張小琴,李 威,王飛龍,王 寧,徐耀輝,劉 巖,程如蛟,劉華秋
(1.長江大學資源與環境學院油氣地球化學與環境湖北省重點實驗室,武漢 430100;2.長江大學油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室,武漢 430100;3.中海油研究總院有限責任公司,北京 100028;4.中海石油(中國)有限公司天津分公司,天津 300452)
遼東灣地區位于渤海灣盆地東北端,其主力烴源巖層為古近系沙河街組沙三段、沙一段和東營組東三段,資源勘探前景優越[1-3]。研究人員對該地區古近系烴源巖進行了一系列研究,如董春梅[4]通過研究遼東灣地區古近系生油巖的生物標志物特征,認為沙三段為主要的生油巖層;李德江等[5]通過建立遼東灣地區沙河街組層序地層格架,認為沙河街組沉積相主要為扇三角洲、辮狀河三角洲和湖相;朱筱敏等[6]通過研究遼東灣地區古近系地層沉積體系的分布,認為古構造和古地貌控制著沉積體系的演化,并指出遼西低凸起和遼中凹陷為較有利儲集區;龐雄奇等[7]建立了評價、預測烴源巖的方法體系,并認為沙河街組烴源巖的優質比例大于東營組,遼東灣地區優質烴源巖的厚度與面積僅次于渤中凹陷;左銀輝等[8]對遼東灣地區古近系烴源巖進行了熱演化模擬,認為遼東灣地區的同一套烴源巖在不同凹陷進入生油門限的時間存在差異,東二下段、沙三段和沙一段、沙二段烴源巖均已成熟;徐長貴等[9]研究了遼東灣地區古近系東營組泥巖對油氣藏分布的控制作用,認為遼東灣地區油氣藏分布特征與東營組泥巖“北厚南薄”具有密切關系;姜雪等[10]分析了遼東灣地區古近系3 套烴源巖的特征,認為3 套烴源巖都形成于還原環境,沙三段的生烴潛力優于沙一段和東下段(東三段和東二下段);田金強等[2]利用生物標志物參數分析了遼東灣地區烴源巖生物標志物特征,認為3 套烴源巖的生物標志物特征各不相同;梁建設等[11]通過對遼東灣地區遼西凹陷沙河街組烴源巖進行地球化學分析,認為遼西凹陷沙河街組烴源巖總體上十分優越,生烴潛力大。姜雪等[12]根據巖心標本和顯微鏡下分析把遼東灣地區巖烴源巖分為4 種類型,分別是塊狀泥巖、鈣質塊狀泥巖、紋層狀泥巖和鈣質紋層狀泥巖;黃雪峰等[1]通過對遼東灣地區遼中凹陷東營組地層進行地球化學分析,認為東二下段為差烴源巖,東三段為好烴源巖;侯慶杰等[13]通過建立遼東灣地區烴源巖的測井定量預測模型,認為東北方向烴源巖品質最好,向西南逐漸變差;牛成民等[14]、金強等[15]通過對遼東灣地區古近系烴源巖進行生烴模擬實驗,再現了各層位烴源巖油氣的生成、排出過程。雖然對遼東灣地區古近系烴源巖的類型、沉積相、地球化學特征均進行了大量研究,但由于鉆井取心成本高、巖屑或露頭樣品易被污染、取心技術不成熟等限制,對東三段、沙一段和沙三段的生物標志化合物特征及其地質意義的研究尚不夠深入。
通過采集遼東灣地區古近系東三段、沙一段和沙三段3 套烴源巖巖心樣品,對其生物標志化合物進行研究,并通過探討遼東灣地區古近系烴源巖的沉積環境、生物來源等來區分3 套烴源巖特征,以期為研究區內油源對比提供有利支撐。
遼東灣地區地處渤海海域東北端,是下遼河裂谷盆地向渤海海域的自然延伸,呈NE—SW 向長條狀展布,其東西部毗鄰膠遼隆起和燕山褶皺帶,南北則與渤中凹陷和下遼河斷陷盆地相接,面積約2.6萬km2,該區古近系面積約1.4 萬km2[6,11,16-18][圖1(a)]。由東向西發育有5 個次級構造單元,相互平行,整體呈現出“三塹夾兩壘”、凹凸相間的構造格局,自東向西分別是遼東凹陷、遼東凸起、遼中凹陷、遼西凸起和遼西凹陷,其中遼中凹陷面積最大,且厚度大、埋藏深,其次是遼西凹陷,遼東凹陷面積最小[1-2,7,19-21]。
遼東灣地區主要經歷了2 期大的構造運動,分別是坳陷期和裂陷期[7,21-23]。古近系時期處于裂陷期,經歷了4 期裂陷,發育有3 套沉積地層,分別是孔店組、沙河街組和東營組,該時期主要為三角洲相與湖泊相沉積[1,22,24]。新近系主要處于坳陷期,經歷了2 期坳陷,發育有3 套沉積地層,分別為明化鎮組、館陶組和平原組,這個時期以河流相沉積為主[22][圖1(b)]。研究表明,遼西凹陷和遼中凹陷是遼東灣地區兩大主要生烴凹陷,發育沙河街組沙三段、沙一段和東營組東三段3 套主力烴源巖層[3,11]。

