柴达木盆地西部南区红113井烃源岩地球化学特征

胡译文，张 敏

教育部油气资源与勘探技术重点实验室(长江大学) 长江大学地球化学系，湖北 荆州 434023

柴达木盆地西部南区红113井烃源岩地球化学特征

胡译文，张 敏

教育部油气资源与勘探技术重点实验室(长江大学) 长江大学地球化学系，湖北 荆州 434023

柴达木盆地；烃源岩；饱和烃；地球化学特征

柴达木盆地西南地区石油资源量占该盆地总资源量的70%以上，是石油勘探的主要战略目标区。柴达木盆地西部地区主要发育一套第三系咸化湖泊相烃源岩，其中柴西南地区是柴达木盆地油气最为富集，也是盆地第三系烃源岩最为发育的地区[1]。阿拉尔-红柳泉地区位于柴达木盆地西部南区，是油气储量的重要发现区。红113井位于阿拉尔-红柳泉地区，总有机碳含量高，具有较好的生油能力。针对柴西南区第三系典型的咸水湖相沉积特征[2-5]，笔者通过对柴西南地区红113井烃源岩抽提物的饱和烃生物标志化合物的分析，进一步认识红113井烃源岩的饱和烃地球化学分布特征，为充分了解该区第三系原油的分布及其油源特征提供依据。

1 样品与试验条件

取5g样品分别粉碎至100目，用索氏抽提法抽提。氯仿沥青“A”中的沥青质用正己烷沉淀后，对分离出的饱和烃进行色谱-质谱分析。色谱-质谱分析采用HP6890N GC/5975IMSD，色谱柱为HP25MS柱(30m×0.25mm×0.25μm)。进样口温度为300℃。载气为氦气，流速为恒定1.0ml/min。升温程序为50℃恒温1min，然后以3℃/min速率升温至315℃后，恒定20min。扫描范围为50～550amu，质谱检测为多离子检测。

2 结果与讨论

2.1烃源岩地球化学特征

表1 柴西南地区红113井烃源岩基本参数表

图1 柴西南红113井烃源岩热解Tmax和IH关系图

2)有机质类型与成熟度 利用烃源岩热解分析参数能够快速有效地评价有机质类型。根据表1中Tmax和IH可以绘出有机质分类关系图(见图1)。从图1可以看出，红113井烃源岩干酪根类型主要为Ⅱ型，Ⅲ型较少，尤其是2796.44～2805.25m的烃源岩，有机质丰度较高，有机质类型为Ⅱ1型，且埋深较大，并达到成熟阶段(见表1)，可以判定是优质烃源岩。

红113井深度范围在2770～2805.25m之间，其TOC大于0.8%，且干酪根类型为Ⅱ型，烃源岩属于成熟阶段；而深度范围在2814.02～2822.59m之间，其TOC在0.4%～0.6%之间，且干酪根为Ⅲ型，烃源岩属于低熟阶段，表明红113井烃源岩成熟度大体上是随深度增加而降低的。

2.2烃源岩饱和烃地球化学特征

1) 正构烷烃 正构烷烃是烃源岩氯仿沥青“A”中饱和烃的优势组分，其分布与组成不仅可以反映烃源岩原始生烃母质的性质和沉积环境，而且还能反映烃源岩中有机质经历的热演化程度。柴西南红113井烃源岩饱和烃色谱参数统计如表2所示。从表2可以看出，红113井除少数样品外，大多数样品正构烷烃碳数分布较宽。在高碳数范围内，除埋深于2771.8m的样品分布较平滑外，其他样品均具有明显的奇碳数优势，代表其烃源岩有机质来源主要为高等植物。埋深于2788.4m和2844m的样品，正构烷烃的分布明显具有双峰特征，前峰具有偶碳数优势，而后峰具有奇碳数优势，说明有机质来源为混源。

表2 柴西南红113井烃源岩饱和烃色谱参数统计表

注：Pr表示姥鲛烷；Ph表示植烷；OEP20-24表示奇偶优势；∑nC21-/∑n C22+表示轻重比。

2)类异戊间二烯烷烃 一般认为，强还原、高含盐环境的沉积物中常具有强烈的植烷(Ph)优势。在还原环境中，植烷丰度明显减弱，但仍保持一定的优势，而在沼泽环境中则往往具有强烈的姥鲛烷(Pr)优势。通常用原油中的Pr/nC17值和Ph/nC18值来研究母质类型和形成环境。红113井烃源岩样品Pr/Ph值分布范围为0.09～0.39(见表2)，均值为0.18，具强烈的植烷优势，因而为强还原性沉积环境。

