济阳坳陷沙河街组和孔店组烃源岩地球化学特征

陈 婷 罗 睿 王君泽

（成都理工大学，成都 610059）

济阳坳陷沙河街组和孔店组烃源岩地球化学特征

陈 婷 罗 睿 王君泽

（成都理工大学，成都 610059）

对济阳坳陷沙河街组各个层段的有机质丰度、有机质类型和有机质成熟度进行研究。结果表明：沙三段有机碳含量最高，显示出该段烃源岩品质最好，沙四段次之，孔店组有机碳含量最低，其烃源岩品质最差；沙三、沙四段烃源岩以Ⅰ型干酪根为主，含有少量的Ⅱ型干酪根，孔店组以Ⅲ型干酪根为主；在有机质成熟度方面沙三段、沙四段到孔店组成熟度逐渐增高。

烃源岩；有机地球化学特征；济阳坳陷；沙河街组

烃源岩作为石油、天然气的母源，在油气地质研究和油气勘探中占有相当重要的位置。自20世纪70年代以来，随着石油工业的高速发展，石油地质理论研究日益活跃，以烃源岩为研究对象的有机地球化学的综合研究，极大地促进了油气源岩的研究和评价，推动了油气资源勘探工作的大力发展［1］。

济阳坳陷沙河街组烃源岩属于湖湘烃源岩，湖水因盐度不同而形成上下分层水体,湖盆底部出现缺氧环境,最大限度地保存了陆源输入有机质和湖盆水生有机质。因此，一般认为，湖相是发育优质烃源岩的有利环境［2］。为了评价烃源岩是否有效，以往主要研究的是排烃过程和排烃效率,例如研究其排烃厚度和排烃门限。笔者认为,有机质丰度高、生烃潜力大的烃源岩是有效烃源岩。为了弄清济阳坳陷的勘探前景，依据残余有机碳含量、氯仿沥青“A”、热解特征以及镜质体反射率等地球化学分析资料，对该坳陷烃源岩有机质丰度、有机质类型和有机质成熟度进行了初步探讨。无论泥质岩还是碳酸盐岩，较高的有机质丰度、理想的有机质类型和适当的有机质成熟度是形成有效烃源岩的必要条件［3］。

1 有机质丰度

有机质丰度是评价烃源岩生油能力的重要参数之一。烃源岩的有机质丰度是指单位重量的烃源岩中有机质的百分含量。对于陆相沉积盆地，水生生物及陆源有机质都十分发育，有机碳含量高，则生烃潜力大。本次研究收集了济阳坳陷2 343个样品的有机碳数据，其分层统计结果见图1。

从统计的结果来看，研究区沙三、沙四以及孔店组有机碳含量主要分布区间为0.03%～24.91%，平均值达2.47%，显示研究区有机碳含量总体较高。从分层来看，沙三段有机碳含量主要分布区间为0.08%～16.71%，平均值为2.87%，沙四段有机碳含量主要分布区间为0.03%～13.9%，平均值为2.14%，孔店组有机碳含量分布区间为0.03%～24.91%，平均值为1.65%。总体来看，研究区沙三段有机碳含量最高，显示其品质最好，沙四段次之，孔店组烃源岩相对最差（图1）。

图1 沙三段、沙四段和孔店组有机碳含量分层对比图

研究区氯仿沥青“A”含量主要分布在0.001 8%～12.81%之间，平均值达0.45%；从分层来看，从上往下，沙三段氯仿沥青“A”含量分布区间为0.001 8%～12.81%，平均值达0.40%，沙四段氯仿沥青“A”含量分布区间为0.003 1%～5.04%，平均值达0.51%，孔店组氯仿沥青 “A”含量分布区间为0.002 4%～3.28%，平均值达0.41%。总体来看，沙四段烃源岩品质较好。这与前文中有机碳含量统计得出的结论不一致，可能有两方面的原因：一是由于采用的样品不是同一套样品，可能各区样品本身之间存在差异，这也说明了陆相烃源岩的非均质性相对严重；二是可能与氯仿沥青“A”更易受源岩演化等其他因素的影响有关，本次所采用的沙三段样品中存在相对最多的深度超过5 000m的样品，因此，该层段烃源岩氯仿沥青“A”含量相对最低。

热解特征研究发现，沙河街组源岩S1分布区间为0～25.71mg/g，平均值为1.43mg/g，S2分布区间为0.03～134.4mg/g，平均值为12.35mg/g，S1+S2分布区间为0.03～136.66mg/g，平均值为13.78mg/g，有效碳含量区间为0.002 49%～11.34%，平均值为1.14%，降解率区间为1.38%～166.1%，平均值为36.78%，产率指数区间为0～0.72，平均值为0.12，氢指数区间为12.77～1 737.18mg/g，平均值为395.7 mg/g。总体来看，反映烃源岩品质的各项指标均较高，同样反映出研究区沙河街组烃源岩品质较好。另外各亚段的热解特征对比可看出沙三上亚段具有较好的烃源岩，沙四上亚段烃源岩品质也较好，沙三中和沙四下亚段烃源岩品质则相对较差。

