渤海灣盆地車鎮(zhèn)凹陷下古生界烴源巖生物標(biāo)志物特征

林紅梅

(1.中國石油大學(xué)(華東) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266580；2.中國石化 勝利油田分公司 勘探開發(fā)研究院，山東 東營 257015)

渤海灣盆地車鎮(zhèn)凹陷下古生界烴源巖生物標(biāo)志物特征

林紅梅1,2

(1.中國石油大學(xué)(華東) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266580；2.中國石化 勝利油田分公司 勘探開發(fā)研究院，山東 東營 257015)

利用GC-MS技術(shù)對渤海灣盆地車鎮(zhèn)凹陷下古生界碳酸鹽巖的生物標(biāo)志物進(jìn)行研究，探討了烴源巖沉積環(huán)境、有機(jī)質(zhì)來源及熱演化程度，對比了其與古近系烴源巖的差異。研究表明：下古生界碳酸鹽巖正構(gòu)烷烴主峰碳數(shù)低、奇偶優(yōu)勢不明顯，類異構(gòu)烷烴呈弱植烷優(yōu)勢或姥鮫烷-植烷均勢；萜烷類化合物以藿烷為主、三環(huán)萜烷含量較低、四環(huán)萜烷相對較多，升藿烷系列分布正常，γ-蠟烷含量較低；C27、C28和C29規(guī)則甾烷呈不對稱的“V”型分布，重排甾烷含量低，4α-甲基甾烷含量較高；芳烴中菲和三芴系列占優(yōu)勢，缺少聯(lián)苯等高等植物輸入的生物標(biāo)志物，萘系列豐富及1, 2, 5 -三甲基萘、1, 2, 5, 6-四甲基萘豐度低，三芴中硫芴豐度高、氧芴低，芳香甾烷以三芳甾烷為主，缺失單芳甾烷。上述特征指示，下古生界烴源巖形成于還原性淺海環(huán)境，源于菌藻類和浮游類低等生物，演化階段處于高—過成熟階段。對比優(yōu)選出了可以區(qū)分下古生界與古近系烴源巖的4個(gè)飽和烴和5個(gè)芳烴生標(biāo)參數(shù)，為該區(qū)下古生界油藏的油源判識(shí)提供了依據(jù)。

生物標(biāo)志物；碳酸鹽巖；下古生界；車鎮(zhèn)凹陷，渤海灣盆地

車鎮(zhèn)凹陷位于渤海灣盆地濟(jì)陽坳陷的西部，自2000年以來，下古生界碳酸鹽巖油氣勘探不斷取得重大突破，探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量4 000多萬噸[1-2]。長期以來，該區(qū)古近系沙三下亞段(Es3x)、沙四上亞段(Es4s)及沙一段(Es1)湖相泥巖被認(rèn)為是主要烴源巖[3-4]，而將下古生界碳酸鹽巖視為非烴源巖[5]。但是，在古近系烴源巖之下、缺少源—儲(chǔ)連通條件的下古生界發(fā)現(xiàn)了車古20、車古52等古潛山油藏[6]。尋找區(qū)分下古生界與古近系烴源巖的地化指標(biāo)，是落實(shí)下古生界潛山油氣來源的關(guān)鍵。本文在下古生界烴源巖特征分析的基礎(chǔ)上，選取了10塊奧陶系和寒武系碳酸鹽巖巖心樣品，利用GC-MS測試技術(shù)對飽和烴生物標(biāo)志物進(jìn)行研究，探討了下古生界碳酸鹽巖的有機(jī)地球化學(xué)特征和鑒別標(biāo)志，并結(jié)合前人關(guān)于古近系烴源巖的測試數(shù)據(jù)，提出了判識(shí)不同層段烴源巖的生標(biāo)組合參數(shù)，以期為下古生界潛山油氣藏的油源判識(shí)和成藏機(jī)制研究提供依據(jù)。

1 下古生界烴源巖基本特征

車鎮(zhèn)凹陷下古生界碳酸鹽巖為一套臺(tái)地型陸表海沉積，可作為烴源巖的巖石類型主要包括深灰色碳酸鹽巖和灰黑色灰質(zhì)泥巖，前者可分為灰?guī)r和白云巖。在下古生界油氣勘探過程中，根據(jù)勝利油田等的測試數(shù)據(jù)，寒武系和奧陶系碳酸鹽巖有機(jī)質(zhì)豐度均較低。寒武系灰質(zhì)泥巖和白云巖有機(jī)碳(TOC)含量為0.08%～0.2%，平均值分別為0.14%和0.09%；生烴潛量(S1+S2)為0.01～1.05 mg/g，均值分別為0.023 mg/g和0.59 mg/g；氯仿瀝青“A”含量為0.002%～0.141%，平均值為0.003%和0.008 9%。奧陶系灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r烴源巖TOC含量一般為0.06%～0.22%，個(gè)別泥灰?guī)r樣品達(dá)2.11%，均值分別為0.11%和0.15%；S1+S2為0.01～1.05 mg/g，均值為0.24 mg/g和0.027 mg/g；氯仿瀝青“A”含量為0.003%～0.053%，平均值為0.017%和0.019%。

