柴達木盆地西部南區(qū)紅113井烴源巖地球化學特征

胡譯文，張 敏

教育部油氣資源與勘探技術重點實驗室(長江大學) 長江大學地球化學系，湖北 荊州 434023

柴達木盆地西部南區(qū)紅113井烴源巖地球化學特征

胡譯文，張 敏

教育部油氣資源與勘探技術重點實驗室(長江大學) 長江大學地球化學系，湖北 荊州 434023

柴達木盆地；烴源巖；飽和烴；地球化學特征

柴達木盆地西南地區(qū)石油資源量占該盆地總資源量的70%以上，是石油勘探的主要戰(zhàn)略目標區(qū)。柴達木盆地西部地區(qū)主要發(fā)育一套第三系咸化湖泊相烴源巖，其中柴西南地區(qū)是柴達木盆地油氣最為富集，也是盆地第三系烴源巖最為發(fā)育的地區(qū)[1]。阿拉爾-紅柳泉地區(qū)位于柴達木盆地西部南區(qū)，是油氣儲量的重要發(fā)現(xiàn)區(qū)。紅113井位于阿拉爾-紅柳泉地區(qū)，總有機碳含量高，具有較好的生油能力。針對柴西南區(qū)第三系典型的咸水湖相沉積特征[2-5]，筆者通過對柴西南地區(qū)紅113井烴源巖抽提物的飽和烴生物標志化合物的分析，進一步認識紅113井烴源巖的飽和烴地球化學分布特征，為充分了解該區(qū)第三系原油的分布及其油源特征提供依據(jù)。

1 樣品與試驗條件

取5g樣品分別粉碎至100目，用索氏抽提法抽提。氯仿瀝青“A”中的瀝青質用正己烷沉淀后，對分離出的飽和烴進行色譜-質譜分析。色譜-質譜分析采用HP6890N GC/5975IMSD，色譜柱為HP25MS柱(30m×0.25mm×0.25μm)。進樣口溫度為300℃。載氣為氦氣，流速為恒定1.0ml/min。升溫程序為50℃恒溫1min，然后以3℃/min速率升溫至315℃后，恒定20min。掃描范圍為50～550amu，質譜檢測為多離子檢測。

2 結果與討論

2.1烴源巖地球化學特征

表1 柴西南地區(qū)紅113井烴源巖基本參數(shù)表

圖1 柴西南紅113井烴源巖熱解Tmax和IH關系圖

2)有機質類型與成熟度 利用烴源巖熱解分析參數(shù)能夠快速有效地評價有機質類型。根據(jù)表1中Tmax和IH可以繪出有機質分類關系圖(見圖1)。從圖1可以看出，紅113井烴源巖干酪根類型主要為Ⅱ型，Ⅲ型較少，尤其是2796.44～2805.25m的烴源巖，有機質豐度較高，有機質類型為Ⅱ1型，且埋深較大，并達到成熟階段(見表1)，可以判定是優(yōu)質烴源巖。

紅113井深度范圍在2770～2805.25m之間，其TOC大于0.8%，且干酪根類型為Ⅱ型，烴源巖屬于成熟階段；而深度范圍在2814.02～2822.59m之間，其TOC在0.4%～0.6%之間，且干酪根為Ⅲ型，烴源巖屬于低熟階段，表明紅113井烴源巖成熟度大體上是隨深度增加而降低的。

2.2烴源巖飽和烴地球化學特征

1) 正構烷烴 正構烷烴是烴源巖氯仿瀝青“A”中飽和烴的優(yōu)勢組分，其分布與組成不僅可以反映烴源巖原始生烴母質的性質和沉積環(huán)境，而且還能反映烴源巖中有機質經(jīng)歷的熱演化程度。柴西南紅113井烴源巖飽和烴色譜參數(shù)統(tǒng)計如表2所示。從表2可以看出，紅113井除少數(shù)樣品外，大多數(shù)樣品正構烷烴碳數(shù)分布較寬。在高碳數(shù)范圍內，除埋深于2771.8m的樣品分布較平滑外，其他樣品均具有明顯的奇碳數(shù)優(yōu)勢，代表其烴源巖有機質來源主要為高等植物。埋深于2788.4m和2844m的樣品，正構烷烴的分布明顯具有雙峰特征，前峰具有偶碳數(shù)優(yōu)勢，而后峰具有奇碳數(shù)優(yōu)勢，說明有機質來源為混源。

表2 柴西南紅113井烴源巖飽和烴色譜參數(shù)統(tǒng)計表

注：Pr表示姥鮫烷；Ph表示植烷；OEP20-24表示奇偶優(yōu)勢；∑nC21-/∑n C22+表示輕重比。

2)類異戊間二烯烷烴 一般認為，強還原、高含鹽環(huán)境的沉積物中常具有強烈的植烷(Ph)優(yōu)勢。在還原環(huán)境中，植烷豐度明顯減弱，但仍保持一定的優(yōu)勢，而在沼澤環(huán)境中則往往具有強烈的姥鮫烷(Pr)優(yōu)勢。通常用原油中的Pr/nC17值和Ph/nC18值來研究母質類型和形成環(huán)境。紅113井烴源巖樣品Pr/Ph值分布范圍為0.09～0.39(見表2)，均值為0.18，具強烈的植烷優(yōu)勢，因而為強還原性沉積環(huán)境。