圖1 遼東灣地區構造格局、古近系烴源巖樣品井位分布(a)及沉積地層綜合柱狀圖(b)[14,17,25]Fig.1 Tectonic pattern,well location distribution of Paleogene source rock samples(a)and stratigraphic column(b)of Liaodong Bay
本次研究取自遼東灣地區9 口井的24 個巖心樣品,采樣井位見圖1(a)。巖樣包括東三段、沙一段和沙三段的烴源巖地層,巖性為泥巖。考慮到巖心樣品數量有限,為了獲得更可靠的結論,也對油田收集到的222 個巖屑樣品進行了分析。
將樣品粉碎后經過150 μm 篩子,置于干燥器中,干燥24 h 后,用稀鹽酸除去樣品中的碳酸鹽,總有機碳(TOC)含量按照標準方法[26]采用LECO CS230碳-硫儀進行分析測定。將樣品磨成光薄片,置于Leica DM4500 P 顯微鏡下進行形態及光性特征觀察并完成顯微組分鑒定,分別在Leica DM4500 P 顯微鏡外置J& M 光度計下進行測定和雙標法進行測定反射率,標樣反射率分別為0.59%和0.89%。
用索氏抽提法,將樣品抽提72 h 后,獲得氯仿瀝青“A”。經過正己烷沉淀過濾瀝青質之后用充填有硅膠和氧化鋁(3∶2)的固相層析柱進行族組分分離,依次加入正己烷、正己烷+二氯甲烷(體積比為2∶1)混合溶劑和二氯甲烷+甲醇(體積比為97∶3)混合溶劑,分別洗脫出飽和烴、芳香烴和非烴組分。樣品進行飽和烴色譜-質譜分析測試時,分析儀器為臺式質譜儀Agi-lent6890/5975,色譜柱是HP-5 ms石英彈性毛細柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),設置升溫程序為50 ℃恒溫1 min,從50 ℃至100 ℃,升溫速率為20 ℃/min,100 ℃至315 ℃,升溫速率為3 ℃/min,315 ℃恒溫16 min。進樣器溫度為300 ℃,載氣為氦氣,流速為1.00 mL/min,掃描范圍為50~550 amu。檢測方式為全掃描+多離子檢測,電離能量為70 eV。
遼東灣地區24 個烴源巖巖心樣品熱解和有機碳測定結果見表1,該區東三段烴源巖生烴潛量w(S1+S2)為1.03~2.01 mg/g,平均為1.36 mg/g,沙一段w(S1+S2)為10.80~32.11 mg/g,平均為21.75 mg/g,沙三段w(S1+S2)為0.29~17.12 mg/g,平均為2.65 mg/g;東三段w(TOC)為0.70%~1.51%,平均為1.02%,沙一段w(TOC)為2.24%~5.04%,平均為3.70%,沙三段w(TOC)為0.13%~2.89%,平均為0.81%。根據中國陸相烴源巖有機質豐度評價標準[27],沙一段大部分為好烴源巖,沙三段差到好烴源巖均有分布,東三段烴源巖品質介于沙一段和沙三段之間。根據(S1+S2)含量和TOC 含量的相對關系[28],結合巖心樣品數據[圖2(a)]分析,總體評價為沙一段有機質豐度好于東三段和沙三段;由巖屑數據[圖2(b)]得出,沙一段大部分為好烴源巖,有機質豐度評價優于沙三段和東三段。巖心與巖屑反映出的有機質豐度整體一致。

