辽东湾地区古近系烃源岩生物标志物特征及其地质意义
2022-01-31张小琴王飞龙徐耀辉程如蛟刘华秋
张小琴,李 威,王飞龙,王 宁,徐耀辉,刘 岩,程如蛟,刘华秋
(1.长江大学资源与环境学院油气地球化学与环境湖北省重点实验室,武汉 430100;2.长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室,武汉 430100;3.中海油研究总院有限责任公司,北京 100028;4.中海石油(中国)有限公司天津分公司,天津 300452)
0 引言
辽东湾地区位于渤海湾盆地东北端,其主力烃源岩层为古近系沙河街组沙三段、沙一段和东营组东三段,资源勘探前景优越[1-3]。研究人员对该地区古近系烃源岩进行了一系列研究,如董春梅[4]通过研究辽东湾地区古近系生油岩的生物标志物特征,认为沙三段为主要的生油岩层;李德江等[5]通过建立辽东湾地区沙河街组层序地层格架,认为沙河街组沉积相主要为扇三角洲、辫状河三角洲和湖相;朱筱敏等[6]通过研究辽东湾地区古近系地层沉积体系的分布,认为古构造和古地貌控制着沉积体系的演化,并指出辽西低凸起和辽中凹陷为较有利储集区;庞雄奇等[7]建立了评价、预测烃源岩的方法体系,并认为沙河街组烃源岩的优质比例大于东营组,辽东湾地区优质烃源岩的厚度与面积仅次于渤中凹陷;左银辉等[8]对辽东湾地区古近系烃源岩进行了热演化模拟,认为辽东湾地区的同一套烃源岩在不同凹陷进入生油门限的时间存在差异,东二下段、沙三段和沙一段、沙二段烃源岩均已成熟;徐长贵等[9]研究了辽东湾地区古近系东营组泥岩对油气藏分布的控制作用,认为辽东湾地区油气藏分布特征与东营组泥岩“北厚南薄”具有密切关系;姜雪等[10]分析了辽东湾地区古近系3 套烃源岩的特征,认为3 套烃源岩都形成于还原环境,沙三段的生烃潜力优于沙一段和东下段(东三段和东二下段);田金强等[2]利用生物标志物参数分析了辽东湾地区烃源岩生物标志物特征,认为3 套烃源岩的生物标志物特征各不相同;梁建设等[11]通过对辽东湾地区辽西凹陷沙河街组烃源岩进行地球化学分析,认为辽西凹陷沙河街组烃源岩总体上十分优越,生烃潜力大。姜雪等[12]根据岩心标本和显微镜下分析把辽东湾地区岩烃源岩分为4 种类型,分别是块状泥岩、钙质块状泥岩、纹层状泥岩和钙质纹层状泥岩;黄雪峰等[1]通过对辽东湾地区辽中凹陷东营组地层进行地球化学分析,认为东二下段为差烃源岩,东三段为好烃源岩;侯庆杰等[13]通过建立辽东湾地区烃源岩的测井定量预测模型,认为东北方向烃源岩品质最好,向西南逐渐变差;牛成民等[14]、金强等[15]通过对辽东湾地区古近系烃源岩进行生烃模拟实验,再现了各层位烃源岩油气的生成、排出过程。虽然对辽东湾地区古近系烃源岩的类型、沉积相、地球化学特征均进行了大量研究,但由于钻井取心成本高、岩屑或露头样品易被污染、取心技术不成熟等限制,对东三段、沙一段和沙三段的生物标志化合物特征及其地质意义的研究尚不够深入。
通过采集辽东湾地区古近系东三段、沙一段和沙三段3 套烃源岩岩心样品,对其生物标志化合物进行研究,并通过探讨辽东湾地区古近系烃源岩的沉积环境、生物来源等来区分3 套烃源岩特征,以期为研究区内油源对比提供有利支撑。
1 地质概况
辽东湾地区地处渤海海域东北端,是下辽河裂谷盆地向渤海海域的自然延伸,呈NE—SW 向长条状展布,其东西部毗邻胶辽隆起和燕山褶皱带,南北则与渤中凹陷和下辽河断陷盆地相接,面积约2.6万km2,该区古近系面积约1.4 万km2[6,11,16-18][图1(a)]。由东向西发育有5 个次级构造单元,相互平行,整体呈现出“三堑夹两垒”、凹凸相间的构造格局,自东向西分别是辽东凹陷、辽东凸起、辽中凹陷、辽西凸起和辽西凹陷,其中辽中凹陷面积最大,且厚度大、埋藏深,其次是辽西凹陷,辽东凹陷面积最小[1-2,7,19-21]。
