生物标志化合物成熟度参数有效性——以伊通盆地烃源岩为例
2016-12-16郭小文
赵 文 , 郭小文 , 何 生
(1.中国地质大学 研究生院,湖北 武汉 430074;2.中国地质大学 资源学院,湖北 武汉 430074)
生物标志化合物成熟度参数有效性
——以伊通盆地烃源岩为例
赵 文1, 郭小文2, 何 生2
(1.中国地质大学 研究生院,湖北 武汉 430074;2.中国地质大学 资源学院,湖北 武汉 430074)
选取伊通盆地有机质类型为Ⅱ型和Ⅲ型的15个不同成熟度(Ro分布在0.5%~1.5%)的烃源岩样品,开展有机地球化学特征分析,系统分析饱和烃和芳烃化合物成熟度参数的适用范围。研究结果表明:生物标志化合物成熟度参数C29甾烷ββ/(ββ+αα)、莫烷/藿烷、MPI-1和DPR可能都比前人所报道的适用范围更宽。αααC29甾烷20S/(20S+20R)和C32藿烷22S/(22S+22R)在Ro达到0.8%时达到平衡值,无法指示更高成熟的烃源岩和原油成熟度。C29甾烷ββ/(ββ+αα)、Ts/(Ts+Tm)、DNR-1以及TNR-1可以用于评价Ro<1.2%的烃源岩和原油成熟度,当Ro>1.2%时,这些成熟度参数可能出现倒转。莫烷/藿烷、MPI-1、DPR、4-MDBT/1-MDBT、MBDTI以及3-MCH/1-MCH在Ro为0.5%~1.5%范围内都能与Ro保持较好的正相关性,应该能够用来评价高成熟烃源岩和原油成熟度。成熟度参数MPI-1、DPR、DNR-1、TNR-1、4-MDBT/1-MDBT和3-MCH/1-MCH在一定程度上受有机质类型的影响。
生物标志化合物;成熟度参数;烃源岩和原油;伊通盆地
赵文,郭小文,何生.生物标志化合物成熟度参数有效性:以伊通盆地烃源岩为例[J].西安石油大学学报(自然科学版),2016,31(6):23-31.
ZHAO Wen,GUO Xiaowen,HE Sheng.Analysis on validity of maturity parameters of biomarkers:a case study from source rocks in Yitong Basin[J].Journal of Xi'an Shiyou University (Natural Science Edition),2016,31(6):23-31.
引 言
有机质成熟度是指在沉积有机质所经历的埋藏时间内,由于增温作用所引起的各种变化,是地温和有效加热时间相互补偿作用的结果,是表征其成烃有效性和产物性质的重要参数[1]。目前用来评价烃源岩有机质成熟度的参数和方法有:镜质体反射率(Ro/%)法[2-4]、岩石热解峰温(Tmax/℃)法[5]、孢粉和干酪根颜色法[3,6-7]、牙形石色变指数(CAI)法[3,8]、可溶有机质参数和生物标志化合物参数法等。生物标志化合物成熟度参数是评价烃源岩和原油成熟度的重要指标。在有机质热演化的过程中,热稳定性较差的化合物会向热稳定性较好的化合物转化,其相对含量会逐步降低,甚至有可能消失,而热稳定性强的化合物其相对含量会逐渐增大。分子成熟度参数是基于公式AB中对反应物(A)和产物(B)相对浓度的测定,可以表达该反应程度的一种方便的成熟度参数是B/(A+B)[9]。理想状态下B/(A+B)随着有机质热演化的进行从0逐渐增加到1,此后,热演化继续进行下去,该比值不再变化,就失去了对更高的演化阶段指示成熟度的意义。因此,分子成熟度参数都有着自己的适用范围,确定不同盆地烃源岩有机质分子成熟度参数的适用范围可以更好地指导我们合理选择成熟度参数。目前常用的分子成熟度参数主要有C29甾烷20S/(20S+20R)、ββ/(ββ+αα);C32藿烷22S/(22S+22R),Ts/(Ts+Tm)以及芳香烃中甲基菲、二苯并噻吩等立体异构参数,但这些成熟度参数对评价不同成熟度的烃源岩和原油的有效性不是很清楚,严重影响对烃源岩和原油成熟度的解释。本文在对伊通盆地15块烃源岩样品抽提物的饱和烃和芳香烃成熟度参数分析的基础之上,探讨生物标志化合物成熟度参数的适用范围,以期为烃源岩和原油成熟度的判识提供参考。
