【doc】塔里木盆地深层碳酸盐岩中不同赋存形式芳烃化合物组成

【doc】塔里木盆地深层碳酸盐岩中不同赋存形式芳烃化合物组成 塔里木盆地深层碳酸盐岩中不同赋存形式 芳烃化合物组成 第26卷第2期 2008年4月 沉积 ACTASEDIMENTOLOGICASINICA Vo1.26No.2 Apr.2008 文章编号:1000-0550(2008)02-0330—10 塔里木盆地深层碳酸盐岩中不同赋存形式 芳烃化合物组成? 周世新贾星亮,宋振响,王保忠'邹红亮,史基安 (1.中国科学院地质与地球物理研究所气体地球化学重点实验室兰州730000;2.中国科学院研究生院北京1000049) 摘要通过对塔参1井深层(>5700m)碳酸盐岩游离有机质(氯仿沥青"A")和包裹有机质(氯仿沥青"C")中芳 烃化合物组成和成熟度参数对比研究发现,芳烃化合物组成中菲和二苯并噻吩系列化合物较为丰富,菲和磕等系列化 合物丰度随埋深增加而增大,而二苯并噻吩,苯并萘并噻吩和芴等系列化合物丰度表现出相反的规律,这反映出不同 芳烃系列化合物在高过成熟阶段热稳定性的差异.同一样品两种赋存形式芳烃化合物组成和成熟度参数明显不同, 芳烃化合物成熟度参数和烷基化程度都反映出包裹有机质成熟度低于游离有机质,说明包裹有机质的热演化作用受 到了抑制.在高过成熟阶段仍有部分芳烃参数仍可以用来表征深层有机质热演化程度,这些参数包括:菲系列烷基 化指标(CI—P/C一P,Cl—P/C3一P,C2一P/C一P,C2一P/C3一P),以及二苯并噻 吩系列化合物中MDR,CI/C一DBT,2,4/1,4一 DMDBT和4,6/1,4一DMDBT参数;虽然DBT/P比值被认为指示沉积环境的有效 参数,但塔参1井深层样品研究表明, 该参数与热演化程度关系密切,为高过成熟度阶段较好的成熟度参数. 关键词塔里木盆地塔参1井深层碳酸盐岩芳烃化合物赋存状态 第一作者简介周世新男1966年出生博士研究员石油地质和有机地球化学E— mail:sxzhou@lzb.ac.ca 中图分类号P593文献标识码A 芳烃化合物是原油和烃源岩抽提物中的重要组 成部分,其组成和分布特征的差异,可以反映有机质 成熟度,母质来源,沉积环境和油气运移方向等信 息].在热力作用下,不同热力学稳定性的烷基芳 烃化合物异构体之间相互转化,以及烷基化程度的改 变,都可以用来表征有机质成熟度不同.一般认为芳 烃化合物成熟度指标使用范围相对较宽,且在较高成 熟度阶段仍可使用.但常用的甲基菲指数(MPI一1) 在R大于1.35%开始发生反转,造成甲基菲参数的 多解性;萘系列化合物分子量较低易挥发,高成熟烃 源岩中该系列的化合物丰度较低或难于检出,因此萘 系列化合物成熟度参数在高过成熟度阶段也难于发 挥作用;不少研究者认为二苯并噻吩系列化合物是高 过成熟阶段理想的参数,但这方面研究涉及自然 演化样品的成熟度范围多在分布1.35%以下..',或 者是根据模拟实验得出的结论,而对于实际高过 成熟烃源岩的研究则相对较少,尤其对于相对单一有 机相的地质剖面样品. 碳酸盐岩有机质存在不同的赋存形式,即游离有 机质(氯仿沥青"A"),包裹有机质(氯仿沥青"C"组 分为稀盐酸去除碳酸岩后的抽提产物,也有研究者将 此称矿物结合有机质)和干酪根三种形式.碳酸盐 岩中游离有机质和包裹有机质的宏观族组成和饱和 烃中生物标志化合物组成有明显差别?,但目前 对于碳酸盐岩中不同赋存形式芳烃化合物组成及成 熟度参数特征缺乏相应的研究.本次研究选择了塔 参1井深层碳酸盐岩样品,其深度为5714, 7124m,等效镜质体成熟度分布范围为1.21%, 2.23%_1.对比研究了这些样品不同赋存形式有机 质中芳烃化合物组成和成熟度参数特征,并探讨了高 过成熟阶段常用芳烃成熟度参数适用性.该研究对 于了解深层有机质芳烃组成的演化特征,遴选深层有 机质成熟度有效判识指标,开展深层油气源对比等研 究工作,都具有十分重要的意义. 1地质背景及样品 塔参1井是塔中地区非常重要的一口深探井,井 深为7200m,钻遇了第四系,第三系,白垩系,三叠 ?国家重点基础研究发展规划项目(编号:2006CB202305);中国科学院知识创新工 程重要方向项目(~:KZCX3-SW-147);中国科学院院长基金 联合资助. 收稿日期:2007-05-25;收修改稿日期:2007-07-04 第2期周世新等:塔里木盆地深层碳酸盐岩中不同赋存形式芳烃化合物组成33l 表1塔参1井样品基本地球化学特征 Table1BasicgeochemicalcharacteristicofsamplesfromWdlTacan1 注:RoE/%,数据引自文献[],其余数据皆为本次研究获得. 