寒武系和奧陶系烴源巖干酪根組分相同，主要由無定形腐泥體組成(相對含量大于95%)，含少量的海相鏡質(zhì)體和次生瀝青體，反映生烴母質(zhì)為低等浮游生物占優(yōu)勢的海相有機(jī)質(zhì)特征，屬于I型干酪根。奧陶系烴源巖瀝青質(zhì)反射率(Rb)為0.93%～1.72%，寒武系碳酸鹽巖Rb在1.27%～1.96%之間，反映有機(jī)質(zhì)處于成熟—高成熟階段。前人通過原始有機(jī)碳的恢復(fù)[7]，認(rèn)為現(xiàn)今有機(jī)質(zhì)豐度低主要與經(jīng)歷的高熱演化程度有關(guān)，下古生界烴源巖具備了一定的原始生烴潛力。

2 樣品和實(shí)驗(yàn)

在對研究區(qū)5口下古生界系統(tǒng)取心井巖心觀察的基礎(chǔ)上，選取10塊奧陶系和寒武系樣品進(jìn)行抽提物GC-MS測試。測試樣品巖性包括深灰色灰?guī)r、灰(黑)色泥灰?guī)r和灰(黑)色灰質(zhì)泥巖。樣品經(jīng)粉碎、抽提、族組分分離后，在GC6890N/MSD5973N聯(lián)用儀上進(jìn)行飽和烴和芳烴餾分生標(biāo)化合物鑒定，檢測依據(jù)為GB/T1806-2001。色譜測試條件：GC氣化室溫度250 ℃，色譜柱選用SE54(30 m×0.25 mm)彈性石英毛細(xì)管柱，固定相涂膜厚度0.25 μm，載氣為氦氣，起始溫度80 ℃，以4 Co/min的速率升溫至290oC，之后保持恒溫30 min。質(zhì)譜條件：MSD離子源為EI源，離子源溫度為230 ℃，電離電壓為70 eV。樣品生物標(biāo)志化合物的鑒定，依據(jù)美國NIST05譜庫的色譜和質(zhì)譜保留指數(shù)。

實(shí)驗(yàn)在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所蘭州油氣地化測試中心完成。

3 結(jié)果與討論

3.1 正構(gòu)烷烴和類異構(gòu)烷烴特征

根據(jù)飽和烴氣相色譜測試結(jié)果(表1)，奧陶系和寒武系烴源巖正構(gòu)烷烴特征相似，主要為低碳數(shù)的單峰形態(tài)，主峰碳數(shù)在nC25之前，多數(shù)在nC16-nC18之間；(nC21+nC22) /(nC28+nC29)一般大于1，部分樣品大于10，反映有機(jī)母質(zhì)輸入以菌藻類等低等水生生物為主。OEP值在0.93～1.26之間，CPI值為0.97～1.2，除了少數(shù)樣品外，基本無明顯的奇碳或偶碳優(yōu)勢，與典型碳酸鹽巖或蒸發(fā)鹽環(huán)境正構(gòu)烷烴偶碳數(shù)優(yōu)勢特征有差異[8]。

表1 渤海灣盆地車鎮(zhèn)凹陷下古生界烴源巖抽提物飽和烴氣相色譜數(shù)據(jù)

從類異戊二烯烴生標(biāo)參數(shù)來看(表1)，除了個(gè)別奧陶系樣品Pr/Ph值較高，多數(shù)樣品Pr/Ph值都介于0.37～1.2之間，一般小于1或略大于1，呈現(xiàn)出植烷優(yōu)勢或姥鮫烷—植烷均勢；Pr/nC17比值為0.17～0.71，Ph/nC18比值為0.14～0.70，反映弱還原淺海環(huán)境，與渤海灣盆地黃驊坳陷及塔里木盆地下古生界碳酸鹽巖相似[9]。

3.2 萜烷類化合物特征

根據(jù)測試結(jié)果，萜烷類化合物主要包括三環(huán)萜、四環(huán)萜、藿烷類和非藿烷五環(huán)三萜化合物，以藿烷系列化合物最豐富，非藿烷五環(huán)三萜化合物主要是伽馬蠟烷(圖1，表2)。三環(huán)萜烷含量較低，∑三環(huán)萜/∑藿烷為0.08～0.36。四環(huán)萜烷含量相對較高，除了少數(shù)樣品的C24四環(huán)萜/C26三環(huán)萜小于1，其余樣品該值為1.01～5.33。有研究者認(rèn)為豐富的C24四環(huán)萜烷是碳酸鹽巖或蒸發(fā)巖沉積環(huán)境的標(biāo)志[10]；也有學(xué)者認(rèn)為四環(huán)萜烷可能來自藿烷先質(zhì)，具有陸源有機(jī)質(zhì)指示意義[11]。