1 伊通盆地地质概况
伊通盆地是我国东部的一个新生代含油气盆地。盆地长160 km,宽10~20 km,面积约2 200 km2,呈北东—南西向狭长分布。盆地可划分成岔路河断陷、鹿乡断陷和莫里青断陷3个一级构造单元,向下又可分为孤店斜坡、波泥河-太平凹陷等11个次一级构造单元(图1)。加里东、海西、印支、燕山等构造旋回时期形成的地层以及花岗岩类构成盆地的基底, 地层自下而上依次发育:前第三系、古
图1 伊通盆地构造单元划分Fig.1 Structural units in Yitong Basin
近系始新统双阳组、奢岭组、永吉组、渐新统万昌组、齐家组、新近系中新统岔路河组和第四系。古近系双阳组、奢岭组和永吉组暗色泥岩是盆地的主要烃源岩,储层主要以双一段、双二段、双三段、奢一段、永二段、永三段和万一段7套砂岩储层为主[10]。
盆地在形成演化的过程中主要经历了早期的斜向伸展与构造热隆升和后期的构造反转与侧向挤压两大构造变动阶段,具体包括:初始断陷阶段、断陷发展阶段、稳定沉降阶段、差异沉降阶段、构造反转阶段和挠曲凹陷阶段6大演化阶段[11-12]。
2 样品的地球化学特征
采集的15块烃源岩样品井位如图1所示,烃源岩样品主要为暗色泥岩,样品的镜质体反射率(Ro/%)、有机碳(TOC)含量、生烃潜力(S1+S2/(mg·g-1))、氯仿沥青“A”含量、热解最大峰温(Tmax/℃)以及氢指数(IH/(mg·g-1))随深度变化关系如图2所示。烃源岩样品镜质体反射率分布于0.5%~1.5%,随着埋深的增加Ro逐渐增大。烃源岩有机碳质量分数为0.62%~5.59%,平均1.91%,绝大部分烃源岩样品有机碳质量分数是在1.0%以上,属于好的油源岩[13]。烃源岩样品生烃潜力分布范围较广(0.89~31.38 mg/g),烃源岩样品氢指数分布范围也比较广(57.56~567.66 mg/g),因此,烃源岩样品有机质类型主要是Ⅱ型和Ⅲ型(图3(a))。烃源岩抽提物中C29规则甾烷相对含量最高,其次是C27规则甾烷,C28规则甾烷含量最低。从C27—C29规则甾烷的相对分布来看,烃源岩有机质主要来自陆生植物或者是以陆生植物为主的混合来源(图3(b))。
图2 烃源岩样品有机地球化学特征剖面Fig.2 Profiles for organic geochemical characteristics of hydrocarbon source rock samples
图3 烃源岩样品的有机质类型和有机质来源Fig.3 Types and origin of organic matter in source rock samples
3 饱和烃生物标志化合物成熟度参数
3.1 甾烷成熟度参数
甾族化合物结构复杂,手性碳原子多,主要在C-5、C-14、C-17和C-20位置上发生立体异构体化。生物构型的5α,14α,17α(H),20R-C29甾烷,随着热演化程度的增加逐渐向更稳定的5α,14β,17β和20S地质构型转化。因此,αααC29甾烷的异构体比值20S/(20S+20R)和C29甾烷的异构体比值ββ/(ββ+αα)可以用来指示有机质成熟度。Seifert等[14]认为随着成熟度的增加,αααC29甾烷20S/(20S+20R)比值从0逐渐增加,在Ro≈0.8%时,该比值达到平衡值约0.5(或者更低)。C29甾烷ββ/(ββ+αα)异构化参数随着成熟度的增加从非零逐渐增加,由于异构化速率的差异,该比值较20S/(20S+20R)更晚达到平衡状态,Ro在0.9%时ββ/(ββ+αα)达到均衡值0.7左右[15]。伊通盆地烃源岩样品αααC29甾烷20S/(20S+20R)比值在0.12~0.52,Ro<0.8%时,该比值随着Ro的增加呈增大趋势,Ro达到0.8%以后,该比值维持在0.4~0.5,不再随Ro的增加而变化(图4(a))。随着烃源岩样品的Ro从0.5%增加到1.1 %,其对应的C29甾烷ββ/(ββ+αα)比值从0.22增加到0.57,烃源岩样品C29甾烷ββ/(ββ+αα)在Ro=1.5%时为0.4,明显偏低(图4(b)),在Ro<1.2%(可能更高但不超过1.5%)时与Ro呈正相关关系。因此,C29甾烷ββ/(ββ+αα)值所表征的成熟度范围可能比Seifert等[14]所报道的更宽,可以较好地用来表征Ro<1.2%的烃源岩和原油的成熟度,在Ro>1.2 %时,该参数可能出现倒转。
