趙青芳　李雙林　溫珍河　龔建明　肖國(guó)林　吳亮亮

(1.國(guó)土資源部海洋油氣資源與環(huán)境地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室　山東青島　266071；2.青島海洋地質(zhì)研究所　山東青島　266071；3.中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所　廣州　510640)

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北黃海盆地LV井侏羅系烴源巖特征及油源對(duì)比

趙青芳1,2李雙林1,2溫珍河1,2龔建明1,2肖國(guó)林1,2吳亮亮3

(1.國(guó)土資源部海洋油氣資源與環(huán)境地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室山東青島266071；2.青島海洋地質(zhì)研究所山東青島266071；3.中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所廣州510640)

對(duì)北黃海盆地LV井中、上侏羅統(tǒng)烴源巖及上侏羅統(tǒng)原油(油砂抽提物)進(jìn)行常規(guī)有機(jī)地球化學(xué)分析和碳同位素測(cè)試，分析研究烴源巖和原油的地球化學(xué)特征并探討原油的來(lái)源問(wèn)題。測(cè)試結(jié)果顯示,侏羅系烴源巖達(dá)成熟—高熟階段，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅲ型為主。中侏羅統(tǒng)烴源巖有機(jī)碳含量較高，但生烴潛能、氯仿瀝青 “A”及總烴含量低值，屬于差的烴源巖。干酪根碳同位素總體偏重(-24.4‰～-23.5‰)，與原油碳同位素特征(-29‰左右)差異顯著，排除與原油的母巖關(guān)系。上侏羅統(tǒng)烴源巖有機(jī)碳含量較中侏羅統(tǒng)低，但生烴潛能、氯仿瀝青“A”及總烴含量高值。上侏羅統(tǒng)烴源巖抽提氯仿瀝青“A”碳同位素(-26‰～-21.5‰)特征、單體烴碳同位素分布模式及甾萜烷生物標(biāo)志物特征都與原油相似，綜合分析認(rèn)為原油應(yīng)該來(lái)源于上侏羅統(tǒng)中干酪根類型較好、母質(zhì)為混源的成熟烴源巖。

烴源巖油砂抽提物有機(jī)質(zhì)豐度碳同位素油源對(duì)比

北黃海盆地是我國(guó)目前唯一未發(fā)現(xiàn)工業(yè)性油氣流的近海含油氣盆地，到目前為止在北黃海盆地已完鉆23口井，其中在朝方海域(西朝鮮灣盆地)的鉆井中獲得工業(yè)性油流[1-2]，由此表明北黃海盆地具有一定的油氣勘探前景。北黃海盆地屬東北亞晚中生代斷陷盆地體系[3]，據(jù)我國(guó)以及朝鮮[4-5]對(duì)該區(qū)進(jìn)行的五十余年的油氣勘探發(fā)現(xiàn)，其成藏條件有許多獨(dú)特之處，其中最主要特點(diǎn)是：侏羅系是本區(qū)主要的烴源巖，這與陸上中生代盆地迥然不同。如松遼盆地的主要烴源巖為白堊系青山口組一段和嫩江組一段[6]，而開(kāi)魯盆地陸家堡凹陷和阜新盆地的主要烴源巖為下白堊統(tǒng)九佛堂組[7-8]。因此，深入研究北黃海盆地侏羅系烴源巖和原油的地球化學(xué)特征就具有十分重要的理論意義和勘探意義。本文通過(guò)對(duì)該盆地新近鉆探的LV井中、上侏羅統(tǒng)烴源巖和兩個(gè)油砂樣品進(jìn)行有機(jī)地球化學(xué)分析及碳同位素測(cè)試，研究烴源巖地球化學(xué)特征及油源對(duì)比問(wèn)題，旨在該區(qū)進(jìn)一步的油氣勘探開(kāi)發(fā)決策中提供依據(jù)。

