塔木察格盆地南贝尔凹陷优质烃源岩地球化学特征

白如清

（大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

塔木察格盆地南贝尔凹陷优质烃源岩地球化学特征

白如清*

（大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

钻井勘探实践表明，塔木察格盆地南贝尔凹陷主要发育3套主力烃源岩，分别是大磨拐河组、南屯组、铜钵庙组。不同层段的烃源岩，具有不同的地球化学特征。通过族组成、饱和烃色谱、生物标志化合物、碳同位素等指标对南贝尔凹陷大磨拐河组、南屯组、铜钵庙组烃源岩的地球化学特征进行了综合研究，结果表明，源岩饱和烃含量较高，芳烃含量较低，非烃+沥青质含量范围变化较大，体现湖相生源特征。饱和烃色谱图形态主要为单峰型，主峰碳一般为nC19、nC21和nC23，反映有机质为低等水生生物和陆源高等植物的双重来源。色谱—质谱图中三环萜烷含量很低，以五环三萜烷为主；甾类化合物以规则甾烷为主，C2720（R）、C2820（R）、C2920（R）呈不对称“V”字型分布，4-甲基甾烷含量很低，具有藻类和高等植物双重生源特征。大磨拐河组和铜钵庙组烃源岩的饱和烃、芳烃碳同位素明显偏重，南屯组源岩则有所变轻，反映出南屯组源岩的有机质类型较好，低等水生生物输入的比例较大。综合评价认为南屯组烃源岩母质类型好，成熟度适中，是该区的主力烃源岩。

塔木察格盆地；南贝尔凹陷；烃源岩；地球化学特征

南贝尔凹陷位于蒙古国塔木察格探区19和21区块，属于海拉尔盆地贝尔凹陷南延部分，可分为东、西2个次凹，凹陷面积3200km2，基底最大埋深3700m，南贝尔凹陷发育的主要层位有青元岗组、伊敏组、大磨拐河组、南屯组二段、南屯组一段、铜钵庙组及基底［1-2］。主要目的层为大磨拐河组、南屯组二段、南屯组一段、铜钵庙组。南贝尔凹陷目前有多口井获工业油流，具有较好的勘探潜力。前人对该区油气进行了大量的研究，但主要涉及到油气成藏条件及类型研究［3-5］，对原油地球化学特征认识，还不能满足精细勘探的需要。本文通过族组成、饱和烃气相色谱、生物标志化合物、碳同位素等方面对南贝尔凹陷主要目的层的地球化学特征进行了深入的研究，并提出了新的认识。

1　族组成特征

通过对烃类和非烃类的混合物——氯仿沥青“A”进行柱层析分离，得到饱和烃、芳烃、非烃、沥青质。

从南贝尔凹陷烃源岩族组成三角图上分析得到（图1），源岩饱和烃含量较高，在15.03%～73.64%之间；芳烃含量较低，在8.75%～35.92%之间；非烃含量在7.25%～47.84%之间，沥青质在0.11%～38.59%之间，含量范围变化较大，体现湖相生源特征。大磨拐河组：总烃含量在49.22%～72.05%之间，平均为60.41%；非烃+沥青质含量高，分布在24.19%～46.92%之间，平均为34.96%，表明成熟度较低。南屯组二段：总烃含量在50.61%～83.97%之间，平均为69.95%；非烃+沥青质为16.03%～49.39%之间，平均为29.35%。南屯组一段：总烃含量在53.81%～91.6%之间，平均为71.48%；非烃+沥青质为8.4%～46.2%之间，平均为28.35%。铜钵庙组：总烃含量在55.69%～83.32%之间，平均为72.26%；非烃+沥青质为16.06%～38.73%之间，平均为24.42%。南屯组—铜钵庙组烃源岩族组成特征表明其成熟度较高，母质为湖相有机质。

纵向上看，从大磨拐河组到南屯组二段，再到南屯组一段，饱和烃和芳烃含量增加，非烃和沥青质含量减少，这是由于一方面源岩类型变好，另一方面源岩成熟度逐渐增加；而铜钵庙组和基岩饱和烃+芳烃含量略低于南屯组一段，主要是由于源岩质量较差。