图4 C29甾烷成熟度参数与Ro的关系Fig.4 Relationships between maturity parameters of C29 sterane and vitrinite reflectance (Ro)
3.2 藿烷成熟度参数
藿烷对于确定原始有机质类型的意义不大,但是藿烷立体构型的变化有助于判断有机质成熟度[16]。目前常用的藿烷类成熟度参数主要包括:升藿烷异构化参数22S/(22S+22R)、三降藿烷Ts/(Ts+Tm)和莫烷/藿烷。
C31-C3517α-藿烷在C-22位上的异构化反应的发生要早于许多用来评估有机质热成熟度的生物标志化合物反应[17],已有报道称该参数在Ro接近0.6%时C32藿烷22S/(22S+22R)将达到平衡值0.6左右[15]。伊通盆地烃源岩样品C32升藿烷异构化参数22S/(22S+22R)主要分布在0.48~0.69,不同有机质类型的烃源岩样品之间没有明显的差别(图5(a)),说明烃源岩有机质类型对该参数的影响较小。该比值在Ro<0.7%以前随着Ro的增加逐渐增大,当Ro>0.7%时,除了2个Ⅱ1型有机质的烃源岩样品C32藿烷22S/(22S+22R)值较大(大于0.65)外,其余样品C32藿烷22S/(22S+22R)值保持在0.60附近(图5(a))。所以该参数在烃源岩未熟—低熟阶段(Ro<0.7%)能够较好地反映烃源岩的成熟度,进入中成熟阶段该比值基本失去表征成熟度的意义。
C27三降藿烷中,17α(H)-22,29,30-三降藿烷(Tm)和18α(H)-22,29,30-三降新藿烷(Ts)是常用来表征成熟度的生物标志化合物。在后生作用阶段Tm的稳定性比Ts要差[18-19],因此,随着成熟度的增加,Tm的相对含量降低,Ts的相对含量增加。Peters等[15]认为随着成熟度的增加,Ts/(Ts+Tm)会系统性地增加,在Ro约为1.4%时,该比值能够达到平衡值1。陈中红等[20]通过对东营凹陷古近系烃源岩(深度为2 700~4 200 m)的研究发现:在2 700~3 572 m,烃源岩的Ts/(Ts+Tm)随深度的增加总体上升;而在3 572~4 200 m,Ts/(Ts+Tm)出现倒转,随埋深的增加而降低。伊通盆地烃源岩样品Ts/(Ts+Tm)值在0.05~0.82,烃源岩有机质类型对该参数没有明显的控制作用(图5(b))。 烃源岩样品Ts/(Ts+Tm)值随着Ro的变化有规律地变化(图5(b)),反映成熟度对该比值具有明显的控制作用。在Ro<1.2%(有可能高于1.2%)时,该比值随着Ro的增加而增加,当烃源岩样品Ro为1.5%时,Ts/(Ts+Tm)值明显偏低(图5(b)),可能是该参数在高成熟度阶段倒转造成的。因此,本次研究所得到成熟度参数Ts/(Ts+Tm)适用范围与陈中红[20]研究成果比较一致。
图5 藿烷成熟度参数与Ro的关系Fig.5 Relationships between maturity parameters of hopane and vitrinite reflectance (Ro)
