曾花森, 霍秋立, 范慶華, 張曉暢, 孫 晶, 司萬(wàn)霞

松遼盆地雙城凹陷烴源巖地球化學(xué)特征及油源

曾花森1,2*, 霍秋立1,2, 范慶華1,2, 張曉暢1,2, 孫 晶1,2, 司萬(wàn)霞1,2

(1. 大慶油田有限責(zé)任公司勘探開(kāi)發(fā)研究院, 黑龍江 大慶 163712; 2. 黑龍江省致密油和泥巖油成藏研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 黑龍江 大慶 163712)

綜合應(yīng)用有機(jī)碳豐度、巖石熱解、碳同位素、生物標(biāo)志物和有機(jī)顯微組分等多項(xiàng)指標(biāo), 對(duì)松遼盆地雙城凹陷下白堊統(tǒng)營(yíng)四段烴源巖進(jìn)行了分析, 以揭示該套烴源巖地球化學(xué)特征及形成環(huán)境, 并探討該凹陷內(nèi)原油的可能來(lái)源。結(jié)果顯示, 營(yíng)四段烴源巖有機(jī)碳(TOC)含量平均為2.97%, 有機(jī)質(zhì)類(lèi)型為Ⅱ型, 有機(jī)質(zhì)來(lái)源主要為高等植物, 其次為層狀藻等水生生物, 鏡質(zhì)組反射率(o)為0.83%～1.10%, 處于生油窗內(nèi)。烴源巖甾烷分布以C27、C29重排甾烷為主, 規(guī)則甾烷以C29占優(yōu)勢(shì), 具有高豐度重排藿烷, 伴有早洗脫重排藿烷(C30D/C30H比值平均為0.68, C30E/C30H比值平均為0.32), 反映沉積環(huán)境為弱氧化-弱還原的淡水半深湖-淺湖。雙城凹陷原油為高蠟低硫輕質(zhì)油, 碳同位素平均為?29.69‰, 來(lái)源于營(yíng)四段烴源巖, 其中登三段原油重排藿烷相對(duì)豐度較低, 為烴源巖成熟度較低時(shí)生成的原油運(yùn)移成藏; 營(yíng)四段原油重排藿烷相對(duì)豐度較高, 且其與深度的變化規(guī)律與烴源巖基本一致, 反映為近源成藏。

E系列重排藿烷; 烴源巖; 沉積環(huán)境; 雙城凹陷; 松遼盆地

0 引 言

松遼盆地深層指下白堊統(tǒng)泉頭組三段以下、基底以上的勘探層系, 自2002年慶深氣田發(fā)現(xiàn)以來(lái), 松遼盆地(北部)深層油氣勘探主要以尋找煤型氣為主[1–3]。盡管北部深層業(yè)已發(fā)現(xiàn)少量凝析油和油型氣[3], 囿于深層主力烴源巖大部分處于高-過(guò)成熟演化階段[4], 深層烴源巖的生油潛力及原油勘探一直處于探索階段。近年來(lái)在松遼盆地北部深層雙城凹陷營(yíng)城組四段首次發(fā)現(xiàn)處于成熟階段的烴源巖, 且在上覆配套儲(chǔ)層內(nèi)發(fā)現(xiàn)工業(yè)油流, 實(shí)現(xiàn)北部深層原油勘探的重大進(jìn)展。剖析這套成熟烴源巖的地球化學(xué)特征、形成環(huán)境及深層原油的來(lái)源有助于了解北部深層高-過(guò)成熟烴源巖早期的生油潛力, 尋找生油有利區(qū), 擴(kuò)大下一步北部深層原油的勘探范圍。為此, 本次研究擬綜合應(yīng)用有機(jī)碳、巖石熱解參數(shù)、碳同位素和生物標(biāo)志物等多項(xiàng)指標(biāo), 對(duì)營(yíng)四段烴源巖地球化學(xué)特征及原油來(lái)源進(jìn)行分析。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

