浅析准格尔盆地石炭系烃源岩地球化学特征

彭安修

【摘 要】准噶尔盆地主要发育石炭系和侏罗系两套煤系烃源岩，形成与之相关的两类煤成气。石炭系煤系烃源岩有机质丰度高，有机质类型主要为Ⅲ型，成熟度高。侏罗系烃源岩分布广，厚度大，成熟度变化大，中下侏罗统是主力气源岩，资源潜力大。石炭系煤成气属干气，碳同位素较重，甲烷碳同位素组成在-30‰左右，乙烷碳同位素组成大于-28‰，为正碳同位素系列，形成自生自储气藏。源自侏罗系煤系烃源岩的天然气分布广，组分相对较湿，甲烷碳同位素组成变化较大，丁烷和丙烷发生倒转的现象较为普遍，反映出天然气的成熟度变化较大，同源不同阶的天然气混合造成重烃碳同位素偏轻。石炭系煤系天然气资源潜力大，是准噶尔盆地今后最主要的天然气勘探领域。

【关键词】准噶尔盆地；天然气；煤成气；煤系烃源岩；地球化学特征

准噶尔盆地石炭系的烃源岩研究由来已久。根据地表露头剖面或有限的钻井岩心样品，开展了有机碳、热成熟度及生烃潜力等方面的分析，也开展了油—源对比研究。近年来，随着中深层油气勘探的逐渐开展，随着揭示石炭系的探井逐渐增多，随着对石炭纪构造沉积环境的研究愈来愈深入，石炭系的烃源岩已越来越被重视。准噶尔盆地可能发育了一个以石炭系烃源岩为基础的含油气系统。

一、研究区概况

准噶尔盆地是中国陆上八大含油气盆地之一，面积约13.5×104km2，天然气资源丰富，据全国新一轮油气资源评价，其天然气资源量达1.18×1012m3。经过50余年的勘探，发现了呼图壁、陆梁、玛河等气田和众多出气点，截至2007年底，准噶尔盆地探明天然气地质储量达1091×108m3，近年来，又相继在盆地腹部陆东）五彩湾和准东地区发现了石炭系油气藏和含油气构造，多口井获得高产工业气流，预计可探明天然气储量2000×108m3。[1]准噶尔盆地的天然气主要来源于石炭系、侏罗系及二叠系，其中侏罗系和石炭系为主要的煤系烃源岩发育层系，其地球化学特征及勘探潜力值得关注。

二、烃源岩发育特征

（一）发育层位

纵向上，石炭系发育下石炭统塔木岗组（C1t）和滴水泉组（C1d），上石炭统巴塔玛依内山组（包括上巴塔玛依内山组（C2ba）与下巴塔玛依内山组（C2bb））和石钱滩组（C2s）等5个组。

（二）平面分布

准东及腹部地区石炭系烃源岩钻揭的平均厚度，东西向上有向中部变厚的趋势；南北向从北（陆梁隆起）到南（中央坳陷）有变厚趋势。横向上，大井、五彩湾、滴水泉地区烃源岩厚度最大，平均厚142.1～249.24m。次为石西地区，平均厚87.5m；夏盐、帐北最小，为61.9～63.3m。从岩性而言（42口井统计结果），暗色凝灰岩、沉凝灰岩占烃源岩厚度比为56.6%，[3]其他烃源岩类合计占烃源岩总厚度比43.4%，说明凝灰岩和沉凝灰岩是石炭系主要烃源岩系之一。

三、石炭系烃源岩标志性地球化学特征

（一）碳同位素特征

石炭系烃源岩具有较重的碳同位素组成。下石炭统烃源岩干酪根碳同位素值（？啄13C）分布为-23‰～-26‰，上石炭统分布为-21‰～-25‰，上统重于下统。石炭纪时全球较重的碳同位素循环是导致石炭系烃源岩具有重碳同位素值的主要原因，而上石炭統有机质类型比下石炭统差，以植物源的腐殖型或混合偏腐殖型为主，导致上统烃源岩碳同位素重于下统。准噶尔盆地其他层序烃源岩碳同位素组成相对较轻。二叠系烃源岩的干酪根？啄13C值一般为-26‰～-28‰，即使是侏罗系的煤系烃源岩，干酪根？啄13C值也只为-25‰～-26‰，明显轻于石炭系烃源岩[4]。可见，石炭系烃源岩的重碳同位素特征是区别于其他层序烃源岩的标志性特征。

（二）饱和烃气相色谱特征

石炭系烃源岩饱和烃色谱均呈单峰型分布，且不含？茁胡萝卜烷。陆相沉积和海相沉积的烃源岩之间有一些差异：海相烃源岩（C1j和C2a）正构烷烃碳数分布窄，主要分布在C16—C27，低碳数和高碳数化合物含量均很低，特别是C26以上的化合物含量十分低，Pr/Ph值较低，介于0.43～0.73，反映弱还原沉积环境.相比而言，湖相烃源岩（C1d和C2b）正构烷烃碳数分布在C15—C33，表明湖相和海相烃源岩在生源方面存在差异，湖相母质的来源更多元化，湖相烃源岩的Pr/Ph值相对海相高，介于0.53～1.26，滴水泉剖面更高，Pr/Ph为1.61～2.66，[5]反映弱还原—弱氧化的沉积环境，不同岩性之间的饱和烃色谱也存在区别。

结语

准噶尔盆地发育两套主要的煤系烃源岩：石炭系和侏罗系，其资源潜力丰富。石炭系煤系烃源岩有机质丰度高，有机质类型主要为Ⅲ型，成熟度高。侏罗系烃源岩分布广，厚度大，成熟度变化大，中下侏罗统是主力气源岩，资源潜力大。准噶尔盆地两套煤系生成的天然气都表现出煤成气的特征，石炭系煤系天然气成熟度高，为石炭系自生自储的火山岩气藏，资源潜力大，是准噶尔盆地今后最主要的天然气勘探领域。源自侏罗系煤系的天然气分布范围广，成熟度变化范围也大，同源不同阶的混合较为普遍，盆地南缘是侏罗系煤系天然气今后勘探的有利地区。

参考文献：

[1]王绪龙.准噶尔盆地腹部马桥凸起侏罗系油源分析[J].新疆石油地质，1995.

[2]王绪龙.准噶尔盆地石炭系的生油问题[J].新疆石油地质，1996.