辽东湾地区主要经历了2 期大的构造运动,分别是坳陷期和裂陷期[7,21-23]。古近系时期处于裂陷期,经历了4 期裂陷,发育有3 套沉积地层,分别是孔店组、沙河街组和东营组,该时期主要为三角洲相与湖泊相沉积[1,22,24]。新近系主要处于坳陷期,经历了2 期坳陷,发育有3 套沉积地层,分别为明化镇组、馆陶组和平原组,这个时期以河流相沉积为主[22][图1(b)]。研究表明,辽西凹陷和辽中凹陷是辽东湾地区两大主要生烃凹陷,发育沙河街组沙三段、沙一段和东营组东三段3 套主力烃源岩层[3,11]。
图1 辽东湾地区构造格局、古近系烃源岩样品井位分布(a)及沉积地层综合柱状图(b)[14,17,25]Fig.1 Tectonic pattern,well location distribution of Paleogene source rock samples(a)and stratigraphic column(b)of Liaodong Bay
2 样品与实验方法
本次研究取自辽东湾地区9 口井的24 个岩心样品,采样井位见图1(a)。岩样包括东三段、沙一段和沙三段的烃源岩地层,岩性为泥岩。考虑到岩心样品数量有限,为了获得更可靠的结论,也对油田收集到的222 个岩屑样品进行了分析。
将样品粉碎后经过150 μm 筛子,置于干燥器中,干燥24 h 后,用稀盐酸除去样品中的碳酸盐,总有机碳(TOC)含量按照标准方法[26]采用LECO CS230碳-硫仪进行分析测定。将样品磨成光薄片,置于Leica DM4500 P 显微镜下进行形态及光性特征观察并完成显微组分鉴定,分别在Leica DM4500 P 显微镜外置J& M 光度计下进行测定和双标法进行测定反射率,标样反射率分别为0.59%和0.89%。
用索氏抽提法,将样品抽提72 h 后,获得氯仿沥青“A”。经过正己烷沉淀过滤沥青质之后用充填有硅胶和氧化铝(3∶2)的固相层析柱进行族组分分离,依次加入正己烷、正己烷+二氯甲烷(体积比为2∶1)混合溶剂和二氯甲烷+甲醇(体积比为97∶3)混合溶剂,分别洗脱出饱和烃、芳香烃和非烃组分。样品进行饱和烃色谱-质谱分析测试时,分析仪器为台式质谱仪Agi-lent6890/5975,色谱柱是HP-5 ms石英弹性毛细柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),设置升温程序为50 ℃恒温1 min,从50 ℃至100 ℃,升温速率为20 ℃/min,100 ℃至315 ℃,升温速率为3 ℃/min,315 ℃恒温16 min。进样器温度为300 ℃,载气为氦气,流速为1.00 mL/min,扫描范围为50~550 amu。检测方式为全扫描+多离子检测,电离能量为70 eV。
3 烃源岩地球化学特征
3.1 有机质丰度
辽东湾地区24 个烃源岩岩心样品热解和有机碳测定结果见表1,该区东三段烃源岩生烃潜量w(S1+S2)为1.03~2.01 mg/g,平均为1.36 mg/g,沙一段w(S1+S2)为10.80~32.11 mg/g,平均为21.75 mg/g,沙三段w(S1+S2)为0.29~17.12 mg/g,平均为2.65 mg/g;东三段w(TOC)为0.70%~1.51%,平均为1.02%,沙一段w(TOC)为2.24%~5.04%,平均为3.70%,沙三段w(TOC)为0.13%~2.89%,平均为0.81%。根据中国陆相烃源岩有机质丰度评价标准[27],沙一段大部分为好烃源岩,沙三段差到好烃源岩均有分布,东三段烃源岩品质介于沙一段和沙三段之间。根据(S1+S2)含量和TOC 含量的相对关系[28],结合岩心样品数据[图2(a)]分析,总体评价为沙一段有机质丰度好于东三段和沙三段;由岩屑数据[图2(b)]得出,沙一段大部分为好烃源岩,有机质丰度评价优于沙三段和东三段。岩心与岩屑反映出的有机质丰度整体一致。
