第3章 烃源岩地球化学特征
0.60.5C29甾烷ββ/(αα+ββ)0.40.30.20.10.20.250.30.350.40.450.50.550.6C29甾烷20S/(20S+20R)
图3-14 板桥凹陷原油C29异构化成熟度参数相关图
图3-15 板桥凹陷烃源岩C29甾烷异构化成熟度参数随深度变化图
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第3章 烃源岩地球化学特征
图3-16 板桥凹陷烃源岩一升藿烷异构化成熟度参数随深度的变化图
3.1.4 阶段划分总结
总体划分方式上,研究区的演化阶段基本划分为四个阶段:为成熟阶段、成熟阶段、高成熟阶段和过成熟阶段。
未成熟阶段:C31一升藿烷22S/(22S+22R)小于0.54,C29甾烷20S/(20S+20R)小于0.35,ββ/(αα+ββ)小于0.25,R0小于0.5%,Tmax小于435℃,该阶段主要发生缩合作用。此过程烃源岩里的烃类含量逐渐减少。对应深度为0m-3000m。
成熟阶段:C31一升藿烷22S/(22S+22R)大于0.54,C29甾烷20S/(20S+20R)大于0.35,ββ/(αα+ββ)大于0.25,R0介于0.5%-1.3%之间,OEP和CPI为0.8-1.2,Tmax大于435℃,该阶段干酪根大量降解成烃,生烃高峰在4000m左右,对应深度3000m-4500m。
高成熟阶段:镜质体反射率在1.3%-1.5%之间,烃源岩中液态烃减少,转化为气态烃。对应深度4600m-5100m。
过成熟阶段:镜质体反射率大于1.5%。以生成气态烃为特征,目前无相关样品解释,推测深度大于5100m。
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第3章 烃源岩地球化学特征
3.2 生物标志化合物组成特征
3.2.1甾类化合物组成特征
甾烷类化合物一般有低分子量凿甾烷、重排甾烷、规则甾烷和4—甲基甾烷等四大类。
前人研究证实,5αH,14αH,17αH(20R)构型的C27、C28、C29规则甾烷为生物构型,源于生物体[25],在一定成熟度范围内随着成熟度增加,它们向其他地质构型转化的速度是基本一致的。规则甾烷C27来源于藻类有机体,C28甾烷主要与硅藻有关,C29甾烷生源可以是高等植物也可以是藻类。因此。人们常用C27、C28、C29规则甾烷的三角图来划分有机质的母质类型。
根据C27- C29规则甾烷分布三角图分析,不同层位的有机质来源有所差异(图3-9)。沙一中段、沙二段以及沙三段烃源岩有机质以陆生植物为主, 少部分样品含有少量浮游植物的混合来源;沙一下段大多数则以混合来源为主。
图3-24所展示的是研究区烃源岩两个异构成熟度参数相关图,其中沙一中段C29甾烷ββ/(αα+ββ)为0.11-0.18,显示低熟烃源岩特征;沙一下亚段烃源岩C29甾烷ββ/(αα+ββ)为0.17-0.47,深度3000m以下样品全部显示成熟烃源岩的特征。
图3-25所展示的是研究区烃源岩Σ重排甾烷/Σ规则甾烷与C29甾烷ββ/(αα+ββ)的相关图,可以看出二者关系不明显,重排甾烷含量较低,Σ重排甾烷/Σ规则甾烷为0.01-0.08,而且即使是埋藏深度超过3700m的样品,Σ重排甾烷/Σ规则甾烷也只有0.08,表面重排甾烷的相对含量基本不受成熟度控制,可能与其原始沉积环境更偏还原性有关。
沙三段样品中C29甾烷ββ/(αα+ββ)为0.26-0.47,样品全部显示为成熟烃源岩的特征。沙三段也含有较高的重排甾烷,Σ重排甾烷/Σ规则甾烷为0.18-0.63,在图3-25中可以看出二者总体上具有正相关关系,表明沙三段烃源岩的重排甾烷的相对含量主要受热演化程度控制。
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第3章 烃源岩地球化学特征
图3-23 板桥凹陷烃源岩C27- C29规则甾烷分布三角图
图3-24 板桥凹陷烃源岩C29甾烷两个异构成熟度参数相关图
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第3章 烃源岩地球化学特征
图3-25 板桥凹陷烃源岩Σ重排甾烷/Σ规则甾烷与C29甾烷ββ/(αα+ββ)相关图
3.2.2萜类化合物组成特征
板桥凹陷烃源岩中萜烷与甾烷相比占绝大部分。高比例的萜烷说明生油母质菌藻类来源占有相当的比例。萜烷中藿烷系列所占比例最高;长链三环萜烷的比例在不同的样品中变化较大,有的样品没有检测到;非藿烷系列的含量变化也较大。
Ts/Tm通常作为成熟度参数。板桥凹陷原油该比值普遍较高,多数在之间变化,分别重排甾烷是规则甾烷10,13位置上的甲基重排到5,14位上形成的,且随成熟度的增加其含量也增加。样品中重排甾烷含量也较低,重排甾烷/规则甾烷分别为0.24,0.10。由图3-12所示,Ts/Tm与重排甾烷/规则甾烷相关性良好,说明了Ts含量减少,和重排甾烷的形成一样,受成熟度和粘土矿物的酸性催化双重因素的控制。
沙一下亚段烃源岩中三环萜烷系列化合物含量较高,Σ三环萜烷/αβC30藿烷为
0.05-0.54,而且基本都在0.1以上;伽马蜡烷的含量普遍较高,伽马蜡烷异常指数变化在0.81-11.48(图3-27),也是研究区古近系烃源岩中最高的,是沙一下亚段烃源岩典型的生物标志化
合物特征。利用Σ三环萜烷/αβC30藿烷和伽马蜡烷异常指数相关图,可以有效地将沙一下亚段烃源岩与其他层段烃源岩区别开来,为该区的油源对比提供一个较高的办法。
Σ甾烷/Σ藿烷比值在0.17-1.15之间变化,且该比值是沙河街组烃源岩中含量最高的,总体仍表明沙一下亚段烃源岩中有机质受微生物改造较小。成熟度参数
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