表1 遼東灣地區古近系烴源巖有機質地球化學特征Table 1 Geochemical characteristics of organic matter of Paleogene source rocks in Liaodong Bay

圖2 遼東灣地區古近系烴源巖巖心(a)和巖屑(b)有機質豐度評價Fig.2 Evaluation of organic matter abundance of cores(a)and cuttings(b)of Paleogene source rocks in Liaodong Bay
付小東等[29]認為,有機質豐度與全硫含量具有一定關系。整體上,全硫含量(TS)和TOC 含量之間呈正相關關系,有機質富集時,硫也富集。遼東灣地區古近系沙一段烴源巖w(TS)為0.54%~1.56%,平均為1.27%;沙三段w(TS)為0.05%~0.26%,平均為0.13%;東三段w(TS)為0.12%~0.16%,平均值為0.13%(參見表1)。整體上,沙一段烴源巖全硫含量高于沙三段和東三段,反映出沙一段有機質豐度最高。
有機質類型是決定烴源巖生烴潛力的重要指標[11,30],可依據熱解氫指數(HI)和最高熱解峰溫(Tmax)之間的關系來進行劃分[2,31-33]。利用Tmax-HI圖版(圖3)分別對遼東灣地區古近系烴源巖巖心、巖屑樣品進行有機質類型分析,由巖心樣品分析[圖3(a)]可知,東三段有機質類型主要為Ⅲ型,沙一段有機質類型以Ⅰ—Ⅱ1型為主,沙三段樣品呈現出較強的非均質性,部分樣品有機質類型較好,以Ⅱ1和Ⅱ2型為主,而另一部分樣品主要為Ⅲ型有機質,這可能受到取樣位置的影響,凹陷邊緣的樣品陸源有機質貢獻較大,而向凹陷中心靠近的樣品有機質類型變好。由巖屑樣品分析[圖3(b)]可知,沙一段有機質類型以Ⅰ—Ⅱ1型為主;沙三段Ⅰ,Ⅱ1,Ⅱ2和Ⅲ型均有分布;東三段主要為Ⅱ1—Ⅲ型。巖心、巖屑數據整體反映出有機質類型一致,沙一段有機質類型優于沙三段和東三段,生油潛能高。

圖3 遼東灣地區古近系烴源巖巖心(a)和巖屑樣品(b)的HI 和Tmax有機質類型劃分Fig.3 Classification of hydrogen index and Tmaxorganic matter types of cores(a)and cuttings(b)of Paleogene source rocks in Liaodong Bay
利用干酪根顯微組分可以確定干酪根類型[34-35]。對研究區9 口井的24 個巖心樣品進行顯微組分鑒定,樣品包括東三段、沙一段和沙三段的烴源巖地層,巖性為泥巖。結果顯示,沙一段以層狀藻類體為主,可見孢子體、次生有機質組和少量碎屑鏡質體;部分沙三段以層狀藻類體為主,也可見孢子體、次生有機質組和少量碎屑鏡質體,另一部分以鏡質體為主;東三段鏡質體含量較高,部分為Ⅲ型有機質(圖4)。

圖4 遼東灣地區東三段、沙一段和沙三段烴源巖顯微組分(a)鏡質體,A 井,2 825.00 m,東三段,反射光;(b)鏡質體呈深棕色熒光,A 井,2 825.00 m,東三段,熒光;(c)孢子體、層狀藻類體,D 井,2 394.15 m,沙一段,反射光;(d)孢子體、層狀藻類體呈黃綠色熒光,D 井,2 394.15 m,沙一段,熒光;(e)孢子體,礦物瀝青基質,D 井,2 428.98 m,沙三段,反射光;(f)孢子體、礦物瀝青基質呈黃綠色熒光,D 井,2 428.98 m,沙三段,熒光;(g)鏡質體,F 井,2 910.00 m,沙三段,反射光;(h)鏡質體呈深棕色熒光,F 井,2 910.00 m,熒光Fig.4 Macerals of source rocks of E3d3,E2s1and E2s3in Liaodong Bay
烴源巖熱演化程度的評價,通常采用鏡質體反射率(Ro)和巖石熱解峰溫(Tmax)法[21,36]。依據陸相烴源巖有機質成烴演化階段劃分及判別指標[37],利用Ro和深度的關系,結合遼東灣地區烴源巖巖心樣品鏡質體反射率(參見表1)可知,東三段和沙一段巖心樣品Ro均小于0.5%,沙三段Ro為0.5%~0.7%。東三段和沙一段絕大多數巖心樣品的Tmax為435~440 ℃,處于低熟階段;沙三段54%的巖心樣品Tmax>435 ℃,其中38%的樣品Tmax為440~450 ℃,整體處于低熟—成熟階段[圖5(a)]。巖屑樣品Tmax隨深度變化得出的有機質成熟度結果與巖心樣品結論一致,即東三段及沙一段多處于低熟階段,沙三段處于低熟—成熟階段[圖5(b)]。