表1 辽东湾地区古近系烃源岩有机质地球化学特征Table 1 Geochemical characteristics of organic matter of Paleogene source rocks in Liaodong Bay
图2 辽东湾地区古近系烃源岩岩心(a)和岩屑(b)有机质丰度评价Fig.2 Evaluation of organic matter abundance of cores(a)and cuttings(b)of Paleogene source rocks in Liaodong Bay
付小东等[29]认为,有机质丰度与全硫含量具有一定关系。整体上,全硫含量(TS)和TOC 含量之间呈正相关关系,有机质富集时,硫也富集。辽东湾地区古近系沙一段烃源岩w(TS)为0.54%~1.56%,平均为1.27%;沙三段w(TS)为0.05%~0.26%,平均为0.13%;东三段w(TS)为0.12%~0.16%,平均值为0.13%(参见表1)。整体上,沙一段烃源岩全硫含量高于沙三段和东三段,反映出沙一段有机质丰度最高。
3.2 有机质类型
有机质类型是决定烃源岩生烃潜力的重要指标[11,30],可依据热解氢指数(HI)和最高热解峰温(Tmax)之间的关系来进行划分[2,31-33]。利用Tmax-HI图版(图3)分别对辽东湾地区古近系烃源岩岩心、岩屑样品进行有机质类型分析,由岩心样品分析[图3(a)]可知,东三段有机质类型主要为Ⅲ型,沙一段有机质类型以Ⅰ—Ⅱ1型为主,沙三段样品呈现出较强的非均质性,部分样品有机质类型较好,以Ⅱ1和Ⅱ2型为主,而另一部分样品主要为Ⅲ型有机质,这可能受到取样位置的影响,凹陷边缘的样品陆源有机质贡献较大,而向凹陷中心靠近的样品有机质类型变好。由岩屑样品分析[图3(b)]可知,沙一段有机质类型以Ⅰ—Ⅱ1型为主;沙三段Ⅰ,Ⅱ1,Ⅱ2和Ⅲ型均有分布;东三段主要为Ⅱ1—Ⅲ型。岩心、岩屑数据整体反映出有机质类型一致,沙一段有机质类型优于沙三段和东三段,生油潜能高。
图3 辽东湾地区古近系烃源岩岩心(a)和岩屑样品(b)的HI 和Tmax有机质类型划分Fig.3 Classification of hydrogen index and Tmaxorganic matter types of cores(a)and cuttings(b)of Paleogene source rocks in Liaodong Bay
利用干酪根显微组分可以确定干酪根类型[34-35]。对研究区9 口井的24 个岩心样品进行显微组分鉴定,样品包括东三段、沙一段和沙三段的烃源岩地层,岩性为泥岩。结果显示,沙一段以层状藻类体为主,可见孢子体、次生有机质组和少量碎屑镜质体;部分沙三段以层状藻类体为主,也可见孢子体、次生有机质组和少量碎屑镜质体,另一部分以镜质体为主;东三段镜质体含量较高,部分为Ⅲ型有机质(图4)。
图4 辽东湾地区东三段、沙一段和沙三段烃源岩显微组分(a)镜质体,A 井,2 825.00 m,东三段,反射光;(b)镜质体呈深棕色荧光,A 井,2 825.00 m,东三段,荧光;(c)孢子体、层状藻类体,D 井,2 394.15 m,沙一段,反射光;(d)孢子体、层状藻类体呈黄绿色荧光,D 井,2 394.15 m,沙一段,荧光;(e)孢子体,矿物沥青基质,D 井,2 428.98 m,沙三段,反射光;(f)孢子体、矿物沥青基质呈黄绿色荧光,D 井,2 428.98 m,沙三段,荧光;(g)镜质体,F 井,2 910.00 m,沙三段,反射光;(h)镜质体呈深棕色荧光,F 井,2 910.00 m,荧光Fig.4 Macerals of source rocks of E3d3,E2s1and E2s3in Liaodong Bay
3.3 有机质成熟度