1　地質(zhì)背景

北黃海盆地是一個(gè)發(fā)育在中朝板塊之上的中、新生代沉積盆地，與陸上的膠萊盆地和朝鮮的安州盆地組成北東向的斷陷盆地群(圖1)，具有構(gòu)造期次多，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的特點(diǎn)，本文分析的LV井如圖1所示。根據(jù)區(qū)域周邊地區(qū)的地質(zhì)資料和野外露頭[9-11]，以及本井的鉆井揭示，該區(qū)中生界發(fā)育了侏羅系、白堊系(主要下白堊統(tǒng)，缺失中、上白堊統(tǒng))和新生界古近系(主要為始新統(tǒng)—漸新統(tǒng)，缺失古新統(tǒng))、新近系及第四系。根據(jù)已有的鉆井資料結(jié)合地質(zhì)解釋成果，中—新生代最大沉積厚度達(dá)7 200 m，盆地主要裂陷期的河流—湖泊相沉積形成了一套中生代湖相烴源巖和含油氣系統(tǒng)。該盆地發(fā)現(xiàn)的原油主要產(chǎn)自侏羅系，儲(chǔ)層為下白堊統(tǒng)砂巖層[12]。本文所分析的LV井中、上侏羅統(tǒng)烴源巖和油砂樣品均為巖芯和井壁取芯樣品，對(duì)其進(jìn)行地球化學(xué)特征研究具有更真實(shí)性，數(shù)據(jù)更可靠的特點(diǎn)。

圖1　北黃海盆地構(gòu)造區(qū)劃[3] Fig 1　Tectonic division of the North Yellow Sea Basin [3]

2　樣品與分析

本文采集了LV單井巖芯樣品24件，其中上侏羅統(tǒng)樣品17件：包含2件含油砂巖和15件灰黑色泥巖，其余7件均采自于中侏羅統(tǒng)灰黑色泥巖段。井壁取芯樣品7件，進(jìn)行有機(jī)質(zhì)成熟度測(cè)試。上侏羅統(tǒng)烴源巖以深灰色泥巖和灰色粉砂質(zhì)泥巖為主；下侏羅統(tǒng)烴源巖巖性較為均一、質(zhì)純，以深灰色、灰黑色泥巖為主。

對(duì)于烴源巖和含油砂巖樣品，首先將其粉碎至80目進(jìn)行72小時(shí)索氏抽提，沉淀瀝青質(zhì)后，采用硅膠/氧化鋁柱色層分離法進(jìn)行族組分分離，分別用正己烷、二氯甲烷/正己烷(體積比3∶1)及二氯甲烷/甲醇(體積比2∶1)洗脫，得到飽和烴、芳烴和非烴組分。對(duì)飽和烴進(jìn)行尿素絡(luò)合法獲取正構(gòu)烷烴單體烴組分，然后對(duì)其進(jìn)行色譜(GC)和色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)分析。氯仿抽提物和干酪根進(jìn)行碳同位素質(zhì)譜儀分析，正構(gòu)烷烴單體烴進(jìn)行氣相色譜—燃燒—同位素質(zhì)譜儀(GC-C-IRMS)分析。

3　侏羅系烴源巖地球化學(xué)特征

3.1有機(jī)質(zhì)豐度

有機(jī)質(zhì)豐度是評(píng)價(jià)烴源巖生烴潛力的重要參數(shù)之一，主要包含總有機(jī)碳(TOC)、熱解生烴潛力(S1+S2)、氯仿瀝青“A”和總烴(HC)。其中總有機(jī)碳最為常用、受熱演化程度影響相對(duì)較小的參數(shù)(尤其是泥巖)，熱解生烴潛力和氯仿瀝青“A”等受熱演化的影響比較大，適用于不同的演化階段。

