【NGIB】陈小亮等：鄂尔多斯盆地三叠系延长组页岩中生物标志化合物热成熟度参数异常演化趋势的研究

文摘 2024-11-14 09:30 四川

研究背景

鄂尔多斯盆地三叠系延长组页岩具有巨大的页岩油气开发潜力。考虑到成熟度直接影响生成烃类的类型和组分构成，准确评估页岩内有机质的成熟度对油气勘探至关重要。然而，在鄂尔多斯盆地F75井长7₃亚段至长8段页岩中，常用的地球化学成熟度指标Ts/(Ts+Tm)比值表现异常，较深埋的样品反而具有较低的比值。为解释这一现象，深入探讨其背后的关键控制因素，研究团队开展了针对性研究。

研究思路、方法

研究针对鄂尔多斯盆地三叠系延长组页岩中Ts/(Ts+Tm)成熟度趋势异常现象，分析了该反常现象在不同埋深页岩中的表现及其背后的控制因素。研究系统梳理了Ts/(Ts+Tm)比值随深度变化的规律（图1），并将其与其他常用成熟度指标进行对比（图2），评估了其在热成熟度评价中的一致性。

图1 鄂尔多斯盆地F75井长7₃亚段至长8段页岩样品饱和烃成熟参数图

图2 鄂尔多斯盆地F75井长7₃亚段至长8段页岩样品芳香烃成熟参数图

探讨了不同有机相类型及沉积环境对生物标志物变化的影响，同时也重点分析了粘土矿物成分、古氧化还原条件及水体盐度等环境因素对成熟度指标的作用机制。此外，对初次运移效应对Ts与Tm分布的影响进行了研究，评估了运移和分馏对成熟度指标的改变程度。最后，提出了反向成熟度现象的可能控制机制。

研究结果

研究首先通过对来自长7₃亚段和长8段的页岩样品进行地球化学分析，发现尽管芳香族化合物（如甲基菲和二甲基萘）的成熟度参数呈现预期的正常趋势，即随着埋深增加成熟度参数比值上升；但在较深层的长8段样品中，Ts/(Ts+Tm)比值显著降低，这与通常的成熟度增加伴随Ts/(Ts+Tm)增大的规律相悖。

尽管已有研究报道粘土矿物含量、古氧化还原条件、水体盐度及初次运移导致的分馏效应等因素会影响Ts/(Ts+Tm)比值，但团队通过X射线衍射（XRD）分析了样品中的粘土矿物组成，发现粘土矿物含量的差异不能解释Ts/(Ts+Tm)比值下降（图3）。同时基于SARA分析，评估了初次运移效应对生物标志物分布的影响（图4），发现饱和烃组分在不同深度样品中的分布没有导致显著的分馏效应，表明初次运移并非控制该现象的主要因素。说明上述因素均不能解释本研究中该比值的异常演化。

进一步分析表明，不同样品的有机相类型在本研究中对Ts/(Ts+Tm)比值变化起到了关键作用。具体而言，长7₃亚段样品具有有机相B类型的特征，而长8段样品则表现为BC有机相类型（图3）。有机相的差异直接导致了Ts/(Ts+Tm)比值的异常演化趋势。发育于BC型有机相的长8段样品中，Tm的相对含量显著高于发育于B型有机相的长7₃段样品，因而抑制了该段样品中Ts/(Ts+Tm)比值的上升。这种有机相差异的影响明显大于成熟度对该比值的影响，最终导致了深层样品Ts/(Ts+Tm)比值的反常下降趋势。

图3 F75井页岩样品的HI和Tmax非线性拟合图

基于研究结果，提出在页岩油气勘探中应结合多种生物标志物参数，以提高储层成熟度评价的准确性。仅依赖某一单一生物标志物指标可能导致对页岩成熟度的误判。

作者简介

陈小亮，榆林学院化学与化工学院讲师、博士，研究方向为油气地球化学与油气成藏。

编校：江蕊希

排版：张敏

审核：罗强黄东

《NGIB》

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天然气工业

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