烃源岩热演化程度的评价,通常采用镜质体反射率(Ro)和岩石热解峰温(Tmax)法[21,36]。依据陆相烃源岩有机质成烃演化阶段划分及判别指标[37],利用Ro和深度的关系,结合辽东湾地区烃源岩岩心样品镜质体反射率(参见表1)可知,东三段和沙一段岩心样品Ro均小于0.5%,沙三段Ro为0.5%~0.7%。东三段和沙一段绝大多数岩心样品的Tmax为435~440 ℃,处于低熟阶段;沙三段54%的岩心样品Tmax>435 ℃,其中38%的样品Tmax为440~450 ℃,整体处于低熟—成熟阶段[图5(a)]。岩屑样品Tmax随深度变化得出的有机质成熟度结果与岩心样品结论一致,即东三段及沙一段多处于低熟阶段,沙三段处于低熟—成熟阶段[图5(b)]。
图5 辽东湾地区古近系烃源岩岩心(a)和岩屑样品(b)Ro与Tmax与深度的关系Fig.5 Relationships of depth with Ro and Tmaxof cores(a)and cuttings(b)of Paleogene source rocks in Liaodong Bay
甾类化合物中C29αββ/(C29ααα+C29αββ)值和C2920S/(C2920S+C2920R)值常用于判断烃源岩有机质成熟度,均随成熟度的升高而增大[37-38]。当w(C29αββ)/[w(C29ααα)+w(C29αββ)]值为0.52~0.55时到达平衡状态,w(C2920S)/[w(C2920S)+w(C2920R)]小于0.2 时,有机质未成熟;当w(C2920S)/[w(C2920S)+w(C2920R)]值为0.2~0.4 时,有机质为低成熟—中等成熟;当w(C2920S)/[w(C2920S)+w(C2920R)]值为0.4~0.6 或大于0.6 时,有机质为高成熟和过成熟(Ro≥1.3%)[39]。从研究区烃源岩生物标志化合物参数统计(表2)可知,东三段w(C29αββ)/[w(C29ααα)+w(C29αββ)]值为0.22~0.34,平均为0.27,未达到平衡状态,w(C2920S)/[w(C2920S)+w(C2920R)]值为0.18~0.42,平均为0.27,处在低成熟—中等成熟阶段;沙三段w(C29αββ)/[w(C29ααα)+w(C29αββ)]值为0.21~0.49,平均为0.33,未达到平衡状态,w(C2920S)/[w(C2920S)+w(C2920R)]值为0.20~0.57,平均值为0.36,处在低成熟—中等成熟阶段;沙一段w(C29αββ)/[w(C29ααα)+w(C29αββ)]值为0.12~0.36,平均值为0.25,未达到平衡状态,w(C2920S)/[w(C2920 S)+w(C2920R)]值为0.15~0.36,平均值为0.26,处在低成熟—中等成熟阶段。
4 烃源岩生物标志物特征
4.1 沉积环境
4.1.1 姥植比Pr/Ph
姥鲛烷/植烷Pr/Ph可以用于指示沉积古环境[40-41]。Didyk 等[42]认为w(Pr)/w(Ph)<1.0 为还原环境,w(Pr)/w(Ph)>1.0 为氧化环境。Peters 等[43]更进一步指出,对于生油窗内的样品来说,w(Pr)/w(Ph)>3.0代表了氧化环境下陆源有机质的输入,而w(Pr)/w(Ph)<0.8 则代表缺氧、还原的沉积环境。本文样品的w(Pr)/w(Ph)值东三段为0.96~2.06,平均为1.73;沙三段为1.27~3.58,平均为2.34;沙一段为0.42~0.92,平均为0.67(表2),表明东三段、沙三段样品的有机质母质均形成于淡水湖相沉积环境,沙一段沉积于还原湖相环境。
表2 辽东湾地区烃源岩生物标志化合物参数Table 2 Biomarker parameters of source rocks in Liaodong Bay
4.1.2 伽马蜡烷指数Ga/C30藿烷