圖1 渤海灣盆地車鎮(zhèn)凹陷下古生界烴源巖飽和烴抽提物甾萜烷類化合物質(zhì)譜圖

表2 渤海灣盆地車鎮(zhèn)凹陷下古生界烴源巖飽和烴抽提物中萜類化合物生標(biāo)數(shù)據(jù)

Table 2 Terpenoid biomarkers of saturated hydrocarbon extracted from the Lower Paleozoic source rocks in the Chezhen Sag, Bohai Bay Basin

樣號(hào)深度/m層位C24四環(huán)萜/C26三環(huán)萜∑三環(huán)萜/∑藿烷C29藿烷/C30藿烷γ-蠟烷/C30藿烷C35升藿烷/C34升藿烷C31藿烷-22S/(S+R)CG201-13274.1O0.730.100.560.140.570.61CG201-23278.5O1.420.230.650.120.430.58CG201-33287.9O0.710.080.520.070.750.58CG201-43486.6O4.230.120.640.060.660.60CG202-13702.5O2.670.180.600.130.620.60CG202-24047.5O0.320.120.520.040.600.54DG6753352.7O1.590.140.450.111.400.59CG191795.8-C1.130.360.540.130.740.60CG202-34562.2-C0.440.080.590.080.690.60CG202-44562.5-C0.370.130.570.030.660.58

本次樣品C29/C30藿烷和C35/C34升藿烷比值較低(表2)，C29/C30藿烷比值為0.45～0.67，C35/C34升藿烷比值除了大古675井奧陶系樣品為1.4之外，多數(shù)在0.4～0.75之間；γ-蠟烷/C30藿烷多數(shù)在0.05～0.2。萜烷中藿烷類主要來源于原核生物或細(xì)菌，能夠指示烴源巖的形成環(huán)境[12]，一般陸相煤系源巖具有極低的C35/C34升藿烷比值，海相碳酸鹽巖具有明顯的C35藿烷優(yōu)勢和高C29/C30藿烷比值(大于1)。本次碳酸鹽巖生物標(biāo)志物特征與典型海相有明顯的不同，可能是受高熱演化成熟度的影響。伽馬蠟烷常被當(dāng)做水體鹽度和沉積環(huán)境的標(biāo)志化合物，但越來越多的實(shí)例表明，強(qiáng)還原、超鹽度環(huán)境不總是具有高含量的伽馬蠟烷[13]，伽馬蠟烷實(shí)質(zhì)上是沉積水體分層的標(biāo)志[14]。研究區(qū)伽馬蠟烷發(fā)育特征表明，下古生界碳酸鹽巖沉積水體營養(yǎng)豐富，但是分層不明顯。

3.3 甾烷類化合物特征

研究區(qū)下古生界烴源巖中的甾烷類化合物以C27-C29規(guī)則甾烷為主，其次是重排甾烷，同時(shí)樣品中檢測出較多的4α-甲基甾烷(圖1，表3)。規(guī)則甾烷含量變化大，ααα20R-C27，C28，C29規(guī)則甾烷呈不對稱的“V”字型，C27或C29甾烷占優(yōu)勢，ααα20R-C27/ C29甾烷比值為0.61～1.73。C27甾烷優(yōu)勢反映了菌藻類和浮游動(dòng)物生源特征，高豐度的C29甾烷主要源自藍(lán)綠藻等浮游植物。重排甾烷含量較低，C27重排/C27規(guī)則甾烷為0.11～0.36，C27重排/ C27-29規(guī)則甾烷為0.04～0.2。重排甾烷的含量受沉積環(huán)境和成熟度影響，研究區(qū)下古生界碳酸鹽巖形成于偏還原性、貧黏土的海相沉積環(huán)境，較低的重排甾烷含量反映沉積環(huán)境對其形成的制約作用。

樣品中含較多的4α-甲基甾烷，4α-甲基甾烷/C29規(guī)則甾烷一般為0.32～0.48。通常認(rèn)為溝鞭藻是4α-甲基甾烷尤其是甲藻甾烷的先質(zhì)[15-16]，但4α-甲基、24-乙基膽甾烷也可以由其他浮游藻類或細(xì)菌提供[17]。前人曾將高含量的4α-甲基甾烷作為湖相淡水甲藻類生源的標(biāo)志[18-20]，但是研究區(qū)下古生界至今未發(fā)現(xiàn)溝鞭藻類及其親緣化石。所以，僅靠現(xiàn)有的地質(zhì)和地球化學(xué)證據(jù)，難以判斷下古生界烴源巖中高含量4α-甲基甾烷的生源和成因。根據(jù)上文對沉積環(huán)境和有機(jī)母質(zhì)來源的討論，推測下古生界源巖中4α-甲基甾烷可能源于浮游藻類或細(xì)菌。

