劉文匯，騰格爾，王曉鋒，黎茂穩(wěn)，胡廣，王杰，盧龍飛，趙恒,，陳強路，羅厚勇

（1.中國石化油氣成藏重點實驗室，江蘇無錫 214151；2.中國石化石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質研究所，江蘇無錫214151；3.甘肅省油氣資源研究重點實驗室/中國科學院油氣資源研究重點實驗室，蘭州 730000；4.中國科學院地質與地球物理研究所蘭州油氣資源研究中心，蘭州 730000；5.西南石油大學地球科學與技術學院，成都 610500；6.中國科學院大學，北京 100049）

中國海相碳酸鹽巖層系有機質生烴理論新解

劉文匯1,2，騰格爾1,2，王曉鋒3,4，黎茂穩(wěn)1,2，胡廣5，王杰1,2，盧龍飛1,2，趙恒3,4,6，陳強路1,2，羅厚勇1,2

（1.中國石化油氣成藏重點實驗室，江蘇無錫 214151；2.中國石化石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質研究所，江蘇無錫214151；3.甘肅省油氣資源研究重點實驗室/中國科學院油氣資源研究重點實驗室，蘭州 730000；4.中國科學院地質與地球物理研究所蘭州油氣資源研究中心，蘭州 730000；5.西南石油大學地球科學與技術學院，成都 610500；6.中國科學院大學，北京 100049）

以塔里木盆地海相碳酸鹽巖層系為重點，研究烴源巖發(fā)育與油氣藏之間的關系，探討中國高熱演化程度、低TOC值（小于0.5%）海相碳酸鹽巖層系作為烴源巖的可能性及其生烴機理。通過對塔里木盆地烴源巖分布與塔河油田油氣藏的匹配關系、烴源巖成烴生物組合及其與油氣藏的地球化學特征對比分析，建立海相碳酸鹽巖烴源巖成烴物質評價方法。研究得出塔里木盆地塔河油田原油并非來自泥質烴源巖，而具有來源于碳酸鹽巖烴源巖的明顯特征，進一步揭示高熱演化碳酸鹽巖中被低估的生烴物質（有機酸鹽）及碳酸鹽巖中優(yōu)質成烴生物組合是高熱演化碳酸鹽巖可以作為烴源巖的關鍵，有機酸鹽具有高溫裂解成烴、主體成氣和成烴轉化率高的生烴特征。塔里木盆地寒武系—中下奧陶統(tǒng)有效碳酸鹽巖烴源巖的發(fā)育模式以陸棚模式為主。圖6表1參85

塔里木盆地；碳酸鹽巖；烴源巖；成烴生物；有機酸鹽；生烴理論

引用：劉文匯,騰格爾,王曉鋒,等.中國海相碳酸鹽巖層系有機質生烴理論新解[J].石油勘探與開發(fā),2017,44(1):155-164.

LIU Wenhui,BORJIGIN Tenger,WANG Xiaofeng,et al.New knowledge of hydrocarbon generating theory of organic matter in Chinese marine carbonates[J].Petroleum Exploration and Development,2017,41(1):155-164.

0 引言

在中國陸相油氣勘探突破之前，勘探界普遍認為海相層系烴源巖是常規(guī)油氣最主要的來源。海相層系烴源巖中一直以傳統(tǒng)的泥質烴源巖和高TOC值（大于0.5%）碳酸鹽巖烴源巖為主，以此為出發(fā)點，海相油氣勘探取得了巨大的成效。塔里木盆地海相最大油田——塔河油田的發(fā)現、鄂爾多斯盆地下古生界天然氣的規(guī)模發(fā)現以及四川盆地海相下組合天然氣再次取得勘探突破，顯示了中國海相油氣的巨大勘探潛力。但隨著油氣勘探的深入，海相油氣規(guī)模性發(fā)現卻未見與之匹配的泥質烴源巖和高TOC值碳酸鹽巖烴源巖規(guī)模性發(fā)育，目前越來越多的勘探和地質證據證明，僅以高TOC值泥質和碳酸鹽巖烴源巖作為烴源類型難以解釋許多海相油氣勘探的問題，直接影響著海相油氣精細勘探和資源評價。一方面石油勘探家和石油地質家仍在尋找優(yōu)質烴源巖，另一方面，人們開始對僅以傳統(tǒng)的高TOC值烴源巖（泥質烴源巖）作為海相油氣烴源的觀點提出質疑。在古老的海相層系中可能存在除高TOC值烴源巖特別是泥質烴源巖之外的其他類型烴源巖，因此需要對高演化、低TOC值的碳酸鹽巖作為烴源巖的可能性進行分析。

隨著塔里木盆地輪南—塔河、塔中以及鄂爾多斯盆地靖邊等大型油氣田的發(fā)現及勘探深入，前人開展了大量的海相油氣烴源巖方面的研究工作，但其油氣來源仍不清楚且存在嚴重的分歧[1-9]。本文基于中國古生界沉積層系地質及地球化學分析，結合油氣地球化學特征、成烴生物組合、成烴轉化及地質過程，討論高熱演化、低TOC值碳酸鹽巖成為烴源巖的可能性。

1 全球碳酸鹽巖烴源巖

對全球含油氣盆地不同類型烴源巖的統(tǒng)計表明，以泥質巖為主的烴源巖占全部烴源巖的42%，而與碳酸鹽巖有關的烴源巖占全部烴源巖的58%[10-11]，這些碳酸鹽巖烴源巖提供了世界大油田近一半[12]的油氣資源。優(yōu)質碳酸鹽巖烴源巖在低—中熱演化階段TOC值高達8%～12%；而到高熱演化階段，TOC值迅速下降為1%～4%，推測母質類型較好的烴源巖在演化過程中，TOC值降低明顯。Jarvie對演化過程中TOC值的變化進行了系統(tǒng)分析，認為好的烴源巖在高熱演化階段TOC值最多可降低80%，而有機質類型差的烴源巖TOC值最多可降低20%[13-14]，這一點對中國高熱演化、低—中TOC值碳酸鹽巖的評價有重要意義。對于目前處于高熱演化階段具有低TOC值的碳酸鹽巖，并不能否定其在低—中熱演化階段曾經具有高TOC值的可能性。

2 中國海相油氣勘探與烴源巖認識的困惑

中國油氣勘探長時期集中在陸相盆地，其現有油氣資源探明率處于30%～40%。而海相油氣勘探現已發(fā)現大型及以上規(guī)模油氣田13個，但資源探明率僅10%左右，遠低于中國陸相和全球海相油氣探明率（69%）。其中，下古生界海相碳酸鹽巖層系勘探程度更低，天然氣探明率為7%[15-17]。

前人已開展大量海相層系烴源巖研究，取得認識主要為[3-11]：①泥質烴源巖仍是烴源巖的主要類型；②碳酸鹽巖烴源巖具有低TOC值、成烴母質類型好及目前無法進行有效潛力評價的特征；③低TOC值的源巖中可能存在未認識到的成烴物質，形成大量烴類。