在生物体中藿烷类的17β,21β(H)的生物构型是不稳定的,随着成熟度的增加会迅速转化为17β21α(莫烷)和17α21β(藿烷),由于莫烷的稳定性比藿烷差,所以随着成熟度进一步增加会导致部分莫烷向藿烷转化,使得莫烷的含量相对降低,藿烷含量相对增加。莫烷与藿烷的比值(莫烷/藿烷)对于确定未熟—低熟阶段烃源岩成熟度具有高度专属性[9],在Ro接近0.7%时将达到平衡值0.05[15,21]。从伊通盆地烃源岩莫烷/藿烷与Ro的关系(图5(c))可以发现,莫烷/藿烷的值在0.09~0.61之间变化,随着Ro的增加,莫烷/藿烷逐渐降低,两者表现出一种负相关关系。烃源岩样品Ro从0.5%增加到0.8%的过程中,该比值快速降低,Ro大于0.8%以后,该比值仍然随着成熟度的增加而降低,但程度变缓,并在Ro接近1.5%时逐渐趋近0.1。因此,莫烷/藿烷在烃源岩Ro小于1.5%之前能够较好地评价烃源岩成熟度,可以用于评价高成熟阶段的烃源岩和原油的成熟度。
4 芳烃化合物成熟度参数
带有烷基的芳香烃和含硫杂环化合物的许多立体异构的相对分布受成熟度的控制[22-24],因此,芳烃化合物中可用于指示成熟度的参数很多,主要包括:甲基菲指数、二甲基萘比值、三甲基萘比值、甲基二苯并噻吩比值、甲基二苯并噻吩分布指数和甲基屈比值等。
4.1 甲基菲化合物成熟度参数
芳烃中甲基菲及其同系物的分布,镜质体反射率Ro在0.6%~1.7%范围内受热成熟度的控制[22]。Radke和Welte[25]利用Ⅲ型干酪根的页岩和煤的甲基菲指数MPI-1建立与镜质体反射率的关系,认为MPI-1与Ro在生油窗范围内(Ro为0.65%~1.35%)具有良好的正相关,而在更高的成熟度范围内(Ro为1.35%~2.00%)则具有良好的负相关。伊通盆地烃源岩样品Ro从0.5%增加到1.5%,甲基菲指数MPI-1(MPI-1=1.5×(2-MP+3-MP)/(P+1-MP+9-MP)。式中:1-MP、2-MP、3-MP、9-MP和P分别是1-甲基菲、2-甲基菲、3-甲基菲、9-甲基菲和菲的质量分数)逐渐从0.36增加到1.27(图6(a)),二甲基菲比值DPR(DPR=2,3-DMP/1,8-DMP。式中:2,3-DMP和1,8-DMP分别是2,3-二甲基菲和1,8-二甲基菲的质量分数)逐渐从0.57增加到2.48(图6(b))。烃源岩样品MPI-1与Ro的关系图显示总体上烃源岩MPI-1与Ro在Ro<1.5%的范围内有着较好的正相关关系(图6(a)),不同有机质类型烃源岩样品的MPI-1与Ro的相关性有一定差异,以Ⅱ1型有机质为主的烃源岩样品分布较散,以Ⅱ2型和Ⅲ型有机质为主的烃源岩样品的MPI-1与Ro的相关性较强。这与二甲基菲比值DPR有着相似的性质,即甲基菲指数MPI-1和二甲基菲比值DPR在烃源岩Ro<1.5%时与烃源岩成熟度Ro有较好的正相关关系,并且对于评价以Ⅱ2型和Ⅲ型有机质为主的烃源岩成熟度更为有效。此研究结果与Radke和Welte[25]所报道的研究成果有所差别。
4.2 甲基萘化合物成熟度参数
二甲基萘异构体有很多,这些化合物的许多比值都是有用的成熟度指标[26]。Radke等研究认为:随着成熟度的增加,由于甲基发生重排使二甲基萘比值DNR-1(DNR-1=(2,6-DMN+2,7-DMN)/1,5-DMN。式中:2,6-DMN、2,7-DMN和1,5-DMN分别是2,6-二甲基萘、2,7-二甲基萘和1,5-二甲基萘的质量分数)增加[22,27]。随着成熟度的增加,相对不稳定的1,4,6-三甲基萘和1,3,5-三甲基萘会发生甲基重排,使更稳定的2,3,6-三甲基萘相对含量增加,因此,三甲基萘比值TNR-1(TNR-1=2,3,6-TMN/(1,4,6-TMN+1,3,5-TMN)。式中:2,3,6-TMN、1,4,6-TMN和1,3,5-TMN分别是2,3,6-三甲基萘、1,4,6-三甲基萘和1,3,5-三甲基萘的质量分数)是一个有效的成熟度指标[28],但是对这些成熟度的使用范围还没见过相关报道。伊通盆地不同有机质类型的烃源岩样品没有明显的区别(图6(c)),说明有机质类型对该参数没有显著的影响,该参数的变化主要受成熟度的控制。在Ro<1.2%时,除了一个Ⅱ1型有机质的烃源岩样品外,其余样品的DNR-1与Ro有着很好的正相关关系,当烃源岩达到更高的成熟度(Ro>1.2%)时,该值可能出现倒转(图6(c))。烃源岩样品TNR-1在Ro<1.2%时与Ro也有着一定的正相关关系,不过相对DNR-1与Ro的关系,烃源岩样品的TNR-1与Ro的关系图中样品点更为分散(图6(d)),TNR-1与Ro的相关性不如NDR-1显著,说明TNR-1可能受到成熟度以外因素的影响更多。所以,在Ro1.2%时,利用NDR-1评价烃源岩成熟度的效果相对更好。