系,二叠系,石炭系,泥盆系,志留系,奥陶系,寒武系 地层,其底部为前寒武纪岩浆岩(花岗闪长岩和闪长 岩).关于塔参1井详细的岩性及分层特征,周新源 等?进行了详细的研究.塔参1井深层样品中稀有 气体和包裹体气体组成研究表明,寒武系碳酸盐岩中 没有深部流体活动的特征'博.本次研究选用的寒 武系岩芯样品基础地球化学特征见表1,样品的有机 质丰度较低,有机碳分布范围为0.08%一0.20%. 值都基本上大于470~C,多在500oC左右,有机质 演化已进入了高过成熟阶段.样品的有机碳同位素 为一29%o左右,结合岩性特征的一致性,可以认为这 些样品的有机相基本一致.因此该井深层芳烃系列 化合物组成特征的差异,主要取决于自然演化过程中 热成熟作用及深层的压力作用. 2实验方法 将岩芯样品去掉表层污染后粉碎至100目以下, 在7O?温度下,用精制的氯仿抽提72h.抽提液用 正己烷沉淀沥青质后,在SiO一AlO柱上分离.分 别用石油醚和二氯甲烷冲洗,获得饱和烃和芳烃馏 分,最后用甲醇冲洗获得非烃组分.对浓缩后的芳烃 组分进行色谱一质谱全扫描分析.质谱仪型号为 HP5973,色谱仪型号为HP6890,毛细管柱为SE—54 (长为30m,内径为0.125mm);程序升温为:60oC (恒温10min)一l6o?(5?/min)一27O?(2 ?/min),恒温20min;He气为载气,He气流速为 0.12mL/min;注射器温度为250oC,离子源温度为 230oC,电子碰撞电流为3416,电能7OeV.芳烃 化合物分析鉴定选用的特征离子详见Fan等文献. 芳烃化合物定量工作根据特征离子的峰面积计算获 得.烷基同系物丰度用C表示,其中为烷基化程 度,范围值为1—4,1为甲基,2为二甲基或乙基,其 余依次类推.不同烷基化程度丰度为同一烷基化程 度所有异构体峰面积之和. 3结果与讨论 3.1芳烃化合物分布特征 塔参1井深层样品中鉴定出芳烃化合物有萘 (N),菲(P),二苯并噻吩(DBT),联苯(BP),氧芴 (DBF),芴(F),荧葸(FLU),芘(PY),苊(CH),苯并 荧葸(BF),苯并芘(BPY)和苯并萘并噻吩(BNT)等 一 系列化合物,根据这些芳烃化合物在质量色谱图中 的峰面积,归一化并确定了它们的相对组成,其中菲 (c一c),二苯并噻吩(C一c),芴(c一c),苊 (C一C)和苯并萘并噻吩(C一C)的不同烷基化合 物也参加了归一化计算. 从图1(a)中芳烃化合物的相对组成看,在氯仿 沥青"A"中,菲和二苯并噻吩在所有样品中含量最为 丰富,并且这两类芳烃化合物都以二甲基化合物丰度 最高.这两类芳烃化合物随深度变化表现出明显不 同的规律性.菲及其烷基系列化合物C一C-P都表 现出随着深度的增加而丰度增大.表2中当深度从 5713—7124m时,菲系列化合物总组成由14.1%增 加到60.4%,这表明菲系列化合物在深层仍有较大 的稳定性,能保存到很高的热演化阶段.苊,荧葸,芘 和苯并芘系列化合物也表现出类似的规律性.而二 苯并噻吩系列化合物表现出与菲,苊等系列化合物相 反的变化趋势,随着埋深度增加而相对组成明显减 小.表2中二苯并噻吩系列化合物总组成由上部样 品的43.O%到深层减小到6.6%.另一类含硫芳烃 化合物苯并萘并噻吩也表现出与二苯并噻吩系列化 合物类似的规律性,其组成从24.8%减小到1.9%. 此外,芴系列化合物相对组成也随深度增加而减小. 332沉积第26卷 25 20 量15 鉴10 0 圈1深层样品中氯仿沥青"A"(a)和沥青"C"(b)中芳烃化合物相对组成 Fig.1Relativecompositionsofaromatichydrocarbonsbetweenchloroformbitumen AandchloroformbitumenCindeepcarbonaterocks 注:"S"表示酸解后的样品 表2塔参1井芳烃化合物相对组成(%) Table2RelativecomposlflomofaromatichydrocarbonsofdeepcarbonaterocksinWellTaca n1 注:菲P(Co--C4),二苯并噻吩DBT(Co--C3),芴F(Co—c4),苊CH(Co--C3)和苯并萘并噻吩BNT(Co--c3),萘(N),联苯(BP),氧芴 (DBF),芴(F),荧蒽(FLU),芘(PY),趋(CH),苯并荧蒽(BF),苯并芘(BPY) 塔参1井深层样品芳烃馏分中萘,联苯和氧芴的 相对组成都较低.