沾化凹陷烃源岩地球化学特征分析

王乐闻 刘四兵，2 王 鹏 张 勇

(1.成都理工大学，成都 610059；2.中石化西南分公司勘探开发研究院，成都 610081）

沾化凹陷烃源岩地球化学特征分析

王乐闻1刘四兵1，2王 鹏1张 勇1

(1.成都理工大学，成都 610059；2.中石化西南分公司勘探开发研究院，成都 610081）

研究对比沾化凹陷区各个层段烃源岩的地球化学特征。从有机质丰度来看，沾化凹陷以沙一段、沙二段、沙三段岩样有机质丰度高,东营组和沙四段次之,馆陶组最差；其干酪根类型以腐泥型为主，混合型次之，以腐殖型最少；其源岩母质输入以低等水生生物为主。从有机质成熟度来看，沾化凹陷沙三段、沙四段有机质演化程度较高，干酪根的缩聚程度较高。综合以上因素，认为沾化凹陷沙三段烃源岩最好，沙一段、沙四段和东营组则相对较好，次为沙二段，馆陶组则为非烃源岩。

沾化凹陷；有机质；地球化学特征；烃源岩；沙河街组

沾化凹陷位于济阳坳陷东北部，是济阳坳陷的一个次级凹陷[1-2]。研究区在古近系的沉积过程中，经历了多次湖侵过程，发育了多套烃源岩，不同层位烃源岩在不同洼陷内的分布不尽相同[3]。本区烃源岩主要由沙一和沙三段烃源岩组成，而孔店组则基本为非烃源岩。本文主要从有机碳丰度、有机质类型、有机质成熟度三方面对该区各个层段烃源岩的地球化学特征进行了研究对比。研究沾化凹陷烃源岩的地球化学特征，可以反映研究区资源潜力及油气从源岩到圈闭成藏作用过程。

1 有机质丰度

烃源岩有机质丰度反映烃源岩中有机质的数量特征,是形成油气的物质基础[4]。目前评价烃源岩的丰度指标主要有烃源岩中的有机碳含量（TOC）、氯仿沥青“A”含量（EOM）和热解生烃潜量(S1+S2)等指标。

本文采用黄第藩[5]等提出的除盐湖相以外的陆相烃源岩丰度评价标准。根据此标准，沙一段到沙四段有机碳含量较高，达到了好-很好的烃源岩标准；东营组有机碳含量相对较低，但也达到了好的烃源岩的标准；馆陶组有机碳含量最低，从有机碳含量来判别，该区馆陶组为非烃源岩（表1）。从氯仿抽提物数据分析可知：沙一段到沙四段氯仿沥青“A”平均值在0.3%以上，属于好-很好的烃源岩；东营组氯仿沥青“A”平均值在0.1%左右，属好烃源岩，馆陶组的氯仿抽提物含量最低，平均仅为0.006 7%，为差烃源岩(表1)。沾化凹陷除馆陶组之外，热解生烃潜量平均值均超过3mg/g，是好的烃源岩。综上所述，沾化凹陷以沙一段、沙二段、沙三段岩样有机质丰度高，东营组和沙四段次之，馆陶组最差。

表1 沾化凹陷烃源岩有机质丰度特征

2 有机质类型

有机质类型的研究方法很多，如干酪根显微组分鉴定、元素分析、岩石热解分析等等。本文主要用干酪根显微组分和氯仿抽提物族组分鉴定以及烷烃色谱来研究有机质类型。

2.1 干酪根显微组

对于中国东部陆相断陷盆地的源岩来说，干酪根显微组分鉴定一直是确定有机质类型中应用最广泛和有效的手段。而其他研究方法往往会受到分析流程以及成熟度等的影响。

沾化凹陷干酪根显微组分三角图（图1）直观地给出了各层岩样的干酪根类型，沾化凹陷干酪根类型以腐泥型为主，混合型次之，腐殖型最少。可见沾化凹陷烃源岩的生烃潜力大（特别是沙三段、沙四段和沙一段）。