图6 芳香烃成熟度参数与Ro的关系Fig.6 Relationships between aromatic hydrocarbon maturity parameters and vitrinite reflectance(Ro/%)
4.3 二苯并噻吩类化合物成熟度参数
Hughes[29]深入研究二苯并噻吩系列化合物,发现随埋深增加,热稳定性最强的β位取代异构体4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)而使其相对丰度变大,而不稳定的α位取代异构体1-甲基二苯并噻吩(1-MDBT)相对含量变少,从而使4-MDBT/1-MDBT比值随成熟度增加而增大,但此参数成熟度适用范围还不清楚。伊通盆地烃源岩样品的4-MDBT/1-MDBT比值变化范围较大,随着Ro从0.5%增加到1.5%,该比值从0.85增加到14.47(图6(e))。可以看出在成熟度较低的阶段(Ro小于0.8%)样品点比较集中,随着Ro的变化,该比值变化较慢;在Ro大于0.8%时,该比值随Ro的变化较快,对成熟度的响应更为敏感。烃源岩样品4-MDBT/1-MDBT与Ro总体上有一定正相关关系(图6(e)),但各烃源岩样品点相对较分散,说明该比值可能还受其他因素的影响。已有的研究认为二苯并噻吩(DBT)受有机质类型的影响较小[30],在此基础上,魏志彬等[31]提出利用甲基二苯并噻吩分布指数MDBTI(MDBTI=4-MDBT/[DBT+1-MDBT+(2-+3-MDBT)+4-MDBT]。式中: 1-MDBT、 2- MDBT 、3-MDBT 、4-MDBT和DBT分别是1-甲基二苯并噻吩、2-甲基二苯并噻吩、3-甲基二苯并噻吩、4-甲基二苯并噻吩和二苯并噻吩的质量分数)估算烃源岩成熟度可以降低有机质类型和沉积环境在这个过程中的影响。
伊通盆地烃源岩样品随着Ro的增大MDBTI从0.16增加到0.54,除2个Ⅱ1型有机质的烃源岩样品偏离趋势线之外,其余烃源岩样品的MDBTI与Ro有着很好的正相关关系(图6(f)),可能说明此参数受有机质类型的影响。在较低成熟阶段(Ro<0.8%)各烃源岩样品MDBTI与Ro具有很好的线性相关性,显然,在较低成熟阶段,MDBTI对成熟度的响应比4-MDBT/1-MDBT更为敏感。因此,二苯并噻吩类化合物成熟度参数中,4-MDBT/1-MDBT和MDBTI均能在一定程度上反映烃源岩成熟度,相对4-MDBT/1-MDBT而言,MDBTI对成熟度适用范围更广,所受到的有机质来源等因素的影响更小,MDBTI能够在低成熟至高成熟(Ro至少达到1.5%)阶段很好地反映烃源岩和原油的成熟度。
4.4 甲基屈化合物成熟度参数
屈是芳烃的四环化合物,甲基屈是其甲基衍生物。甲基屈(MCH)有4个异构体:1-MCH、2-MCH、3-MCH和4-MCH,它们随热作用的增加发生取代基重排,对有机质的成熟作用比较敏感。沈忠民[32]利用3-MCH/1-MCH判断了川西坳陷煤系烃源岩处于成熟—高成熟阶段。伊通盆地烃源岩样品3-MCH/1-MCH的值分布在0.92~4.48,随着Ro的增大该比值总体呈现增大的趋势(图6(g))。以Ⅱ2型和Ⅲ型有机质为主的烃源岩样品的3-MCH/1-MCH与Ro的相关性较好,而以Ⅱ1型有机质为主的烃源岩样品点相对较分散,说明有机质类型对该参数评价烃源岩成熟度有一定影响。烃源岩样品成熟度Ro在0.5%~1.5%,以Ⅱ2型和Ⅲ型有机质为主的烃源岩的3-MCH/1-MCH与Ro能够保持较好的相关关系。因此,3-MCH/1-MCH是评价Ⅱ2型或Ⅲ型有机质烃源岩成熟度的良好参数。
