烃源岩地球化学研究论文范文

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1有机质含量对比

本次采集的烃源岩样品包括钻井和露头的泥质岩（泥岩）与碳酸盐岩（石灰岩），其中野外露头8个，钻井6口（图1）。对采集的钻井和露头样品分别进行了有机碳含量（TOC）测定、氯仿沥青“A”抽提与计量、族组分分离与定量、岩石热解、饱和烃气相色谱等分析测试。其中，有机碳含量通过LECOCS-400碳硫测定仪进行测定；氯仿沥青“A”含量通过索氏抽提法利用氯仿溶剂进行抽提获得；族组分采用层析柱法进行分离、定量；岩石热解数据通过OGE-II油气评价仪（Rock-Eval）进行测定；饱和烃组成主要通过日本岛津GC-17A气相色谱仪进行分析。将测试数据与前人分析数据相结合，其中石炭系露头石灰岩、钻井泥岩和下二叠统露头泥岩的样品分析较多，其他样品的分析数据较少，样品少其实与该类可能烃源岩样品不发育有一定关系。露头与钻井不同岩性的有机碳含量与氯仿沥青“A”含量总体成呈正相关特征（图2）。据图2和表1可以较清楚地观测到钻井样品与露头样品的有机质含量差异。总体来看，钻井样品的可溶有机质氯仿沥青“A”含量偏高，位于上部区域。露头样品氯仿沥青“A”含量偏低，位于左下部和右下部区域。仔细观察可以看到，左下部区域主要为石炭系和下二叠统露头石灰岩样品，右下部区域的样品主要为下二叠统露头泥岩样品。很显然，二者相比，露头泥岩的有机碳含量和氯仿沥青“A”含量均总体高于石灰岩，所有石灰岩有机碳含量在0.01%～0.83%，均值为0.09%；氯仿沥青“A”含量分布在0.0004%～0.0247%，均值为0.0034%。下二叠统露头泥岩有机碳含量在0.08%～4.45%，均值为1.79%；氯仿沥青“A”含量0.0002%～0.0108%，均值为0.0042%（表1）。钻井样品主要是石炭系泥岩、石灰岩与下二叠统泥岩，其中石炭系石灰岩有机碳和氯仿沥青“A”含量偏低，但是钻井石灰岩的氯仿沥青“A”含量仍高于露头石灰岩，而有机碳含量最高值分布于露头石灰岩（图2）。钻井泥岩有机碳含量大体介于露头石灰岩和露头泥岩之间，其氯仿沥青“A”含量总体偏高，有部分样品与露头泥岩接近（图2）。上述特征一方面反映了井下保存条件好，尤其对于可溶有机质。但无论露头还是井下，泥岩有机碳含量和氯仿沥青“A”含量均高于石灰岩，侧面说明了石灰岩作为烃源岩确实不如泥岩好。总烃含量分布与氯仿沥青“A”含量具有类似的分布特征（图3）。露头泥岩的总烃含量总体高于露头石灰岩，石炭系与下二叠统石灰岩没有明显不同。石炭系与下二叠统钻井泥岩总烃含量分布基本一致，钻井石灰岩总烃含量没有明显低于钻井泥岩，主要分布在钻井泥岩的低值区域，但明显高于露头石灰岩样品。同时，还可以清楚地看到，石炭系钻井石灰岩的可溶有机质（总烃和氯仿沥青“A”）含量总体高于下二叠统露头泥岩（图3）。此外，热解S1+S2也表现为露头样品明显低于钻井样品（表1）。可见，上述各种有机质丰度特征对比分析反映了钻井样品的保存条件确实好于露头样品，风化作用对可溶有机质的破坏比对固体有机质（有机碳）要强。