目前中國海相油氣勘探面臨明顯的源、藏不匹配問題，以中國3大海相油氣盆地為例加以說明。①塔里木盆地發(fā)現塔河特大型油田，但其油氣來源仍不明了，至今未找到傳統(tǒng)的處于生烴階段的富有機質優(yōu)質烴源巖。能確定的高TOC值烴源層空間分布和地球化學特征與已發(fā)現規(guī)模油氣藏烴類不完全一致[18-20]。②靖邊大型油氣田發(fā)現近20年，天然氣地球化學特征顯示其來源于古生界海相烴源巖[21-25]，但無論是地質分析還是鉆探均未揭示與之對應的傳統(tǒng)優(yōu)質烴源巖。同時，近期在鄂爾多斯盆地中央古隆起東側及靖邊氣田以西地區(qū)的中奧陶統(tǒng)馬家溝組五段黑色碳酸鹽層中進行水平井鉆探，獲得工業(yè)氣流，天然氣似乎源于傳統(tǒng)認識的石炭-二疊系煤系烴源巖，但不具備上生下儲的運聚條件和運移路徑。③四川盆地古生界傳統(tǒng)烴源巖異常發(fā)育，寒武系牛蹄塘（筇竹寺）組和志留系龍馬溪組均存在TOC值很高的優(yōu)質泥質烴源巖。但至今未發(fā)現其對應的規(guī)模天然氣藏，而大型天然氣藏天然氣主要來自石炭-二疊系的泥質、泥灰質烴源巖，只有四川盆地東部石炭系氣田天然氣來自志留系龍馬溪組。2013年在四川盆地中部古隆起發(fā)現安岳大型天然氣田，認為氣源與筇竹寺組烴源巖有關[26]。綜上，塔里木盆地海相油氣規(guī)模成藏，但烴源巖不明確；中上揚子地區(qū)多套優(yōu)質烴源巖發(fā)育，但遠未達到其對應的油氣藏規(guī)模；鄂爾多斯盆地油氣豐富，但古生界海相烴源巖仍不明確。同時，已有的大型海相油田，特別是塔里木盆地塔河油田的原油地球化學特征（包括生物標志化合物和大分子化合物），均顯示出碳酸鹽巖烴源巖來源的特征。因此，應重新分析中國高熱演化、低TOC值海相碳酸鹽巖作為烴源巖的可能性。

3 中國海相烴源巖分析

中國海相烴源巖除傳統(tǒng)的泥質烴源巖外是否還存在其他類型的烴源巖是目前油氣勘探最關心的問題之一，本文以塔里木盆地為例予以分析。

3.1 塔里木盆地泥質烴源巖分布

塔里木盆地沙參2井勘探突破以來，有關塔北地區(qū)乃至塔里木盆地臺盆區(qū)的海相主力烴源巖一直存在著很大的爭議。

20世紀80年代，沙參2井下古生界油氣勘探突破后，基于區(qū)域地質分析，結合原油物理化學特征，明確了沙參2井原油的海相屬性[27-30]，認為油源為海相寒武系—奧陶系碳酸鹽巖，但不排除石炭-二疊系和陸相三疊系—侏羅系的混源[31-34]；但其油源是以上古生界石炭系為主還是以下古生界寒武系—奧陶系為主還不明確。進入90年代，對臺盆區(qū)海相原油的油氣源主要有2種觀點：①以石炭系為主要源巖[7,35]。輪南地區(qū)奧陶系、石炭系和三疊系發(fā)現一批高蠟油，含蠟量為7.0%～14.6%，據此提出塔北地區(qū)原油的主力油源層是海陸交互相的石炭系。②塔北地區(qū)油氣源主要來自寒武系—奧陶系源巖[36]。隨后，由于塔里木盆地臺盆區(qū)海相油氣的大量發(fā)現，油氣來源于寒武系—奧陶系烴源巖的認識基本趨于一致，黃第藩[37]明確了塔里木盆地主力海相油源層是寒武系—奧陶系碳酸鹽巖和泥巖，志留系瀝青砂可作為一種特殊油源，而高蠟油來源于寒武系—奧陶系的特殊細菌和菌藻類。

進入21世紀，塔里木盆地臺盆區(qū)烴源巖發(fā)育層位基本上可以明確為寒武系—奧陶系，但仍存在著寒武系—中下奧陶統(tǒng)[11,38-44]和上奧陶統(tǒng)[19,45-50]作為主力烴源巖的不同認識。然而上述烴源巖不是分布比較局限，便是與已發(fā)現的油氣藏不匹配[51]。

在目前研究認為的寒武系—中下奧陶統(tǒng)和上奧陶統(tǒng)烴源巖層系中，已識別出下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組、上奧陶統(tǒng)印干組和中上奧陶統(tǒng)薩爾干組（臺盆區(qū)）和下寒武統(tǒng)西大山組、下寒武統(tǒng)西山布拉克組、中寒武統(tǒng)莫合爾山組、中下奧陶統(tǒng)黑土凹組（東部臺地）等多套泥頁巖烴源巖，但這兩套層系中發(fā)育的多個碳酸鹽巖層是否可作為烴源巖且其生烴貢獻如何，目前尚無明確認識。就海相層系而言，塔里木盆地主要有3套烴源巖，包括下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組/下寒武統(tǒng)西山布拉克組、中下奧陶統(tǒng)黑土凹組和中上奧陶統(tǒng)的薩爾干組—上奧陶統(tǒng)印干組，但均為泥質或富泥質的富有機質烴源巖（見圖1），前人認為玉爾吐斯組為主要烴源巖。

圖1 塔里木盆地古生界地層分布及傳統(tǒng)烴源巖發(fā)育層系

3.2 烴源巖與原油的地球化學特征對比

對海相烴源巖的顯微成烴物質組合分析發(fā)現，其成烴生物主要有3大類：顯微—超顯微生物（包括底棲藻類、浮游藻類、真菌和細菌類），原始線葉植物和高等植物類，胞外和次生的固體瀝青[52-54]。下古生界海相烴源巖中主要成烴生物為浮游藻類和底棲藻類，前者主要發(fā)育于潟湖或盆內凹陷，后者則主要發(fā)育于淺海陸棚。成烴模擬實驗顯示以浮游藻為主的烴源巖其TOC值產烴率是底棲藻的1倍以上[55-56]，意味著同屬海相沉積的有機質，原始生物組合不同對成烴的貢獻差異巨大，暗示以浮游藻類為主的干酪根才是大油氣田烴類的主要貢獻者。塔里木盆地烴源巖干酪根δ13C值組成對比也證明了這一點，即玉爾吐斯組高TOC值的烴源巖以底棲藻類為主，其干酪根碳同位素組成均輕于-30‰，而塔里木盆地目前發(fā)現的原油，其碳同位素組成均重于-30‰[57]。一方面說明原油并非來自底棲藻類而是浮游藻類，同時也暗示至今還未發(fā)現以輕的碳同位素組成為主的玉爾吐斯組烴源巖形成的油氣，可以進一步推斷，玉爾吐斯組并非塔里木盆地至今發(fā)現原油的主要貢獻者。