雙城斷陷位于松遼盆地深層構(gòu)造單元東南斷陷區(qū), 對(duì)應(yīng)的中淺層構(gòu)造帶從南到北依次為青山口背斜帶、賓縣-王府凹陷、長(zhǎng)春嶺背斜帶和朝陽(yáng)溝階地, 受4條NNE走向的“S”形斷裂控制, 形成“兩凹一凸”的構(gòu)造格局, 即鶯山凹陷、雙城凹陷和對(duì)青山凸起(圖1a)[5–6]; 深層沉積地層自下而上依次發(fā)育下白堊統(tǒng)的火石嶺組、沙河子組、營(yíng)城組和登婁庫(kù)組。雙城斷陷主力烴源巖為沙河子組和營(yíng)城組四段暗色泥巖及煤, 其中沙河子組烴源巖主要發(fā)育在鶯山凹陷, 雙城凹陷僅在中部少量揭示, 且有機(jī)質(zhì)豐度較低; 營(yíng)四段烴源巖主要發(fā)育在雙城凹陷南部。沙河子組烴源巖總體處于高-過(guò)成熟演化階段, 是過(guò)去天然氣勘探的主力氣源巖[7]。本次研究區(qū)位于雙城凹陷南部, 受太平莊斷裂和朝陽(yáng)斷裂的切割控制, 總體表現(xiàn)為西斷東超SN向展布的箕狀式凹陷(圖1b); 深層沉積地層缺失沙河子組, 烴源巖主要發(fā)育在營(yíng)城組上部營(yíng)四段, 巖性主要為黑色泥巖夾砂巖、砂礫巖, 部分井可見(jiàn)少量碳質(zhì)泥巖夾層和煤線。平面上, 營(yíng)四段暗色泥巖分布具有中間厚、兩側(cè)薄、東側(cè)厚和西側(cè)薄的特征, 厚度一般為10～110 m。登婁庫(kù)組與下伏地層呈不整合接觸, 其中登三段發(fā)育砂巖、砂礫巖夾紫紅色泥巖, 是當(dāng)前油氣勘探的主要目的層。

2 樣品與實(shí)驗(yàn)

分析樣品來(lái)自研究區(qū)的13口井, 井位分布見(jiàn)圖1, 取樣層位為營(yíng)四段和登三段。其中泥巖樣品214份, 含油砂巖19份, 原油5份。樣品主要為巖芯及井壁取芯, 部分泥巖樣品為巖屑, 巖屑樣品經(jīng)清水洗滌后篩選備用。用于油-巖對(duì)比的泥巖和含油砂巖均為巖芯樣品, 樣品粉碎后經(jīng)索氏抽提, 抽提液采用層析柱分離出族組成備用。有機(jī)碳和巖石熱解分析分別在Leco C744碳分析儀和Rock-Eval 6熱解分析儀上完成。穩(wěn)定碳同位素、飽和烴色譜、飽和烴色譜-質(zhì)譜分別在Elementar Isoprime 100、Agilent 7890A和Agilent 5975C儀器上完成。全巖有機(jī)顯微組分分析采用Leica DMRXP+Q550IW熒光顯微鏡, 鏡質(zhì)組反射率采用Leica MPV-SP顯微光度計(jì)測(cè)定, 所有分析在大慶油田勘探開(kāi)發(fā)研究院實(shí)驗(yàn)中心完成, 執(zhí)行相關(guān)的行業(yè)及國(guó)家分析標(biāo)準(zhǔn)。

3 烴源巖地球化學(xué)特征

3.1 有機(jī)質(zhì)豐度及成熟度

營(yíng)四段烴源巖總有機(jī)碳(TOC)為0.96%～14.68%, 大部分介于2%～4%之間, 平均為2.97%, 熱解生烴潛量(1+2)為0.69～54.65 mg/g, 大部分為5～10 mg/g, 平均為6.99 mg/g, 總體評(píng)價(jià)為中等-好生油巖。縱向分布上, 如圖2所示, 結(jié)合測(cè)井Δlog(聲波與電阻率曲線之間的間距)變化的旋回特征[8]及測(cè)井計(jì)算的有機(jī)碳剖面[9], 自下而上營(yíng)四段烴源巖存在兩個(gè)富有機(jī)質(zhì)沉積單元, 對(duì)應(yīng)兩個(gè)沉積正旋回。從鏡質(zhì)組反射率(o)上看,o為0.83%～1.10%, 處于成熟演化階段。