2 有机质类型

有机质类型是确定烃源岩生烃特性的重要参数。有机质类型不同，其性质不同，生烃潜力、产烃类型及门限深度（温度）也都有一定的差异［4］。从研究区沙三、沙四段以及孔店组110个根据类型指数确定的有机质类型的统计结果（图2）来看，研究区干酪根有机质类型复杂，Ⅰ型、Ⅱ1型、Ⅱ2型和Ⅲ型干酪根均有分布，显示了陆相烃源岩强烈的非均质性。其中Ⅰ型干酪根占30%，Ⅱ1型干酪根占24.55%，Ⅱ2型干酪根占10%，Ⅲ型干酪根占35.45%，总体以Ⅰ型和Ⅲ型为主，但由于样品相对较少，该统计规律并不能代表研究区总的统计规律。

国内外大量研究结果显示，烃源岩氯仿沥青“A”的族组成与有机生源母质、成熟度、沉积环境等因素有关。一般腐泥型有机质的氯仿沥青“A”中相对富集饱和烃和芳烃，而腐殖型有机质相对富集非烃（胶质和沥青质）；另外，水生生物富含饱和烃类，而芳烃多富含于陆生高等植物（木本、草本植物）中。因此，利用饱/芳比值与饱+芳百分含量相关图可以划分烃源岩有机质类型［5］。根据相对含量和比值的高低可细分出4种干酪根类型：Ⅰ型有机质饱+芳含量＞60%，饱/芳＞3；Ⅲ型有机质饱+芳含量＜10%或者饱/芳＜3；介于二者之间则属混合Ⅱ型有机质，Ⅱ型有机质又可进一步划分为Ⅱ1型和Ⅱ2型有机质。

图2 沙三段、沙四段和孔店组有机质类型分布图

从研究区沙河街组和孔店组烃源岩族组分三角图（图3）来看，三个层段烃源岩族组分明显集中于饱和烃和非烃+沥青质端元，其中孔店组有相对较多的样品集中在非烃+沥青质端元，表现为Ⅲ型干酪根的特征，沙三段和沙四段则有相对较多的样品集中于饱和烃端元，表现为Ⅰ型干酪根的特征。

3 有机质成熟度

图3 研究区烃源岩族组分三角图

烃源岩有机质成熟度是衡量烃源岩实际生烃能力的重要指标之一，从研究区747个镜质体反射率数据的统计结果（图4）来看，镜质体反射率分布区间为0.21%～2.15%，从未成熟到成熟的样品均有分布，平均值0.6%左右。

分层段来看，沙三段镜质体反射率基本分布区间为0.21%～1.12%，平均值0.5%；沙四段主要分布区间为0.23%～2.15%，平均值0.61%；孔店组主要分布区间为0.32%～2.03%，平均值0.96%。总体表现为从上往下，成熟度逐渐增高。

图4 沙三段、沙四段和孔店组烃源岩镜质体反射率分层对比图

4 结 论

（1）有机碳和岩石热解分析表明，沙三段有机碳含量最高、品质最好，沙四段次之，孔店组烃源岩最差。而氯仿沥青“A”分析与有机碳和岩石热解分析结果有一定差异，其原因可能与陆相烃源岩的非均质性或采样深度有关。

（2）沙三、沙四段基本以Ⅰ型干酪根为主，含有少量的Ⅱ型干酪根，孔店组则以Ⅲ型干酪根为主，但有一定量的Ⅰ型干酪根。

（3）从研究区镜质体反射率数据的统计结果可看出，有机质的成熟度从沙三段到孔店组总体表现为从上往下，成熟度逐渐增高的特征。

总的来看，研究区沙河街组优质烃源岩主要分布在沙三段，其次是沙四段，孔店组的烃源岩相对最差。因此，济阳坳陷沙河街组的烃源岩是有效烃源岩，具有很大的资源潜力。

[1]TissotBP，WelteDH.PetroleumFormationandOccurrence[M].New York：Springer-Verlag，1984：40-150.

[2]Moldowan J M，Seifert W K，Gallegos E J.Relations Between Petroleum Composition and Depositional EnvironmentofPetroleum SourceRocks[J].AAPG Bulletin，1985，69：1255-1268.

[3]林小云.中下扬子地区海相烃源岩评价及成藏条件［M］.武汉：中国地质大学出版社，2007：49-50.

[4]王安发，徐国盛.叶斌.石油及天然气地质学［M］.成都:成都理工大学出版社，2002：105-115.

[5]秦建中.中国烃源岩[M].北京:科学出版社,2005：20-40.

The Geochemical Characteristics of Shahejie Formation and Kongdian Formation Hydrocarbon Source Rocks in the Jiyang Depression

CHEN TingLUO RuiWANG Jun-ze
(Chengdu University of Technology,Chengdu 610059)

Based on the study and comparison of the source rocks about organic abundance,organic type and degree of organic maturity,we can see the content of organic carbon of Es3 is the highest relatively，followed by Es4 and the content of organic carbon of Kongdian Formation is the lowest.It shows that Es3’s source rocks is the best and Es4’s source rocks is the worst;The main types of Hydrocarbon source rock of Es3 and Es4 is Type I kerogen and part by type II.The main types of Kongdian Formation is type III;The maturity of organic matter is rising from Es3 to Kongdian Formation.

hydrocarbon source rocks；geochemical characteristics；Jiyang depression；Shahejie formation

TE122

A

1673-1980（2011）06-0023-03

2011-07-22

陈婷（1985-），女，河南濮阳人，成都理工大学能源学院在读硕士研究生，研究方向为油气地球化学及成藏动力学。