柴达木盆地台南地区烃源岩生物标志化合物特征

＊李佳阳

（长江大学，资源与环境学院 湖北 430100）

柴达木盆地台南地区烃源岩生物标志化合物特征

＊李佳阳

（长江大学，资源与环境学院 湖北 430100）

研究表明，柴达木盆地台南地区烃源岩热演化程度较低，主要处于未熟—低熟阶段，以C30生物藿烷的检出为低成熟度的特征标志物。母质来源以陆源高等植物为主，也有低等水生生物的贡献，形成于淡水—微咸水的还原湖相环境，成烃环境微生物发育。综合考虑有机质丰度、类型、成熟度、沉积环境、微生物发育情况，结合生物气的生成条件，认为500m～1000m和1750～2750m为生物气有利的产气层位。

台南地区；烃源岩；生物标志化合物

目前许多学者对三湖地区天然气研究主要为第四系的生物气地层，对于第三系的研究较少，第三系地层天然气前景如何一直是三湖天然气勘探研究的薄弱环节。为了解台南构造第三系狮子沟组及深层的生烃能力、储层特征及含气性，扩展三湖地区生物气勘探领域，增加天然气地质储量，本文对台深1井进行了系统的取样分析，重点剖析了烃源岩中生物标志化合物的分布特征，揭示其中包含的地质及地球化学信息，同时结合生物气的生成条件，探讨台深1井不同深度生物气生成潜力，识别生物气的有利产气层位，为柴达木盆地三湖地区生物气勘探提供一定的借鉴意义。

1.地质概况与样品

三湖坳陷位于柴达木盆地中东部，为东西向展布的狭长状坳陷，进一步划分为北斜坡区、中央凹陷区、南斜坡区、西斜坡区和东斜坡区5个二级构造单元，台深1井位于北斜坡台南构造较高部位。该区第四系整体以滨浅湖沉积为主，第三系主要为三角洲沉积。台深1井从上到下依次钻遇第四系七个泉组（Q1+2）、第三系狮子沟组（N2

3）和上油砂山组（N22）三套地层。样品取自台深1井570．05m～3897．5m，七个泉组、狮子沟组和油砂山组均有分布。

2.生物标志化合物的分布特征

(1)正构烷烃及类异戊二烯烷烃

柴达木盆地台深1井不同深度烃源岩的正构烷烃和类异戊二烯烷烃分布大致相同，台深1井烃源岩浅部500m～1750m正构烷烃的碳数分布完整，为nC12—nC32，主要为单峰后峰型分布，主峰碳为nC25、nC27、nC29，有明显的奇碳优势，说明了其成熟度较低，Pr/Ph和nC21-/nC22+较低，分别为0．36～0．47和0．25～0．39，反映出还原—弱氧化沉积环境，母质来源主要为陆源高等植物。台深1井气源岩深部1750m～3900m的正构烷烃均呈微弱的双峰型分布，分布范围为nC12—nC32，主峰碳主要为nC17和nC19，与浅部相比，Pr/Ph和nC21-/nC22+均较高，分别为0．47～1．25和0．66～5．89，反映出深部地层的更偏氧化的环境，母质来源既有高等植物的输入，也有低等水生生物的贡献。

(2)萜类化合物

三环萜烷在不同沉积环境中分布不同，一般湖相和海相来源原油呈正态分布，而煤成油中则表现为C19～C26阶梯状递减。柴达木盆地台深1井烃源岩中三环萜烷分布特征大体相似，其中三环萜烷呈以C21为主峰碳的似正态分布，表现出湖相沉积的分布模式，(C20+C21)/C23三环萜烷和C24四环萜烷/C26三环萜烷值均较高，分别为0．87～5．51和0．50～9．51，说明母质来源中陆源高等植物输入较为丰富，同时也有低等水生生物的贡献。

台深1井烃源岩中检测出一般生油岩中不常见的17β(H)，21β(H)–C30藿烷（生物藿烷）。烃源岩中五环三萜的分布特征大体相似，均以C30藿烷为主峰，高含量的C29降藿烷，较高含量的莫烷，低的Ts/Tm和C29Ts/C2917α(H)-藿烷，表现出低成熟度的特征，C31－C35随侧链增长丰度呈阶梯状递减，表明其沉积环境并非强还原环境。伽马蜡烷常出现在高盐度的海相和非海相沉积物中，一般认为是高盐度的指标，同时也代表了沉积水体的分层现象。研究地区的伽马蜡烷/C30藿烷和C35升藿烷/C34升藿烷升藿烷指数较低，范围为0．03～0．60和0．01～0．99，表征研究区水体盐度较低、还原较强，为淡水—微咸水的还原沉积环境，有利于微生物的活动，为良好的生物气产气环境。