3.2 有機(jī)質(zhì)類(lèi)型

應(yīng)用巖石熱解2-TOC交匯圖劃分有機(jī)質(zhì)類(lèi)型可以避免巖石熱解過(guò)程礦物對(duì)烴類(lèi)的吸附效應(yīng)或“死碳”的影響, 從而評(píng)價(jià)對(duì)生烴有貢獻(xiàn)的有機(jī)質(zhì)類(lèi)型[10–11]。如圖3a所示, 營(yíng)四段烴源巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型主要為Ⅱ型, 單井2-TOC相關(guān)系數(shù)比較高, 反映有機(jī)質(zhì)類(lèi)型比較一致; 不同井之間,2-TOC斜率的變化除反映有機(jī)質(zhì)類(lèi)型的差異, 成熟度的影響也是重要因素。Cornford.[11]研究表明,2-TOC交匯圖在TOC軸上的截距大小與烴源巖中陸源惰屑體的含量呈正相關(guān)關(guān)系, 代表總有機(jī)碳中不能生烴的“死碳”。如圖3所示, 營(yíng)四段烴源巖的“死碳”約為1.0%左右, 與松遼盆地青一段湖相烴源巖相比[12], 后者“死碳”一般小于0.5%, 反映營(yíng)四段烴源巖陸源有機(jī)質(zhì)碎屑的輸入比例較大。Creaney.[8]通過(guò)層序地球化學(xué)研究指出, 相同沉積背景下, 烴源巖氫指數(shù)(H)與TOC具有協(xié)變特征, 低有機(jī)質(zhì)豐度時(shí), 陸源惰屑體比例較大,H隨TOC的增大而增大(上升段), 高有機(jī)質(zhì)豐度時(shí), 陸源惰屑體比例較小,H隨TOC變化較小(平穩(wěn)段); 進(jìn)一步分析表明, 這種協(xié)變關(guān)系與有機(jī)質(zhì)的保存條件亦有關(guān)[13],H平穩(wěn)段的烴源巖代表相同沉積背景下能夠形成的最好烴源巖。如圖3b所示, 營(yíng)四段烴源巖H-TOC協(xié)變趨勢(shì)總體處于上升段,反映陸源碎屑有機(jī)質(zhì)輸入占比較大; 鏡下有機(jī)顯微組分對(duì)比結(jié)果也表明(圖4e, 圖4f),H高的烴源巖, 層狀藻相對(duì)富集。從全巖有機(jī)顯微組分組成來(lái)看(圖4), 營(yíng)四段烴源巖有機(jī)質(zhì)來(lái)源主要為陸源高等植物碎屑和水生生物, 其中陸源有機(jī)碎屑主要為鏡屑體和碎屑絲質(zhì)體、半絲質(zhì)體, 見(jiàn)少量菌類(lèi)體(主要為菌孢), 水生生物主要為層狀藻。營(yíng)四段烴源巖中可見(jiàn)到較豐富的富氫鏡質(zhì)體(圖4b)和瀝青質(zhì)體(圖4d), 從結(jié)構(gòu)和產(chǎn)狀來(lái)看, 富氫鏡質(zhì)體具有結(jié)構(gòu)且主要沿層發(fā)育, 推斷主要來(lái)源于藻類(lèi)或孢子體的轉(zhuǎn)換, 瀝青質(zhì)體則無(wú)明顯的結(jié)構(gòu), 主要見(jiàn)于孔、縫, 它們的形成一般認(rèn)為與表層沉積期間厭氧細(xì)菌對(duì)脂類(lèi)顯微組分的代謝有關(guān)[14]。

圖1 松遼盆地雙城凹陷構(gòu)造圖與井位分布

圖2 松遼盆地雙城凹陷地層綜合柱狀圖(基于X67)