辽东湾地区烃源岩样品均检测出有一定含量的伽马蜡烷(Ga),主要来源为四膜虫醇。Ga 是一种五环三萜烷,可以取代一些光合细菌、原生动物中的甾烷类化合物。Ga 的富集常常与沉积环境有关,表明高盐度海相沉积环境及其他高盐度的沉积环境。高含量的Ga 指示了强还原、超盐的沉积环境,并且在水体中会出现一定的分层现象[44]。在检测出Ga 的样品中,东三段和沙三段w(Ga)/w(C30藿烷)为0.05~0.14,均值为0.08,属于淡水湖相环境;沙一段w(Ga)/w(C30藿烷)为0.28~0.51,均值为0.38(图6)。
图6 辽东湾地区古近系烃源岩伽马蜡烷指数与姥植比关系Fig.6 Relationship between gamacerane index and Pr/Ph of Paleogene source rocks in Liaodong Bay
在m/z191色谱质谱图上(图7),可看出沙一段Ga 相对丰度远高于东三段和沙三段,表明沙一段烃源岩的成烃母质形成于高盐度水体分层环境。
图7 辽东湾地区东三段、沙一段和沙三段烃源岩(m/z 191)典型谱图Fig.7 Typical spectra of source rocks(m/z 191)of of E3d3,E2s1and E2s3in Liaodong Bay
4.2 生物来源
4.2.1 甾烷类化合物
甾烷类化合物是一种四环化合物,具有烷基侧链,常规甾烷的碳数为C27—C29,但是也有极为复杂的碳数变化。烃源岩中的甾烷在成岩过程当中,由藻类、浮游动植物以及高等植物的甾酸衍生而来,形成之后基本不会发生相互之间的转化。由此,甾烷可作为分析烃源岩的有机质来源的重要化合物[44]。
研究区样品中检测出的C27,C28,C29规则甾烷可以用来进行生源的判断,通常认为,C27甾烷优势时指示低等生物藻类的生源贡献大,C29甾烷优势则通常指示陆源有机质的贡献大,二者含量都高时,说明存在高等植物和水生生物的双重贡献。从表2 可看出,东三段w(C27),w(C28)和w(C29)甾烷含量分别为29.92%~39.29%,21.18%~27.92% 和39.54%~43.68%,w(C27规则甾烷)/w(C29规则甾烷)值为0.71~0.99,具有C29规则甾烷优势;沙三段w(C27),w(C28)和w(C29)甾烷含量分别20.26%~45.48%,13.34%~22.09%和33.74%~66.40%,w(C27规则甾烷)/w(C29规则甾烷)值为0.31~1.35,具有C27,C29规则甾烷优势;沙一段w(C27),w(C28)和w(C29)甾烷含量分别32.71%~36.91%,30.13%~38.88% 和27.80%~36.67%,w(C27规则甾烷)/w(C29规则甾烷)值为0.89~1.20,具有明显的C27规则甾烷优势(图8)。结果表明,东三段为陆源高等植物输入,沙三段有机质多为混合来源,沙一段烃源岩的有机质母质是以低等水生生物为主,高等植物的贡献较少。
图8 辽东湾地区东三段、沙一段和沙三段烃源岩(m/z 217)典型谱图Fig.8 Typical spectra of source rocks(m/z 217)of E3d3,E2s1 and E2s3in Liaodong Bay
4.2.2 萜类化合物
萜烷类化合物在烃源岩的抽提物中广泛存在,三环萜烷具有的特征性较强,通常被用于判识烃源岩的有机质来源,四环萜烷与陆源有机质的输入具有很好的关系,被作为陆源有机质输入的重要标志[45]。在辽东湾烃源岩24 件样品中,均检测出萜类化合物三环萜烷及四环萜烷,三环萜烷碳数为C19—C29,C19三环萜烷/C23三环萜烷(C19TT/C23TT)和C24四环萜烷/C26三环萜烷(C24TeT/C26TT)的比值通常被视为指示陆源有机质输入的重要标志[19]。这2 个参数值越大,反映陆源有机质的贡献越大[15,46]。