Peters等[58]對全球207個大中型油氣藏地球化學研究表明，世界范圍內海相碳酸鹽巖和泥灰?guī)r烴源巖生成的原油有著明顯的有機地球化學特征，主要表現為C29藿烷/C30藿烷值大于0.6和C35S藿烷/C34S藿烷值大于0.8（見圖2），前人對泥質烴源巖與碳酸鹽巖烴源巖所形成的原油有機地球化學差異已有較為系統(tǒng)的研究[59-69]，體現出母質及其沉積環(huán)境對油氣的控制。以此將塔河油田原油的相應有機地球化學指標進行比對，顯示出明顯的碳酸鹽巖烴源巖特征（見圖2）。因此，確定塔河油田碳酸鹽巖烴源巖及其分布至關重要。

圖2 世界不同類型烴源巖油氣生物標志化合物指標分布圖（據文獻[58]修改；紅五星為塔河油田樣品）

原油地球化學研究表明，塔河油田主體原油來自碳酸鹽巖烴源巖，而塔里木盆地海相碳酸鹽巖層系中潛在碳酸鹽巖烴源巖廣泛分布，包括寒武系肖爾布拉克組和奧陶系良里塔格組。目前肖爾布拉克組碳酸鹽巖可以確定為有效的烴源巖，其他層系仍需要進一步研究確定。

4 高熱演化碳酸鹽巖成源分析

碳酸鹽巖不僅能夠生成油氣，而且能夠儲集油氣，同時，碳酸鹽巖生成的油氣不易發(fā)生較長距離運移，更多是經短距離運移或未運移出烴源巖內部即聚集成藏[70-71]，即具有自生自儲的性質和特征。前文述及中國古生界海相碳酸鹽巖烴源巖為大型油氣田提供了油氣來源，暗示目前以傳統(tǒng)方式確立的貧TOC值碳酸鹽巖可能就是烴源巖。一方面，優(yōu)質的成烴物質已轉化成烴，致使殘留TOC值降低；另一方面，可能低估了能夠形成烴類但傳統(tǒng)方法還未認識和定量的生烴物質。人們對于碳酸鹽巖作為烴源巖的認識晚于泥質烴源巖，Trask于1933年指出碳酸鹽巖具有一定的生烴能力[72]。在之后的幾十年中，人們逐漸開始重視碳酸鹽巖層系，陸續(xù)開展了系列針對性研究工作，有效地指導了油氣勘探，成功發(fā)現了一批大中型油氣田，如在阿拉伯盆地、扎格羅斯盆地、南墨西哥灣盆地、威利斯頓盆地、提曼—伯朝拉盆地和坎寧等盆地中發(fā)現了數十個海相碳酸鹽巖大型油氣田，源儲均與碳酸鹽巖有關。如威利斯頓盆地的古生界幾乎由石灰?guī)r、白云巖及蒸發(fā)巖組成，所含泥質巖極少，其油氣主要產自上奧陶統(tǒng)—下石炭統(tǒng)的Red River組、Winnipegosis組、Bakken組和Lodgepole組[73]。該套地層是一套黑色致密的石灰?guī)r系，為還原條件下富含有機質的沉積物，石油和瀝青斑廣泛分布在裂縫中，反映了烴類的原生性。在這些認識中仍然以高含TOC值作為烴源巖的最主要依據。本文著重分析低TOC值碳酸鹽巖作為烴源巖的可能性。

4.1 生烴有機質測定新方法

成烴有機質是指在地質演化過程中能夠形成烴類的有機質。成烴有機質包括以有機酸鹽為主的酸溶有機質，因此其含量應大于TOC值。石油地質勘探專業(yè)標準化委員會對常規(guī)TOC值的測定過程制定了專門標準[74]：①用5%的鹽酸除去源巖粉末中的碳酸鹽成分以避免源巖中無機碳對有機碳測量的干擾；②用蒸餾水反復淋洗至中性，對固相物進行TOC值測定，而淋洗液則被丟棄。近期研究發(fā)現，大量有機質隨酸解液流失而未被納入有機碳的測量范圍。通過對酸解液中流失有機質的反復提取，證實流失酸解液中含有大量的烷烴、芳烴、有機酸、酮、醛等有機質，這些有機質C/H值高，會對TOC值的測量造成較大的影響。該有機質的流失對于高有機質豐度的泥質烴源巖，如煤、炭質泥巖和油頁巖等TOC值的測定影響很小。這類烴源巖TOC值測定過程能被酸溶的碳酸鹽礦物本身含量較低，且泥質巖形成的偏酸性環(huán)境也不利于有機酸鹽礦物的形成。但是，對于有機質豐度較低的碳酸鹽巖而言，由于流失有機質所帶走的有機碳在總有機碳中占到了很大的比例，有些樣品流失的有機碳甚至是傳統(tǒng)方法測定TOC值的數倍乃至十數倍，所以其TOC值的測定不能反映樣品的有機碳真值。

針對上述問題，劉鵬等[75]設計了蒙脫石增稠元素分析的新方法來確定碳酸鹽巖烴源巖中包含有機酸鹽在內的總有機碳（為區(qū)別于已有的TOC值，簡稱生烴有機質測定新方法）的準確含量，為高演化海相碳酸鹽巖有機質豐度及生烴潛力評價提供新依據。

利用傳統(tǒng)方法和生烴有機質測定新方法，分別對塔里木盆地、鄂爾多斯盆地以及美國Eagle Ford盆地的碳酸鹽巖與泥灰?guī)r露頭樣品進行了分析，對比兩種不同方法對樣品有機質豐度的評價結果（見表1）。由表1可見，就碳酸鹽巖有機質評價來說，即使按照目前碳酸鹽巖烴源巖有機質豐度評價標準選取相對高的下限指標0.4%～0.5%[46,76]，大部分利用生烴有機質測定新方法測試樣品亦均為有效烴源巖，部分可列入中—好的烴源巖范圍（見表1）。需要說明的是，新方法測定的生烴有機質，其碳同位素組成在-31‰左右，說明所測的碳是有機碳，而非無機碳的介入使豐度增加。生烴有機質的測定是對碳酸鹽巖烴源巖潛力評價的補充。

表1 塔里木盆地寒武系碳酸鹽巖不同方法分析的TOC值豐度

4.2 成烴演化過程中TOC值變化

TOC值是殘留有機碳的量，與原始有機質豐度不完全相關，特別是高熱演化烴源巖，這對海相碳酸鹽巖層系高熱演化烴源巖評價非常重要。因此，海相碳酸鹽巖層系中的原油是否一定來自于高TOC值的烴源巖值得研究。Jarvie[14]研究表明：不同類型有機質演化過程中殘余有機碳的比例差異巨大（見圖3），對于高熱演化烴源巖，難以根據殘余有機碳準確地進行原始有機碳的恢復。