下古生界烴源巖規(guī)則甾烷異構(gòu)化參數(shù)C29ββ甾烷/(αα+ββ)僅為0.25～0.54，C29甾烷20S/(20S+20R)為0.18～0.49(表3)，與視鏡質(zhì)體反射率Rc指示的高成熟特征不符，說明高—過成熟階段C2920S/(20S+20R)和C29ββ/ (αα+ββ)，難以反映烴源巖成熟度特征。

3.4 芳烴化合物特征

樣品中萘系列化合物包括萘(N)、甲基萘(MN)、乙基萘、二甲基萘(DMN)、三甲基萘(TMN)和四甲基萘(TeMN)，缺少指示高等植物來源的卡達(dá)烯(圖2)。1, 2, 5 -三甲基萘和1, 2, 5, 6-四甲基萘相對含量低(表4)，指示了海相環(huán)境低等藻類和細(xì)菌生源的有機(jī)質(zhì)特征。甲基萘異構(gòu)體比值常用來判識(shí)烴源巖和原油成熟度，常用的有MNR、TNR1、TNR2、TeMNr等。樣品MNR為0.96～1.28，TNR1為0.92～1.27，TNR2為0.72～0.95、TeMNr為0.47～0.89(表4)，反映烴源巖具有較高成熟度。但是，根據(jù)TNR2與Rcb(等效鏡質(zhì)體反射率)的換算關(guān)系[23]，Rcb僅0.83%～0.97%，顯著低于烴源巖的實(shí)測瀝青質(zhì)反射率Rb，反映甲基萘成熟度參數(shù)對于下古生界烴源巖的熱演化程度指示效果較差。這可能與過高熱演化導(dǎo)致萘系列化合物發(fā)生聚合反應(yīng)而成其他種類的稠環(huán)芳烴有關(guān)[24]。

表3 渤海灣盆地車鎮(zhèn)凹陷下古生界烴源巖飽和烴抽提物甾類化合物生標(biāo)數(shù)據(jù)

圖2 渤海灣盆地車鎮(zhèn)凹陷下古生界烴源巖芳烴餾分總離子譜圖

樣品中檢測到完整的菲系列化合物(圖2)，包括菲(P)、甲基菲(MP)、二甲基菲(DMP)、三甲基菲(TMP)、四甲基菲(TeMP)和乙基菲。甲基菲指數(shù)計(jì)算表明(表4)，MPI1值為0.47～0.91，MPI2為0.52～0.98，MPI3為0.62～0.89，利用Radke等建立的等效鏡質(zhì)體反射率換算公式[25]，計(jì)算Rc為1.75%～2.02%，這與實(shí)測瀝青質(zhì)反射率Rb值范圍相當(dāng)，證明甲基菲指數(shù)(MPI)能夠作為表征研究區(qū)烴源巖成熟度的生標(biāo)參數(shù)。

樣品中三芴系列硫芴(DBT)占明顯優(yōu)勢(表4)，DBT/(DBT+F+OF)為71%～100%，而氧芴(OF)和芴(F)含量均低，指示了高硫的強(qiáng)還原性沉積環(huán)境。DBT/P也能反映源巖沉積環(huán)境[26]，樣品中DBT/P在0.13～0.26之間，表現(xiàn)為典型海相碳酸鹽巖特征(表4)。

表4 渤海灣盆地車鎮(zhèn)凹陷下古生界烴源巖芳烴化合物生標(biāo)數(shù)據(jù)

注：a為1,2,5-TMN/TMN；b為1,2,5,6-TeMN/TeMN；c為4,6-/1,4-DMDBT；d為C26-20S/C28-20S三芳甾烷；MNR=2-MN/1-MN;TNR1=2,3,6-/(1,4,6-+1,3,5-)TMN;TNR2=(1,3,7-TMN+2,3,6-TMN)/(1,3,5-TMN+1,3,6-TMN+1,4,6-TMN);Rcb=0.4+0.6×TNR2;TeMNr=1,3,6,7-TeMN/(1,3 ,6,7-TeMN +1,2,5,6-TeMN) ;MPI1=1.5×(3-MP+2-MP)/(P+1-MP+9-MP);MPI2=3×2-MP/(1-MP+ 9-MP);MPI3=(3-MP+2-MP)/(1-MP+9-MP);Rc=0.6MPI1+2.3(成熟度在Ro>1.35%時(shí)適用);Rd=0.35(4-MDBT/1-MDBT)+0.46