5 结 论
(1)αααC29甾烷20S/(20S+20R)和C32藿烷22S/(22S+22R)在Ro达到0.8%时达到平衡值,无法指示更高成熟的烃源岩和原油成熟度;C29甾烷ββ/(ββ+αα)能表征的成熟度范围可能比Seifert等[14]所报道的(Ro<0.9%)更宽,与Ts/(Ts+Tm)、DNR-1以及TNR-1一样可以用于评价Ro<1.2%的烃源岩和原油的成熟度,当Ro>1.2%时,这些成熟度参数可能出现倒转。
(2)莫烷/藿烷能够表征Ro<1.5%的烃源岩成熟度和原油,比Mackenzie[21]所报道的适用范围(Ro<0.7%)明显更宽;MPI-1和DPR在Ro为1.5%时仍与Ro保持正相关关系,这与Radke和Welte[25]所报道的结果也有差别; 4-MDBT/1-MDBT、MBDTI和3-MCH/1-MCH在Ro为0.5%~1.5%范围内都能与Ro保持较好的正相关性,应该能够用来评价高成熟烃源岩和原油的成熟度。
(3)成熟度参数MPI-1、DPR、DNR-1、TNR-1、4-MDBT/1-MDBT和3-MCH/1-MCH对评价以Ⅱ1型有机质为主的烃源岩成熟度效果较差,而对评价以Ⅱ2和Ⅲ型有机质为主的烃源岩成熟度效果好。
[1] 何生,叶加仁,徐思煌,等.石油天然气地质学[M].武汉:中国地质大学出版社,2010.
[2] STACH E,MACKOWSKY M T H,TEICHMULLER M,et al.Stach’s Textbook of Coal Petrology[M].Berlin:Gebriuder Borntraeger,1982.
[3] 程顶胜.烃源岩有机质成熟度评价方法综述[J].新疆石油地质,1998,19(5):428-432. CHENG Dingsheng.Review of source rock maturity evaluation by organic petrology method[J].Xinjiang Petroleun Geology,1998,19(5):428-432.
[4] 涂建琪,金奎励.表征海相烃源岩有机质成熟度的若干重要指标的对比与研究[J].地球科学进展,1999,14(1):18-22. TU Jianqi,JIN Kuili.Study and comparison on some important indicators with reference to the degree of organic maturation of marine hydrocarbon-source rocks[J].Advance in Earth Sciences,1999,14(1):18-22.
[5] 唐友军,文志刚,徐耀辉.岩石热解参数及在石油勘探中的应用[J].西部探矿工程,2006(9):86-87. TANG Youjun,WEN Zhigang,XU Yaohui.Rock pyrolysis parameter and its application in petroleum exploration[J].West-China Exploration Engineering,2006(9):86-87.
[6] STAPLIN F L.Sedimentary organic matter,organic metamorphismand oil and gas occurrence[J].Bulletin of Canadian Petroleum Geology,1967,17:47-66.
[7] 郑国光,黄国荣,刘德汉.生油岩中孢粉化石色级标准的研究[J].地球化学,1985(1):10-19. ZHENG Guoguang,HUANG Guorong,LIU Dehan.Colour standards for sporo-pollen fossils in source rocks[J].Geochemica,1985 (1):10-19.