圖3 不同類型沉積有機質演化過程殘余有機碳變化示意圖（據文獻[14]修改）

因碳酸鹽巖烴源巖具有優(yōu)質的有機質類型且有機酸鹽規(guī)模發(fā)育，高的轉化率使高熱演化階段碳酸鹽巖烴源巖測得的TOC值更低，這種生烴有機質與殘余有機碳的相關性不及泥質烴源巖明顯，甚至不存在相關性。

4.3 碳酸鹽巖烴源巖中的有機酸鹽

有機酸鹽是指在地質過程中有機酸與金屬離子反應形成并保存在地層中以鹽類形式存在的有機質，具有與碳酸鹽礦物相容的結構，前人對其成烴特征已做過較為系統(tǒng)的研究[77-80]。具備豐富的可形成酸的原始有機質與堿性環(huán)境有利于有機酸鹽的形成，碳酸鹽-膏鹽沉積環(huán)境可以為有機酸鹽提供上述形成條件，因此有機酸鹽主要形成于碳酸鹽-膏鹽沉積環(huán)境，但并非所有的碳酸鹽巖中都富含有機酸鹽。

4.3.1 有機酸鹽溶解性

有機酸中的鈉鹽均溶于水，短鏈有機酸中的鈣、鎂鹽也溶于水，但中等和長鏈有機酸中的鈣、鎂鹽不溶或難溶于水。有機酸鹽對有機溶劑的溶解具有極為明顯的選擇性，如硬脂酸鈣溶于苯，不溶于氯仿和乙醇，而軟脂酸鈣微溶于苯和氯仿[81-82]。

4.3.2 有機酸鹽熱穩(wěn)定性

熱失重分析表明，有機酸鹽的熱失重溫度明顯高于同類有機酸，但遠低于純碳酸鹽礦物（見圖4）。硬脂酸裂解溫度在230 ℃以下，有機酸鹽類裂解溫度在340 ℃以上，碳酸鈣晶體在700 ℃以后被破壞。由此可見，有機酸鹽比有機酸具有更好的熱穩(wěn)定性，它在低溫條件下保持穩(wěn)定，在高溫條件下具有很強的生烴能力，可能是膏巖層系高熱演化階段的主要再生烴源。這也是海相碳酸鹽巖烴源巖高熱演化階段仍有生烴能力的關鍵所在。

圖4 有機酸、有機酸鹽和碳酸鹽礦物熱失重圖

4.3.3 有機酸鹽成烴特征

人們很早就認識到有機酸鹽具有生烴能力，Carothers和Kharaka在研究美國墨西哥灣地區(qū)油田水中的有機酸鹽時發(fā)現其能形成較多的氣態(tài)烴，對德克薩斯州境內的諸多天然氣藏有明顯貢獻[83]。然而從烴源巖研究角度進行的生烴熱模擬研究仍然較少，對有機酸鹽的生烴過程和生烴特征了解十分有限。雷天柱對硬脂酸鈣、硬脂酸鎂進行了常規(guī)釜熱模擬研究，結果發(fā)現不僅有氣態(tài)烴生成，還有液態(tài)烴[84]。筆者選用硬脂酸鈣進行常規(guī)生烴模擬研究，發(fā)現硬脂酸鈣在較高溫度下才開始裂解成烴，雖從150 ℃開始就有少量液態(tài)烴生成，但液態(tài)烴生成高峰卻出現在375 ℃（見圖5），氣態(tài)烴直到350 ℃才開始生成，在450 ℃及以上溫度出現氣態(tài)烴生成高峰，且氣態(tài)烴產率非常高，遠高于液態(tài)烴。在模擬地質條件下，有機酸鹽類具有高溫裂解成氣的生烴特征，氣態(tài)產物具有甲烷含量高的特點。硬脂酸鈣的熱模擬結果顯示生烴峰溫高于一般有機質的生烴峰溫，以高溫裂解成烴、主體成氣和成烴轉化率高為生烴特征，表明有機酸鹽在較高溫度條件下具有很強的生烴能力，故可能是碳酸鹽巖烴源巖高熱演化階段的主要成烴物質。而不同類型和不同相帶的有機酸鹽等酸溶有機質在碳酸鹽巖烴源巖有機質總量中的豐度差別很大，最高可達到1.68%（見表1）。

圖5 硬脂酸鈣熱解生烴演化圖

4.4 碳酸鹽巖烴源巖發(fā)育

4.4.1 發(fā)育環(huán)境

碳酸鹽巖烴源巖主要發(fā)育于陸棚相環(huán)境，以碳酸鹽巖及碳酸鹽巖與泥質過渡巖類為主，巖性為深灰色/黑灰色泥晶灰?guī)r、含泥灰?guī)r、泥質灰?guī)r，或者是灰色—深灰色中薄層細粉晶白云巖，生物相以浮游藻類為主。如肖爾布拉克組下段灰色—深灰色中薄層殘余顆粒細粉晶白云巖、硅化白云巖，薄層狀泥質灰?guī)r、白云巖夾黑灰色泥質頁巖，發(fā)育水平層理、微波狀層理。常規(guī)測試灰色泥質灰?guī)rTOC值為0.46%～0.60%，新方法測試TOC值可達1.16%潟。除陸棚相帶外，湖相、碳酸鹽巖臺內洼地等可能發(fā)育碳酸鹽巖烴源巖，其巖性組合與沉積環(huán)境、氣候有關。

4.4.2 有效烴源巖發(fā)育模式

以塔里木盆地下古生界為例，討論烴源巖的發(fā)育模式。前人曾提出埋藏靜海形式展布模式，代表性觀點認為中下寒武統(tǒng)欠補償盆地相、蒸發(fā)潟湖相源巖為保存模式，中上奧陶統(tǒng)臺緣灰泥丘生油巖為生產力模式等[85]。隨著勘探和研究的深入，發(fā)現無論是寒武系還是奧陶系均存在與缺氧事件有關的高豐度烴源巖和臺緣灰泥丘生油巖等。據此，宏觀上通過大量地震剖面和鉆井資料進行層序地層和沉積相展布研究，微觀上從烴源巖巖石礦物組合、成烴生物組合以及烴源巖測試方法3個方面進行分析，建立塔里木盆地古生界碳酸鹽巖烴源巖發(fā)育模式。

宏觀上，塔里木盆地寒武系—奧陶系沉積演化具有如下特點：①寒武紀早期大規(guī)模的海侵具有填平補齊的沉積特征，前寒武紀古地貌對玉爾吐斯組、西山布拉克組的分布具有控制作用；②寒武紀—中奧陶世整體沉積格局表現為槽盆圍臺格局，現今盆地改造邊界內主要表現為陸棚；③中晚奧陶世臺地分異，快速充填。微觀上沉積巖性所包含的礦物、元素地球化學特征及成烴生物相組合均指示了烴源巖沉積環(huán)境。

