淺析準(zhǔn)格爾盆地石炭系烴源巖地球化學(xué)特征

彭安修

【摘 要】準(zhǔn)噶爾盆地主要發(fā)育石炭系和侏羅系兩套煤系烴源巖，形成與之相關(guān)的兩類(lèi)煤成氣。石炭系煤系烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型主要為Ⅲ型，成熟度高。侏羅系烴源巖分布廣，厚度大，成熟度變化大，中下侏羅統(tǒng)是主力氣源巖，資源潛力大。石炭系煤成氣屬干氣，碳同位素較重，甲烷碳同位素組成在-30‰左右，乙烷碳同位素組成大于-28‰，為正碳同位素系列，形成自生自?xún)?chǔ)氣藏。源自侏羅系煤系烴源巖的天然氣分布廣，組分相對(duì)較濕，甲烷碳同位素組成變化較大，丁烷和丙烷發(fā)生倒轉(zhuǎn)的現(xiàn)象較為普遍，反映出天然氣的成熟度變化較大，同源不同階的天然氣混合造成重?zé)N碳同位素偏輕。石炭系煤系天然氣資源潛力大，是準(zhǔn)噶爾盆地今后最主要的天然氣勘探領(lǐng)域。

【關(guān)鍵詞】準(zhǔn)噶爾盆地；天然氣；煤成氣；煤系烴源巖；地球化學(xué)特征

準(zhǔn)噶爾盆地石炭系的烴源巖研究由來(lái)已久。根據(jù)地表露頭剖面或有限的鉆井巖心樣品，開(kāi)展了有機(jī)碳、熱成熟度及生烴潛力等方面的分析，也開(kāi)展了油—源對(duì)比研究。近年來(lái)，隨著中深層油氣勘探的逐漸開(kāi)展，隨著揭示石炭系的探井逐漸增多，隨著對(duì)石炭紀(jì)構(gòu)造沉積環(huán)境的研究愈來(lái)愈深入，石炭系的烴源巖已越來(lái)越被重視。準(zhǔn)噶爾盆地可能發(fā)育了一個(gè)以石炭系烴源巖為基礎(chǔ)的含油氣系統(tǒng)。

一、研究區(qū)概況

準(zhǔn)噶爾盆地是中國(guó)陸上八大含油氣盆地之一，面積約13.5×104km2，天然氣資源豐富，據(jù)全國(guó)新一輪油氣資源評(píng)價(jià)，其天然氣資源量達(dá)1.18×1012m3。經(jīng)過(guò)50余年的勘探，發(fā)現(xiàn)了呼圖壁、陸梁、瑪河等氣田和眾多出氣點(diǎn)，截至2007年底，準(zhǔn)噶爾盆地探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量達(dá)1091×108m3，近年來(lái)，又相繼在盆地腹部陸東）五彩灣和準(zhǔn)東地區(qū)發(fā)現(xiàn)了石炭系油氣藏和含油氣構(gòu)造，多口井獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流，預(yù)計(jì)可探明天然氣儲(chǔ)量2000×108m3。[1]準(zhǔn)噶爾盆地的天然氣主要來(lái)源于石炭系、侏羅系及二疊系，其中侏羅系和石炭系為主要的煤系烴源巖發(fā)育層系，其地球化學(xué)特征及勘探潛力值得關(guān)注。

二、烴源巖發(fā)育特征

（一）發(fā)育層位

縱向上，石炭系發(fā)育下石炭統(tǒng)塔木崗組（C1t）和滴水泉組（C1d），上石炭統(tǒng)巴塔瑪依內(nèi)山組（包括上巴塔瑪依內(nèi)山組（C2ba）與下巴塔瑪依內(nèi)山組（C2bb））和石錢(qián)灘組（C2s）等5個(gè)組。