三芳甾烷系列通常被認(rèn)為是單芳甾烷受熱后的芳構(gòu)化產(chǎn)物, 同時(shí)也與有機(jī)質(zhì)的原始母質(zhì)輸入有關(guān)[12]。樣品芳烴餾分中均檢測到三芳甾烷，但幾乎不含單芳甾烷，應(yīng)是演化程度較高的原因。另外，C26三芳甾烷20S/C28三芳甾烷20S為0.51～0.79，指示了咸水沉積環(huán)境，可以作為研究區(qū)下古生界沉積環(huán)境的標(biāo)志。

3.5 下古生界與古近系烴源巖生標(biāo)特征對比

為了區(qū)分下古生界與古近系烴源巖，將本次分析結(jié)果與前人古近系烴源巖GC-MS測試飽和烴數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比。前人對古近系Es1、Es3x和Es4s烴源巖研究表明[3,7]，Es1源巖形成于強(qiáng)還原的高鹽度咸水環(huán)境，低等水生生物輸入占絕對優(yōu)勢，有機(jī)質(zhì)成熟度低；生物標(biāo)志物表現(xiàn)為強(qiáng)植烷優(yōu)勢、γ-蠟烷含量異常高、重排甾烷含量極低、甲藻甾烷含量較高、4α-甲基甾烷含量低，正構(gòu)烷烴具有顯著的奇偶優(yōu)勢，C31藿烷和規(guī)則甾烷異構(gòu)化程度差。Es3x烴源巖形成于弱還原—弱氧化的淡水環(huán)境，低等水生生物為主，混合少量高等植物，屬于成熟烴源巖；生標(biāo)特征表現(xiàn)為姥鮫烷優(yōu)勢、γ-蠟烷含量低、重排甾烷含量高、幾乎不含甲藻甾烷、4α-甲基甾烷含量很高，正構(gòu)烷烴奇偶優(yōu)勢不明顯，C31藿烷和規(guī)則甾烷異構(gòu)化程度較高。Es4s烴源巖形成于弱還原性的咸水—半咸水沉積環(huán)境，表現(xiàn)為低等水生生物為主、高等植物貢獻(xiàn)明顯的混合型母質(zhì)特征，屬于成熟烴源巖；生物標(biāo)記物特征為植烷優(yōu)勢或姥鮫烷/植烷均勢、γ-蠟烷含量較高、重排甾烷含量低、甲藻甾烷含量較高、4α-甲基甾烷含量低，正構(gòu)烷烴奇偶優(yōu)勢不明顯，C31藿烷和規(guī)則甾烷異構(gòu)化程度與沙三下亞段烴源巖相當(dāng)(圖3)。

與古近系各層段的湖相烴源巖相比，下古生界碳酸鹽巖形成于弱還原性淺海環(huán)境，以菌藻類和浮游類低等生物為母質(zhì)來源，高—過成熟。生物標(biāo)志物為植烷優(yōu)勢或姥鮫烷—植烷均勢、γ-蠟烷含量較低、重排甾烷含量低、4α-甲基甾烷含量較高等特征。通過多種生物標(biāo)志物參數(shù)對比，優(yōu)選了Pr/Ph、γ-蠟烷/C30藿烷、C27重排/C27規(guī)則甾烷、4α-甲基甾烷/C29規(guī)則甾烷等4個(gè)飽和烴參數(shù)組合，來區(qū)分下古生界和古近系烴源巖(圖4)。從圖4可以看出，Pr/Ph可將下古生界與Es1、Es3x烴源巖相區(qū)分，下古生界烴源巖Pr/Ph一般為0.37～1.2，明顯高于Es1烴源巖(0.1～0.3)，低于Es3x烴源巖(>1.5)，而與Es4s烴源巖Pr/Ph(0.4～1.1)區(qū)分不明顯。γ-蠟烷/C30藿烷可以區(qū)分下古生界與Es4s、Es1烴源巖，下古生界γ-蠟烷/C30藿烷一般為0.05～0.2，低于Es4s(0.3～0.7)及Es1(0.5～1.7)烴源巖，但該參數(shù)值與Es3x烴源巖區(qū)分性較差。Es3x烴源巖C27重排/C27規(guī)則甾烷比值一般為0.5～1.0，高于下古生界(0.11～0.36)、Es1(<0.1)和Es4s(0.06～0.28)烴源巖，是Es3x烴源巖區(qū)別于其他層段的典型特點(diǎn)。4α-甲基甾烷/C29規(guī)則甾烷可區(qū)分古生界與Es4s、Es1烴源巖，下古生界4α-甲基甾烷/C29規(guī)則甾烷為0.32～0.48，高于Es1(0.12～0.18)和Es4s烴源巖(0.15～0.17)。