圖5 遼東灣地區古近系烴源巖巖心(a)和巖屑樣品(b)Ro與Tmax與深度的關系Fig.5 Relationships of depth with Ro and Tmaxof cores(a)and cuttings(b)of Paleogene source rocks in Liaodong Bay
甾類化合物中C29αββ/(C29ααα+C29αββ)值和C2920S/(C2920S+C2920R)值常用于判斷烴源巖有機質成熟度,均隨成熟度的升高而增大[37-38]。當w(C29αββ)/[w(C29ααα)+w(C29αββ)]值為0.52~0.55時到達平衡狀態,w(C2920S)/[w(C2920S)+w(C2920R)]小于0.2 時,有機質未成熟;當w(C2920S)/[w(C2920S)+w(C2920R)]值為0.2~0.4 時,有機質為低成熟—中等成熟;當w(C2920S)/[w(C2920S)+w(C2920R)]值為0.4~0.6 或大于0.6 時,有機質為高成熟和過成熟(Ro≥1.3%)[39]。從研究區烴源巖生物標志化合物參數統計(表2)可知,東三段w(C29αββ)/[w(C29ααα)+w(C29αββ)]值為0.22~0.34,平均為0.27,未達到平衡狀態,w(C2920S)/[w(C2920S)+w(C2920R)]值為0.18~0.42,平均為0.27,處在低成熟—中等成熟階段;沙三段w(C29αββ)/[w(C29ααα)+w(C29αββ)]值為0.21~0.49,平均為0.33,未達到平衡狀態,w(C2920S)/[w(C2920S)+w(C2920R)]值為0.20~0.57,平均值為0.36,處在低成熟—中等成熟階段;沙一段w(C29αββ)/[w(C29ααα)+w(C29αββ)]值為0.12~0.36,平均值為0.25,未達到平衡狀態,w(C2920S)/[w(C2920 S)+w(C2920R)]值為0.15~0.36,平均值為0.26,處在低成熟—中等成熟階段。
4.1.1 姥植比Pr/Ph
姥鮫烷/植烷Pr/Ph可以用于指示沉積古環境[40-41]。Didyk 等[42]認為w(Pr)/w(Ph)<1.0 為還原環境,w(Pr)/w(Ph)>1.0 為氧化環境。Peters 等[43]更進一步指出,對于生油窗內的樣品來說,w(Pr)/w(Ph)>3.0代表了氧化環境下陸源有機質的輸入,而w(Pr)/w(Ph)<0.8 則代表缺氧、還原的沉積環境。本文樣品的w(Pr)/w(Ph)值東三段為0.96~2.06,平均為1.73;沙三段為1.27~3.58,平均為2.34;沙一段為0.42~0.92,平均為0.67(表2),表明東三段、沙三段樣品的有機質母質均形成于淡水湖相沉積環境,沙一段沉積于還原湖相環境。

表2 遼東灣地區烴源巖生物標志化合物參數Table 2 Biomarker parameters of source rocks in Liaodong Bay
4.1.2 伽馬蠟烷指數Ga/C30藿烷
遼東灣地區烴源巖樣品均檢測出有一定含量的伽馬蠟烷(Ga),主要來源為四膜蟲醇。Ga 是一種五環三萜烷,可以取代一些光合細菌、原生動物中的甾烷類化合物。Ga 的富集常常與沉積環境有關,表明高鹽度海相沉積環境及其他高鹽度的沉積環境。高含量的Ga 指示了強還原、超鹽的沉積環境,并且在水體中會出現一定的分層現象[44]。在檢測出Ga 的樣品中,東三段和沙三段w(Ga)/w(C30藿烷)為0.05~0.14,均值為0.08,屬于淡水湖相環境;沙一段w(Ga)/w(C30藿烷)為0.28~0.51,均值為0.38(圖6)。