由于碳酸盐岩形成的沉积环境不 利于氧芴的形成,这可能造成了这些样品氧芴丰度较 低;而萘,联苯分子量较低,易挥发,在高热演化阶段 加O 摹\餐 第2期周世新等:塔里木盆地深层碳酸盐岩中不同赋存形式芳烃化合物组成333 或前处理过程中大量挥发丢失有关.一些国外深井 岩芯和模拟实验的研究看,萘和联苯系列化合物丰度 在深层仍然十分丰富J.但也有研究发现萘和联苯 系列化合物丰度在高演化的烃源岩中相对较低,而在 凝析油和轻质油中这两类化合物相对组成丰富?引. 本次研究中我们同时分析了塔中隆起带上TZ45井 凝析油样品(6020—6150m),采用了相同的分析程 序,发现其芳烃组成中萘和联苯化合物都非常丰富, 因此样品前处理过程中挥发丢失,可能不是造成这些 源岩中该化合物丰度较低的主要原因,看来这两类化 合物在塔参1井深层烃源岩分布本身并不丰富. 图1(b)中氯仿沥青"C"与沥青"A"中的芳烃化 合物相对组成明显不同,虽然仍以菲和二苯并噻吩为 主要的芳烃化合物,但两者总的相对组成都有所下 降,表2沥青"C"中菲的总组成从上部20.7%到深层 增加到38.1%,而二苯并噻吩从上部33.5%到深层 变为3.8%.沥青"c"中菲,二苯并噻吩,苊和芴系列 化合物相对组成随着深度变化规律与沥青"A"中相 同的,但各芳烃相对组成的差距有所减小,较高分子 量的荧蒽,芘,苊,苯并荧蒽和苯并芘都比沥青"A"中 增高.不同赋存形式中芳烃组成的变化,反映了不同 化合物之间热稳定性的不同,菲和屈等系列化合物有 较高的热稳定性,在此热演化阶段其丰度呈增加趋 势.而二苯并噻吩,苯并萘并噻吩和芴系列化合物的 热稳定性较差,表现为热裂解减少的趋势. 3.2不同赋存形式菲系列化合物组成 菲系列化合物是芳烃化合物中应用最为广泛一 类化合物,从图2中菲系列化合物的分布看,无论是 在氯仿沥青"A"中还是沥青"C"中,0【甲基取代的1- MP和9-MP丰度随着深度增加而变大.这两个甲基 异构体热力学不稳定性,在较高的热力学作用下本应 向稳定构型B甲基取代的3-MP和2-MP转化.但对 于塔参1井深层样品,可能有两种因素造成0【甲基 取代甲基菲的异常分布,一是高过成熟阶段直接发生 了甲基菲去甲基作用,而异构体之间的转化不明显; 另一方面也可能是由于深部高压抑制了甲基菲异构 体之间的相互转化.已有研究建立了不同演化阶段 R与MPI.1换算关系式.加J.表3中深度由 5713.7m增加到7124.5m,氯仿沥青"A"中甲基菲 指数(MPI.1)随着深度的增大而减小,若按照R.> 1.35%的甲基菲指数计算镜质体反射率(R,= [一0.6(MPI.1)+2.3]),则游离有机质的R分布范 围0.8%一1.78%,并且随着深度增加R,增大.沥青 "c"的R值的分布范围为1.29%一1.77%,表现出 随着深度增加而反射率减小的趋势.从这些甲基菲 的计算公式获得的镜质体反射率明显低于表1中等 效沥青反射率值,因此用甲基菲参数估算原油的成熟 度应参考这一因素.同一样品中氯仿沥青"A"的R, 值小于沥青"c"的该值,说明包裹有机质赋存在较小 的封闭体系中,物理化学微环境不同于游离有机质, 其有机质演化程度受到了明显的抑制. 在菲系列化合物的成熟度参数中,MPR-1(2- MP/1-MP)被认为在成熟度范围0.4%一1.8%有效, 并且较少受到烷基化和去烷基化作用影响,但该参数 在两种赋存形式都表现出随着深度增加而变小,类似 还有F,参数(表3).从热力学稳定性角度看,这些 参数应随着埋深增加而变大,但由于塔参1井中热力 学不稳定的异构体在深层存在较高的丰度,造成这些 成熟度参数的异常表现,由此看来这些参数在高过成 熟阶段并非是有效的成熟度判识指标.其它参数 MPR-2,DMP随深度变化的规律性也并不明显. P/MP也被认为是一个成熟度指标,是根据热演化作 用中烷基化芳烃发生去甲基作用形成芳烃母体而构 建的参数.塔参1井深层碳酸盐岩中两种赋存形式 的有机质该参数随深度变化的规律不明显,但表2中 同一样品中游离有机质该值高于包裹有机质,说明游 离有机质中去甲基作用强于包裹有机质. 不同芳烃系列化合物的烷基化程度,既与有机质 的母质来源有关,同时也与有机质热演化程度有 关].由于塔参1井深层源岩的岩性和有机质类型 较为一致,因此其烷基化程度差异主要应由成熟度不 同造成.图2中沥青"A"和沥青"C"的菲系列烷基 化合物丰度都具有C2-P>Cl-P>C3-P>C4-P的特 点,但沥青"C"中C,C,,C菲系列的烷基异构体相 对丰度都有所增高.