2　饱和烃色谱特征

图1　南贝尔凹陷烃源岩族组成三角分布

研究饱和烃的分布、组成，对认识源岩母质来源、形成环境及热演化特征具有重要意义。

从南贝尔凹陷烃源岩饱和烃气相色谱图（图2）分析得知，烃源岩抽提物的饱和烃色谱形态主要为单峰型，碳数分布在nC14～nC36，主峰碳一般为nC19、nC21和nC23，反映有机质有低等水生生物和陆源高等植物的双重来源。烷烃轻重之比参数nC21+nC22/nC28+nC29值一般大于2.0，说明烃源岩饱和烃中烃类主要以低碳数烷烃为主。

图2　南贝尔凹陷烃源岩饱和烃气相色谱

从南贝尔凹陷烃源岩饱和烃色谱参数（表1）所反映的情况来看，大磨拐河组烃源岩OEP值均表现为明显的奇碳数优势，说明源岩成熟度较低［6-7］。南屯组二段以下源岩OEP值逐渐趋近于1，表明成熟度逐渐增高。总体看来，南贝尔凹陷各层烃源岩Pr/Ph值变化范围较大，表明沉积环境在不断变化。Peters和Moldowan（2005）指出，在生油窗内的样品，高的Pr/Ph比值（＞3.0）指示氧化条件下的陆源有机质的输入，低比值（Pr/Ph＜0.8）代表缺氧的通常是超盐度环境。因此我们分析认为，东次凹北洼槽沉积水体为偏咸水环境，东次凹南洼槽及西次凹沉积水体总体为淡水沉积环境，塔21-19井处南屯组二段和基岩源岩沉积环境为淡水沼泽相。

表1　南贝尔凹陷东、西次凹烃源岩饱和烃色谱参数

3　碳同位素特征

原油的碳同位素主要决定于烃源岩的原始生烃母质［8-11］。从南贝尔凹陷烃源岩饱和烃—芳烃碳同位素关系可看出（图3），大磨拐河组和铜钵庙组烃源岩的饱和烃、芳烃碳同位素明显偏重，大磨拐河组和铜钵庙组原油母源为混合型。南屯组源岩则有所变轻，反映出南屯组一段、二段源岩的有机质类型较好，南屯组原油母源主要为腐泥型。从南贝尔烃源岩组分碳同位素数据整体分析来看（表2），饱和烃同位素多分布在-33.24‰～-23.57‰，芳烃同位素分布在-32.01‰～-22.75‰，表现为δ13C饱＜δ13C芳＜δ13C非＜δ13C沥青质。南屯组原油母源为腐泥质。

4　生物标志化合物特征

生物标志化合物参数是油源对比的重要指标［12］，是有机地球化学研究中一项重要技术，在研究源岩形成环境、成熟演化、后期改造蚀变及石油来源等发挥了重要作用。

从南贝尔凹陷烃源岩抽提物色谱—质谱分析结果（表3，图4）得到，各个层位三环萜烷含量均很低，以五环三萜烷为主；甾类化合物以规则甾烷为主，见一定数量孕甾烷，C27和C29甾烷含量高，一般来说，C27与水生生物有关，C29甾烷与陆源高等植物有关［13-14］。C28甾烷含量低，C2720（R）、C2820（R）、C2920（R）呈不对称“V”字型分布，4-甲基甾烷含量很低，表明藻类和高等植物双重生源特征。

图3　南贝尔凹陷烃源岩饱和烃—芳烃碳同位素关系

表2　南贝尔凹陷烃源岩组分碳同位素数据

表3　南贝尔凹陷烃源岩饱和烃色质参数

大磨拐河组：C29Ts含量较高，Ts含量低，一般Ts＜Tm，表明源岩成熟度较低。伽马蜡烷含量极低，说明沉积水体分层不明显。孕甾烷和C27重排甾烷系列含量低，C29甾烷的ααα20S含量低于20R，αββ（20S+20R）含量低，表明源岩成熟度低。β-胡萝卜烷只在塔19-64井有发现，说明西次凹局部沉积水体为偏咸水环境。

南屯组二段：C29Ts含量较高，Ts含量较低，Ts＜Tm，表明源岩成熟度较低。伽马蜡烷含量低，说明沉积水体分层不明显。孕甾烷和C27重排甾烷系列含量有所增加，但除塔21-9井外，总体上C29甾烷的ααα20S含量低于20R，αββ（20S+20R）含量低，表明源岩成熟度偏低［15］。β-胡萝卜烷在东次凹北洼槽塔21-36井含量较高，说明该区局部沉积水体为偏咸水沉积环境［16-17］。