图1 沾化凹陷干酪根显微组分三角图

图2 沾化凹陷岩样沥青“A”三角图

2.2 氯仿抽提物族组成

大量研究结果表明，烃源岩氯仿沥青“A”的族组成与有机生源母质有关。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，而腐植型有机质相对富集非烃(胶质和沥青质)[6]。

图2反映了沾化凹陷各层岩样氯仿抽提物族组分分布，从中可以看出：东营组、沙一段和沙二段岩样的氯仿抽提物族组成上以高饱芳比、低沥青质为特征，可见东营组、沙一段和沙二段有机质类型以腐泥型为主，其次为混合型。沙三段岩样的氯仿抽提物在族组成上以较高的高饱芳比、较低沥青质为特征，可见沙三段岩样的有机质类型以混和型为主，其次为腐泥型。沙四段岩样的氯仿抽提物较分散，部分岩样出现了很高非烃加沥青质含量。总之，沙四段氯仿抽提物在族组成上以较低的饱芳比为特征，其有机质类型以混合型为主，其次为腐殖型。

2.3 岩样C15+正构烷烃

当有机质处于未熟—成熟阶段时，正构烷烃组成可以反映原始有机质的性质。在富含水生生物的沉积物中，C15+正构烷烃分布曲线的主峰一般为nC19-23在nC20-23后渐趋平直曲线，整体分布呈前锋型，相应nC21+22/nC28+29比值高；而以陆源植物为主的沉积物，正构烷烃主峰碳为nC27-33,曲线整体分布呈后峰型，相应nC21+22/nC28+29比值低。

图3 沾化凹陷沙一段-沙四段正构烷烃碳数分布图

本文对沾化凹陷沙一段—沙四段正构烷烃碳数分布进行统计(图3)，每个层位的岩样取自不同井。

沙一段岩样的碳数分布为多峰型，其主峰碳为C17，其次为C19、C18，C17到 C28之间明显呈锯齿状，∑C21-/∑C22+为0.49，C21+22/C28+29为1.27。说明其母质中既有低等水生生物，又有陆源高等植物，且以低等水生生物为主。

沙二段岩样碳数分布为后峰型，主峰碳为C27，C17到C30之间呈锯齿状分布，有较明显的奇偶优势，∑C21-/∑C22+为0.88。说明起母质以高等陆生植物为主。

沙三段岩样碳数分布为多峰型，其主峰碳为C23，其次为C27、C25，OEP 为1.24，∑C21-/∑C22+为0.23，C21+22/C28+29为1.04。说明其母质中既有低等水生生物，又有陆源高等植物，且以低等水生生物为主。

沙四段岩样碳数分布为山峰型，其主峰碳为C23，其次为C19，最小峰为C29，曲线较为平滑，OEP 为1.24，具一定的奇偶优势，∑C21-/∑C22+为0.61，C21+22/C28+29为1.15。说明其母质中既有低等水生生物，又有陆源高等植物。

3 有机质成熟度

烃源岩的成熟度是确定一个地区烃源岩能否生成油气的关键因素，它反映了有机质向石油转化的热力反应程度。成熟度的研究方法有多种,本文主要依据镜质体反射率（Ro）随深度变化的指标来研究成熟度。本次研究针对沾化凹陷烃源岩样品进行了Ro的测定，根据数据做出了其与深度的关系图（图3）。

图3上，取Ro等于0.5%为沾化凹陷岩样的最底生油门限，则生油的最小深度约为2 500m，即当岩样埋深大于2 300m时就已经成熟。

图3 沾化凹陷岩样Ro与埋深关系图

图3显示，东营组岩样Ro值最大不超过 0.5%，未进入成熟阶段，但是进入了低熟阶段。其特点为有机质演化程度低，说明干酪根的缩聚程度差。沙一段岩样的Ro最大值在0.5%左右，可见该段岩样总的来说还没进入成熟阶段，仅部分成熟。其特点为有机质演化程度低，说明干酪根的缩聚程度差。沙二段岩样的Ro值最大在0.4%左右，可见该区沙二段岩样没有进入成熟阶段，但是进入了低熟阶段。特点为有机质演化程度低，说明干酪根的缩聚程度差。沙三段岩样Ro分布范围较广，多数样品Ro值超过0.5%，最大值达到0.9%左右，说明该区沙三段岩样已经进入成熟阶段，有机质演化程度明显加深，说明干酪根的缩聚程度较高。沙四段岩样Ro分布范围同样较广，其中，只有一个样品的Ro值小于0.5%，这说明该区沙四段岩样已经进入成熟阶段，为有机质演化程度较高，说明干酪根的缩聚程度较高。

