23 / 2023-06-09 21:20:00

板桥凹陷沙三段烃源岩地球化学特征及沉积环境

地化特征；沉积环境；烃源岩；沙三段；板桥凹陷

渤海湾盆地是中国最大的含油气盆地，板桥凹陷位于渤海湾盆地黄骅坳陷的中段西部，板桥凹陷原油类型复杂，包括常规油、轻质油。低熟油和凝析油。然而目前石油来源还不是很清楚，所以针对板桥凹陷烃源岩的研究是重要的。沙河街组三段是板桥凹陷的主力烃源岩层系，对沙三段24个烃源岩样品进行岩石热解、TOC、氯仿沥青“A”、镜质体反射率、饱和烃GC/MC分析以及显微组分测定等实验分析。结果表明：①有机质丰度：有机碳含量（TOC）介于0.14%~2.89%，平均值为1.21%，变化范围较集中，多数样品TOC含量在0.4%~1%和＞2%范围内。生烃潜量（S1+S2）含量介于0.05mg/g~14.33mg/g，平均值为4.12mg/g，样品S1+S2含量基本上均＜9mg/g，极少数样品S1+S2含量在＞9mg/g范围内。氯仿沥青“A”含量差异较大，介于0.01%~0.84%，平均值为0.13%，其中含量超过0.1%的烃源岩样品占总数的45%。根据烃源岩有机质丰度评价标准，板桥凹陷沙三段烃源岩有机质丰度分级标准，综合评定为中等-好烃源岩。②有机质类型：烃源岩干酪根元素分析表明H/C比值为0.65~1.23，平均值为0.97，O/C比值为0.04~0.25，平均值为0.11。烃源岩干酪根显微组分分析表明，沙三段整体富含壳质组和镜质组，平均含量分别为48.03%和48.11%，腐泥组含量相对较低，平均含量为0.07%，类型指数（TI）介于-58.45~34.13，平均值为-15.84。整体上沙三段烃源岩为Ⅱ2型。③烃源岩成熟度：岩石热解最高峰温（Tmax）介于436℃~461℃，平均值为444℃。深度达3800m附近，产率指数达到50%~60%，烃指数达到近20%，有机质进入成熟阶段；3800m-4500m产率指数基本不变，但烃指数在4500m以下迅速减小，烃源岩中的液态烃含量明显降低，烃源岩进入了高成熟度生凝析油气阶段，总体上Es3烃源岩处于成熟-高熟阶段，结合OEP和CPI均大于1且样品在300m以后奇数碳优势基本消失，表明3800m以下沙三段烃源岩已进入生烃门限。生物标志化合物藿烷22S/(22S+22R)比值在0.36～0.71之间，平均为0.57；甾烷成熟度参数C29ααα20S/ααα(20S+20R)比值在0.11～0.60之间,平均值为0.45；C29αββ/(αββ+ααα)比值介于0.26~0.46，平均值为0.38，显示高成熟特征。④有机质来源：沙三段主峰碳为C₁₇，正构烷烃分布模式为单峰型，(C₂₁+C₂₂)/(C₂₈+C₂₉)值介于1.5~9.39，∑C₂₁-/∑C₂₂+介于0.74~3.13，基本均大于1，总体表明沙三段烃源岩有机质来源以水生生物为主，在局部地区存在高等植物有机质混入。⑤沉积环境：Pr/Ph值在0.41~3范围内，多数样品Pr/Ph值大于1，具明显的姥鲛烷优势。伽马蜡烷异常指数较低，介于0.08~8.8，其中来自塘42-2井和沈10井的烃源岩样品伽马蜡烷含量较高。∑甾烷/∑藿烷比值在沙三段烃源岩样品的分布范围分别为0.06~0.66。整体表明沙三段烃源岩的沉积环境为淡水沉积的弱氧化-还原环境，受微生物影响明显。

本研究以沙三段烃源岩样品地球化学和生物标志化合物分析为核心工作，对板桥凹陷沙三段烃源岩进行综合评价及沉积环境研究，沙三段烃源岩有机丰度高，类型好，成熟度处于成熟-高熟阶段，有机质来源以水生生物为主存在高等有机质混入，沉积环境为淡水沉积的弱氧化-还原环境，受微生物影响明显。