烴源巖地球化學研究論文范文

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1有機質含量對比

本次采集的烴源巖樣品包括鉆井和露頭的泥質巖（泥巖）與碳酸鹽巖（石灰巖），其中野外露頭8個，鉆井6口（圖1）。對采集的鉆井和露頭樣品分別進行了有機碳含量（TOC）測定、氯仿瀝青“A”抽提與計量、族組分分離與定量、巖石熱解、飽和烴氣相色譜等分析測試。其中，有機碳含量通過LECOCS-400碳硫測定儀進行測定；氯仿瀝青“A”含量通過索氏抽提法利用氯仿溶劑進行抽提獲得；族組分采用層析柱法進行分離、定量；巖石熱解數據通過OGE-II油氣評價儀（Rock-Eval）進行測定；飽和烴組成主要通過日本島津GC-17A氣相色譜儀進行分析。將測試數據與前人分析數據相結合，其中石炭系露頭石灰巖、鉆井泥巖和下二疊統露頭泥巖的樣品分析較多，其他樣品的分析數據較少，樣品少其實與該類可能烴源巖樣品不發育有一定關系。露頭與鉆井不同巖性的有機碳含量與氯仿瀝青“A”含量總體成呈正相關特征（圖2）。據圖2和表1可以較清楚地觀測到鉆井樣品與露頭樣品的有機質含量差異。總體來看，鉆井樣品的可溶有機質氯仿瀝青“A”含量偏高，位于上部區域。露頭樣品氯仿瀝青“A”含量偏低，位于左下部和右下部區域。仔細觀察可以看到，左下部區域主要為石炭系和下二疊統露頭石灰巖樣品，右下部區域的樣品主要為下二疊統露頭泥巖樣品。很顯然，二者相比，露頭泥巖的有機碳含量和氯仿瀝青“A”含量均總體高于石灰巖，所有石灰巖有機碳含量在0.01%～0.83%，均值為0.09%；氯仿瀝青“A”含量分布在0.0004%～0.0247%，均值為0.0034%。下二疊統露頭泥巖有機碳含量在0.08%～4.45%，均值為1.79%；氯仿瀝青“A”含量0.0002%～0.0108%，均值為0.0042%（表1）。鉆井樣品主要是石炭系泥巖、石灰巖與下二疊統泥巖，其中石炭系石灰巖有機碳和氯仿瀝青“A”含量偏低，但是鉆井石灰巖的氯仿瀝青“A”含量仍高于露頭石灰巖，而有機碳含量最高值分布于露頭石灰巖（圖2）。鉆井泥巖有機碳含量大體介于露頭石灰巖和露頭泥巖之間，其氯仿瀝青“A”含量總體偏高，有部分樣品與露頭泥巖接近（圖2）。上述特征一方面反映了井下保存條件好，尤其對于可溶有機質。但無論露頭還是井下，泥巖有機碳含量和氯仿瀝青“A”含量均高于石灰巖，側面說明了石灰巖作為烴源巖確實不如泥巖好。總烴含量分布與氯仿瀝青“A”含量具有類似的分布特征（圖3）。露頭泥巖的總烴含量總體高于露頭石灰巖，石炭系與下二疊統石灰巖沒有明顯不同。石炭系與下二疊統鉆井泥巖總烴含量分布基本一致，鉆井石灰巖總烴含量沒有明顯低于鉆井泥巖，主要分布在鉆井泥巖的低值區域，但明顯高于露頭石灰巖樣品。同時，還可以清楚地看到，石炭系鉆井石灰巖的可溶有機質（總烴和氯仿瀝青“A”）含量總體高于下二疊統露頭泥巖（圖3）。此外，熱解S1+S2也表現為露頭樣品明顯低于鉆井樣品（表1）。可見，上述各種有機質豐度特征對比分析反映了鉆井樣品的保存條件確實好于露頭樣品，風化作用對可溶有機質的破壞比對固體有機質（有機碳）要強。

