塔木察格盆地南貝爾凹陷優(yōu)質(zhì)烴源巖地球化學(xué)特征

白如清

（大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

塔木察格盆地南貝爾凹陷優(yōu)質(zhì)烴源巖地球化學(xué)特征

白如清*

（大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)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(fā)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(xué)特征。通過族組成、飽和烴色譜、生物標(biāo)志化合物、碳同位素等指標(biāo)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(xué)特征進(jìn)行了綜合研究，結(jié)果表明，源巖飽和烴含量較高，芳烴含量較低，非烴+瀝青質(zhì)含量范圍變化較大，體現(xiàn)湖相生源特征。飽和烴色譜圖形態(tài)主要為單峰型，主峰碳一般為nC19、nC21和nC23，反映有機(jī)質(zhì)為低等水生生物和陸源高等植物的雙重來源。色譜—質(zhì)譜圖中三環(huán)萜烷含量很低，以五環(huán)三萜烷為主；甾類化合物以規(guī)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(jī)質(zhì)類型較好，低等水生生物輸入的比例較大。綜合評價認(rèn)為南屯組烴源巖母質(zhì)類型好，成熟度適中，是該區(qū)的主力烴源巖。

塔木察格盆地；南貝爾凹陷；烴源巖；地球化學(xué)特征

南貝爾凹陷位于蒙古國塔木察格探區(qū)19和21區(qū)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(fā)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(yè)油流，具有較好的勘探潛力。前人對該區(qū)油氣進(jìn)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(xué)特征認(rèn)識，還不能滿足精細(xì)勘探的需要。本文通過族組成、飽和烴氣相色譜、生物標(biāo)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(xué)特征進(jìn)行了深入的研究，并提出了新的認(rèn)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(jìn)行柱層析分離，得到飽和烴、芳烴、非烴、瀝青質(zhì)。

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(zhì)在0.11%～38.59%之間，含量范圍變化較大，體現(xiàn)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)為湖相有機(jī)質(zhì)。

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(zhì)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(zhì)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(rèn)識源巖母質(zhì)來源、形成環(huán)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(tài)主要為單峰型，碳數(shù)分布在nC14～nC36，主峰碳一般為nC19、nC21和nC23，反映有機(jī)質(zhì)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(shù)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(shù)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(shù)（表1）所反映的情況來看，大磨拐河組烴源巖OEP值均表現(xiàn)為明顯的奇碳數(shù)優(yōu)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(huán)境在不斷變化。Peters和Moldowan（2005）指出，在生油窗內(nèi)的樣品，高的Pr/Ph比值（＞3.0）指示氧化條件下的陸源有機(jī)質(zhì)的輸入，低比值（Pr/Ph＜0.8）代表缺氧的通常是超鹽度環(huán)境。因此我們分析認(rèn)為，東次凹北洼槽沉積水體為偏咸水環(huán)境，東次凹南洼槽及西次凹沉積水體總體為淡水沉積環(huán)境，塔21-19井處南屯組二段和基巖源巖沉積環(huán)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(shù)

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(zhì)［8-11］。從南貝爾凹陷烴源巖飽和烴—芳烴碳同位素關(guān)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(jī)質(zhì)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(shù)據(jù)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(xiàn)為δ13C飽＜δ13C芳＜δ13C非＜δ13C瀝青質(zhì)。南屯組原油母源為腐泥質(zhì)。

4　生物標(biāo)志化合物特征

生物標(biāo)志化合物參數(shù)是油源對比的重要指標(biāo)［12］，是有機(jī)地球化學(xué)研究中一項重要技術(shù)，在研究源巖形成環(huán)境、成熟演化、后期改造蝕變及石油來源等發(fā)揮了重要作用。

從南貝爾凹陷烴源巖抽提物色譜—質(zhì)譜分析結(jié)果（表3，圖4）得到，各個層位三環(huán)萜烷含量均很低，以五環(huán)三萜烷為主；甾類化合物以規(guī)則甾烷為主，見一定數(shù)量孕甾烷，C27和C29甾烷含量高，一般來說，C27與水生生物有關(guān)，C29甾烷與陸源高等植物有關(guān)［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(guān)系

表2　南貝爾凹陷烴源巖組分碳同位素數(shù)據(jù)

表3　南貝爾凹陷烴源巖飽和烴色質(zhì)參數(shù)

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(fā)現(xiàn)，說明西次凹局部沉積水體為偏咸水環(huán)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(qū)局部沉積水體為偏咸水沉積環(huán)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(dāng)，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(qū)沉積水體為半咸水沉積環(huán)境。

圖4　南貝爾凹陷烴源巖生物標(biāo)志物質(zhì)譜—色譜

5　結(jié)論

南貝爾凹陷地球化學(xué)特征主要表現(xiàn)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(zhì)含量范圍變化較大，體現(xiàn)湖相生源特征。

（2）烴源巖抽提物的飽和烴色譜形態(tài)主要為單峰型，碳數(shù)分布在nC14～nC36，主峰碳一般為nC19、nC21和nC23，反映有機(jī)質(zhì)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(jī)質(zhì)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(zhì)譜分析結(jié)果三環(huán)萜烷含量很低，以五環(huán)三萜烷為主；甾類化合物以規(guī)則甾烷為主，見一定數(shù)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(rèn)為南屯組烴源巖母質(zhì)類型好，成熟度適中，是該區(qū)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(tuán)公司重點項目“海塔盆地巖性—地層油氣藏富集規(guī)律與目標(biāo)評價”（編號：20008ZX05001-001）資助。

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