虽然目前对于烷基化芳烃化合 物的成因并不十分清楚,但有研究表明不同甲基程度 的芳烃系列化合物形成于低演化阶段,由不带甲基的 芳烃母体发生烷基化反应形成….Requejo探讨了 多环芳烃烷基化程度和温度的关系,发现高温将降低 多环芳烃的烷基化程度,而低温将有利于高烷基化的 多环芳烃的形成.图2中塔参1井高烷基程度菲系 列更多的保存在了包裹有机质中,在两种赋存形式芳 烃组分中,反映烷基化程度的参数C,-P/C-P,C,-P/ C.P,C.P/C.P,C.P/C3.P都随埋深增加而增大, 说明在高过成熟阶段菲系列化合物去烷基作用十分 明显,随着深度增加烷基化程度而逐渐变小.对比游 334沉积第26卷 表3塔参1井深层源岩芳烃中菲系列化合物成熟度参数表 Table3MaturityparametersbasedonphenanthreneseriesofdeepsourcerocksinWellTacan1 样号MPR一1MPR-2MPI一1DMPR1P/MPCl—P/C4一PCl—P/C3一PC2-P/C4 一PC2-P/C:3-P 3.02 4.43 3.33 1.39 1.82 1.86 2.4l 2.14 1.40 1.48 1.07 1.18 1.05 1.33 1.O2 0.92 0.85 1.03 1.12 1.10 1.04 2.5l 1.20 0.88 O.87 0.88 1.07 1.59 1.47 1.68 0.92 0.96 0.87 0.49 0.54 0.5l 0.6o 0.8l 0.49 0.53 0.63 0.25 0.62 0.6o O.62 0.6l 0.58 0.23 0.1l 0.05 1.22 0.90 1.74 5.94 6.70 0.38 0.57 0.34 1.06 1.39 1.17 0.65 1.09 1.52 1.4l 0.46 0.5l 0.39 0.56 0.54 1.45 1.72 2.29 7.56 8.38 0.77 1.13 0.93 2.46 3.82 1.39 1.23 1.44 1.94 1.77 0.93 1.02 1.06 1.29 1.49 MPR一1=2-MP/1一MP;MPR-2:1一MP/9一MP;MPI={1.5×([2-MP]+[3-MP])/(P+[1一MP]+[9-MP])};R:一0.5MPI+2.3;Fl=(2一 MP+3-MP)/(2一MP+3-MP+1一MP+9一MP);DMP:(3,5+2,6+2,7-DMP)/(1,3+3,9+2,10+3,10+1,6+2,9+2,5-DMP);Rl=[一0.6 (MPI一1)+2.3](1.35—2.OR.),当R.为1.35%,2.0%时,Rl=-0.6(MPI一1)+2.3 离有机质和包裹有机质的烷基化参数,同一样品中游 离有机质的烷基化参数高于包裹有机质,说明包裹有 机质的热演化程度受到了明显的抑制作用,这与P/ MP反映的情况非常一致.因此深层样品中菲系列 化合物烷基化程度参数,可以用来判识高过成熟源岩 有机质的热演化程度. 3.3不同赋存形式二苯并噻吩类化合物组成 通常含硫有机化合物在碳酸盐岩中的相对丰度 较高,但可能是由于成熟度较高的原因,塔参1井深 层样品中芳烃化合物中未能检出苯并噻吩类化合物, 但二苯并噻吩系列则相对较为丰富.在沥青"A"和 沥青"c"中甲基二苯并噻吩明显具有4.MDBT>(2+ 3).MDBT>1.MDBT的分布特点.从热力学稳定性 看,甲基二苯并噻吩中4一MDBT稳定性最大,1一MDBT 稳定性相对较弱,而2一M和3-MDBT介于两者之间, 随着热演化程度增加,稳定性差的烷基化合物将向稳 定性更高的化合物转化,因此4一MDBT/1一MDBT (MDR指标)被认为是有机质成熟度判识的有效指 标,并且这一指标在高过成熟阶段仍然有效. 图3中两种赋存形式芳烃化合物中1一DBT都随深度 逐渐变小,这符合传统热力学规律的认识,与仅取代 的甲基菲反转特征不同,看来压力抑制异构体转化作 用可能在深层并不明显.MDR与镜质体反射率也存 在一定的对应关系式(Rc2=0.2663×Ln(MDR)+ 0.9034)].表4中沥青"A"中由MDR计算获得的 镜质体反射率变化范围为1.4%,1.66%,随着深度 增加反射率计算值有增加的趋势.沥青"c"中该值 分布为1.16%,1.51%,但在沥青"C"中的MDR指 数随深度变化的规律不明显,显然R:计算值同表1 中沥青反射率的值有较大的出入,这也应该在芳烃参 数成熟度计算中给予重视. 