2可溶有機質組成對比

巖石可溶有機質氯仿瀝青“A”由飽和烴、芳香烴、膠質和瀝青質組成，不同組分抵抗風化作用的能力不同，因而會在鉆井樣品與露頭樣品組成中表現出差異。烴類包括飽和烴和芳香烴，非烴包括膠質和瀝青質，烴與非烴含量顯示二者具有反相關關系（圖4），鉆井樣品的烴類含量總體偏高，非烴含量偏低，露頭樣品烴類含量總體偏低，非烴含量總體偏高(表2)。飽和烴和瀝青質含量的對比也顯示類似特征，即相同巖性的露頭樣品飽和烴含量基本都低于鉆井樣品，瀝青質含量基本都高于鉆井樣品。作為中間組分的芳香烴和膠質具有微弱的正相關關系（圖5），但露頭樣品與鉆井樣品看不出明顯的差別，可見風化作用對飽和烴含量影響比較大，對瀝青質有一定影響，對芳香烴和膠質的影響則顯示較弱。飽和烴氣相色譜圖可以反映正構烷烴組成特征。通過大量對比（圖6）發現，鉆井樣品的飽和烴組成中中低碳數烴相對含量高于露頭樣品，而露頭樣品飽和烴組成中中高碳數相對含量明顯較高。鉆井樣品和烴氣相色譜顯示的雙峰特征較為明顯，表現出后峰高、前鋒低的特征；露頭樣品一般也顯示雙峰型，但前峰明顯減弱，高碳數為主的后峰強度顯著加強。可見，風化作用對低分子烴類的影響更為明顯，使得其相對含量顯著減少。

3烴源巖熱解參數對比

巖石熱解是評價烴源巖的有效方法之一，由此方法建立的指標，不僅可評價有機質豐度，也可評價有機質類型[20]，尤其對于成熟度較低的泥質巖往往更為有效。通過鉆井與露頭樣品的熱解分析發現，風化作用對熱解參數的影響也很明顯（圖7、圖8）。露頭泥巖的氧指數和氫指數明顯偏低，石灰巖明顯偏高；鉆井樣品的氫指數和氧指數大體位于露頭泥巖和露頭石灰巖之間的區域，其中泥巖氧指數總體低于石灰巖，氫指數總體高于石灰巖（表3、圖7）。圖8清楚地展示了不同樣品氧指數與有機碳含量的反相關關系，露頭石灰巖氧指數最高，有機碳含量最低；與之相比，鉆井石灰巖氧指數偏低，有機碳含量偏高。下二疊統露頭泥巖氧指數偏低，有機碳含量偏高，下二疊統鉆井泥巖分布與之相近。石炭系鉆井泥巖與下二疊統鉆井泥巖相比，氧指數偏高，有機碳含量偏低。根據熱解S1、S2和S1+S2均值對比（圖9）來看，無論是泥巖，還是石灰巖，基本都是鉆井樣品的參數值高于露頭樣品，露頭樣品石炭系石灰巖參數值低于下二疊統石灰巖，鉆井樣品下二疊統泥巖參數值低于石炭系泥巖。熱解Tmax與S1/(S1+S2)關系（圖10）顯示，各種鉆井樣品的S1/(S1+S2)都有較大的變化范圍，多數露頭碳酸鹽巖樣品未測出Tmax值，說明風化作用對碳酸鹽巖的熱解S2峰影響很大，從而影響Tmax。泥巖分析數據較多，鉆井泥巖與露頭泥巖相比，S1/(S1+S2)沒有明顯差異；而Tmax差異顯著，下二疊統露頭泥巖明顯偏高，石炭系和下二疊統鉆井泥巖明顯偏低，露頭石灰巖樣品的數據與鉆井泥巖接近，基本分布于同一區域。上述不同樣品間熱解參數的差異，一方面與沉積特征有關，另一方面與風化作用密切相關。不同層位鉆井或露頭樣品間參數的差異與沉積境、水體性質等原始沉積特征有關，石灰巖和泥巖有機質特征的差異主要與沉積特征的不同有關，而同一層位同一巖性樣品在鉆井和露頭上的差異主要與風化作用有關，泥巖比石灰巖抵抗風化作用的能力要強。

4結論

本次采集了大量野外露頭烴源巖樣品和鉆井樣品，彌補了前人露頭樣品不足和鉆井樣品分析數據較少的實際，但仍有部分層位不同巖性如下二疊統鉆井泥巖和石炭系鉆井石灰巖樣品少，這與鉆井泥巖取心少有關，有待以后新井鉆探后補充。但總體上，不同巖性烴源巖有機質特征的差異還是比較清楚的。石炭系與下二疊統泥巖有機碳含量和氯仿瀝青“A”含量均高于石灰巖，石灰巖作為烴源巖其有機質豐度確實總體比泥巖差，主要與沉積環境和物質來源不同有關。鉆井樣品的保存條件好于露頭樣品。同一層位同一巖性樣品在鉆井和露頭上的有機質特征差異與風化作用有關。風化作用不僅影響可溶有機質的總體組成，也破壞低分子烴類，對可溶有機質的破壞總體比對固體有機質要強。泥巖比石灰巖抵抗風化作用的能力要強。在利用露頭樣品評價烴源巖尤其是碳酸鹽巖烴源巖時必須考慮風化作用的影響，這對于其他地區類似的烴源巖研究可以提供借鑒。

作者：高崗剛文哲梁浩焦立新單位：江蘇大學馬克思主義學院