LV井上侏羅統(tǒng)烴源巖總有機(jī)碳含量分布區(qū)間為0.34%～1.68%(圖2)，巖性頂部以灰色泥質(zhì)粉砂巖及細(xì)砂巖為主，夾含灰色泥巖；中下部以大段深灰色泥巖、灰黑色泥巖為主。從巖性來(lái)看上侏羅統(tǒng)中下段烴源巖要好于上段烴源巖，上段夾含部分的碳質(zhì)泥巖，這也是上段部分烴源巖有機(jī)碳含量較高的原因。按照中國(guó)陸相生油層有機(jī)碳評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[13]，上侏羅統(tǒng)烴源巖有機(jī)碳含量為差到一般的烴源巖。而中侏羅統(tǒng)巖性較為均勻，以深灰色泥巖為主，總有機(jī)碳含量分布在0.84%～2.22%之間，為一般到好的烴源巖。

上侏羅統(tǒng)烴源巖生烴潛力(S1+S2)變化范圍為0.01～0.95 mg/g，均值0.37 mg/g；氯仿瀝青“A”變化范圍為0.07‰～1.07‰，均值0.45‰；總烴變化范圍為17～872 μg/g，均值297 μg/g(圖2)。綜合分析認(rèn)為上侏羅統(tǒng)烴源巖有機(jī)碳含量和生烴潛能低值，而氯仿瀝青“A”和總烴含量達(dá)到中等標(biāo)準(zhǔn)。

測(cè)試分析中侏羅統(tǒng)烴源巖生烴潛力、氯仿瀝青“A”和總烴含量變化范圍分別為0.51～1.10 mg/g、0.04‰～0.34‰、28～311 μg/g，均值分別為0.8 mg/g、0.26‰、172 μg/g(圖2)。各指標(biāo)與中國(guó)陸相生油層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比[13]，綜合評(píng)價(jià)認(rèn)為中侏羅統(tǒng)烴源巖屬于差烴源巖，總有機(jī)碳含量高可能與部分碳為無(wú)效碳(即“死碳”)有關(guān)。對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，上侏羅統(tǒng)烴源巖品質(zhì)較差，但是烴源巖抽提有機(jī)質(zhì)中總烴和氯仿瀝青“A”含量高，是烴源巖已經(jīng)達(dá)到成熟的生烴階段，有機(jī)質(zhì)可能已經(jīng)生成了較多的烴類物質(zhì)。

3.2有機(jī)質(zhì)類型、成熟度

在干酪根元素組成范氏圖解中(圖3a)，中、上侏羅統(tǒng)烴源巖都是以偏腐殖型的干酪根為主，二者相對(duì)集中于右側(cè)類型Ⅲ的演化曲線附近，一方面指示了有機(jī)質(zhì)類型一般；另一方面指示了有機(jī)質(zhì)熱演化程度較高，且比較接近。另外干酪根的碳同位素組成參數(shù)對(duì)其有機(jī)質(zhì)類型得到了很好印證。通常認(rèn)為，有機(jī)質(zhì)在熱演化生烴過(guò)程中碳同位素的分餾很小，13C/12C比值是受物源控制的，因而干酪根碳同位素組成是衡量有機(jī)質(zhì)類型的有效指標(biāo)之一。如圖3b所示：上侏羅統(tǒng)烴源巖干酪根的碳同位素組成較為分散，分布范圍較寬，在-21.76‰～-27.04‰之間都有分布；而氯仿瀝青“A”的碳同位素組成較為集中，δ13C值在-26.1‰～-28.6‰之間，屬于Ⅱ～Ⅲ型有機(jī)質(zhì)，以Ⅲ型有機(jī)質(zhì)類型為主。中侏羅統(tǒng)烴源巖干酪根與氯仿瀝青“A”的碳同位素組成較為集中，碳同位素δ13C值分別為-23.75‰～-24.39‰和-26.1‰～-27.1‰，屬于Ⅲ型有機(jī)質(zhì)。由上表明上侏羅統(tǒng)烴源巖有機(jī)質(zhì)類型較好于中侏羅統(tǒng)烴源巖。