东三段w(C19TT)/w(C23TT)值为0.52~0.56,平均值为0.53,w(C24TeT)/w(C26TT)值为0.45~0.94,平均值为0.79;沙三段w(C19TT)/w(C23TT)值为0.24~0.73,平均值为0.49,w(C24TeT)/w(C26TT)值为0.72~1.28,平均值为1.00;沙一段w(C19TT)/w(C23TT)值为0.09~0.39,平均值为0.22,w(C24TeT)/w(C26TT)值为0.35~1.29,平均值为0.72(图9)。综合反映了东三段以陆源高等植物输入为主,沙三段为混合型有机质来源,沙一段高等植物有机质的贡献处于较低水平。
图9 辽东湾地区古近系烃源岩萜类化合物参数Fig.9 Parameters of terpenoids of Paleogene source rocks in Liaodong Bay
辽东湾地区3 套烃源岩样品生标参数C24TeT)/C26TT、规则甾烷特征与HI反映的有机质类型一致。根据中低成熟度湖相泥岩在生烃阶段有机质类型划分的HI的取值[28-32],当HI>600 mg/g 时,有机质类型为Ⅰ型;当HI为250~600 mg/g 时,有机质类型为Ⅱ1型;当HI为120~250 mg/g 时,有机质类型为Ⅱ2型;当HI<120 mg/g 时,有机质类型为Ⅲ型。沙一段C24TeT/C26TT 值较低,C27规则甾烷具有优势,同时沙一段HI为344~618 mg/g,反映沙一段以藻类及低等水生生物有机质输入为主,有机质类型为Ⅰ—Ⅱ1型,生油能力强;沙三段烃源岩C24TeT/C26TT 值中等,C27,C29规则甾烷具有优势,而HI为77~569 mg/g,HI值范围跨度大,反映沙三段为混合型有机质来源,有机质类型Ⅰ型,Ⅱ1型,Ⅱ2型和Ⅲ型均有;东三段C24TeT/C26TT 值较高,C29规则甾烷具有优势,HI为106~140 mg/g,反映出以陆源高等植物输入为主,有机质类型主要为Ⅱ2型和Ⅲ型,有利于生气。
4.2.3 类异戊二烯烷烃
在烃源岩的生物标志化合物中,类异戊二烯烷烃通常既被用于指示烃源岩的沉积环境,又反映有机质来源[21,39,47]。辽东湾地区东三段烃源岩样品的w(Pr)/w(nC17)值为0.61~0.69,均值为0.64,w(Ph)/w(nC18)值为0.22~0.41,均值为0.29;沙三段w(Pr)/w(nC17)值为0.34~1.25,均值为0.60,w(Ph)/w(nC18)值为0.13~0.47,均值为0.33;沙一段w(Pr)/w(nC17)值为0.26~0.62,均值为0.41,w(Ph)/w(nC18)值为0.28~0.95,均值为0.59(参见表2)。由研究区烃源岩样品Pr/nC17与Ph/nC18交会图(图10)可看出,沙一段样品均落入海相和盐湖相(Ⅰ/Ⅱ型)区域,表明沙一段烃源岩形成于湖湘还原环境,有机质母质主要来源于藻类及低等水生生物;沙三段样品一部分落入陆源(Ⅲ型)区域,一部分落入混合型(Ⅱ型)和海相和盐湖相(Ⅰ/Ⅱ型)区域,反映了沙三段有机母质主要为混合来源,既有陆源高等植物输入,也有藻类及低等水生生物的贡献;东三段绝大多数样品落入陆源(Ⅲ型)区域,属于陆源高等植物输入为主。
图10 辽东湾地区古近系烃源岩Pr/nC17 与Ph/nC18 交会图Fig.10 Crossplot of Pr/nC17 与Ph/nC18 of Paleogene source rocks in Liaodong Bay
5 油气地质意义
生物标志物特征综合反映沙一段以藻类及低等水生生物有机质输入为主,有机质类型为Ⅰ—Ⅱ1型,生油能力强;沙三段为混合型有机质来源,有机质类型Ⅰ型、Ⅱ1型、Ⅱ2型和Ⅲ型均有;东三段以陆源高等植物输入为主,有机质类型主要为Ⅱ2型和Ⅲ型,有利于生气。以上3 套烃源岩生物标志物特征反映的有机质类型与热解参数(HI,Tmax)(参见图3)、干酪根显微组分鉴定结果(参见图4)一致。姥植比、伽马蜡烷指数2 个生物标志物参数反映了沙一段、沙三段和东三段烃源岩的沉积环境,沙一段沉积于较高盐度的还原湖相环境,有利于有机质的保存,有机质丰度较高,而沙三段和东三段均沉积于淡水湖相沉积环境。