圖3 渤海灣盆地車鎮(zhèn)凹陷古近系烴源巖飽和烴色譜—質(zhì)譜圖

圖4 渤海灣盆地車鎮(zhèn)凹陷古生界烴源巖與古近系烴源巖生標(biāo)參數(shù)對比

除此之外，下古生界烴源巖還存在多個(gè)標(biāo)志性的芳烴類生標(biāo)參數(shù)，表現(xiàn)為低1,2,5 -TMN/∑TMN比值(0.06～0.13)、低1,2,5,6-TeMN/∑TeMN比值(0.04～0.15)、高DBT/( DBT+F+OF)比值(0.7～1)、較低DBT/P比值(0.13～0.26)和高M(jìn)PI(MPI1為0.47～0.91)等特征，特別是MPI能夠很好地反映下古生界烴源巖的高熱演化程度，彌補(bǔ)了飽和烴甾萜類成熟度參數(shù)的不足。根據(jù)這5個(gè)芳烴類化合物和4個(gè)飽和烴化合物生標(biāo)參數(shù)，能有效地判識(shí)研究區(qū)下古生界油藏的油氣來源。

4 結(jié)論

(1)車鎮(zhèn)凹陷下古生界碳酸鹽巖烴源巖正構(gòu)烷烴主要為低碳數(shù)單峰形態(tài)、奇偶優(yōu)勢不明顯，支鏈烷烴呈弱植烷優(yōu)勢或姥鮫烷—植烷均勢；甾萜烷類生物標(biāo)志化合物具有γ-蠟烷含量較低、升藿烷系列分布正常、C27-C29規(guī)則甾烷呈不對稱“V”字型、重排甾烷含量低、4α-甲基甾烷含量較高等特征。

(2)芳烴類化合物以菲和三芴系列占優(yōu)勢，缺少聯(lián)苯、卡達(dá)烯、惹烯等典型高等植物輸入的生物標(biāo)志物；萘系列1, 2, 5 -三甲基萘和1, 2, 5, 6-四甲基萘相對豐度低；三芴化合物中富含硫芴，氧芴豐度低；芳香甾烷以三芳甾烷為主，缺失單芳甾烷。

(3)Pr/Ph、γ-蠟烷/C30藿烷、C27重排/C27規(guī)則甾烷、4α-甲基甾烷/C29規(guī)則甾烷等參數(shù)能夠較好區(qū)分下古生界與古近系烴源巖，芳烴化合物參數(shù)1, 2, 5 -TMN/∑TMN、1,2,5,6-TeMN/∑TeMN、DBT/( DBT+F +OF)、DBT/P和MPI等能夠有效指示下古生界海相碳酸鹽巖烴源巖的生源、沉積環(huán)境和成熟特征。

(4)下古生界烴源巖形成于還原性淺海環(huán)境，以菌藻類和浮游類低等生物為母源；受高—過成熟影響，飽和烴甾萜烷類成熟度生標(biāo)參數(shù)失效，芳烴甲基菲比值是有效成熟度指標(biāo)。

[1] 林紅梅.渤海灣盆地車鎮(zhèn)凹陷南坡碳酸鹽巖分布主控因素[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2016,38(6):779-786.

Lin Hongmei.Main controlling factors for carbonate rock distribution on the southern slope of Chezhen Sag,Bohai Bay Basin[J].Petroleum Geology & Experiment,2016,38(6):779-786.

[2] 王琳,張善文,劉雅利,等.車鎮(zhèn)凹陷北帶沙三段下亞段有利儲(chǔ)層形成機(jī)制與分布規(guī)律[J].油氣地質(zhì)與采收率,2016,23(6):34-40.

Wang Lin,Zhang Shanwen,Liu Yali,et al.Formation mechanism and distribution laws of favorable reservoir in lower Es3in the north zone of Chezhen Sag[J].Petroleum Geology and Recovery Efficiency,2016,23(6):34-40.

[3] 張林曄,孔祥星,張春榮,等.濟(jì)陽坳陷下第三系優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育及其意義[J].地球化學(xué),2003,32(1):35-42.

Zhang Linye,Kong Xiangxing,Zhang Chunrong,et al.High-quality oil-prone source rocks in Jiyang Depression[J].Geochimica,2003,32(1):35-42.

[4] 孔祥星,張林曄,徐思煌.濟(jì)陽坳陷車西洼陷油-源對比及運(yùn)移規(guī)律探討[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2005,27(2):188-193.

Kong Xiangxing,Zhang Linye,Xu Sihuang.Oil-source correlation and migration regularities in the Chexi Sag,the Jiyang Depression[J].Petroleum Geology & Experiment,2005,27(2):188-193.

[5] 薛海濤,盧雙舫,張學(xué)軍,等.濟(jì)陽坳陷下古生界碳酸鹽巖烴源巖評價(jià)[J].地球化學(xué),2006,35(6):609-614.