有機(jī)質(zhì)成熟度是烴源巖評(píng)價(jià)中最重要、最基本的參數(shù)之一，圖4是實(shí)測(cè)LV井侏羅系烴源巖有機(jī)質(zhì)鏡質(zhì)體反射率隨深度變化趨勢(shì)圖。從圖可以看出，隨著深度的增加，實(shí)測(cè)反射率值增大的趨勢(shì)不明顯，侏羅系烴源巖成熟度較高，為成熟到過(guò)成熟。其中，1 800～2 200 m烴源巖成熟度(Ro)在2.0%左右。由于地震剖面上見(jiàn)有火山巖反射特征，而且薄片鑒定發(fā)現(xiàn)了閃鋅礦、自生石英和黃鐵礦脈等熱液礦物，由此，推測(cè)這一層段的烴源巖成熟度異常值可能與火山活動(dòng)、熱液及地層整體抬升有關(guān)。但是火山活動(dòng)及熱液的影響范圍有多大目前尚不清楚。

圖2　 LV井侏羅系烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度剖面Fig.2　Profile showing organic matter abundance of the Jurassic source rocks in the Well LV

圖4　LV井侏羅系烴源巖鏡質(zhì)體反射率隨埋深變化剖面Fig.4　Depth plot of vitrinite reflectance of Jurassic source rock in the Well LV

3.3烴源巖生物標(biāo)志化合物特征

生物標(biāo)志物是沉積物、烴源巖和原油中的復(fù)雜有機(jī)化合物，是有機(jī)質(zhì)母質(zhì)的“生物構(gòu)型”向“地質(zhì)構(gòu)型”轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物，基本繼承了生物有機(jī)體的有機(jī)分子特征，可追溯有機(jī)質(zhì)的母源、母質(zhì)類型、成熟度及其后生變化，其中正構(gòu)烷烴、類異戊二烯烷烴、甾烷和萜烷是最常用的生物標(biāo)志物參數(shù)。

LV井中、上侏羅統(tǒng)烴源巖中類異戊二烯烷烴的相對(duì)豐度比較相似，支鏈烷烴姥鮫烷(Pr)和植烷(Ph)的豐度均低于相鄰的正構(gòu)烷烴，中侏羅統(tǒng)個(gè)別樣品在Pr/nC17和Ph/nC18交匯圖上落于海相/鹽湖相區(qū)域內(nèi)，其余所有J2-3烴源巖均落于海陸過(guò)渡相的混合區(qū)域，并且都已達(dá)到成熟階段(圖5)。另外，姥鮫烷和植烷分別與其相鄰的正構(gòu)烷烴之比是判識(shí)有機(jī)質(zhì)中正構(gòu)烷烴是否有降解因素的有意義的地化參數(shù)[14]。一般認(rèn)為，未遭受降解影響的有機(jī)質(zhì)中Pr/nC17和Ph/nC18很低(0.1～0.5)，當(dāng)有機(jī)質(zhì)遭到較強(qiáng)的細(xì)菌微生物的降解作用時(shí)，由于類異戊二烯烷烴比正構(gòu)烷烴穩(wěn)定，因而正構(gòu)烷烴先受到降解，而類異戊二烯烷烴能較好地保留下來(lái)，表現(xiàn)出高的Pr/nC17和Ph/nC18值。上侏羅統(tǒng)烴源巖Pr/nC17和Ph/nC18比值分別為0.06～0.63和0.04～0.42，基本小于0.5，均值分別為0.23和0.15。中侏羅統(tǒng)烴源巖Pr/nC17和Ph/nC18大于0.5的樣品落于鹽湖/海相，遭受了生物降解作用，在飽和烴TIC色譜圖中也得到了印證，基線被不溶復(fù)雜化合物抬升，出現(xiàn)UCM鼓包，如圖6所示。

圖5　LV井烴源巖Pr/nC17和Ph/nC18交匯圖Fig.5　Cross plot of Pr/nC17 and Ph/nC18 of the source rock in Well LV