圖6 遼東灣地區古近系烴源巖伽馬蠟烷指數與姥植比關系Fig.6 Relationship between gamacerane index and Pr/Ph of Paleogene source rocks in Liaodong Bay
在m/z191色譜質譜圖上(圖7),可看出沙一段Ga 相對豐度遠高于東三段和沙三段,表明沙一段烴源巖的成烴母質形成于高鹽度水體分層環境。

圖7 遼東灣地區東三段、沙一段和沙三段烴源巖(m/z 191)典型譜圖Fig.7 Typical spectra of source rocks(m/z 191)of of E3d3,E2s1and E2s3in Liaodong Bay
4.2.1 甾烷類化合物
甾烷類化合物是一種四環化合物,具有烷基側鏈,常規甾烷的碳數為C27—C29,但是也有極為復雜的碳數變化。烴源巖中的甾烷在成巖過程當中,由藻類、浮游動植物以及高等植物的甾酸衍生而來,形成之后基本不會發生相互之間的轉化。由此,甾烷可作為分析烴源巖的有機質來源的重要化合物[44]。
研究區樣品中檢測出的C27,C28,C29規則甾烷可以用來進行生源的判斷,通常認為,C27甾烷優勢時指示低等生物藻類的生源貢獻大,C29甾烷優勢則通常指示陸源有機質的貢獻大,二者含量都高時,說明存在高等植物和水生生物的雙重貢獻。從表2 可看出,東三段w(C27),w(C28)和w(C29)甾烷含量分別為29.92%~39.29%,21.18%~27.92% 和39.54%~43.68%,w(C27規則甾烷)/w(C29規則甾烷)值為0.71~0.99,具有C29規則甾烷優勢;沙三段w(C27),w(C28)和w(C29)甾烷含量分別20.26%~45.48%,13.34%~22.09%和33.74%~66.40%,w(C27規則甾烷)/w(C29規則甾烷)值為0.31~1.35,具有C27,C29規則甾烷優勢;沙一段w(C27),w(C28)和w(C29)甾烷含量分別32.71%~36.91%,30.13%~38.88% 和27.80%~36.67%,w(C27規則甾烷)/w(C29規則甾烷)值為0.89~1.20,具有明顯的C27規則甾烷優勢(圖8)。結果表明,東三段為陸源高等植物輸入,沙三段有機質多為混合來源,沙一段烴源巖的有機質母質是以低等水生生物為主,高等植物的貢獻較少。

圖8 遼東灣地區東三段、沙一段和沙三段烴源巖(m/z 217)典型譜圖Fig.8 Typical spectra of source rocks(m/z 217)of E3d3,E2s1 and E2s3in Liaodong Bay
4.2.2 萜類化合物
萜烷類化合物在烴源巖的抽提物中廣泛存在,三環萜烷具有的特征性較強,通常被用于判識烴源巖的有機質來源,四環萜烷與陸源有機質的輸入具有很好的關系,被作為陸源有機質輸入的重要標志[45]。在遼東灣烴源巖24 件樣品中,均檢測出萜類化合物三環萜烷及四環萜烷,三環萜烷碳數為C19—C29,C19三環萜烷/C23三環萜烷(C19TT/C23TT)和C24四環萜烷/C26三環萜烷(C24TeT/C26TT)的比值通常被視為指示陸源有機質輸入的重要標志[19]。這2 個參數值越大,反映陸源有機質的貢獻越大[15,46]。
東三段w(C19TT)/w(C23TT)值為0.52~0.56,平均值為0.53,w(C24TeT)/w(C26TT)值為0.45~0.94,平均值為0.79;沙三段w(C19TT)/w(C23TT)值為0.24~0.73,平均值為0.49,w(C24TeT)/w(C26TT)值為0.72~1.28,平均值為1.00;沙一段w(C19TT)/w(C23TT)值為0.09~0.39,平均值為0.22,w(C24TeT)/w(C26TT)值為0.35~1.29,平均值為0.72(圖9)。綜合反映了東三段以陸源高等植物輸入為主,沙三段為混合型有機質來源,沙一段高等植物有機質的貢獻處于較低水平。