[8] 周希云.贵州志留系牙形刺的颜色及其石油地质意义[J].石油实验地质,1980,2(3):48-53. ZHOU Xiyun.The color and significance for petroleum of conodonts[J].Petroleum Geology & Experiment,1980,2(3):48-53.
[9] 彼得斯 K E,莫尔多万 J M.生物标志化合物指南:古代沉积物和石油中分子化石的解释[M].姜乃煌,张水昌,林永汉,等,译.北京:石油工业出版社,1995.
[10] 李本才,刘鸿友,杜怀旭,等.伊通盆地含油气系统与油气藏[J].中国石油勘探,2003,8(3):38-45. LI Bencai,LIU Hongyou,DU Huaixu,et al.The petroleum system and accumulation in Yitong Basin[J].China Petroleum Exploration,2003,8(3):38-45.
[11] 唐大卿.伊通盆地构造特征与构造演化:典型走滑伸展盆地剖析[D].武汉:中国地质大学(武汉),2009.
[12] 刘茂强,杨丙中,邓俊国,等.伊通一舒兰地堑地质构造特征及其演化[M].北京:地质出版社,1993.
[13] 胡建义,黄第藩.中国陆相石油地质理论基础[M].北京:石油工业出版社,1991.
[14] SEILERT W K,MOLDOWAN J M.Use of biological markers in petroleum exploration[C]//JOHNS R B.Methods in Ueochemistry and Ueophysics.Amsterdam:Elsevier,1986:261-290.
[15] PETERS K E,MOLDOWAN J M.The biomarker guide:interpreting molecular fossils in petroleum and ancient sediments[C].Englewood Cliffs.New Jersey:Prentice Hall Inc,1993:25-65.
[16] 王启军,陈建渝.油气地球化学[M].武汉:中国地质大学出版社,1988.
[17] ENSMINGER A,ALBRECHT P,OURISSON G,et al.Evolution of polycyclic alkanes under the effect of burial[R].Advances in Organic Geochemistry.Madrid:1977:45-52.
[18] SEIFERT W K,MOLDOWAN J M.Applications of steranes,terpanes and monoaromatics to the maturation,migration and source of crude oils[J].Geochimica Et Cosmochimica Acta,1978,42(1):77-95.
[19] KOLACZKWSKA E,SLOUGUI N E,WATT D S,et al.Thermodynamic stability of various alkylated,dealkylated,and rearranged 17-and17-hopane isomers using molecular mechanics calculation[J].Organic Geochemistry,1990,16(4):1033-1038.
[20] 陈中红,查明,金强.典型断陷湖盆C27三降藿烷参数演化及其控制因素:以东营凹陷古近系为例[J].沉积学报,2010,28(3):636-641. CHEN Zhonghong,ZHA Ming,JIN Qiang.The evolution and its control on maturation parameters relative to C27-Trisnorhopane in the representative Faulted Lake-basin:a case study from Paleogene System in Dongying Sag[J].Acta Sedmentologica Sinica,2010,28(3):636-641.
[21] MACKENZIE A S,PATIENCE R L,MAXWELL J R,et al.Molecular parameters of maturation in the Toarcian shales,Paris Basin,France-I.Changes in the configuration of acyclic isoprenoid alkanes,steranes,and triterpanes[J].Geochimica Et Cosmochimica Acta,1980,44(11):1709-1721.
[22] RADKE M,WELTE D H,WILLSCH H.Geochemical study on a well in the Western Canada Basin:relation of the aromatic distribution pattern to maturity of organic matter[J].Geochimica Et Cosmochimica Acta,1982,46(1):1-10.
[23] RADKE M,WELTE D H,WILLSCH H.Maturity parameters based on aromatic hydrocarbons:influence of the organic matter type[J].Organic Geochemistry,1986,12 (1/3):51-63.
[24] RADKE M,GARRIGUES P,WILLSCH H.Methylated dicyclic and tricyclic aromatic hydrocarbons in crude oils from the Handil Field,Indonesia[J].Organic Geochemistry,1990,16(1):17-34.
[25] RADKE M,WELTE D H.The methylphenanthrene index(MPI).A maturity parameter based on aromatic hydrocarbons[R]//JHON Wiley,SONS.Advances in Organic Geochemistry.New York,1981:504-512.