根據烴源巖沉積相分析及沉積格架綜合分析認為，寒武系—中下奧陶統(tǒng)有效烴源巖的發(fā)育模式以陸棚模式為主，其中泥質陸棚相底棲藻生物相占優(yōu)勢，碳酸鹽陸棚相浮游藻生物相占優(yōu)勢。碳酸鹽陸棚相因具有優(yōu)質的成烴生物，能夠形成良好的烴源巖。同時碳酸鹽臺地內也發(fā)育潟湖相碳酸鹽巖烴源巖。泥質陸棚相受上升洋流和熱水沉積影響，發(fā)育高豐度的烴源巖（見圖6）。

圖6 塔里木盆地寒武系—奧陶系主要烴源巖發(fā)育模式

5 結論

高熱演化、低TOC值碳酸鹽巖可能是烴源巖。與泥質烴源巖不同，古生界碳酸鹽巖成源的特殊性（以低等浮游生物組合為先質，成烴演化過程中轉化率高）使殘留于源巖中的TOC值明顯偏低；碳酸鹽礦物組成的特殊性（富含“酸溶有機質”，在傳統(tǒng)TOC值測試過程中容易流失）導致評價時低估了高熱演化碳酸鹽巖烴源巖的生烴潛力。但并非所有的低TOC值、高熱演化的海相碳酸鹽巖都曾經是有效烴源巖，碳酸鹽巖中有機酸鹽的富集和分布仍然受沉積環(huán)境、相帶、生物發(fā)育程度甚至成巖演化過程等因素控制。

海相碳酸鹽巖烴源巖潛力評價需用針對碳酸鹽巖的生烴有機質測定方法，同時必須結合酸溶有機質發(fā)育的有利相帶綜合分析。

陸棚相、潟湖相、臺內洼地等是塔里木盆地碳酸鹽巖烴源巖發(fā)育的有利地帶。寒武系—中下奧陶統(tǒng)有效烴源巖的發(fā)育模式以陸棚模式為主，其中泥質陸棚相底棲藻生物相占優(yōu)勢，碳酸鹽陸棚相浮游藻生物相占優(yōu)勢。碳酸鹽陸棚相因具有優(yōu)質的成烴生物，能夠形成良好的烴源巖。同時碳酸鹽臺地內也發(fā)育潟湖相碳酸鹽巖烴源巖。

[1]PALACAS J G,KING J D,CLAYPOOL G E,et al.Origin of asphalt and adjacent oil stains in lower Cretaceous fractured limestones,Deep Sea Drilling Project Leg 77[C]//Initial reports of the Deep Sea Drilling Project.Washington:US Government Printing Office,1984.

[2]邊立曾,張水昌,張寶民,等.似球狀溝鞭藻化石重新解釋早、中寒武世甲藻甾烷的來源[J].科學通報,2000,45(23):2554-2558.BIAN Lizeng,ZHANG Shuichang,ZHANG Baomin,et al.The reinterpretation of the source of the early and middle Cambrian dinosteroids by globose dinoflagellates[J].Chinese Science Bulletin,2000,45(23):2554-2558.

[3]陳建平,梁狄剛,張水昌,等.泥巖/頁巖:中國元古宙—古生代海相沉積盆地主要烴源巖[J].地質學報,2013,87(7):905-921.CHEN Jianping,LIANG Digang,ZHANG Shuichang,et al.Shale and mudstone:Essential source rocks in the Proterozoic to Paleozoic marine basins in China[J].Acta Geologica Sinica,2013,87(7):905-921.

[4]陳踐發(fā),孫省利,劉文匯,等.塔里木盆地下寒武統(tǒng)底部富有機質層段地球化學特征及成因探討[J].中國科學:地球科學,2004,34(S1):107-113.CHEN Jianfa,SUN Shengli,LIU Wenhui,et al.Geochemical characteristics of organic matter-rich strata of lower Cambrian in Tarim Basin and its origin[J].SCIENCE CHINA Earth Sciences,2004,47(S2):125-132.

[5]陳正輔,顧憶,羅宏.塔里木盆地東北地區(qū)古生界海相油氣特點及油氣源研究:第四屆全國有機地球化學會議論文集[C].武漢:中國地質大學出版社,1990:79-88.CHEN Zhengfu,GU Yi,LUO Hong.Characteristics of Paleozoic marine oil-gas and oil-gas source in the northeast of Tarim Basin:Proceedings of the Fourth National Organic Geochemistry Conference[C].Wuhan:China University of Geosciences Press,1990:79-88.

[6]丁勇,邱芳強,李國政.塔里木盆地西南坳陷油氣源對比分析[J].新疆地質,2000,18(1):61-67.DING Yong,QIU Fangqiang,LI Guozheng.Correlation of oil-gas source rock in the Southwest depression of Tarim Basin[J].Xinjiang Geology,2000,18(1):61-67.

[7]范璞.塔里木油氣地球化學[M].北京:科學出版社,1990.FAN Pu.Tarim oil and gas geochemistry[M].Beijing:Science Press,1990.

[8]范善發(fā),周中毅,潘長春.應用生物標志物評價塔里木盆地下古生界沉積物的古環(huán)境[J].沉積學報,1991,9(S1):44-51.FAN Shanfa,ZHOU Zhongyi,PAN Changchun.Application of biological markers in the assessment of lower Paleozoic sedimentary paleoenvironments of the Tarim Basin[J].Acta Sedimentologica Sinica,1991,9(S1):44-51.

[9]高志前,樊太亮,李巖,等.塔里木盆地寒武系—奧陶系烴源巖發(fā)育模式及分布規(guī)律[J].現代地質,2006,20(1):69-76.GAO Zhiqian,FAN Tailiang,LI Yan,et al.Development pattern and distribution rule of source rock of Cambrian-Ordovician in Tarim Basin[J].Geoscience,2006,20(1):69-76.

[10]顧憶,邵志兵,陳強路,等.塔河油田油氣運移與聚集規(guī)律[J].石油實驗地質,2007,29(3):224-230.GU Yi,SHAO Zhibing,CHEN Qianglu,et al.Oil migration and accumulation pattern in the Tahe oilfield[J].Petroleum Geology & Experiment,2007,29(3):224-230.

[11]顧憶.塔里木盆地北部塔河油田油氣藏成藏機制[J].石油實驗地質,2000,22(4):307-312.GU Yi.Forming mechanism of hydrocarbon pools in Tahe oilfield of the northern Tarim Basin[J].Petroleum Geology & Experiment,2000,22(4):307-312.

[12]USGS.US geological survey world petroleum assessment 2000:Description and results[DB/OL].[2016-06-15].https://certmapper.cr.usgs.gov/data/PubArchives/WEcont/chaps/AR.pdf.

[13]JARVIE D M.Components and processes affecting producibility and commerciality of shale resource systems[J].Geologica Acta,2014,12(4):307-325.

[14]JARVIE D M.Shale reservoirs:Giant resources for the 21st century[M].Tulsa:The American Association of Petroleum Geologist,2012.

[15]金之鈞.中國海相碳酸鹽巖層系油氣形成與富集規(guī)律[J].中國科學:地球科學,2011,41(7):910-926.JIN Zhijun.Formation and accumulation of oil and gas in marine carbonate sequences in Chinese sedimentary basins[J].SCIENCE CHINA Earth Sciences,2012,55(3):368-385.