3.3 生物標(biāo)志物特征

3.3.1 類(lèi)異戊二烯烷烴

沉積有機(jī)質(zhì)中姥鮫烷、植烷主要來(lái)源于葉綠素的植烷基; 相比水生沉積環(huán)境, 陸相沉積環(huán)境下高等植物的有氧降解有利于形成植烷酸(姥鮫烷先質(zhì)), 因此姥植比(Pr/Ph)可用于氧化還原環(huán)境及有機(jī)質(zhì)來(lái)源的判識(shí)[15]。對(duì)于處于生油窗內(nèi)的油、烴源巖, 一般來(lái)說(shuō), Pr/Ph比值小于0.8反映強(qiáng)還原環(huán)境, 大于3則一般反映氧化的含煤沉積環(huán)境[16–17]。營(yíng)四段烴源巖飽和烴Pr/Ph比值為1.13～4.26, 主要分布在1.5～ 2.5之間, 平均為2.3, 反映弱氧化-弱還原的沉積環(huán)境。

圖3 松遼盆地雙城凹陷營(yíng)四段烴源巖S2-TOC、IH-TOC交匯圖

圖4 松遼盆地雙城凹陷營(yíng)四段烴源巖有機(jī)顯微組分照片

(a) S59井, 1427.79 m, 鏡屑體、惰屑體(fe–絲質(zhì)體, fu–菌類(lèi)體, v–鏡質(zhì)體), 油浸反射白光(×200); (b)與(a)同一樣品, 富氫鏡質(zhì)體(hv), 油浸反射白光(×500); (c) X67井, 1437.35 m, 層狀藻(al, 淺褐色、半透明短條狀沿層分布), 油浸反射白光(×500); (d) S70井, 1291.74 m, 瀝青質(zhì)體(bi)沿微裂縫發(fā)育, 藍(lán)光激發(fā)下呈暗黃-桔紅色熒光, 油浸反射白光(×500); (e) S70井, 1287.64 m, 層狀藻富集(H=228 mg/g), 藍(lán)光激發(fā), 油浸反射光(×500); (f) X67井, 1442.45 m, 層狀藻(H=194 mg/g), 藍(lán)光激發(fā), 油浸反射光(×500)

3.3.2 甾、萜烷

營(yíng)四段烴源巖萜烷分布以藿烷為主, 伽馬蠟烷不發(fā)育, 重排藿烷相對(duì)豐度高, 18α-三降藿烷(Ts)和17α-三降藿烷(Tm)之間見(jiàn)早洗脫重排藿烷(C30E)[18](圖5)。Ts/(Ts+Tm)比值為0.48～0.89, 平均為0.72 (表1),達(dá)到平衡值, 反映為成熟烴源巖。伽馬蠟烷指數(shù)(Ga/C30H)平均為0.11, 普遍小于0.15; 伽馬蠟烷一般認(rèn)為是與高鹽度或水體分層有關(guān)[19], 結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)、地球化學(xué)特征, 表明營(yíng)四段烴源巖沉積水體較淺, 為淡水沉積。17α-重排藿烷(C30D)相對(duì)豐度指標(biāo)C30D/C30H比值為0.27～1.54, 平均為0.68, 根據(jù)張文正等[20]對(duì)重排藿烷相對(duì)豐度的劃分標(biāo)準(zhǔn), 屬于高豐度到異常高豐度。早洗脫重排藿烷相對(duì)豐度指標(biāo)C30E/C30H比值為0.07～1.17, 平均為0.32, 變化趨勢(shì)與C30D/C30H變化一致(圖6c, 圖6d), 說(shuō)明兩者之間具有相同的成因。17α-重排藿烷一般認(rèn)為來(lái)源于細(xì)菌藿烷類(lèi)先質(zhì), 在氧化-亞氧化的酸性環(huán)境下經(jīng)由黏土催化發(fā)生重排作用形成[16,21,22], 早洗脫重排藿烷的相對(duì)富集一般與陸相成烴環(huán)境及高等植物輸入有關(guān), 如塔里木盆地柯克亞原油[21,23], 印尼陸相原油[24], 庫(kù)車(chē)坳陷陸相原油[25]及川中侏羅系原油[26]等。重排藿烷相對(duì)豐度也受成熟度影響, 由于重排藿烷化學(xué)熱穩(wěn)定好于藿烷, 成熟度越高重排藿烷相對(duì)豐度越大[22,27,28]; 張敏等[29]研究表明, 重排藿烷相對(duì)豐度在生油高峰期(o=0.8%～0.9%左右)達(dá)到最大。營(yíng)四段重排藿烷相對(duì)豐度總體具有隨埋深增加先變大后變小的趨勢(shì)(圖6c, 圖6d), 在1400～1500 m (對(duì)應(yīng)o為0.9%～1.0%)左右達(dá)到最大, 說(shuō)明研究區(qū)重排藿烷相對(duì)豐度縱向上的變化受成熟度控制。