圖9 遼東灣地區古近系烴源巖萜類化合物參數Fig.9 Parameters of terpenoids of Paleogene source rocks in Liaodong Bay
遼東灣地區3 套烴源巖樣品生標參數C24TeT)/C26TT、規則甾烷特征與HI反映的有機質類型一致。根據中低成熟度湖相泥巖在生烴階段有機質類型劃分的HI的取值[28-32],當HI>600 mg/g 時,有機質類型為Ⅰ型;當HI為250~600 mg/g 時,有機質類型為Ⅱ1型;當HI為120~250 mg/g 時,有機質類型為Ⅱ2型;當HI<120 mg/g 時,有機質類型為Ⅲ型。沙一段C24TeT/C26TT 值較低,C27規則甾烷具有優勢,同時沙一段HI為344~618 mg/g,反映沙一段以藻類及低等水生生物有機質輸入為主,有機質類型為Ⅰ—Ⅱ1型,生油能力強;沙三段烴源巖C24TeT/C26TT 值中等,C27,C29規則甾烷具有優勢,而HI為77~569 mg/g,HI值范圍跨度大,反映沙三段為混合型有機質來源,有機質類型Ⅰ型,Ⅱ1型,Ⅱ2型和Ⅲ型均有;東三段C24TeT/C26TT 值較高,C29規則甾烷具有優勢,HI為106~140 mg/g,反映出以陸源高等植物輸入為主,有機質類型主要為Ⅱ2型和Ⅲ型,有利于生氣。
4.2.3 類異戊二烯烷烴
在烴源巖的生物標志化合物中,類異戊二烯烷烴通常既被用于指示烴源巖的沉積環境,又反映有機質來源[21,39,47]。遼東灣地區東三段烴源巖樣品的w(Pr)/w(nC17)值為0.61~0.69,均值為0.64,w(Ph)/w(nC18)值為0.22~0.41,均值為0.29;沙三段w(Pr)/w(nC17)值為0.34~1.25,均值為0.60,w(Ph)/w(nC18)值為0.13~0.47,均值為0.33;沙一段w(Pr)/w(nC17)值為0.26~0.62,均值為0.41,w(Ph)/w(nC18)值為0.28~0.95,均值為0.59(參見表2)。由研究區烴源巖樣品Pr/nC17與Ph/nC18交會圖(圖10)可看出,沙一段樣品均落入海相和鹽湖相(Ⅰ/Ⅱ型)區域,表明沙一段烴源巖形成于湖湘還原環境,有機質母質主要來源于藻類及低等水生生物;沙三段樣品一部分落入陸源(Ⅲ型)區域,一部分落入混合型(Ⅱ型)和海相和鹽湖相(Ⅰ/Ⅱ型)區域,反映了沙三段有機母質主要為混合來源,既有陸源高等植物輸入,也有藻類及低等水生生物的貢獻;東三段絕大多數樣品落入陸源(Ⅲ型)區域,屬于陸源高等植物輸入為主。

