Journal of Oil and Gas Technology 石油天然气学报, 2020, 42(2), 46-55 Published Online June 2020 in Hans. http://www.hanspub.org/journal/jogt https://doi.org/10.12677/jogt.2020.422015
Geochemical Characteristics of Aromatics in Source Rocks of the Upper Cretaceous Nenjiang Formation in the Well JTD1 from the Western Slope Area in the Songliao Basin
Shaowu Mo1, Youjun Tang1, Jian Zhang2, Daxiang He1, Fei Su2, Lei Sun2
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Received: Mar. 9th, 2020; accepted: Apr. 10th, 2020; published: Jun. 15th, 2020
College of Resources and Environment, Yangtze University, Wuhan Hubei
Shenyang Geological Survey Center, China Geological Survey Bureau, Shenyang Liaoning
Abstract
Based on the GC-MS analysis of the aromatics in the extracts from 8 source rock samples of Nen-jiang Formation in the western slope area of the Songliao Basin, the results show that the com-pounds indicating the source of terrestrial higher plants were detected, including 1,2,5-trimethyl- naphthalene, kardacene, linene, biphenyl, anthracene and perylene, etc. Characterization of the source of lower organisms chrysene and chemical compounds such as benzene and hopane were detected, showing that hydrocarbon source rocks of the Nenjiang Formation in the study area mainly derived from both terrestrial higher plant and lower organisms. The comprehensive anal-ysis of the three fluorene series and perylene series shows that the source rocks of Nenjiang For-mation in the study area are formed in a weakly oxidized lacustrine environment. Aromatics ma-turity parameters, such as alkylphenanthrene (MPI1), alkylnaphthalene (DNR, TNR, TMNr, TeMNr), triarysterane [C28-20S/(20S + 20R)-TAS], benzohopane distribution, dibenzothiophene series pa-rameters (MDR, Rc4, Rc5) and dehydrocopherol vitamin E series parameters (β-mttc/γ-mttc), in-dicating that the maturity of the main source rocks from the Nenjiang Formation in the study area is in the low-mature-mature stage.
Keywords
Western Slope Area of the Songliao Basin, Nenjiang Formation, Source Rock, Aromatics Geochemical Characteristics
文章引用: 莫少武, 唐友军, 张健, 何大祥, 苏飞, 孙雷. 松辽盆地西部斜坡区JTD1井上白垩统嫩江组烃源岩芳烃地球化学特征[J]. 石油天然气学报, 2020, 42(2): 46-55. DOI: 10.12677/jogt.2020.422015
松辽盆地西部斜坡区JTD1井上白垩统嫩江组烃源岩芳烃地球化学特征
松辽盆地西部斜坡区JTD1井上白垩统嫩江组烃源岩芳烃地球化学特征
莫少武1，唐友军1，张 健2，何大祥1，苏 飞2，孙 雷2
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收稿日期：2020年3月9日；录用日期：2020年4月10日；发布日期：2020年6月15日
长江大学资源与环境学院，湖北 武汉
中国地质调查局沈阳地质调查中心，辽宁 沈阳
摘 要
基于松辽盆地西部斜坡区嫩江组8个烃源岩抽提物中芳烃馏分的气相色谱–质谱(GC-MS)分析，结果表明：研究区嫩江组烃源岩中检测到指示陆源高等植物来源的化合物，包括1,2,5-三甲基萘、卡达烯、惹烯、联苯、蒽及苝等，以及表征低等生物来源的?和苯并藿烷等化合物，说明研究区嫩江组烃源岩有机质来源于陆源高等植物和低等生物的双重贡献。三芴系列和苝系列的综合分析表明：研究区嫩江组烃源岩形成于弱氧化的湖相环境。芳烃化合物成熟度参数，如烷基菲系列参数(MPI1)、烷基萘系列参数(DNR、TNR、TMNr、TeMNr)、三芳甾烷系列参数[C28-20S/(20S + 20R)-TAS]、苯并藿烷分布特征、二苯并噻吩系列参数(MDR、Rc4、Rc5)以及脱羟基维生素E系列参数(β-MTTC/γ-MTTC)，指示研究区嫩江组烃源岩主体处于低成熟–成熟阶段。
关键词
松辽盆地西部斜坡区，嫩江组，烃源岩，芳烃地球化学特征
Copyright ? 2020 by author(s), Yangtze University and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Open Access 1. 引言