根据热力学稳定性的差异,一般认为成熟度指标 MDR-2,3和MDR-4随成熟度的增加而增大,而 MDR一1指标随着成熟度的增加而减小…,但表4中 沥青"A"的MDR-2,3,MDR-4,MDR一1都随深度增加 而变小,而沥青"c"中这三项参数呈相反的变化趋 势,并且沥青"c"中的这三项比值小于沥青"A".从 这些参数的变化趋势看,MDR-2,3,MDR-4不能用作 高过成熟阶段的成熟度参数,而MDR一1仍有一定的 指示效果. 近年来在二甲基二苯并噻吩鉴定方面已有了进 展,发现了一些新的可以反映成熟度变化的参数,如 2,4/1,4一DMDBT和4,6/1,4一DMDBT随成熟度增加 而明显变大r『1.表4中塔参1井沥青"A"中这两 项参数随着成熟度增加都有变大的趋势,因此这两项 成熟度参数在高过成熟度阶段仍可以使用.然而,在 沥青"c"中这两个参数有不同的表现特征,4,6/1,4- DMDBT随深度增加而比值增大,而2,4/1,4一DMDB 比值变化的规律不明显. 图3中二苯并噻吩化合物在沥青"A"和沥青 "c"的分布明显不同,同一样品沥青"A"中不带甲基 c" 的二苯并噻吩化合物的相对丰度较高,而在沥青"中甲基和不带甲基的二苯并噻吩化合物在总组成中 明显丰度较低,并且这两类化合物的相对组成随着深 度增加而明显变小.沥青"A"中烷基化合物丰度较 高的主要为C2-DBT,多数样品表现出C2-DBT>C.- 醯?""铊 lnu}il1 . . 一?? 一OOOOOOOOOO 嗍一一一一一 第2期周世新等:塔里木盆地深层碳酸盐岩中不同赋存形式芳烃化合物组成335 DBT>C3-DBT>DBT的特点,而沥青"C"中甲基化丰 度较高的为C.DBT,在所有的样品中表现出C3-DBT >C2.DBT>C1.DBT>DBT.表3中烷基化参数C1/ C.DBT和C/C:?DBT呈现不同的变化趋势,在沥青 "A"中随着埋深增加,C/C3?DBT和DBT/C?DBT都 有变大的趋势,而C/C2"DBT变化的规律不明显;而 在沥青"C"中两个烷基化参数都随埋深增大而变小. A M/,Z178+I92+206+220+234+十 二苯并噻吩系列的烷基化参数中c/C:3"DBT仍可用 于高过成熟阶段成熟度判识,这与菲系列烷基化参数 表现出的规律较一致.对比表3中同一样品中沥青 "A"和沥青"c"中的二苯并噻吩烷基化参数值,也发 现前者大于后者,这与菲系列化合物表现出的特征非 常一致,也同样反映出包裹有机质的热演化程度低于 游离有机质. 9906 9908 9907 990l 9902 u/zI78+I92+206+220+234 P lLJ.I. I—Jl..JlL^J【II_lLJ 图2塔参1井深层不同赋存形式芳烃化合物中菲系列化合物组成对比图 Fig.2Comparisonofphenanthreneseriescompoundsbetweendifferentoccurrence statesofdeepsoureerocksintheWellTacan1 336沉积第26卷 A'M{z184+198+212+226CM|z184+198+22+226 MDBT 2—3MDnT 1'.LI一.JL. ..1... lj 山-I_JL^I""J 9906 9908 9907 990l TmBT I _i.J. .1.^,』l .. ... 99.2 .. ^^.....-_L.?—-_-L矗^..JI^^?.—.__..^^J-』_-_lI?-IlIJIII8IJII8Il_-IIIII_I图3塔参1井深度不同赋存形式芳烃中二苯并噻吩系列化合物组成对比图 Fig.3Comparisonofdibenthiopheneseriescompoundsbetweendifferentoccurrencestates ofdeepsourcerocksintheWeUTacan1 菲和二苯并噻吩系列化合物的总组成比值常用 来表征沉积环境的差异.高DBT/P比值对应着含硫 化合物相对较为丰富碳酸盐岩,原油中DBT/P比值 大于1为碳酸盐岩来源的油气,而小于1为页岩来源 的油气.但从表4塔参1井不同赋存形式该比 值变化情况看,DBT/P明显随着深度增加而比值减 小,从前面有关芳烃化合物组成的演变特征看,该比值 变化的根本原因是埋深增加菲系列化合物丰度增加而 二苯并噻吩系列减小,由此看来仅根据该比值大于或 小于一定的数值,判断油源的形成环境应存在较大的 局限性,而在有机相相对一致的条件下,该比值应是高 过成熟阶段一个理想的成熟度参数. 