川东北地区龙潭组(吴家坪组)烃源岩地球化学特征及油气源贡献

摘要

本文研究地区位于四川盆地东北部，主要包括川东北大普光、通南巴、元坝和渝东地区，由于研究对比需要部分涉及川东南丁山1井、重庆南川、习水良村等地区龙潭(吴家坪)组地球化学数据。
　　 本文的主要内容包括川东北地区龙潭(吴家坪)组的烃源岩分布、有机质类型及成熟度、生物标志物分布和演化等地球化学特征，旨在说明龙潭(吴家坪)组烃源岩在川东北地区的发育状况、在高演化阶段的地球化学特征及生烃演化过程，并在此基础上结合川东北地区天然气地球化学特征，通过气/气、气/岩两种气源分析方式，阐明龙潭(吴家坪)组烃源岩气源贡献问题。
　　 本文根据研究思路对川东北龙潭(吴家坪)组烃源岩的地球化学特征和气源贡献进行了研究，主要认识如下：
　　 上二叠统龙潭组(P2l，吴家坪P2w)泥质岩有机质含量较高，样品 TOC平均值达2.93％，在有机质丰度上为优质烃源岩。大普光、通南巴地区以暗色泥岩、碳质泥岩及泥灰岩为主，总体的有机质含量较高；而元坝地区其上部主要灰岩、泥灰岩，下部主要为暗色泥岩，TOC值相对较低。由于该烃源层已进入高成熟度阶段，氯仿沥青A含量和生烃潜量不能反映烃源岩有机质的原始丰度，基本失去其评价生烃潜力的意义。
　　 川东北龙潭组烃源岩干酪根中氢含量均较低，反映其已达到高成熟、过成熟阶段，O/C原子比异常分布，推测是高温条件下有机质裂解过程中受到氧化作用所致。硫和氮的含量较高，反映出川东北龙潭(吴家坪)组沉积有机质中主要生物源为水生生物，陆源输入较少，有机质类型较好。干酪根碳同位素δ13C值分布在-24.0～-28.69‰之间，有机质类型以Ⅱ型为主，部分为Ⅰ型。结合前人资料可将川东北地区粗略划分为海湾泻湖相，沉积泥质岩、泥灰岩及碳酸岩，有机质生物源主要以水生生物为主，类型为ⅡA型。甲基二苯并噻吩系列化合物分布与元素组成和干酪根碳同位素的变化相一致。
　　 川东北龙潭组Ro值变化在1.4～3.2％之间，平均值为2.44％，表征热演化程度在高成熟晚期至过成熟阶段。红外吸收光谱图显示干酪根中有较丰富的含氧基团，缺乏烷烃类基团，似乎意味着完全没有继续产烃的能力。利用甲基菲指数MPI1计算所得的相应反射率与实测的镜质体反射率值一致，实测的Ro值随MPI1值的增大呈减小趋势。
　　 样品轻烃、饱和烃及芳烃地球化学特征研究表明，龙潭组地层中含有较高含量的类异戊二烯烃(植烷系列)化合物，三环萜烷含量普遍较低，以C21或C23化合物为主峰，在五环三萜烷中，C27、C28、C29甾烷分布总体上呈不对称的“V”字型分布，由于有机质热演化程度已达到高成熟阶段，生物标志物出现均一性变化，C29甾烷20S/(20S+20R)等分子成熟度参数出现的“倒转”现象，基本已不具地化参数意义。而甲基二苯并噻吩、二甲基菲等芳烃系列化合物组成仍能指示沉积有机质的生物源和沉积环境。
　　 气/气分析表明，川东北地区飞仙关-长兴组气藏具有同源性，通过天然气、沥青和源岩干酪根碳同位素对比，飞仙关组和长兴组沥青碳同位素变化(-25.6‰～-27.8‰)与本地区上二叠统龙潭(吴家坪)组泥质岩干酪根(-26.50‰～-28.2‰)具有很好对比性，确定其为川东北地区飞仙关、长兴组气藏的主力烃源层。