圖5 松遼盆地雙城凹陷烴源巖、油典型甾萜烷質(zhì)量色譜圖

表1 松遼盆地雙城凹陷部分烴源巖、原油生物標(biāo)志物特征

圖6 松遼盆地雙城凹陷C29甾烷異構(gòu)化指數(shù)及重排藿烷指數(shù)隨深度變化圖

營(yíng)四段烴源巖甾烷分布以C27、C29重排甾烷為主, 規(guī)則甾烷以C29占優(yōu)勢(shì)(圖5), 反映有機(jī)質(zhì)來(lái)源主要為陸源高等植物[30]。縱向上, C29甾烷異構(gòu)化指標(biāo)20S/(20S+20R)和ββ/(αα+ββ)在1400 m以淺平均分別大于0.5和0.7, 均達(dá)到平衡值, 反映烴源巖處于成熟階段; 在1400～1500 m處, C29甾烷異構(gòu)化指標(biāo)出現(xiàn)“倒轉(zhuǎn)”現(xiàn)象, 反映甾烷異構(gòu)化指標(biāo)受不同構(gòu)型甾烷裂解速率控制[31]; 1500 m以深, C29甾烷異構(gòu)化指標(biāo)變化不大, 反映烴源巖成熟度相近。

從平面分布上看, 凹陷內(nèi)或近凹陷區(qū)的烴源巖(圖5, S68、S71)重排藿烷相對(duì)豐度較低, 而規(guī)則甾烷C27相對(duì)豐度較大, 藻類(lèi)貢獻(xiàn)比例增大, 反映凹陷區(qū)陸源有機(jī)質(zhì)輸入減少、沉積環(huán)境更還原。研究區(qū)內(nèi)埋深較大的烴源巖樣品(>1700 m, 如S71、S83)往往位于凹陷區(qū), 其重排藿烷相對(duì)豐度低應(yīng)主要受有機(jī)質(zhì)來(lái)源和沉積環(huán)境控制, 其次是成熟度的影響。

3.4 正構(gòu)烷烴單體碳同位素

正構(gòu)烷烴單體碳同位素能夠提供分子級(jí)的信息, 其分布特征常常用于識(shí)別有機(jī)質(zhì)來(lái)源及沉積環(huán)境, 廣泛應(yīng)用于原油分類(lèi)及原油來(lái)源分析[32–34]。如圖7所示, 雙城凹陷營(yíng)四段烴源巖正構(gòu)烷烴碳同位素(13C)曲線以C23為中心, 大致呈V型分布, 隨碳數(shù)的增加碳同位素先變輕后變重,C15–C31正構(gòu)烷烴13C值為?28.81‰ ～ ?33.27‰。營(yíng)四段烴源巖正構(gòu)烷烴單體碳同位素曲線變化趨勢(shì)與典型煤系烴源巖不同, 后者一般具有隨碳數(shù)增加碳同位素變輕的趨勢(shì)(如吐哈盆地煤系泥巖[35])且碳同位素總體偏重(一般大于?28‰[34]); 而與典型湖相烴源巖相似(如松遼盆地青一段湖相烴源巖[36], 一般小于?30‰)。Ficken.[37]對(duì)現(xiàn)代湖泊沉積物的研究表明,C27以上長(zhǎng)鏈烷烴一般來(lái)自陸源高等植物或挺水植物, 碳同位素較重, 而中鏈烷烴(C21、C23或C25)一般來(lái)自大型水生植物(沉水植物和浮游植物), 碳同位素較輕。對(duì)于水生生物和陸源高等植物混合來(lái)源的有機(jī)質(zhì), 短鏈烷烴(C15–C19)一般認(rèn)為來(lái)源于藻類(lèi)及細(xì)菌, 且碳同位素具有隨碳數(shù)增大而變輕的特征[38]。因此, 從單體烴碳同位素的分布特征來(lái)看, 營(yíng)四段烴源巖有機(jī)質(zhì)具有混合來(lái)源特征, 結(jié)合不同沉積環(huán)境正構(gòu)烷烴碳同位素的分布范圍[34], 認(rèn)為屬于湖相沉積, 受陸源高等植物輸入影響。再結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)背景和上述其他地球化學(xué)特征, 認(rèn)為營(yíng)四段烴源巖發(fā)育于淡水半深湖-淺湖、弱氧化-弱還原的沉積環(huán)境。