中、上侏羅統(tǒng)烴源巖萜烷組成中以五環(huán)萜烷為主，三環(huán)萜烷的含量較低(圖7)。在五環(huán)萜烷中主要以C30藿烷為主，其次為C29藿烷，其他藿烷，如C27、C31以上升藿烷系列，含量也相對(duì)較低，而且C31以上升藿烷的含量依次降低；伽馬蠟烷/C31藿烷的比值<0.3，表現(xiàn)出正常淡水—微咸水的湖相沉積。兩套烴源巖成熟度的生標(biāo)參數(shù)Ts/Tm比值>0.85，表現(xiàn)出中、上侏羅統(tǒng)烴源巖的熱成熟度普遍較高的特征，與上述侏羅系烴源巖鏡質(zhì)體反射率測(cè)試結(jié)果相一致。

上侏羅統(tǒng)烴源巖甾烷的組成中(圖7)，ααα-20R構(gòu)型甾烷不占優(yōu)勢(shì)，C2920R甾烷所占比例變化范圍比較大，分布區(qū)間從24%至60%左右。在ααα-20R構(gòu)型甾烷中既有呈現(xiàn)“L型”的C2720R甾烷優(yōu)勢(shì)，也有呈“V”型的C2720R甾烷和C2920R甾烷對(duì)等的特點(diǎn)。由此表明上侏羅統(tǒng)烴源巖有機(jī)質(zhì)的來(lái)源受雙源控制：既有低等水生生物的貢獻(xiàn)，也有陸源高等植物的貢獻(xiàn)。而中侏羅統(tǒng)烴源巖甾烷的組成中，主要以ααα-20R甾烷構(gòu)型為主，且在峰高上以C2720R甾烷為最高，C29低于C27但高于C28，呈現(xiàn)出“L型”分布特征，表明沉積有機(jī)質(zhì)主要以低等水生藻類為主。從該井中、上侏羅統(tǒng)烴源巖ααα-20R構(gòu)型C27、C28、C29甾烷組成圖(圖8)可以看出，中、上侏羅統(tǒng)兩套烴源巖沉積環(huán)境的差異性。

圖6　中侏羅統(tǒng)烴源巖飽和烴色譜圖Fig.6　Saturated hydrocarbon spectra of the J2 source rock

圖7　LV井侏羅系烴源巖甾萜烷質(zhì)量色譜圖Fig.7　Source rock sterols terpane mass chromatogram of Jurassic in the Well LV

圖8　LV井烴源巖規(guī)則甾烷組成三角圖Fig.8　Triangular diagram of relative ingredient of regular sterane in the Well LV

4　油砂抽提物地球化學(xué)特征

4.1油砂抽提物特征

對(duì)LV井上侏羅統(tǒng)油砂氯仿抽提物進(jìn)行了有機(jī)地球化學(xué)分析，原油(油砂氯仿抽提物)的地球化學(xué)特征如表1和圖9所示。埋藏較淺H-5原油及族組成碳同位素分布范圍廣-24.7‰～-32.3‰，顯示出既含有較重的碳同位素組成，又含有較輕的碳同位素組成。原油的族組成中飽和烴含量低，達(dá)31%左右；在色譜圖中具有明顯的UCM鼓峰。而埋藏較深H-11原油屬于正常原油，飽和烴以正構(gòu)烷烴為主，色譜圖顯示前峰形正態(tài)分布，結(jié)合成熟度相關(guān)的生物標(biāo)志物參數(shù)顯示，原油已進(jìn)入高成熟階段。

表1　原油(油砂抽提物)族組成及其碳同位素特征

圖9　原油(油砂抽提物)飽和烴色譜圖Fig.9　Saturated hydrocarbon spectra of the oil sandstone extract