第2期周世新等:塔里木盆地深层碳酸盐岩中不同赋存形式芳烃化合物组成337 MDR=4?MDBT/I?MDBT;MDR?l=I-MDBT/DBT;MDR-2,3=2,3-MDBT/DBT;MDR. -4=4-MDBT/DBT;24/14?DM=2.4DMDBT/I.4-DMD. BT;46/14?DM:4.6-DMDBT/1.4-DMDBT;Cl/C3为单甲基与三甲基二苯并噻吩化合物同系物峰面积比值;DBT/P为所有二苯并噻吩化合物 (c0一c3)与所有菲系列化合物(c0一)的峰面积比值.=O.2663×h(MDR)+O.9034[. 从塔参l井深层样品中芳烃化合物的分布看,高 过成熟阶段不同赋存形式的芳烃化合物随热演化程 度改变,发生着烷基化作用,异构化作用和脱烷基化 作用和热裂解破坏作用,这些复杂的作用过程交织在 一 起.包裹有机质并非一旦形成就完全不变,其组成 分布特征也随热演化而发生着变化,同一样品中芳烃 异构化参数和烷基化分布特征反映出包裹有机质的 成熟度低于游离有机质,这与两者所处微封闭体系的 物理化学条件差异有关.随着埋深的增加,不同赋存 形式的芳烃化合物表现不同,在沥青"A"中菲和二苯 并噻吩系列脱烷基作用明显,这些化合物的烷基化参 数是表征高过成熟度的有效参数,各别二苯并噻吩系 列异构化参数可以用来表征有机质的热演化;而在沥 青"C"中,菲系列烷基化参数随成熟度改变呈规律性 变化,但异构化参数的变化规律不明显.DBT/P为 不同系列化合物稳定性差异体现,能用作指示不同赋 存形式的有机质演化程度的参数,是一个高过成熟阶 段有效的成熟度参数. 4结论 通过对塔参l井深层碳酸盐岩样品中不同赋存 形式芳烃化合物的研究,可以得出以下几点认识: (1)在较高的成熟度演化阶段,R.在1.21%一 2.23%时,芳烃化合物组成随成熟度的增加发生规律 性的变化,菲和苊等芳烃系列化合物组成增大,而二 苯并噻吩,苯并萘并噻吩和芴等系列化合物表现出相 反的规律,这反映了不同芳烃系列化合物热稳定性的 不同. (2)同一样品中不同赋存形式芳烃组成和成熟 度参数明显不同,芳烃化合物成熟度参数烷基化程度 对比发现,包裹有机质的成熟度比游离有机质低,这 表明矿物对于包裹有机质热演化有明显的抑制作用. (3)高过成熟样品中仍有部分芳烃化合物参数 可以使用来表征成熟度变化,这些芳烃参数包括:菲 系列烷基化指标(Cl-P/C4-P,Cl-P/C3-P,C2-WC4.P ,C2一P/C3-P);二苯并噻吩系列中MDR,Cl/C3-DBT, 2,4/1,4?DMDBT和4,6/l,4一DMDBT参数. (4)先前的研究认为DBT/P是一个划分有机相 有用指标,但从塔参l井深层样品研究看,该指标同 时受成熟度的影响,随着埋深增加该比值明显减小, 并且在不同赋存形式芳烃化合物中表现出非常一致 规律性.因此,在有机质类型相对一致时,该比值是 高过成熟阶段的一个比较理想的成熟度参数. lRadkeM.WelteDH,WilhchH.Geochemicalstudyonawellinthe westernCanadaB88in:Relationofthearomaticdistributionpattemto maturity0forganicmatter[J].GeochimicaetCosmochimicaActa. 1982.46:l?lO 2FanP.PhilipRP.bZ.eI.GeochemicalcharacteristicsofaIum~c hydrocad)omofcrudeoilsandsoorcerocksfromdifferentsedimentary environments[J].OrganicGeochemistry,1990.16:427435 3RequejoAG,,~ssenR.McDonaldT,eIa/.Polynucleararomatichy- dn×翔-bom(PAH)?indicatorsofthesourceandmaturityofmarine crudeoils[J].OrganicGeochemistry.1996,24:1017?1033 4王铁冠,何发歧.李美俊,等.烷基二苯并噻吩类:示踪油藏充注 途径的分子标志物[J].科学通报.2005.50(2):176-182[Wang Tieguan.HeFaqi.LiMe~un,eIaZ.Alkyl-dibemmthiophenes:molec- ularH'scer8forfillingpathwayinoilreservoirs[J].ChineseScience 338沉积第26卷 Bulletin,2004,49(22):2399-2404] 5李景贵.