Xue Haitao,Lu Shuangfang,Zhang Xuejun,et al.Evaluation of Lower Paleozoic carbonate source rocks in Jiyang Depression[J].Geochimica,2006,35(6):609-614.

[6] 王永詩.箕狀斷陷湖盆滑脫潛山油氣成藏模式:以富臺(tái)油田為例[J].油氣地質(zhì)與采收率,2004,11(4):13-16.

Wang Yongshi.Detachment buried-hill oil-gas reservoir-forming pattern in half-graben fault depression lake basin:Taking Futai oilfield as example[J].Petroleum Geology and Recovery Efficiency,2004,11(4):13-16.

[7] 李鉅源.濟(jì)陽坳陷下古生界碳酸鹽巖生烴動(dòng)力學(xué)研究[D].東營:中國石油大學(xué)(華東),2006.

Li Juyuan.Research on the kinetics of hydrocarbon generation of the Lower Palaeozoic carbonate rocks in the Jiyang Depression[D].Dongying:China University of Petroleum (East China),2006.

[8] 曾凡剛,程克明.華北地區(qū)下古生界海相烴源巖飽和烴生物標(biāo)志物地球化學(xué)特征[J].地質(zhì)地球化學(xué),1998,26(3):25-32.

Zeng Fangang,Cheng Keming.Geochemical characteristics of satura-ted hydrocarbon biomarkers from Lower Palaeozoic marine carbonate rocks in North China[J].Geology-Geochemistry,1998,26(3):25-32.

[9] 李永新,耿安松,劉金萍,等.渤海灣盆地黃驊坳陷下古生界碳酸鹽巖有機(jī)地球化學(xué)特征[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2008,30(1):75-81.

Li Yongxin,Geng Ansong,Liu Jinping,et al.Organic geochemical characteristics of the Lower Palaeozoic Carbonate rocks in the Huanghua Depression,the Bohai Bay Basin[J].Petroleum Geo-logy & Experiment,2008,30(1):75-81.

[10] Connan J,Bouroullec J,Dessort D,et al.The microbial input in carbonate-anhydrite facies of a sabkha palaeoenvironment from Guatemala:A molecular approach[J].Organic Geochemistry,1986,10(1/3):29-50.

[11] 包建平,朱翠山,倪春華.北部灣盆地不同凹陷原油生物標(biāo)志物分布與組成特征[J].沉積學(xué)報(bào),2007,25(4):646-652.

Bao Jianping,Zhu Cuishan,Ni Chunhua.Distribution and compo-sition of biomarkers in crude oils from different sags of Beibuwan Basin[J].Acta Sedimentologica Sinica,2007,25(4):646-652.

[12] Peters K E,Moldowan J M.The biomarker guide:Interpreting molecular fossils in petroleum and ancient sediments[M].Englewood Cliffs,NJ:Prentice Hall,1993:1-363.

[13] 馬安來,張水昌,張大江,等.輪南、塔河油田稠油油源對比[J].石油與天然氣地質(zhì),2000,25(1):31-38.

Ma Anlai,Zhang Shuichang,Zhang Dajiang,et al.Oil and source correlation in Lunnan and Tahe heavy oil fields[J].Oil & Gas Geology,2000,25(1):31-38.

[14] Damsté J S S,Kenig F,Koopmans M P,et al.Evidence for gammacerane as an indicator of water column stratification[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1995,59(9):1895-1900.

[15] Robinson N,Eglinton G,Brassell S C,et al.Dinoflagellate origin for sedimentary 4α-methylsteroids and 5α(H)-stanols[J].Nature,1984,308(5958):439-442.

[16] Summons R E,Thomas J,Maxwel J R,et al.Secular and environmental constraints on the occurrence of dinosterane in sediments[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1992,56(6):2437-2444.

[17] Goodwin N. E. Mann A. L. Patience R. L. Structure and significance of C304-methyl steranes in lacustrine shales and oils[J].Organic Geochemistry,1988,12(5):495-506.

[18] Brassell S C,Eglinton G,Mo Fujia.Biological marker compounds as indicators of the depositional history of the Maoming oil shale[J].Organic Geochemistry,1986,10(4/6):927-941.

[19] 王廣利,王鐵冠,陳致林,等.濟(jì)陽坳陷古近紀(jì)溝鞭藻分子化石的分布與控制因素[J].沉積學(xué)報(bào),2008,26(1):100-104.

Wang Guangli,Wang Tieguan,Chen Zhilin,et al.Distribution and controlling factors of molecular fossils derived from Dinoflagellates in the Paleogene lacustrine Jiyang super-depression[J].Acta Sedimentologica Sinica,2008,26(1):100-104.