南屯组一段、铜钵庙组：C29Ts含量较高，Ts含量有所增加，总体Ts＜Tm，但有些井如塔19-39井和塔21-44 Ts＞Tm，表明源岩成熟度在增加。伽马蜡烷含量也较以上层位增加，在东次凹北洼槽含量较高，说明沉积水体分层较为明显。孕甾烷和C27重排甾烷系列含量较高，C29甾烷的ααα20S与20R含量相当，αββ（20S+ 20R）含量高，表明源岩成熟度较高。β-胡萝卜烷在东次凹北洼槽普遍含有，塔21-51和塔21-7井含量较高，说明该区沉积水体为半咸水沉积环境。

图4　南贝尔凹陷烃源岩生物标志物质谱—色谱

5　结论

南贝尔凹陷地球化学特征主要表现在以下几个方面：

（1）源岩饱和烃含量较高，芳烃含量较低，非烃+沥青质含量范围变化较大，体现湖相生源特征。

（2）烃源岩抽提物的饱和烃色谱形态主要为单峰型，碳数分布在nC14～nC36，主峰碳一般为nC19、nC21和nC23，反映有机质有低等水生生物和陆源高等植物的双重来源。

（3）南贝尔凹陷大磨拐河组和铜钵庙组烃源岩的饱和烃、芳烃碳同位素明显偏重，南屯组源岩则有所变轻，反映出南屯组一段、二段源岩的有机质类型较好，以低等水生生物输入为主。

（4）南贝尔凹陷烃源岩抽提物色谱—质谱分析结果三环萜烷含量很低，以五环三萜烷为主；甾类化合物以规则甾烷为主，见一定数量孕甾烷，C27和C29甾烷含量高，C28甾烷含量低，C2720（R）、C2820（R）、C2920（R）呈不对称“V”字型分布，4-甲基甾烷含量很低，表明藻类和高等植物双重生源特征。

（5）综合评价认为南屯组烃源岩母质类型好，成熟度适中，是该区的主力烃源岩。

［1］冯志强，任延广，张晓东，等.海拉尔盆地油气分布规律及下步勘探方向［J］.中国石油勘探，2004，22（4）.

［2］郝慧，漆家福，周建勋，等.塔木察格盆地南贝尔凹陷构造特征［J］.科技导报，2011，29（9）：31-35.

［3］单敬福，纪友亮，金利红，等.塔南—南贝尔凹陷南屯组沉积相特征［J］.中南大学学报：自然科学版，2013，44（1）：241-250.

［4］张丽缓，纪友亮，刘立，等.海拉尔—塔木察格盆地南贝尔凹陷下白垩统火山碎屑岩储集层成岩演化及控制因素［J］.古地理学报，2013，15（2）：261-274.

［5］纪友亮，蒙古安，曹瑞成，等.蒙古国东部塔木察格盆地南部白垩系地层结构及沉积充填特征［J］.古地理学报，2010，12，（6）：729-736.

［6］胡译文，张敏.柴达木盆地西部南区红113井烃源岩地球化学特征［J］.长江大学：自然科学版，2011，8（8）：17-19.

［7］谭宝德.虎林盆地七虎林河坳陷下第三系虎林组烃源岩地球化学特征［J］.内蒙古石油化工，2011（12）：132-135.

［8］张相春，王振平，孔令芳，等.汤原断陷生物标志化合物的分布及其地球化学意义［J］.大庆石油地质与开发，2007，26（3）：22-26.

［9］包建平，朱翠山，张秋茶，等.库车坳陷前缘隆起带上原油地球化学特征［J］.石油天然气学报，2007，29（4）：40-44.

［10］肖飞，刘洛夫，曾丽缓.准噶尔盆地车排子东缘原油地球化学特征与油源分析［J］.中国矿业大学学报，2014，43（4）：646-655.

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1004-5716（2016）08-0039-04

2015-09-30

2015-11-20

中国石油天然气集团公司重点项目“海塔盆地岩性—地层油气藏富集规律与目标评价”（编号：20008ZX05001-001）资助。

白如清（1962-），男（汉族），甘肃高台人，工程师，现从事石油地质综合研究工作。