圖10 遼東灣地區古近系烴源巖Pr/nC17 與Ph/nC18 交會圖Fig.10 Crossplot of Pr/nC17 與Ph/nC18 of Paleogene source rocks in Liaodong Bay
生物標志物特征綜合反映沙一段以藻類及低等水生生物有機質輸入為主,有機質類型為Ⅰ—Ⅱ1型,生油能力強;沙三段為混合型有機質來源,有機質類型Ⅰ型、Ⅱ1型、Ⅱ2型和Ⅲ型均有;東三段以陸源高等植物輸入為主,有機質類型主要為Ⅱ2型和Ⅲ型,有利于生氣。以上3 套烴源巖生物標志物特征反映的有機質類型與熱解參數(HI,Tmax)(參見圖3)、干酪根顯微組分鑒定結果(參見圖4)一致。姥植比、伽馬蠟烷指數2 個生物標志物參數反映了沙一段、沙三段和東三段烴源巖的沉積環境,沙一段沉積于較高鹽度的還原湖相環境,有利于有機質的保存,有機質豐度較高,而沙三段和東三段均沉積于淡水湖相沉積環境。
C29αββ/(C29ααα+C29αββ)值和C2920S/(C2920S+C2920R)值這2 個生物標志物成熟度參數反映東三段、沙一段和沙三段巖心樣品處于低成熟—中等成熟階段,呈現的結果與Tmax參數(參見圖5)基本一致。沙一段烴源巖有機質豐度最高,大部分為好烴源巖,沙三段差到好烴源巖均有分布,東三段烴源巖品質介于沙一段和沙三段之間,反映沙一段烴源巖生烴潛力優于沙三段和東三段烴源巖。
通過對3 套烴源巖生物標志化合物特征的研究(表3),三者具有明顯不同的生物標志化合物組成特征。東三段烴源巖具有高Pr/Ph 值,低伽瑪蠟烷指數,高C24TeT/C26TT 值,C29規則甾烷占優勢;沙一段烴源巖具有低Pr/Ph 值,高伽瑪蠟烷指數,低C24TeT/C26TT 值,C27規則甾烷占優勢;沙三段烴源巖具有中—高Pr/Ph 值,低伽瑪蠟烷指數,中等C24TeT/C26TT 值,C27、C29規則甾烷占優勢。生物標志化合物組成的差異反映出東三段、沙一段和沙三段烴源巖的沉積環境、生物來源各不相同,此外這些差異可很好地區分3 套烴源巖(圖11),為遼東灣地區古近系油源對比提供重要的參考資料,進而有利于該區的油氣勘探。

表3 遼東灣地區古近系烴源巖Pr/Ph,C24TeT/C26TT,Ga/C30藿烷參數值及優勢規則甾烷Table 3 Pr/Ph,C24TeT/C26TT,Ga/C30 hopane parameter values and dominant rule steranes of Paleogene source rocks in Liaodong Bay

圖11 遼東灣地區古近系烴源巖Pr/Ph,Ga/C30藿烷和C24TeT/C26TT 參數對比Fig.11 Comparison of Pr/Ph,Ga/C30 hopane and C24TeT/C26TT parameters of Paleogene source rocks in Liaodong Bay
根據蔣有錄等[3]、田德瑞等[21]對遼東灣地區原油特征的研究結果可知,遼東灣地區原油主要分為2類(Ⅰ類和Ⅱ類),以JZ20-2 井區為代表的Ⅰ類原油來源于高鹽度的湖相烴源巖,母源沉積于弱氧化較高鹽度的湖相沉積環境、陸源高等植物及藻類母質輸入特征;以JZ25-1 井區為代表的Ⅱ類原油來源于淡水沉積的湖相烴源巖,母源沉積于弱氧化淡水湖相環境、以藻類生源貢獻為主。對比本次研究中烴源巖的分子標志物特征,沙一段烴源巖明顯不同于其他烴源巖的特征是具有高伽馬蠟烷含量即形成于高鹽度水體,另外2 套烴源巖的伽馬蠟烷含量非常低,因此高伽馬蠟烷指數是沙一段烴源巖的專屬特征,而沙三段烴源巖的具有較高的Pr/Ph 值和C24TeT/C26TT 值,較低的Ga/(C30藿烷)值。因此,Ⅰ類原油與沙一段烴源巖有很好的相關性,主要來源于沙一段烴源巖;Ⅱ類原油與沙三段有很好的相關性,主要來源于沙三段烴源巖。
(1)遼東灣地區古近系沙一段有機質豐度最高,沙三段差到好烴源巖均有分布,東三段烴源巖介于二者之間。
(2)遼東灣地區古近系沙一段Pr/Ph 值和C24TeT/C26TT 值均較低,Ga/C30藿烷值高,C27規則甾烷優勢;沙三段Pr/Ph值中—高,C24TeT/C26TT 值中等,Ga/C30藿烷值低,C27,C29規則甾烷優勢;東三段Pr/Ph 值較高,C24TeT/C26TT 值高,Ga/C30藿烷值低,C29規則甾烷優勢。
(3)遼東灣地區古近系沙一段為藻類及低等水生生物生源,沉積于較高鹽度的還原湖相環境;沙三段為混合型來源,沉積于淡水湖相沉積環境;東三段以陸源高等植物輸入為主,淡水湖相沉積環境。