圖2 柴西南紅113井烴源巖Pr/nC17值和Ph/nC18值關系圖

Pr/nC17值和Ph/nC18值分布范圍分別為0.27～1.00和0.61～9.88(見表2)，以Ph/nC18值為橫坐標，Pr/nC17值為縱坐標作圖(見圖2)，從圖2可以看出，紅113井烴源巖樣品均來自于高鹽、強還原環(huán)境，符合柴西南地區(qū)烴源巖為咸水湖相沉積的特征。

3) 萜烷 針對柴達木盆地第三系咸湖相沉積特征，采用五環(huán)三萜系列來進行研究。與其他咸湖相沉積一樣，其烴源巖樣品抽提物同樣表現(xiàn)為高伽瑪蠟烷(Gam)。一般認為伽瑪蠟烷的出現(xiàn)是水體鹽度較高的標志[6]。紅113井埋深于2714.3～2821.5m的5個樣品(見表3)，除埋深于2788.4m的樣品的伽馬蠟烷含量相對較低外，其他4個樣品伽馬蠟烷含量均較高，伽馬蠟烷/C30藿烷比值分布于0.75～1.12，伽馬蠟烷占優(yōu)勢，表示沉積環(huán)境為強還原環(huán)境。但深度在2844m和2859.5m埋深較深的2個樣品，其伽馬蠟烷相對含量較低，伽馬蠟烷/C30藿烷比值小于0.3，伽馬蠟烷不占優(yōu)勢，表示沉積還原性相對較低。

圖3 柴西南紅113井烴源巖C27-29(%)甾烷相對組成

4)甾烷 一般以高等植物有機質為主要生源時C29規(guī)則甾烷占優(yōu)勢，而以水生生物為主要生源時C27規(guī)則甾烷占優(yōu)勢。柴西南紅113井烴源巖C27-29(%)甾烷相對組成如圖3所示。從圖3可以看出，C27規(guī)則甾烷占優(yōu)勢，表明有機質生源構成為混源，主要來源于水生生物。

規(guī)則甾烷/藿烷值可以反映真核生物(主要是藻類和高等植物)與原核生物(細菌)對源巖的貢獻。一般情況下，高含量的甾烷以及高的甾/藿值(≥1)是主要來源于浮游或底棲藻類生物的海相有機質特征。相反，低含量的甾烷和低的甾/藿值主要指示陸源或微生物改造過的有機質。柴西南紅113井抽提物甾、萜類生物標志化合物參數(shù)統(tǒng)計如表3所示。從表3可以看出，C29規(guī)則甾烷/C30藿烷在深度范圍為2714.3～2796.9m時，其比值較高(>1)，即烴源巖來源于浮游水生生物；在深度范圍為2821.5～2859.5m時，其比值總體較低，說明烴源巖有機質來源于陸源高等植物或改造過的有機質。

表3 柴西南紅113井抽提物甾、萜類生物標志化合物參數(shù)統(tǒng)計表

注：A為αααC2920S/(20S+20R)；B為C29αββ/(αα+ββ)。

3 結 論

1) 烴源巖在2770～2861m層段，TOC均值為0.71%，含量相對較高。有機質類型主要為Ⅱ型，Ⅲ型較少?？傮w上烴源巖Ro>0.5%。因此，該烴源巖屬于成熟階段，為較好烴源巖。

2) 紅113井烴源巖形成于高鹽、強還原環(huán)境，符合柴西南地區(qū)烴源巖為咸水湖相沉積的特征。

3) C27-29甾烷相對組成中，C27規(guī)則甾烷占優(yōu)勢，反映烴源巖有機質來源主要為水生生物。

[2]金強,查明,趙磊.柴達木盆地西部第三系鹽湖相有效生油巖的識別[J].沉積學報,2001,34(1):1543-1558.

[3] 張枝煥,楊藩,李東明,等.中國新生界咸水湖相烴源巖和原油生物標志物組合特征[J].沉積學報,1998,16(3):119-123.

[4] 黃第藩,張大江,李晉超,等.柴達木盆地第三系油源對比[J].沉積學報,1989,7(2):1-13.

[5] 朱揚明,蘇愛國,梁狄剛,等.柴達木盆地西部第三系咸水湖相原油地球化學特征[J].地質科學,2004,39(4):475-485.

[6] Peters K E,Moldowan J M. The Biomarker Guide:Interpreting Molecular Fossils in Petroleum and Ancient Sediments[M].New Jersey :Prentice Hall Inc,1993:111-210.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409.2011.08.006

TE121;P593

A

1673-1409(2011)08-0017-03