4.2油源對(duì)比

(1) 甾萜烷生物標(biāo)志物特征對(duì)比

原油(油砂氯仿抽提物)的甾萜烷生物標(biāo)志物特征如圖10所示。埋藏較淺的H-5原油的三萜烷系列(m/z191)中五環(huán)萜烷含量逐漸減少，三環(huán)萜烷含量增加明顯。在晚白堊世—古新世北黃海盆地整體抬升剝蝕[12]，從而造成埋深較淺的沉積物遭受風(fēng)化、強(qiáng)烈生物降解。該樣品的m/z217質(zhì)量色譜圖也表現(xiàn)出此特征，重排甾烷的含量顯著增加。埋藏較深的H-11原油的三萜烷系列以五環(huán)三萜烷為主，C30藿烷含量最高，C31以上升藿烷的含量依次降低，表現(xiàn)正常淡水—微咸水沉積環(huán)境特征。這兩個(gè)油砂的甾萜烷生物標(biāo)志物特征與鄰近的上侏羅統(tǒng)烴源巖H-3、H-12的甾萜烷特征相似，如上圖7所示，而與中侏羅統(tǒng)烴源巖特征差異較為明顯。

(2) 全油、瀝青與干酪根碳同位素組成對(duì)比

穩(wěn)定碳同位素比值常用來(lái)描述有機(jī)質(zhì)中13C豐度的微小變化。不同的生長(zhǎng)環(huán)境和不同的生物種類，其碳同位素的組成不同。一般I型干酪根的碳同位素小于-28‰；II型干酪根小于-25‰；III型干酪根大于-25‰[15-16]。因此，各類不同干酪根形成的原油，其碳同位素也就不同。原油繼承了其母源有機(jī)質(zhì)的碳同位素組成特征，但在生烴、運(yùn)移過(guò)程中發(fā)生分餾，與原始母質(zhì)的組成又有差異。在此過(guò)程中干酪根的碳同位素發(fā)生分餾，其形成產(chǎn)物的碳同位素通常要比其干酪根的碳同位素輕1‰～4‰，但多數(shù)在2‰～3‰之間[17]。一般來(lái)說(shuō)，相同母質(zhì)不同成熟度的原油由成熟度導(dǎo)致的差異可達(dá)2‰～3‰，但是如果原油的成熟度相近，若碳同位素比值相差2‰～3‰，那么一般認(rèn)為它們是不同源的。

圖10　原油(油砂抽提物)甾萜烷質(zhì)量色譜圖Fig.10　The sterols terpane mass chromatogram of the oil sandstone extract

正如前面所述，兩個(gè)原油(油砂氯仿抽提物)的碳同位素組成特征不同(表1)。H-5原油及族組成的碳同位素在-24.7‰～32.3‰之間，瀝青組分碳同位素明顯重于其他三個(gè)組分，這也印證了H-5抽提的烴類物質(zhì)遭受了生物降解作用，因?yàn)橥ǔＴ馐芪⑸锝到獾脑涂偺技案鹘M分碳同位素值會(huì)變重。而該樣品同時(shí)還存在同位素較輕的飽和烴、芳烴及非烴組分，這部分碳同位素值較輕的烴類組分很可能來(lái)源于后期充注進(jìn)來(lái)的未遭受生物降解的原油。因此H-5氯仿抽提的烴類物質(zhì)很有可能存在兩期充注。H-11原油及族組成碳同位素很輕，分餾作用小，基本上在-29‰左右，按照干酪根生烴過(guò)程中碳同位素分餾原理和碳同位素值的變化范圍看，生成此類原油的干酪根也應(yīng)該具有較輕的碳同位素組成。

由圖11可見(jiàn)，LV井中侏羅統(tǒng)烴源巖干酪根的碳同位素δ13C值在-24.4‰～-23.5‰之間，介于III型干酪根大于-25‰的范圍內(nèi)，母質(zhì)類型屬于腐殖型有機(jī)質(zhì)。其生成產(chǎn)物氯仿瀝青“A”的碳同位素δ13C值在-27.2‰～-26‰之間，顯然與H-11原油的碳同位素值(-29.3‰)存在明顯差異，而H-5原油的碳同位素值偏重，這與該油樣受到生物的降解作用有關(guān)。