海相碳酸盐岩二苯并噻吩类化合物成熟度参数研究进展 与展望[J].沉积,2000,18(3):480-483[LiJinggui.Re. searchdevelopmentandprospectofmaturityparametersofmethylated dibenzothiophenesinmarinecarbonaterocks[J].ActsSedimentologi. calSiniea,2000,18(3):480-483] 6Santamaria—OrozcoD.HorsfieldB.diPrimioR,eta1.Influenceof maturityondistributionsofbenzo—anddibenzothiophenesinTithonian 8oul~erocksandcrudeoils,SendsdeCampeehe,Mexico[J].Organic Geochemistry,1998.28:423-439 7罗健,程克明,付立新,等.烷基二苯并噻吩——烃源岩热演化新 指标[J].石油,2001,22(3):27—3l[LuoJian,ChenKeming, FuLixin,eta1.Alkylateddibenzothiopheneindex:anewmethodto a88es~thermalmaturityof8onl~erocks[J].ActaPetroleiSiniea, 2001,22(3):27—31] 8PriceLC.Thermalstabilityofhydrocarbonsinnature:limits.evi— dence,characteristics,andpossiblecontrols[J].GeochimieaetCos- mochimieaActa,1993,57:3261-3280 9DzouLIP,NobleRA.ScnfthJT.Maturationeffectsonabsolutebi— omarkerconcentrationinasuiteofcoalsandassociatedvitriniteconcen— trates[J].OrganicGeochemistry,1995,23:681-697 1O张水昌,童箴言.海相碳酸盐岩中矿物结合有机质的组成和成烃 演化[J].沉积,1992,10(1):76-82[ZhangShuiehang,Tong Zhengyan.Thecompositionandhydrocarbon—generationevolutionof organicmatterassociatedwithcarbonateminerals[J].ActaSedimen— tologicaSinica,1992,lO(1):76-82】 l1王兆云,程克明.碳酸盐岩中不同赋存状态有机质地球化学特征 对比及对成烃的贡献[J].沉积,2000,18(4):600-605 [WangZhaoyun,ChengKeming.Theorganicgeochemicalcharacter- istiescomparisonandcontributorsofdifferentexistingstateorganic matterincarbonaterocks[J].ActaScdimentologicaSinica,2000,18 (4):600-605] 12王兆云,程克明.碳酸盐岩生烃机制及"三段式"成烃模式研究 [J】.中国科学(D辑),1997,27(3):250-254[WangZhaoyun, ChengKeming.Thehydrocarbongenerationmechanismandthethree stagetypemodelofhydrocarbongenerationforcarbonatesourcerocks [J】.ScienceinChina(SeriesD),1997,4o(3):232-238] 13范善发,周中毅,解启来,等.塔里木盆地晶包有机质的地球化 学性质及其应用[J].矿物岩石地球化学通报,1996,15(2):88— 90[FanShanfa,ZhouZhongyi,XieQilai,eta1.Geochemicalchar- acteristicsandapplicationofcrystal—enclosedorganicmattersinthe TarimBasin[J】.BulletinofMineralogy,PetrologyandGeochemistry, 1996,15(2):88-90] ,耿新华,赵青芳,等.