松辽盆地地处中国东北部，盆地长约750 km，宽约330~370 km，总面积约26 × 104 km2，是发育在大陆壳褶皱基底之上、具断–坳结构的大型中–新生代陆相沉积盆地。松辽盆地西部斜坡区其西侧与大兴安岭东部毗邻，北部和南部分别与松辽盆地的北部倾没区和中央凹陷区毗邻，自白垩纪以来该区在构造上为自西向东的缓坡，是一个中、上白垩统与下第三系地层超覆带[1]。
作为可溶有机质的重要部分，芳烃馏分蕴含生源母质、成熟度、沉积环境等方面的重要信息。目前对于松辽盆地西部斜坡区嫩江组烃源岩芳烃化合物的系统剖析较为薄弱，本文拟通过芳烃馏分气相色谱–质谱实验分析，对松辽盆地西部斜坡区嫩江组烃源岩的芳烃馏分化合物进行系统检测定量分析，从芳烃化合物角度查明研究区嫩江组烃源岩的生源构成、成熟度和沉积环境特征，有助于研究区的油气资源调查。
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莫少武 等
2. 样品与实验
本文研究的8块嫩江组烃源岩样品均来自于松辽盆地西部斜坡区JTD1井，岩性以灰色泥岩为主，对应井深为287.0~357.8 m。取200~300 g源岩样品将其粉碎至100目，进行索氏抽提48 h得到氯仿沥青 “A”后，加入正己烷静置24 h沉淀并用脱脂棉过滤沥青质，然后采用硅胶–氧化铝层析柱进行族组成分离，用正己烷冲洗饱和烃，用2:1的二氯甲烷和正己烷混合溶液冲洗得到芳烃馏分，最后进行芳烃馏分GC-MS分析。 采集样品的生烃潜力基础数据统计如下：8件烃源岩总有机碳含量介于0.95%~5.72%之间，平均值为2.26%；生烃潜量(S1 + S2)分布范围在1.52~34.81 mg/g之间，平均值为9.62 mg/g；氯仿沥青“A”含量为0.015%~0.144%，平均值为0.040%；干酪根碳同位素介于?28.907‰~?26.412‰之间；氢指数介于299~873 mg/g之间，Tmax为428℃~440℃ (图1)。 深度(m)岩性柱 0 TOC% 6 0 S1+S2mg/g 35 300 Tmax℃ 600 0 氢指数mg/g氯仿沥青“A”%干酪根碳同位素 -24 1000 0 0.2 -30 300350 Figure 1. The geochemical characters of source rocks in the study area 图1. 研究区烃源岩地球化学特征 DOI: 10.12677/jogt.2020.422015
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3. 实验结果与讨论
3.1. 芳烃化合物宏观分布特征
烃源岩中芳烃馏分重建总离子流图的分布特征受到母质类型、沉积环境、热演化程度等因素的影响。本次研究从JTD1井上白垩统嫩江组烃源岩芳烃馏分中鉴定出18个系列、约175个化合物。研究区嫩江组上部烃源岩芳烃总离子流图呈现出后峰型的分布特征，以高分子量的四环、五环化合物为主，二环三环化合物含量相对较低；下部烃源岩芳烃总离子流图呈现出双峰型的分布模式，高分子量的四环、五环化合物和二环三环化合物含量相当(图2)。该分布特征指示研究区嫩江组烃源岩处于低成熟–成熟阶段，且随着深度的增加成熟度增加。
Figure 2. The TIC of aromatic hydrocarbon of source rocks in the study area 图2. 研究区烃源岩中芳烃馏分重建总离子流特征
对已定性的18个系列的芳烃化合物相对含量进行归一化处理，结果如下(表1)。
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莫少武 等 Table 1. Aromatics mass fraction of source rocks in the study area 表1. 研究区烃源岩中芳烃化合物质量分数表 深度(m) 萘系列(%) 菲系列(%) 三芳甾烷系列(%) 屈系列(%) 二苯并呋喃系列(%) 芴系列(%) 二苯并噻吩系列(%) 联苯系列(%) 荧蒽(%) 芘(%) 苝(%) 蒽(%) 苯并芴(%) 苯并蒽(%) 苯并荧蒽(%) 苯并芘(%) 苯并藿烷系列(%) 脱羟基维生素E系列(%) 287.0 23.89 16.30 / 3.75 3.17 1.89 1.93 2.86 0.77 2.65 0.82 / 0.54 0.05 0.27 / / 41.10 296.0 43.30 20.94 / 2.36 5.66 2.23 1.72 5.68 1.92 4.01 1.26 0.28 0.25 0.09 0.03 0.20 / 10.05 298.0 40.50 22.75 1.13 0.47 3.69 1.80 2.86 3.15 0.84 5.74 0.02 0.07 0.14 0.03 0.02 0.02 / 16.75 302.5 35.19 29.85 / 0.88 5.99 3.27 3.20 4.45 1.48 4.42 0.13 0.18 0.17 0.01 / / 1.61 9.17 308.0 25.29 31.20 1.30 2.53 6.11 3.75 3.57 4.12 2.45 5.70 5.93 0.35 0.36 0.17 0.06 0.39 0.57 6.15 319.0 12.25 31.36 1.42 4.48 3.40 2.79 2.03 1.41 3.90 8.59 14.92 0.75 0.42 0.22 0.09 0.64 1.96 9.35 327.0 45.73 17.84 / 0.57 5.82 2.33 2.31 7.35 0.34 2.43 / 0.09 0.04 / / / / 15.15 358.0 7.59 22.13 2.95 9.02 2.55 2.28 2.80 0.42 5.37 11.83 7.65 0.21 1.41 0.48 0.24 1.31 / 21.76 3.2. 萘系列化合物 萘和多甲基取代萘系列是烃源岩和原油芳烃馏分中常见化合物之一。萘含量与陆源有机质的输入有一定的关系，此外甲基取代萘还能反映烃源岩和原油母质来源和成熟度方面的信息[2]。研究区嫩江组烃源岩萘系列含量占芳烃馏分的7.59%~45.73% (表1)，萘系列呈现出三甲基萘 > 二甲基萘 > 四甲基萘 >卡达烯 > 乙基萘 > 萘 > 甲基萘 > 五甲基萘的分布模式(图3)。 504540相对含量/%JTD1-287.0JTD1-296.0JTD1-298.0JTD1-302.5JTD1-308.0JTD1-319.0JTD1-327.0JTD1-358.035302520151050 Figure 3. The naphthalene series composition of source rocks in the study area 图3. 研究区烃源岩萘系列分布特征 DOI: 10.12677/jogt.2020.422015 50 石油天然气学报
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