本井的另外一套上侏羅統(tǒng)烴源巖干酪根的碳同位素δ13C值在-27.1‰～-21.5‰之間，其生成產(chǎn)物氯仿瀝青“A”的碳同位素δ13C值在-28.7‰～-26‰之間。碳同位素特征介于II～I(xiàn)II型之間，母質(zhì)類型屬于腐殖—腐泥型有機(jī)質(zhì)。根據(jù)上述研究表明：本井發(fā)現(xiàn)的原油(油砂氯仿抽提物)與中侏羅統(tǒng)烴源巖的親源性很小，而與上侏羅統(tǒng)烴源巖特征相似度更大。

圖11　中、上侏羅統(tǒng)烴源巖與油砂抽提物碳同位素組成Fig.11　Stable carbon isotope composition of J2-3 source rock and organic solvent extractions of oil sands

(3) 單體烴碳同位素對(duì)比

眾所周知，一般原油中最主要的成分是正構(gòu)烷烴，因此正構(gòu)烷烴的分子碳同位素地球化學(xué)特征最能反映原油的來(lái)源。本次研究的原油(油砂氯仿抽提物)及中、上侏羅統(tǒng)烴源巖抽提物的單體烴碳同位素特征如圖12可見(jiàn)，中侏羅統(tǒng)烴源巖單體烴碳同位素特征可分為兩類：一類是碳同位素δ13C值基本介于-27‰～-28‰之間，曲線較為平直；另一類是δ13C值分布范圍廣(-28.5‰～-32‰)，曲線分布特征跳躍比較大，隨著正構(gòu)烷烴碳數(shù)的增加，δ13C值由重變輕，C20正構(gòu)烷烴為拐點(diǎn)。

圖12　油砂抽提物及J2-3烴源巖抽提物正構(gòu)烷烴單體烴碳同位素組成分布Fig.12　Carbon isotopic distributions of individual n-alkanes of organic solvent extractions of oil sands and J2-3 source rock

兩個(gè)原油的飽和烴正構(gòu)烷烴單體碳同位素值比較接近，分布曲線特征相似，表明H-5充注的烴類可能至少有一期油源與H-11油樣一致。這兩個(gè)油樣和上侏羅統(tǒng)烴源巖抽提物的不同碳數(shù)正構(gòu)烷烴碳同位素分布吻合的很好，各單體烴碳同位素值比較輕，符合一般湖湘原油的分布趨勢(shì)[18]，由此說(shuō)明這兩個(gè)油樣來(lái)源于鄰近的上侏羅統(tǒng)烴源巖的可能性更大。上侏羅統(tǒng)烴源巖達(dá)成熟—高成熟階段，已大量生烴，進(jìn)而證實(shí)了上侏羅統(tǒng)烴源巖有機(jī)碳含量低于中侏羅統(tǒng)烴源巖，而抽提物的氯仿瀝青“A”和總烴含量都高于中侏羅統(tǒng)烴源巖抽提物的對(duì)應(yīng)值(圖2所示)。

由上看出，兩個(gè)油砂樣品無(wú)論從甾萜烷生物標(biāo)志物特征來(lái)看，還是從全油及單體烴碳同位素特征來(lái)看，都與鄰近的上侏羅統(tǒng)烴源巖特征相似，而與中侏羅統(tǒng)烴源巖特征差異顯著，且上侏羅統(tǒng)烴源巖的累計(jì)厚度大，具有一定的生烴潛能。由此表明北黃海盆地在中生界找油具有一定的勘探前景。