圖7 松遼盆地雙城凹陷正構(gòu)烷烴單體碳同位素分布

4 原油地球化學(xué)特征及來(lái)源分析

雙城凹陷原油主要分布于登三段砂巖儲(chǔ)層, 部分見(jiàn)于營(yíng)四段砂礫巖(如S59、S661等井)。原油密度為0.821～0.852 g/cm3, 平均為0.836 g/cm3; 黏度為4.10～15.03 mPa?s, 平均為7.03 mPa?s; 含蠟量為9.2%～25.7%, 平均為18.03%; 含硫量為0.05%～0.59%,平均為0.13%, 屬于高蠟低硫輕質(zhì)油。

雙城凹陷登三段與營(yíng)四段原油具有總體一致的甾、萜類(lèi)生物標(biāo)志物分布特征和碳同位素組成。如甾烷組成均以C27、C29重排甾烷為主, 規(guī)則甾烷以C29占優(yōu)勢(shì); 萜烷化合物均以藿烷為主, 伽馬蠟烷相對(duì)含量低, 重排藿烷相對(duì)含量高(圖5); 重排藿烷指數(shù)C30D/C30H、C30E/C30H分別為0.27～0.67(平均為0.40)、0.07～0.23(平均為0.11), 均屬于高豐度重排藿烷類(lèi)型(圖6); 全油碳同位素為?29.24‰ ～ ?30.06‰, 平均?29.69‰; 正構(gòu)烷烴單體碳同位素為?28.82‰ ～ ?32.66‰, 平均為?30.93‰, 比松遼盆地青一段湖相原油碳同位素重[39], 而比煤成油碳同位素輕[40]。這些地球化學(xué)特征的相似性說(shuō)明它們具有相同的來(lái)源, 且與同凹陷內(nèi)的營(yíng)四段烴源巖具有可比性(圖5, 圖7)。

雙城凹陷原油C29甾烷20S/(20S+20R)和ββ/(αα+ββ)分別為0.47～0.62 (平均為0.55)和0.60～ 0.80 (平均為0.70), 均在平衡值附近, 為成熟原油, 不同埋深原油之間的成熟度變化較小(圖6a, 圖6b)?？v向上, 登三段原油重排藿烷相對(duì)豐度變化不大, 與營(yíng)四段1200～1300 m烴源巖重排藿烷相對(duì)豐度相近, 反映原油主要為運(yùn)移成藏; 營(yíng)四段原油重排藿烷的相對(duì)豐度隨埋深先增加后降低, 與鄰近深度的營(yíng)四段烴源巖相似, 反映原油主要為近源成藏(圖6c, 圖6d)。

5 結(jié) 論

(1) 雙城凹陷南部營(yíng)四段發(fā)育高有機(jī)質(zhì)豐度烴源巖, TOC平均2.97%,o為0.83%～1.10%, 處于生油窗。有機(jī)質(zhì)類(lèi)型主要為Ⅱ型, 有機(jī)質(zhì)來(lái)源主要為陸源高等植物, 其次為層狀藻等水生生物, 沉積環(huán)境為淡水半深湖-淺湖, 水體呈弱氧化-弱還原條件。

