樣品進(jìn)行飽和烴氣相色譜分析表明(見圖1),烴源巖飽和烴正構(gòu)烷烴系列分布完整,碳數(shù)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(shì)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(qū)長興組的沉積環(huán)境為還原環(huán)境,這對(duì)有機(jī)質(zhì)的保存極為有利。

圖1 元壩地區(qū)長興組烴源巖飽和烴氣相色譜圖

4 生物標(biāo)志物

目前,從沉積物和石油中已檢測(cè)出大量生物脂類組合,從其構(gòu)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(zhì)研究中應(yīng)用較多的生物標(biāo)志物[3]。

4.1 萜烷類

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

圖2 元壩地區(qū)長興組烴源巖三環(huán)萜烷和C24四環(huán)萜烷分布特征圖

4.2 藿烷類

元壩地區(qū)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(cè)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(tài)分布。由于重排藿烷可作為有機(jī)質(zhì)高演化階段的特征標(biāo)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(qū)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(shí)會(huì)出現(xiàn)伽馬蠟烷含量高的現(xiàn)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(qū)長興組烴源巖沉積時(shí)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(shí)期生物演化的階段性和不同層位烴源巖中有機(jī)質(zhì)生源構(gòu)成的復(fù)雜性,甾烷的碳數(shù)分布和組成特征包含著豐富的地球化學(xué)信息,其中若C29甾烷占優(yōu)勢(shì)指示陸源物質(zhì)的輸入,而C27甾烷占優(yōu)勢(shì)則指示海相物質(zhì)的輸入[7-8]。元壩地區(qū)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(guī)則甾烷呈以C27甾烷為優(yōu)勢(shì)的“V”字型分布,表明元壩地區(qū)長興組烴源巖其主要來源為海相物質(zhì),同時(shí),陸源物質(zhì)也有一定貢獻(xiàn)。

圖3 元壩地區(qū)長興組烴源巖藿烷分布特征圖

圖4 元壩地區(qū)長興組烴源巖甾烷分布特征圖

5 結(jié)論

1)元壩地區(qū)上二疊統(tǒng)長興組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度較高,有機(jī)質(zhì)類型以Ⅲ型有機(jī)質(zhì)為主;沉積環(huán)境為還原環(huán)境,這對(duì)有機(jī)質(zhì)的保存極為有利。

2)元壩地區(qū)上二疊統(tǒng)長興組烴源巖處于成熟階段,主要來源為海相物質(zhì),同時(shí)陸源物質(zhì)也有一定貢獻(xiàn)。

3)元壩地區(qū)上二疊統(tǒng)長興組烴源巖為有效烴源巖,具有一定生烴潛力。

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[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(xiàn)主要從事石油地質(zhì)方面的研究工作。