5　結(jié)論

(1) 侏羅系兩套烴源巖主要以Ⅲ型干酪根為主，有機(jī)質(zhì)達(dá)成熟—高成熟階段，有機(jī)質(zhì)豐度表現(xiàn)為：中侏羅統(tǒng)烴源巖有機(jī)碳含量高于上侏羅統(tǒng)烴源巖，而生烴潛能、氯仿瀝青“A”和總烴含量表現(xiàn)出上侏羅統(tǒng)烴源巖優(yōu)于中侏羅統(tǒng)烴源巖的特征。

(2) 上侏羅統(tǒng)的兩個(gè)原油(油砂氯仿抽提物)樣品中，淺層的H-5原油遭受了強(qiáng)烈的生物降解作用，該樣品存在兩期充注現(xiàn)象；而深層H-11原油屬于正常的原油，族組成中以飽和烴含量為主，全油和族組成的碳同位素顯示出輕的碳同位素特征。

(3) 正常原油(H-11油砂氯仿抽提物)碳同位素(-29.2‰)特征與中侏羅統(tǒng)烴源巖氯仿瀝青“A”碳同位素(-27.2‰～-26‰)特征差異顯著，而更接近于上侏羅統(tǒng)烴源巖抽提氯仿瀝青“A”的特征(-28.7‰～-26‰)。

(4) 兩個(gè)原油(油砂抽提物)與鄰層的上侏羅統(tǒng)烴源巖抽提物的單體烴碳同位素分布模式相同，且甾萜烷生物標(biāo)志物特征也相似，認(rèn)為原油的母質(zhì)來(lái)源于上侏羅統(tǒng)烴源巖的可能性更大。

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Geochemical Characteristics of Jurassic Source Rocks from Well LV and Oil-source Correlation in North Yellow Basin

ZHAO QingFang1,2LI ShuangLin1,2WEN ZhenHe1,2GONG JianMing1,2XIAO GuoLin1,2WU LiangLiang3

(1. Key Laboratory of Marine Hydrocarbon Resources and Environmental Geology, Ministry of Land and Resources, Qingdao, Shandong 266071, China;2. Qingdao Institute of Marine Geology, Qingdao, Shandong 266071, China;3. Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China)

Jurassic source rocks and oil sands from Well LV has been analyzed by usual organic geochemical methods and stable carbon isotopic detection in the North Yellow basin, in order to study the geochemical characteristics of the source rocks and the crude oils and oil-to-source correlation. The results show that the maturity of Jurassic source rock is higher, its kerogen type is maily Ⅲ. Middle Jurassic source rocks are higher in organic carbon and lower in hydrocarbon yields, chloroform bitumen “A” and HC, which means they are relatively poor source rocks. The kerogen carbon isotope of the middle Jurassic source rocks is heavy. There is a remarkable difference of carbon isotopic values of middle Jurassic source rocks(-24.4‰～-23.5‰) and crude oils(about -29‰). Therefore, there is no relationship among them. However, TOC content of the upper Jurassic source rocks is lower than that of the middle Jurassic source rocks, but hydrocarbon yields, chloroform bitumen “A” and HC of the upper Jurassic source rocks are higher. The character of chloroform bitumen “A” carbon isotope, distribution pattern of carbon isohopic distributions of individual n-alkanes and biomarkers of upper Jurassic source rocks are similar to crude oils. Comprehensive analysis could draw a conclusion that there is closely relationship between crude oil and the upper Jurassic hydrocarbon source rock, which has good kerogen type and mature parent materials from both higher plants and lower aquatic organisms.

source rocks; oil sandstone extract; organic richness; carbon isotope; oil-source correlation

A

1000-0550(2016)04-0794-09

10.14027/j.cnki.cjxb.2016.04.019

2015-08-24； 收修改稿日期： 2015-12-02

國(guó)土資源部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金(MRE201215)[Foundation: Key Laboratory of the Ministry of Land and Resources of the People's Republic of China, No. MRE201215]

趙青芳女1980年出生碩士高級(jí)工程師油氣地質(zhì)地球化學(xué)E-mail：qingfangzhao@163.com

P618.13