[16]康玉柱.中國古生代海相油氣資源潛力巨大[J].石油與天然氣地質,2010,31(6):699-752.KANG Yuzhu.Great hydrocarbon potential in the Paleozoic marine sequences in China[J].Oil & Gas Geology,2010,31(6):699-752.

[17]趙文智,胡素云,劉偉,等.再論中國陸上深層海相碳酸鹽巖油氣地質特征與勘探前景[J].天然氣工業(yè),2014,34(4):1-9.ZHAO Wenzhi,HU Suyun,LIU Wei,et al.Petroleum geological features and exploration prospect in deep marine carbonate strata onshore China:A further discussion[J].Natural Gas Industry,2014,34(4):1-9.

[18]王鐵冠,戴世峰,李美俊,等.塔里木盆地臺盆區(qū)地層有機質熱史及其對區(qū)域地質演化研究的啟迪[J].中國科學:地球科學,2010,40(10):1331-1341.WANG Tieguan,DAI Shifeng,LI Meijun,et al.Stratigraphic thermohistory and its implications for regional geoevolution in the Tarim Basin,NW China[J].SCIENCE CHINA Earth Sciences,2010,53(10):1495-1505.

[19]馬安來,張水昌,張大江,等.輪南、塔河油田稠油油源對比[J].石油與天然氣地質,2004,25(1):31-38.MA Anlai,ZHANG Shuichang,ZHANG Dajiang,et al.Oil and source correlation in Lunnan and Tahe heavy oil fields[J].Oil & Gas Geology,2004,25(1):31-38.

[20]段毅,于文修,鄭朝陽,等.塔里木盆地塔河油田原油與源巖對比研究[J].沉積學報,2009,27(1):164-171.DUAN Yi,YU Wenxiu,ZHENG Zhaoyang,et al.Study of oil-source correlation for Tahe Oilfield of Tarim Basin[J].Acta Sedimentologica Sinica,2009,27(1):164-171.

[21]徐永昌.天然氣地球化學研究及有關問題探討[J].天然氣地球科學,1999,10(3):20-28.XU Yongchang.Geochemical study of natural gas and related issues[J].Natural Gas Geosciences,1999,10(3):20-28.

[22]戴金星,李劍,羅霞,等.鄂爾多斯盆地大氣田的烷烴氣碳同位素組成特征及其氣源對比[J].石油學報,2005,26(1):18-26.DAI Jinxing,LI Jian,LUO Xia,et al.Alkane carbon isotopic composition and gas source in giant gas fields of Ordos Basin[J].Acta Petrolei Sinica,2005,26(1):18-26.

[23]黃第藩,熊傳武,楊俊杰,等.鄂爾多斯盆地中部氣田氣源判識和天然氣成因類型[J].天然氣工業(yè),1996,16(6):1-6.HUANG Difan,XIONG Chuanwu,YANG Junjie,et al.Natural gas genetic types of central gas field in E’Erduosi Basin[J].Natural Gas Industry,1996,16(6):1-6.

[24]陳安定.論鄂爾多斯盆地中部氣田混合氣的實質[J].石油勘探與開發(fā),2002,29(2):33-38.CHEN Anding.Feature of mixed gas in central gasfield of Ordos Basin[J].Petroleum Exploration and Development,2002,29(2):33-38.

[25]LIU Q Y,CHEN M J,LIU W H,et al.Origin of natural gas from the Ordovician paleo-weathering crust and gas-filling model in Jingbian gas field,Ordos Basin,China[J].Journal of Asian Earth Sciences,2009,35(1):74-88.

[26]鄒才能,杜金虎,徐春春,等.四川盆地震旦系—寒武系特大型氣田形成分布、資源潛力及勘探發(fā)現[J].石油勘探與開發(fā),2014,41(3):278-293.ZOU Caineng,DU Jinhu,XU Chunchun,et al.Formation,distribution,resource potential and discovery of the Sinian-Cambrian giant gas field,Sichuan Basin,SW China[J].Petroleum Exploration and Development,2014,41(3):278-293.

[27]陳正輔.塔里木盆地油氣勘查中的石油地球化學研究[J].石油實驗地質,1990(S1):33-35.CHEN Zhengfu.Petroleum geochemistry of oil and gas exploration in Tarim Basin[J].Experimental Petroleum Geology,1990(S1):33-35.

[28]胡伯良,申建中.塔里木盆地北部沙雅隆起雅克拉構造油氣地球化學特征及其生成、運移和聚集[J].石油實驗地質,1990,12(3):232-247.HU Boliang,SHEN Jianzhong.Oil and gas geochemical characteristics and generation,transport and accumulation of the Yaka tectonics in the Shaaya rift in the north of Tarim Basin[J].Experimental Petroleum Geology,1990,12(3):232-247.

[29]劉厚仁.塔里木盆地生油專題討論會信息[J].石油與天然氣地質,1986,7(2):170.LIU Houren.The information of Tarim Basin oil generation symposium[J].Oil & Gas Geology,1986,7(2):170.

[30]胡桂馨.沙參2井原油生物標志物特征及油源初探[J].石油勘探與開發(fā),1988,15(2):12-19.HU Guixin.Characteristics of oil biomarker and a preliminary discussion of the oil source materials in well Shacan-2[J].Petroleum Exploration and Development,1988,15(2):12-19.

[31]關士聰.從沙參二井井噴談起[J].石油與天然氣地質,1985,6(增1):9-11.GUAN Shicong.Discussion from the blow out of well Shacan-2[J].Oil & Gas Geology,1985,6(Supp.1):9-11.

[32]康玉柱,賈潤胥.塔里木盆地找油工作的重大進展[J].石油與天然氣地質,1984,5(4):324.KANG Yuzhu,JIA Runxu.Significant progress in oil exploration in Tarim Basin[J].Oil & Gas Geology,1984,5(4):324.

[33]康玉柱.中國塔里木盆地石油地質特征及資源評價[M].北京:地質出版社,1996.KANG Yuzhu.Petroleum geological characteristics and resource evaluation of Tarim Basin[M].Beijing:Geological Publishing House,1996.

[34]王云龍.對沙參二井油源的初步認識[J].石油與天然氣地質,1985,6(增1):28.WANG Yunlong.Preliminary study on the oil source of well Shacan-2[J].Oil & Gas Geology,1985,6(Supp.1):28.

[35]梁狄剛,王會祥,童曉光.塔里木的油源問題[M].烏魯木齊:新疆科技衛(wèi)生出版社,1992.LIANG Digang,WANG Huixiang,TONG Xiaoguang.The oil source of Tarim Basin[M].Urumqi:Xinjiang Science and Technology Hygiene Press,1992.

[36]范善發(fā),周中毅.塔里木古地溫與油氣[M].北京:科學出版杜,1990.FAN Shanfa,ZHOU Zhongyi.Paleo-temperature and petroleum in the Tarim Basin[M].Beijing:Science Press,1990.