（二）平面分布

準(zhǔn)東及腹部地區(qū)石炭系烴源巖鉆揭的平均厚度，東西向上有向中部變厚的趨勢(shì)；南北向從北（陸梁隆起）到南（中央坳陷）有變厚趨勢(shì)。橫向上，大井、五彩灣、滴水泉地區(qū)烴源巖厚度最大，平均厚142.1～249.24m。次為石西地區(qū)，平均厚87.5m；夏鹽、帳北最小，為61.9～63.3m。從巖性而言（42口井統(tǒng)計(jì)結(jié)果），暗色凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r占烴源巖厚度比為56.6%，[3]其他烴源巖類(lèi)合計(jì)占烴源巖總厚度比43.4%，說(shuō)明凝灰?guī)r和沉凝灰?guī)r是石炭系主要烴源巖系之一。

三、石炭系烴源巖標(biāo)志性地球化學(xué)特征

（一）碳同位素特征

石炭系烴源巖具有較重的碳同位素組成。下石炭統(tǒng)烴源巖干酪根碳同位素值（？啄13C）分布為-23‰～-26‰，上石炭統(tǒng)分布為-21‰～-25‰，上統(tǒng)重于下統(tǒng)。石炭紀(jì)時(shí)全球較重的碳同位素循環(huán)是導(dǎo)致石炭系烴源巖具有重碳同位素值的主要原因，而上石炭統(tǒng)有機(jī)質(zhì)類(lèi)型比下石炭統(tǒng)差，以植物源的腐殖型或混合偏腐殖型為主，導(dǎo)致上統(tǒng)烴源巖碳同位素重于下統(tǒng)。準(zhǔn)噶爾盆地其他層序烴源巖碳同位素組成相對(duì)較輕。二疊系烴源巖的干酪根？啄13C值一般為-26‰～-28‰，即使是侏羅系的煤系烴源巖，干酪根？啄13C值也只為-25‰～-26‰，明顯輕于石炭系烴源巖[4]。可見(jiàn)，石炭系烴源巖的重碳同位素特征是區(qū)別于其他層序烴源巖的標(biāo)志性特征。

（二）飽和烴氣相色譜特征

石炭系烴源巖飽和烴色譜均呈單峰型分布，且不含？茁胡蘿卜烷。陸相沉積和海相沉積的烴源巖之間有一些差異：海相烴源巖（C1j和C2a）正構(gòu)烷烴碳數(shù)分布窄，主要分布在C16—C27，低碳數(shù)和高碳數(shù)化合物含量均很低，特別是C26以上的化合物含量十分低，Pr/Ph值較低，介于0.43～0.73，反映弱還原沉積環(huán)境.相比而言，湖相烴源巖（C1d和C2b）正構(gòu)烷烴碳數(shù)分布在C15—C33，表明湖相和海相烴源巖在生源方面存在差異，湖相母質(zhì)的來(lái)源更多元化，湖相烴源巖的Pr/Ph值相對(duì)海相高，介于0.53～1.26，滴水泉剖面更高，Pr/Ph為1.61～2.66，[5]反映弱還原—弱氧化的沉積環(huán)境，不同巖性之間的飽和烴色譜也存在區(qū)別。

結(jié)語(yǔ)

準(zhǔn)噶爾盆地發(fā)育兩套主要的煤系烴源巖：石炭系和侏羅系，其資源潛力豐富。石炭系煤系烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型主要為Ⅲ型，成熟度高。侏羅系烴源巖分布廣，厚度大，成熟度變化大，中下侏羅統(tǒng)是主力氣源巖，資源潛力大。準(zhǔn)噶爾盆地兩套煤系生成的天然氣都表現(xiàn)出煤成氣的特征，石炭系煤系天然氣成熟度高，為石炭系自生自?xún)?chǔ)的火山巖氣藏，資源潛力大，是準(zhǔn)噶爾盆地今后最主要的天然氣勘探領(lǐng)域。源自侏羅系煤系的天然氣分布范圍廣，成熟度變化范圍也大，同源不同階的混合較為普遍，盆地南緣是侏羅系煤系天然氣今后勘探的有利地區(qū)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王緒龍.準(zhǔn)噶爾盆地腹部馬橋凸起侏羅系油源分析[J].新疆石油地質(zhì)，1995.

[2]王緒龍.準(zhǔn)噶爾盆地石炭系的生油問(wèn)題[J].新疆石油地質(zhì)，1996.