(2) 營(yíng)四段烴源巖正構(gòu)烷烴單體碳同位素為?28.81‰ ～ ?33.27‰, 甾烷分布以C27、C29重排甾烷為主, 規(guī)則甾烷以C29占優(yōu)勢(shì), 重排藿烷相對(duì)豐度高, 見(jiàn)早洗脫重排藿烷, 其中C30D/C30H平均為0.68, C30E/C30H平均為0.32。

(3) 雙城凹陷原油為高蠟低硫輕質(zhì)油, 碳同位素較輕, 平均為?29.69‰。原油飽和烴生物標(biāo)志物特征與營(yíng)四段烴源巖相似, 其中, 登三段原油重排藿烷相對(duì)豐度總體較低、營(yíng)四段原油重排藿烷相對(duì)豐度平均較高, 采用重排藿烷進(jìn)行油源對(duì)比, 認(rèn)為登三段原油為營(yíng)四段烴源巖成熟度較低時(shí)生成的原油運(yùn)移成藏, 營(yíng)四段原油則主要為近源成藏。

中國(guó)石油大學(xué)(北京)王春江教授、中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所詹兆文副研究員對(duì)本次初稿的完善給予大量的幫助與指導(dǎo), 在此致以衷心的感謝！

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Geochemical characteristics of source rocks and oil origins in the Shuangcheng Depression, Songliao Basin

ZENG Hua-sen1,2*, HUO Qiu-li1,2, FAN Qing-hua1,2, ZHANG Xiao-chang1,2, SUN Jing1,2and SI Wan-xia1,2

1. Exploration and Development Research Institute, Daqing Oilfield Company Ltd., Daqing 163712, China; 2. Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Tight Oil and Shale Oil Accumulation, Daqing 163712, China

Multiple organic contents, pyrolysis techniques, stable carbon isotopes, biomarkers, and organic petrology parameters were used to characterize the source rocks of the Lower Cretaceous Yingcheng Formation’s fourth member in the Shuangcheng depression, Songliao Basin. Based on these characteristics, forming conditions of source rocks and potential origins of crude oils were discussed. Results show that the source rock contains type II kerogen and a high organic content, with an average total organic carbon value of 2.97%. An organic petrology study showed that the organic matter is mainly derived from higher terrestrial plant tissues with some algae input. The source rock is thermally mature and exhibits a vitrinite reflectance (o) ranging between 0.83%–1.10%. The source rock steranes are dominated by C27andrearranged steranes while regular steranes are dominated by C29. Furthermore, there is a high abundance of rearranged hopanes that comprise early eluting rearranged hopanes (C30D/C30H and C30E/C30H are 0.68 and 0.32 on average, respectively), thereby indicating that the depositional environment is a shallow to semi-deep fresh-water lake with suboxic conditions. Crude oils in the Shuangcheng Depression comprise light oil with high wax and low sulfur contents, and the stable carbon isotope content in the whole oil is ?29.69‰ on average. Oil-source correlation analysis shows that the oils are sourced from Yingcheng shale. The oils in the third member of Denglouku Formation have a lower content of rearranged hopanes and are sourced from migrated oils generated by the underlying source rocks at lower maturity. In contrast, the oils in the fourth member of Yingcheng Formation have a higher content of rearranged hopanes and their trend with depth corresponds to that of the source rock, indicating that they are sourced from in-site or adjacent source rocks.

early eluting rearranged hopanes; source rock; sedimentary environment; Shuangcheng depression; Songliao Basin

P593

A

0379-1726(2021)02-0152-11

10.19700/j.0379-1726.2021.02.002

2019-02-27;

2019-11-13;

2020-04-09

中國(guó)石油天然氣股份公司勘探與生產(chǎn)分公司重大課題(135YQZP-2017-KT02)

曾花森(1982–), 男, 高級(jí)工程師, 主要從事石油地質(zhì)和地球化學(xué)研究工作。

ZENG Hua-sen, E-mail: zenghuasen@petrochina.com.cn; Tel: +86-459-5589108