[26] ALEXANDER R,KAGI R I,SHEPPARD P N.Relative abundance of dimthylnaphthalene isomers in crude oils[J].Journal of the Chromatography,1983,267(2):367-372.
[27] RADKE M,LEYTHAEUSER D,TEICHMULLER M.Relationship between rank and composition of aromatic hydrocarbons for coal of different origins[J].Organic Geochemistry,1984,10(6):423-430.
[28] ALEXANDER R,KAGI R I,ROLAND S J,et al.The effects of thermal maturity on ditributions of dimethylnaphthalenes and trimethylnaphththalenes in some ancient sediments and petroleum[J].Geochimica Et Cosmochimica Acta,1985,49(2):385-395.
[29] HUGHES W B.Use of thiophenic organosulfur compounds in characterizing crude oils derived from carbonate versus siliciclastic sources[R].American Association of Petroleum Geologists.Petroleum Geochemistry and Source Rock Potential of Carbonate Rocks.Tulsa:1984:181-196.
[30] SCHOU L,MYTHR M B.Sulfur aromatic compounds as maturity parameters[J].Organic Geochemistry,1987,13(1/3):61-66.
[31] 魏志彬,张大江,张传禄,等.甲基二苯并噻吩分布指数(MDBI)作为烃源岩成熟度标尺的探讨[J].地球化学,2001,30(3):242-247. WEI Zhibin,ZHANG Dajiang,ZHANG Chuanlu,et al.Methyldibenzothiophenes distribution index as a tool for maturity assessments of source rocks[J].Geochimica,2001,30(3):242-247.
[32] 沈忠民,魏金花,朱宏权,等.川西坳陷煤系烃源岩成熟度特征及成熟度指标对比研究[J].矿物岩石,2009,29(4):83-88. SHEN Zhongmin,WEI Jinhua,ZHU Hongquan,et al.Comparative research on maturity feature and maturity indicator of coal source rock from West Sichuan Basin Depression[J].Journal of Mineralogy and Petrology,2009,29(4):83-88.
责任编辑:王 辉
Analysis on Validity of Maturity Parameters of Biomarkers:A Case Study from Source Rocks in Yitong Basin
ZHAO Wen1,GUO Xiaowen2,HE Sheng2
(1.Graduate School,China University of Geosciences (Wuhan),Wuhan 430074,Hubei,China;2.Faculty of Earth Resources,China University of Geosciences (Wuhan),Wuhan 430074,Hubei,China)
The organic geochemical characteristics of 15 source rock samples of different maturity from Yitong Basin whose organic matter type is type Ⅱ and type Ⅲ (Rois from 0.5% to 1.5%),and the suitable range of the maturity parameters of saturated hydrocarbon and aromatic hydrocarbon compounds were systematically analyzed.It is shown that,the suitable range of biomarker maturity parameters C29sterane ββ/(ββ+αα),moretane / hopane,MPI-1 and DPR may have wider suitable range than that previously reported.αααC29sterane 20S/(20S+20R)and C32hopane 22S/(22S+22R)reach to equilibrium value whenRois 0.8%,and they could not indicate the source rocks and crude oils of higher maturity.C29sterane ββ/(ββ+αα),Ts/(Ts+Tm),DNR-1and TNR-1 can be used for the maturity evaluation of the source rocks and crude oils whoseRois less than 1.2%,and whenRois greater than 1.2%,these maturity parameters may be reversed.Moretane / hopane,MPI-1,DPR,4-MDBT/1-MDBT,MBDTI and 3-MCH/1-MCH can keep a good positive correlation with vitrinite reflectance whenRoranges from 0.5% to 1.5%,so they can be used for the maturity evaluation of the source rocks and crude oils of high maturity.The maturity parameters MPI-1、DPR、DNR-1、TNR-1、4-MDBT/1-MDB and 3-MCH/1-MCH may be affected by the type of organic matter to a certain extent.
biomarker;maturity parameter;source rock and crude oil;Yitong Basin
2016-07-03
国家自然科学基金(编号:41572114;41302110)
赵文(1992-),男,硕士研究生,主要从事石油地质和油气地球化学研究。E-mail:cug_zw@163.com
10.3969/j.issn.1673-064X.2016.06.004
TE122.1+13
1673-064X(2016)06-0023-09
A