[37]黃第藩.塔里木盆地石油地球化學[M].北京:科學出版社,1994.HUANG Difan.Petrogeochemistry in Tarim Basin[M].Beijing:Science Press,1994.

[38]顧憶.塔里木盆地北部油氣成因與保存[M].北京:地質出版社,1998.GU Yi.Origin and preservation of oil and gas in the northern Tarim Basin[M].Beijing:Geological Publishing House,1998.

[39]張光亞.塔里木古生代克拉通盆地形成演化與油氣[M].北京:地質出版社,2000.ZHANG Guangya.Formation and evolution of the Paleozoic craton basin and oil and gas in the Tarim Basin[M].Beijing:Geological Publishing House,2000.

[40]趙孟軍,王招明,潘文慶,等.塔里木盆地滿加爾凹陷下古生界烴源巖的再認識[J].石油勘探與開發(fā),2008,35(4):417-423.ZHAO Mengjun,WANG Zhaoming,PAN Wenqing,et al.Lower Palaeozoic source rocks in Manjiaer Sag,Tarim Basin[J].Petroleum Exploration and Development,2008,35(4):417-423.

[41]朱俊章,包建平.塔里木盆地寒武系—奧陶系海相烴源巖地球化學特征[J].海相油氣地質,2000,5(3/4):55-59.ZHU Junzhang,BAO Jianping.Geochemical characteristics of Cambrian - Ordovician marine source rock in Tarim Basin[J].Marine Origin Petroleum Geology,2000,5(3/4):55-59.

[42]王廷棟,徐志明,林峰.輪南地區(qū)油氣藏成藏機制研究[D].烏魯木齊:塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院,2002.WANG Tingdong,XU Zhiming,LIN Feng.Study on hydrocarbon accumulation mechanism in Lunnan area[D].Urumqi:Exploration and Development Research Institute,Tarim Oilfield Company,2002.

[43]盧鴻,孫永革,彭平安.塔里木盆地輪南油田奧陶系和三疊系原油碳同位素偏移的古環(huán)境解釋[J].石油實驗地質,2003,25(5):481-486.LU Hong,SUN Yongge,PENG Ping’an.Unusual distribution of stable carbon isotope compositions for n-alkanes of Ordovician and Triassic crude oils from Lunnan Oilfield,Tarim Basin,NW China:Paleoenvironmental implications[J].Petroleum Geology & Experiment,2003,25(5):481-486.

[44]趙宗舉,周新源,鄭興平,等.塔里木盆地主力烴源巖的諸多證據[J].石油學報,2005,26(3):10-15.ZHAO Zongju,ZHOU Xinyuan,ZHENG Xingping,et al.Evidences of chief source rock in Tarim Basin[J].Acta Petrolei Sinica,2005,26(3):10-15.

[45]梁狄剛,張水昌,王飛宇.塔里木盆地生油巖與油源研究[R].北京:中國石油天然氣集團公司,1998.LIANG Digang,ZHANG Shuichang,WANG Feiyu.Study on source rock and oil source of Tarim Basin[R].Beijing:Petroleum and Natural Gas Corporation of China,1998.

[46]梁狄剛,張水昌,張寶民,等.從塔里木盆地看中國海相生油問題[J].地學前緣,2000,7(4):534-547.LIANG Digang,ZHANG Shuichang,ZHANG Baomin,et al.Understanding on marine oil generation in China based on Tarim Basin[J].Earth Science Frontiers,2000,7(4):534-547.

[47]黎茂穩(wěn),王培榮,肖中堯.中國西北地區(qū)斷代生物標志物剖面及塔里木盆地海相主力油源巖時代研究[R].北京:中國石油大學(北京),1999.LI Maowen,WANG Peirong,XIAO Zhongyao.Segmentational biomarker profiles of Northwest China and study on the era of main source rocks in the Tarim Basin[R].Beijing:China University of Petroleum(Beijing),1999.

[48]王鐵冠,何發(fā)歧,張衛(wèi)彪.塔河油田奧陶系油氣藏成藏地球化學研究[R].烏魯木齊:中國石化西北分公司研究院,2003.WANG Tieguan,HE Faqi,ZHANG Weibiao.Geochemistry of Ordovician reservoirs in Tahe Oilfield[R].Urumqi:Research Institute of Sinopec Northwest Branch,2003.

[49]王傳剛,王鐵冠,張衛(wèi)彪,等.塔里木盆地北部塔河油田原油分子地球化學特征及成因類型劃分[J].沉積學報,2006,24(6):901-909.WANG Chuangang,WANG Tieguan,ZHANG Weibiao,et al.Molecular geochemistry and classifications of genetic types of petroleum from Tahe oilfield of the northern Tarim Basin[J].Acta Sedimentologica Sinica,2006,24(6):901-909.

[50]丁勇,晏銀華,顧憶,等.塔里木盆地塔河油田成藏史與成藏機制[J].新疆石油地質,2001,22(6):478-479.DING Yong,YAN Yinhua,GU Yi,et al.The reservoir-formed history and mechanism of Tahe oil field in Tarim Basin[J].Xinjiang Petroleum Geology,2001,22(6):478-479.

[51]張水昌,張寶民,李本亮,等.中國海相盆地跨重大構造期油氣成藏歷史:以塔里木盆地為例[J].石油勘探與開發(fā),2011,38(1):1-15.ZHANG Shuichang,ZHANG Baomin,LI Benliang,et al.History of hydrocarbon accumulations spanning important tectonic phases in marine sedimentary basins of China:Taking the Tarim Basin as an example[J].Petroleum Exploration and Development,2011,38(1):1-15.

[52]XIE X,VOLKMAN J K,QIN J,et al.Petrology and hydrocarbon potential of microalgal and macroalgal dominated oil shales from the Eocene Huadian Formation,NE China[J].International Journal of Coal Geology,2014,124(4):36-47.

[53]秦建中,申寶劍,陶國亮,等.優(yōu)質烴源巖成烴生物與生烴能力動態(tài)評價[J].石油實驗地質,2014,36(4):465-472.QIN Jianzhong,SHEN Baojian,TAO Guoliang,et al.Hydrocarbon-forming organisms and dynamic evaluation of hydrocarbon generation capacity in excellent source rocks[J].Petroleum Geology & Experiment,2014,36(4):465-472.

[54]秦建中,申寶劍,付小東,等.中國南方海相優(yōu)質烴源巖超顯微有機巖石學與生排烴潛力[J].石油與天然氣地質,2010,31(6):826-837.QIN Jianzhong,SHEN Baojian,FU Xiaodong,et al.Ultramicroscopic organic petrology and potential of hydrocarbon generation and expulsion of quality marine source rocks in South China[J].Oil & Gas Geology,2010,31(6):826-837.

[55]劉文匯.中國海相層系多元生烴及其示蹤技術:第十三屆全國有機地球化學學術會議論文集[C].南寧:中國石油學會,2012.LIU Wenhui.Multiple hydrocarbon generation of marine strata and its tracer technique in China:Proceedings of the 13th National Conference on Organic Geochemistry[C].Nanning:Chinese Petroleum Society,2012.