(3)甾类化合物

柴达木盆地台深1井烃源岩中检测到丰富的甾烷类化合物其分布模式大体相同，都以C29规则甾烷为主，平均含量56%左右，C27、C28规则甾烷含量较低，总体上C27、C28和C29甾烷呈反“L”形分布，表明烃源岩母质输入中高等植物来源为主，也有低等水生生物的贡献。烃源岩中重排甾烷含量都较低，重排甾烷/规则甾烷为0．01～0．73，低含量的重排甾烷可能与还原环境有关，重排甾烷的形成与沉积环境的氧化还原性也有关，当Pr/Ph＜0．5时，因粘土的酸性催化作用受抑制，重排甾烷较少，而弱氧化-弱还原的环境则有利于重排甾烷的形成。

C29αα20S/(20S+20R)、C29ββ/(αα+ββ)和C3122S/(22S+22R)是应用最广泛的评价成熟度的生物标志化合物，然而三个参数评价同深度的气源岩却出现了不一致性，从图中可以看出，在浅部500m～2750m，C29ββ/ (αα+ββ)和C3122S/(22S+22R)均较高，表现出有机质较高的演化程度，C29αα20S/(20S+20R)较低，表现出未熟—低熟有机质特征，在深部2750m～3900m左右C29ββ/ (αα+ββ)、C29αα20S/(20S+20R)和C3122S/(22S+22R)均反映有机质演化程度较低，处于低熟—成熟阶段。根据台深1井实测的Ro数据，该井500m～3900m左右烃源岩Ro均小于1%，成熟度均较低，微生物对有机质的改造作用造成三个参数不一致的原因。如果样品成烃环境没有微生物的改造，在地温的作用下C29ββ/(αα+ββ)与C29αα20S/ (20S+20R)是同步演化的。Curry等认为微生物对沉积有机质降解过程中各系列生物标志物降解敏性存在“类阶梯式”，即正构烷烃＞无环类异戊二烯烷烃＞藿烷系列＞甾烷系列。因而研究样品中藿烷参数现象比甾烷成熟度有明显的提前现象，说明在浅部500m～2750m深度范围内，有机质经历过微生物的降解。

图 台深1井烃源岩C29αα20S/(20S+20R)、C3122S/ (22S+22R)和规则甾烷/17α-藿烷剖面

研究表明，甾烷表征真核生物（主要是藻类和高等植物）输入，藿烷表征原核生物（主要指细菌和古菌）的贡献。规则甾烷/17α(H)-藿烷的比值反映真核生物与原核生物对烃源岩的贡献，细菌、古菌活动越强，比值越小，菌类输入越丰富。从图1中可以看出规则甾烷/17α(H)-藿烷的比值在500m～1000m和1750m～2750m两个深度段较小，其他深度段比值较大，总体上随着地层深度的增加而增大的趋势，说明在浅部500m～1000m和1750～2750m深度范围内，微生物活动强烈，菌类生源输入丰富，而在1000m～1750m和2750m以下深部地层微生物活动强度相对较少。

3.结论

(1)台深1井烃源岩中高的(C20+C21)/C23三环萜烷和C24四环萜烷/C26三环萜烷以及C27、C28和C29甾烷呈反“L”形分布，表明有机质以陆源高等植物输入为主，同时也有低等水生生物的贡献，为生物气生成的有利母质；Pr/Ph介于0．26～1．25，伽马蜡烷/C30藿烷均小于0．60，反映形成于淡水—微咸水还原环境，为微生物有利的发育环境。

(2)烃源岩中甾烷成熟度参数C29ββ/(αα+ββ)、C29αα20S/(20S+20R)和藿烷成熟度参数C3122S/(22S+22R)的不一致性，表明烃源岩成烃环境微生物发育，有机质遭受过微生物降解作用，有利于生物气的形成。

(3)对烃源岩中正构烷烃、孕甾烷、重排甾烷、Ts、Tm、重排藿烷、甾烷成熟度C29αα20S/(20S+20R)的特征分析说明，台深1井烃源岩处于未熟—低熟阶段，为生物气形成的主要阶段，有利于生物气的产生。由于微生物降解作用，烃源岩的一些特征（甾烷C29ββ/(αα+ββ)和藿烷C3122S/(22S+22R)）显示为成熟有机质特征。

(4)通过对台深1井不同深度有机质丰度，有机质母质来源、有机质成熟度、水体盐度、氧化还原环境和微生物活动的强弱的综合研究，认为500m～1000m和1750～2750m有机质丰度高、类型好、成熟度低、水体盐度较低、环境较还原、微生物活动强，为生物气有利的产气层位。

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李佳阳（1991～），女，长江大学，资源与环境学院，研究方向：油气地球化学。

(责任编辑高镇峰）

Biomakers of the Hydrocarbon Source Rock of Tainan area in Qaidam Basin

Li Jiayang
（School of Resourse and Environment, Yangtze University, Hubei, 430100）

The results show that samples of the well stay in immature-low mature stage. The C30nosesquiterpanes is indicator which reflects organic matters with low maturity. Lower aquatic organisms mixed with higher terrigenous plants are proven to be the organic material of hydrocarbon source rocks. Source rocks are developed in a fresh-brackish water and reductive lacustrine environment. Considering the organic matter abundance, type, maturity, sedimentary environment, microbial growth, combined with the conditions of biogas generation, 500m～1000m and 1750～2750m were the favorable layer for the biogas generation.

Tainan area；Source rock；Biomaker

T

A