4 结 论

（1）沾化凹陷以沙一段、沙二段、沙三段岩样有机质丰度高，东营组和沙四段次之，馆陶组最差。

（2）沾化凹陷干酪根类型以腐泥型为主，混合型次之，腐殖型最少。东营组、沙一段和沙二段有机质类型以腐泥型为主，其次为混合型；沙三段有机质类型以混和型为主，其次为腐泥型；沙四段有机质类型以混合型为主，其次为腐殖型。根据所取部分岩样，沾化凹陷源岩的有机质为陆源高等植物和低等生物有机质的混合输入，且低等水生生物略占优势。

（3）沾化凹陷东营组、沙一段、沙二段岩样有机质演化程度低，干酪根的缩聚程度差；沙三段、沙四段有机质演化程度较高，干酪根的缩聚程度较高。

（4）综上所述，沾化凹陷沙三段烃源岩最好，沙一段、沙四段和东营组则相对较好，次为沙二段，馆陶组则为非烃源岩。

[1]王学军.沾化凹陷石油资源预测与勘探潜力[J].新疆石油地质，2008，29（1）:33-35.

[2]朱光有,金强,高志卫，等.沾化凹陷复式生烃系统及其对油气成藏的控制作用[J].海洋地质与第四纪地质,2004,24(1)：105-111.

[3]李胜利,于兴河,陈建阳，等.沾化凹陷Ro分布规律及影响有机质成熟度的因素[J].地质力学学报,2005,11(1)：90-96.

[4]郭小文,何生.珠江口盆地番禺低隆起—白云凹陷恩平组烃源岩特征[J].油气地质与采收率,2006,13(1):31-33,46.

[5]胡见义,黄第藩,徐树宝,等.中国陆相石油地质理论基础[M].北京:石油工业出版社,1991.

[6]陈义才，沈忠民.石油与天然气有机地球化学[M].北京：科学出版社，2007.

The Geochemical Characteristics of Hydrocarbon Source Rocks in Zhanhua Depression

WANG Le-wen1LIU Si-bing1,2WANG Peng1ZHANG Yong1
(1.Chengdu University of Technology,Chengdu 610059;2.The Exploration and Development Institute of Southwest Branch,Sinopec,Chengdu 610081)

There are many sets of source reservoir roof with good accumulation conditions in Zhanhua depression,especially in Shahejie formation,and it is rich in oil and gas resources.This paper studied geochemical characteristics about each layer by using the standard of Organic carbon abundance,organic type and organic matter maturity.Judging from the organic matter abundance,source rocks in the 1st member and the 2nd member and the 3rd member of the Shahejie formation have high organic matter abundance;but Dongying formation and the 4th member of the Shahejie formation both are poorer;Guantao formation is the worst.The main kerogen type is sapropelic-type，then is mixed type,the humic-type kerogen is the least;lower aquatic organisms is the dominant in the organic matter.Judging from the organic matter maturity,source rocks in the 4th member and the 3rd member of the Shahejie formation have high Organic evolution degree,and the kerogen is high degree of condensation.According to the above factors,source rocks in the 3rd member of the Shahejie formation is the best,then is source rocks in the 1st member and the 4th member of the Shahejie formation and Dongying formation,then is source rocks in the 2nd member of the Shahejie formation,source rocks in Guantao formation is not hydrocarbon source rocks.

Zhanhua depression；geochemical characteristics；source rock；Shahejie formation

TE122

A

1673-1980（2011）06-0026-04

2011-08-29

王乐闻(1988-)，男，江苏大丰人，成都理工大学在读硕士研究生，研究方向为油气藏地质学与成藏动力学。