济阳坳陷下古生界碳酸盐岩的分 l4熊永强 子有机地球化学特征[J].地质论评,2006,52(1):132.136 [XiongYongqiang,GengXinhua,ZhaoQingfang,eta1.Molecular organicgeochemistryofthelowerpalaeozoiccarbonaterocksintheJiy— angdepression[J].GeologicalReview,2006,52(1):132.136] l5张水昌,梁狄刚,张宝民,等.塔里木盆地海相油气的生成[M]. 北京:石油工业出版社,2004:161-201[ZhangShuiehang,LiangDi— gang,ZhangBaoming,eta1.MarinePetroleumGenerationintheTar— imBasin[M].Beijing:PetroleumIndustryPress.2004:161-201 l6周新源,李日俊,郭宏,等.中国陆上最深钻井一塔参l井的地 层剖面及讨论[J].地质科学,2002,37(增刊):14-21[Zhou Xinyuan,LiYuejun,GuoHong,eta1.Stratigraphiesectionandsome discussionofdrillingwellTacanl:thedeepestwellon.1andinChina [J].ChineseJournalofGeology,2002,37(supp1.):14-21] l7周世新,叶先仁.塔里木盆地深层碳酸盐岩中稀有气体同位素组 成[J].科学通报,2002,47(4):313-317[ZhouShixin,YeXian. Fen.Noblegasisotopiccompositionsofdeepcarbonaterocksfromthe TarimBasin[J].ChineseScienceBulletin,2002,47(9):774-778] l8周世新,王先彬,孟自芳,等.塔里木盆地深层碳酸盐岩中气体包 裹体组成及其碳同位素特征[J].中国科学,2003,33(7):665. 672[7_~ouShixin,WangXianbin,MengZ/fang.eta1.Molecularand carbonisotopiccompositionsofgasinclusionsofdeepcarbonaterocks inTarimBasin[J].ScienceinChina(D),2004,47(5):445-452] l9UJ,PhilpP.MengZ.eta1.Aromaticcompoundsincrudeoilsand soureerocks,andtheirapplicationtooil—soureerockcorrelationsin theTarimBasin,NWChina[J].JournalofAsianEarthSciences, 2005,25:251-268 20RadkeM,WeheDH.Themethylphenanthreneindex(MP1):ama- turityparameterbasedonaromatichydrocarbons[c]//Advancesin OrganicGeochemistry1981.Wiley:Chiehester,1983.504-512 21RadkeM,WelteDH,WillschH.Maturityparametersbasedonal'o— mariehydrocarbons:Influenceoftheorganicmattertype[J].Organic Geochemistry,1986,10:51-63 22ChakhmakhchevA,SuzukiM,TakayamaK.Distributionofalkylated dibenzothiophenesinpetroleumasatoolformaturityassessments[J]. OrganicGeochemistry,1997,26:483-489 23HushesWB,HolbaAG,DzuoLI.111eratiosofdibonzothiophene tophenanthrencsandpristanetophytaneasindicatorsofdepositional environmentandlithologyofpetroleumsouree?