图2 柴西南红113井烃源岩Pr/nC17值和Ph/nC18值关系图

Pr/nC17值和Ph/nC18值分布范围分别为0.27～1.00和0.61～9.88(见表2)，以Ph/nC18值为横坐标，Pr/nC17值为纵坐标作图(见图2)，从图2可以看出，红113井烃源岩样品均来自于高盐、强还原环境，符合柴西南地区烃源岩为咸水湖相沉积的特征。

3) 萜烷 针对柴达木盆地第三系咸湖相沉积特征，采用五环三萜系列来进行研究。与其他咸湖相沉积一样，其烃源岩样品抽提物同样表现为高伽玛蜡烷(Gam)。一般认为伽玛蜡烷的出现是水体盐度较高的标志[6]。红113井埋深于2714.3～2821.5m的5个样品(见表3)，除埋深于2788.4m的样品的伽马蜡烷含量相对较低外，其他4个样品伽马蜡烷含量均较高，伽马蜡烷/C30藿烷比值分布于0.75～1.12，伽马蜡烷占优势，表示沉积环境为强还原环境。但深度在2844m和2859.5m埋深较深的2个样品，其伽马蜡烷相对含量较低，伽马蜡烷/C30藿烷比值小于0.3，伽马蜡烷不占优势，表示沉积还原性相对较低。

图3 柴西南红113井烃源岩C27-29(%)甾烷相对组成

4)甾烷 一般以高等植物有机质为主要生源时C29规则甾烷占优势，而以水生生物为主要生源时C27规则甾烷占优势。柴西南红113井烃源岩C27-29(%)甾烷相对组成如图3所示。从图3可以看出，C27规则甾烷占优势，表明有机质生源构成为混源，主要来源于水生生物。

规则甾烷/藿烷值可以反映真核生物(主要是藻类和高等植物)与原核生物(细菌)对源岩的贡献。一般情况下，高含量的甾烷以及高的甾/藿值(≥1)是主要来源于浮游或底栖藻类生物的海相有机质特征。相反，低含量的甾烷和低的甾/藿值主要指示陆源或微生物改造过的有机质。柴西南红113井抽提物甾、萜类生物标志化合物参数统计如表3所示。从表3可以看出，C29规则甾烷/C30藿烷在深度范围为2714.3～2796.9m时，其比值较高(>1)，即烃源岩来源于浮游水生生物；在深度范围为2821.5～2859.5m时，其比值总体较低，说明烃源岩有机质来源于陆源高等植物或改造过的有机质。

表3 柴西南红113井抽提物甾、萜类生物标志化合物参数统计表

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

3 结 论

1) 烃源岩在2770～2861m层段，TOC均值为0.71%，含量相对较高。有机质类型主要为Ⅱ型，Ⅲ型较少。总体上烃源岩Ro>0.5%。因此，该烃源岩属于成熟阶段，为较好烃源岩。

2) 红113井烃源岩形成于高盐、强还原环境，符合柴西南地区烃源岩为咸水湖相沉积的特征。

3) C27-29甾烷相对组成中，C27规则甾烷占优势，反映烃源岩有机质来源主要为水生生物。

[2]金强,查明,赵磊.柴达木盆地西部第三系盐湖相有效生油岩的识别[J].沉积学报,2001,34(1):1543-1558.

[3] 张枝焕,杨藩,李东明,等.中国新生界咸水湖相烃源岩和原油生物标志物组合特征[J].沉积学报,1998,16(3):119-123.

[4] 黄第藩,张大江,李晋超,等.柴达木盆地第三系油源对比[J].沉积学报,1989,7(2):1-13.

[5] 朱扬明,苏爱国,梁狄刚,等.柴达木盆地西部第三系咸水湖相原油地球化学特征[J].地质科学,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.

[编辑] 李启栋

10.3969/j.issn.1673-1409.2011.08.006

TE121;P593

A

1673-1409(2011)08-0017-03