[20] 陳致林,李素娟,Alexander R.甲藻甾烷:—種生源和沉積環(huán)境的生物標(biāo)志物[J].石油勘探與開發(fā), 1994,21(3):60-64.

Chen Zhilin,Li Sujuan,Alexander R.Dinosterane as a biomarker of biogenic origin and sedimentary environment[J].Petroleum Exploration and Development,1994,21(3):60-64.

[21] 王鐵冠,何發(fā)岐,李美俊,等.烷基二苯并噻吩類:示蹤油藏充注途徑的分子標(biāo)志物[J].科學(xué)通報(bào),2005,50(2):176-182.

Wang Tieguan,He Faqi,Li Meijun,et al.Alkyldibenzothiophenes:Molecular tracers for filling pathway in oil reservoirs[J].Chinese Science Bulletin,2004,49(22):2399-2404.

[22] Alexander R,Kagi R I,Rowland S J,et al.The effects of thermal maturity on distributions of dimethylnaphthalenes and trimethylnaphthalenes in some ancient sediments and petroleums[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1985,49(2):385-395.

[23] Radke M,Rullk?tter J,Vriend S P.Distribution of naphthalenes in crude oils from the Java Sea:Source and maturation effects[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1994,58(17):3675-3689.

[24] 曾凡剛,程克明.華北地區(qū)下古生界海相烴源巖芳烴生物標(biāo)志物地球化學(xué)特征:兼論飽和烴、芳烴生源組合特征[J].地質(zhì)地球化學(xué),1998,26(3):33-39.

Zeng Fangang,Cheng Keming.Characteristics of aromatic hydrocarbon biomarkers from Lower Palaeozoic marine carbonate rocks in North China[J].Geology-Geochemistry, 1998,26(3):33-39.

[25] Radke M,Welte D H,Willsch H.Geochemical study on a well in the Western Canada Basin:Relation of the aromatic distribution pattern to maturity of organic matter[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1982,46(1):1-10.

[26] Hughes W B.Use of thiophenic organosulfur compounds in characterizing crude oils derived from carbonate versus siliciclastic sources[C]//Palacas J B.Petroleum geochemistry and source rock potential of carbonate rocks.Tulsa,Oklahoma:AAPG,1984:181-196.

(編輯 徐文明)

Biomarker characteristics of Lower Paleozoic source rocks in Chezhen Sag, Bohai Bay Basin

Lin Hongmei1,2

(1.CollegeofGeoscienceandTechnology,ChinaUniversityofPetroleum,Qingdao,Shandong266580,China;2.InstituteofGeologicalScience,SINOPECShengliOilfieldCompany,Dongying,Shandong257015,China)

The biomarkers of the Lower Paleozoic carbonate rocks in the Chenzhen Sag of Bohai Bay Basin were stu-died using GS-MS. Their sedimentary environment, organic matter origin and thermal evolution degree were discussed, and compared them with the Eogene source rocks. The normal alkanes showed a single-peak distribution, with the main peak carbon varying betweenn-C16andn-C18. Odd/even carbon number preference was not obvious, and Pr/Ph ratio ranged from 0.37 to 1.2, showing a weak phytane dominance or a balance between pristane and phytane. Hopane was the main terpane compound, with low tricyclic terpanes, high tetracyclic terpane, normal homohopane and low gammacerane contents. The C27, C28, C29regular steranes showed an asymmetrical “V” type distribution, with low rearranged sterane and high 4-methyl rearranged sterane contents. Phenanthrene and tris-fluorene series were the main aromatic compounds, lack of biphenyl and other higher plant imported biomarkers. The naphthalene series was abundant while 1,2,5-trimethylnaphthalene and 1,2,5,6-tetramethylnaphthalene had a low abundance. Dibenzothiophenes were rich and dibenzofurans were poor. Aromatic steranes were mainly triaryl steranes, and mono-aromatic steranes were absent. These biomarkers indicated that the Lower Paleozoic source rocks were deposited in a reductive shallow sea environment, mainly originated from fungus, algae and lower aquatic plankton, and were highly mature and over-mature. Four saturated hydrocarbon biomarkers and five aromatic hydrocarbon biomarkers were chosen to distinguish source rocks in the Lower Paleozoic and the Eogene, which provided evidence for oil and source correlation.

biomarker; carbonate source rock; Lower Paleozoic; Chezhen Sag; Bohai Bay Basin

2016-08-23；

2017-01-20。

林紅梅(1969—)，女，在讀博士研究生，高級工程師，從事石油地質(zhì)勘探研究。E-mail：sllinhm@126.com。

國家科技重大專項(xiàng)“濟(jì)陽坳陷油氣富集機(jī)制與增儲(chǔ)領(lǐng)域”(2011ZX05006-003)資助。

1001-6112(2017)02-0230-08

10.11781/sysydz201702230

TE122.113

A