2可溶有机质组成对比

岩石可溶有机质氯仿沥青“A”由饱和烃、芳香烃、胶质和沥青质组成，不同组分抵抗风化作用的能力不同，因而会在钻井样品与露头样品组成中表现出差异。烃类包括饱和烃和芳香烃，非烃包括胶质和沥青质，烃与非烃含量显示二者具有反相关关系（图4），钻井样品的烃类含量总体偏高，非烃含量偏低，露头样品烃类含量总体偏低，非烃含量总体偏高(表2)。饱和烃和沥青质含量的对比也显示类似特征，即相同岩性的露头样品饱和烃含量基本都低于钻井样品，沥青质含量基本都高于钻井样品。作为中间组分的芳香烃和胶质具有微弱的正相关关系（图5），但露头样品与钻井样品看不出明显的差别，可见风化作用对饱和烃含量影响比较大，对沥青质有一定影响，对芳香烃和胶质的影响则显示较弱。饱和烃气相色谱图可以反映正构烷烃组成特征。通过大量对比（图6）发现，钻井样品的饱和烃组成中中低碳数烃相对含量高于露头样品，而露头样品饱和烃组成中中高碳数相对含量明显较高。钻井样品和烃气相色谱显示的双峰特征较为明显，表现出后峰高、前锋低的特征；露头样品一般也显示双峰型，但前峰明显减弱，高碳数为主的后峰强度显著加强。可见，风化作用对低分子烃类的影响更为明显，使得其相对含量显著减少。

3烃源岩热解参数对比

岩石热解是评价烃源岩的有效方法之一，由此方法建立的指标，不仅可评价有机质丰度，也可评价有机质类型[20]，尤其对于成熟度较低的泥质岩往往更为有效。通过钻井与露头样品的热解分析发现，风化作用对热解参数的影响也很明显（图7、图8）。露头泥岩的氧指数和氢指数明显偏低，石灰岩明显偏高；钻井样品的氢指数和氧指数大体位于露头泥岩和露头石灰岩之间的区域，其中泥岩氧指数总体低于石灰岩，氢指数总体高于石灰岩（表3、图7）。图8清楚地展示了不同样品氧指数与有机碳含量的反相关关系，露头石灰岩氧指数最高，有机碳含量最低；与之相比，钻井石灰岩氧指数偏低，有机碳含量偏高。下二叠统露头泥岩氧指数偏低，有机碳含量偏高，下二叠统钻井泥岩分布与之相近。石炭系钻井泥岩与下二叠统钻井泥岩相比，氧指数偏高，有机碳含量偏低。根据热解S1、S2和S1+S2均值对比（图9）来看，无论是泥岩，还是石灰岩，基本都是钻井样品的参数值高于露头样品，露头样品石炭系石灰岩参数值低于下二叠统石灰岩，钻井样品下二叠统泥岩参数值低于石炭系泥岩。热解Tmax与S1/(S1+S2)关系（图10）显示，各种钻井样品的S1/(S1+S2)都有较大的变化范围，多数露头碳酸盐岩样品未测出Tmax值，说明风化作用对碳酸盐岩的热解S2峰影响很大，从而影响Tmax。泥岩分析数据较多，钻井泥岩与露头泥岩相比，S1/(S1+S2)没有明显差异；而Tmax差异显著，下二叠统露头泥岩明显偏高，石炭系和下二叠统钻井泥岩明显偏低，露头石灰岩样品的数据与钻井泥岩接近，基本分布于同一区域。上述不同样品间热解参数的差异，一方面与沉积特征有关，另一方面与风化作用密切相关。不同层位钻井或露头样品间参数的差异与沉积境、水体性质等原始沉积特征有关，石灰岩和泥岩有机质特征的差异主要与沉积特征的不同有关，而同一层位同一岩性样品在钻井和露头上的差异主要与风化作用有关，泥岩比石灰岩抵抗风化作用的能力要强。

4结论

本次采集了大量野外露头烃源岩样品和钻井样品，弥补了前人露头样品不足和钻井样品分析数据较少的实际，但仍有部分层位不同岩性如下二叠统钻井泥岩和石炭系钻井石灰岩样品少，这与钻井泥岩取心少有关，有待以后新井钻探后补充。但总体上，不同岩性烃源岩有机质特征的差异还是比较清楚的。石炭系与下二叠统泥岩有机碳含量和氯仿沥青“A”含量均高于石灰岩，石灰岩作为烃源岩其有机质丰度确实总体比泥岩差，主要与沉积环境和物质来源不同有关。钻井样品的保存条件好于露头样品。同一层位同一岩性样品在钻井和露头上的有机质特征差异与风化作用有关。风化作用不仅影响可溶有机质的总体组成，也破坏低分子烃类，对可溶有机质的破坏总体比对固体有机质要强。泥岩比石灰岩抵抗风化作用的能力要强。在利用露头样品评价烃源岩尤其是碳酸盐岩烃源岩时必须考虑风化作用的影响，这对于其他地区类似的烃源岩研究可以提供借鉴。

作者：高岗刚文哲梁浩焦立新单位：江苏大学马克思主义学院