C29αββ/(C29ααα+C29αββ)值和C2920S/(C2920S+C2920R)值这2 个生物标志物成熟度参数反映东三段、沙一段和沙三段岩心样品处于低成熟—中等成熟阶段,呈现的结果与Tmax参数(参见图5)基本一致。沙一段烃源岩有机质丰度最高,大部分为好烃源岩,沙三段差到好烃源岩均有分布,东三段烃源岩品质介于沙一段和沙三段之间,反映沙一段烃源岩生烃潜力优于沙三段和东三段烃源岩。
通过对3 套烃源岩生物标志化合物特征的研究(表3),三者具有明显不同的生物标志化合物组成特征。东三段烃源岩具有高Pr/Ph 值,低伽玛蜡烷指数,高C24TeT/C26TT 值,C29规则甾烷占优势;沙一段烃源岩具有低Pr/Ph 值,高伽玛蜡烷指数,低C24TeT/C26TT 值,C27规则甾烷占优势;沙三段烃源岩具有中—高Pr/Ph 值,低伽玛蜡烷指数,中等C24TeT/C26TT 值,C27、C29规则甾烷占优势。生物标志化合物组成的差异反映出东三段、沙一段和沙三段烃源岩的沉积环境、生物来源各不相同,此外这些差异可很好地区分3 套烃源岩(图11),为辽东湾地区古近系油源对比提供重要的参考资料,进而有利于该区的油气勘探。
表3 辽东湾地区古近系烃源岩Pr/Ph,C24TeT/C26TT,Ga/C30藿烷参数值及优势规则甾烷Table 3 Pr/Ph,C24TeT/C26TT,Ga/C30 hopane parameter values and dominant rule steranes of Paleogene source rocks in Liaodong Bay
图11 辽东湾地区古近系烃源岩Pr/Ph,Ga/C30藿烷和C24TeT/C26TT 参数对比Fig.11 Comparison of Pr/Ph,Ga/C30 hopane and C24TeT/C26TT parameters of Paleogene source rocks in Liaodong Bay
根据蒋有录等[3]、田德瑞等[21]对辽东湾地区原油特征的研究结果可知,辽东湾地区原油主要分为2类(Ⅰ类和Ⅱ类),以JZ20-2 井区为代表的Ⅰ类原油来源于高盐度的湖相烃源岩,母源沉积于弱氧化较高盐度的湖相沉积环境、陆源高等植物及藻类母质输入特征;以JZ25-1 井区为代表的Ⅱ类原油来源于淡水沉积的湖相烃源岩,母源沉积于弱氧化淡水湖相环境、以藻类生源贡献为主。对比本次研究中烃源岩的分子标志物特征,沙一段烃源岩明显不同于其他烃源岩的特征是具有高伽马蜡烷含量即形成于高盐度水体,另外2 套烃源岩的伽马蜡烷含量非常低,因此高伽马蜡烷指数是沙一段烃源岩的专属特征,而沙三段烃源岩的具有较高的Pr/Ph 值和C24TeT/C26TT 值,较低的Ga/(C30藿烷)值。因此,Ⅰ类原油与沙一段烃源岩有很好的相关性,主要来源于沙一段烃源岩;Ⅱ类原油与沙三段有很好的相关性,主要来源于沙三段烃源岩。
6 结论
(1)辽东湾地区古近系沙一段有机质丰度最高,沙三段差到好烃源岩均有分布,东三段烃源岩介于二者之间。
(2)辽东湾地区古近系沙一段Pr/Ph 值和C24TeT/C26TT 值均较低,Ga/C30藿烷值高,C27规则甾烷优势;沙三段Pr/Ph值中—高,C24TeT/C26TT 值中等,Ga/C30藿烷值低,C27,C29规则甾烷优势;东三段Pr/Ph 值较高,C24TeT/C26TT 值高,Ga/C30藿烷值低,C29规则甾烷优势。
(3)辽东湾地区古近系沙一段为藻类及低等水生生物生源,沉积于较高盐度的还原湖相环境;沙三段为混合型来源,沉积于淡水湖相沉积环境;东三段以陆源高等植物输入为主,淡水湖相沉积环境。