[56]劉文匯,秦建中,騰格爾,等.海相層系成烴成藏地球化學技術進展[J].石油實驗地質,2010,32(6):553-559.LIU Wenhui,QIN Jianzhong,TENGER,et al.Geochemical technology for study of hydrocarbon formation and accumulation in marine sequences:Recent advances[J].Petroleum Geology & Experiment,2010,32(6):553-559.

[57]劉文匯,胡廣,騰格爾,等.早古生代烴源形成的生物組合及其意義[J].石油與天然氣地質,2016,37(5):617-626.LIU Wenhui,HU Guang,TENGER,et al.Organism assemblages in the Paleozoic source rocks and their implications[J].Oil & Gas Geology,2016,37(5):617-626.

[58]PETERS K E,MOLDOWAN J M.The biomarker guide:Interpreting molecular fossils in petroleum and ancient sediments[M].New Jersey:Englewood Cliffs,1993.

[59]HUGHES W B.Use of thiophenic organosulfur compounds in characterizing crude oil derived from carbonate versus siliciclastic sources[C]//PALACAS J G.Petroleum geochemistry and source rock potential of carbonate rocks.Tulsa:AAPG,1984.

[60]PALACAS J G,ANDERS D E,KING J D.South Florida Basin:A prime example of carbonate source rocks of petroleum[C]//PALACAS J G.Petroleum geochemistry and source rock potential of carbonate rocks.Tulsa:AAPG,1984.

[61]TISSOT B P,WELTE D H.From kerogen to petroleum[M]// Petroleum formation and occurrence.Berlin:Springer,1984:160-198.

[62]MCKIRDY D M,KANTSLER A J,EMMETT J K,et al.Hydrocarbon genesis and organic facies in Cambrian carbonates of the eastern Officer Basin,South Australia[M]//PALACAS J G.Petroleum geochemistry and source rock potential of carbonate rocks.Tulsa:AAPG,1984.

[63]CONNAN J,DESSORT D.Novel family of hexacyclichopanoid alkanes (C32-C35) occurring in sediments and oils from anoxic paleoenvironments[J].Organic Geochemistry,1987,11(2):103-113.

[64]CONNAN J.Biological markers in crude oils[M].Tulsa:Penn-Well Books,1980.

[65]CONNAN J,BOUROULLEC J,DESSORT D,et al.The microbial input in carbonate-anhydrite facies of a sabkha palaeoenvironment from Guatemala:A molecular approach[J].Organic Geochemistry,1986,10(1):29-50.

[66]RIOLO J,HUSSLER G,ALBRECHT P,et al.Distribution of aromatic steroids in geological samples:Their evaluation as geochemical parameters[J].Organic Geochemistry,1986,10(4):981-990.

[67]MOLDOWAN J M,SEIFERT W K,GALLEGOS E J.Relationship between petroleum composition and depositional environment of petroleum source rocks[J].AAPG Bulletin,1985,69(8):1255-1268.

[68]TENHAVEN H L,DELEEUW J W,DAMSTé J S S,et al.Application of biological markers in the recognition of palaeohypersaline environments[J].Geological Society,London,Special Publications,1988,40(1):123-130.

[69]范璞.指示沉積古環(huán)境的生物標志化合物:生物,氣體地球化學開放研究實驗室研究年報[R].蘭州:中國科學院蘭州地質研究所,1987:47-87.FAN Pu.Biomarkers indicating sedimentary environment:Annual report of the Open Laboratory of Biology and Gas Geochemistry[R].Lanzhou:Lanzhou Institute of Geology,Chinese Academy of Sciences,1987:47-87.

[70]王大鵬,陸紅梅,陳小亮,等.海相碳酸鹽巖大中型油氣田成藏體系及分布特征[J].石油與天然氣地質,2016,37(3):363-371.WANG Dapeng,LU Hongmei,CHEN Xiaoliang,et al.Petroleum accumulation systems and distribution of medium to large marine carbonate fields[J].Oil & Gas Geology,2016,37(3):363-371.

[71]LI M,YAO H,FOWLER M G,et al.Geochemical constraints on models for secondary petroleum migration along the Upper Devonian Rimbey-Meadowbrook reef trend in central Alberta,Canada[J].Organic Geochemistry,1998,29(1):163-182.

[72]TRASK P D.Origin and environment of source sediments[M].Tulsa:AAPG,1933.

[73]陶崇智,白國平,王大鵬,等.塔里木盆地與威利斯頓盆地古生界海相碳酸鹽巖油氣成藏特征對比[J].石油與天然氣地質,2013,34(4):431-440.TAO Chongzhi,BAI Guoping,WANG Dapeng,et al.A comparison of hydrocarbon accumulation characteristics of Paleozoic marine carbonate in Tarim Basin and Williston Basin[J].Oil & Gas Geology,2013,34(4):431-440.

[74]石油地質勘探專業(yè)標準化委員會.沉積巖粘土礦物相對含量 X射線衍射分析方法:SY/T 5163—1995[S].北京:中國石油天然氣總公司,1995.Petroleum Geological Prospecting Professional Standardization Committee.X - ray diffraction analysis method for relative content of clay minerals in sedimentary rocks:SY/T 5163—1995[S].Beijing:China National Petroleum Corporation,1995.

[75]劉鵬,王曉鋒,嬛房,等.碳酸鹽巖有機質豐度測試新方法[J].沉積學報,2016,34(1):200-206.LIU Peng,WANG Xiaofeng,FANG Xuan,et al.A new method to measure the value of organic abundance in carbonate rocks[J].Acta Sedimentologica Sinica,2016,34(1):200-206.

[76]夏新宇,戴金星.碳酸鹽巖生烴指標及生烴量評價的新認識[J].石油學報,2000,21(4):36-41.XIA Xinyu,DAI Jinxing.A critical review on the evaluation of hydrocarbon potential of marine carbonate rocks in China[J].Acta Petrolei Sinica,2000,21(4):36-41.

[77]劉全有,金之鈞,劉文匯,等.鄂爾多斯盆地海相層系中有機酸鹽存在以及對低豐度高演化烴源巖生烴潛力評價的影響[J].中國科學:地球科學,2013,43(12):1975-1983.LIU Quanyou,JIN Zhijun,LIU Wenhui,et al.Presence of carboxylate salts in marine carbonate strata of the Ordos Basin and their impact on hydrocarbon generation evaluation of low TOC,high maturity source rocks[J].SCIENCE CHINA Earth Sciences,2013,56(12):2141-2149.

[78]雷天柱,夏燕青,鄭建京,等.酮:有機酸鹽生烴過程中的重要產物[J].礦物巖石,2009,29(2):84-87.LEI Tianzhu,XIA Yanqing,ZHENG Jianjing,et al.Ketones:An important product during hydrocarbon formation of organic acid salt[J].J Mineral Petrol,2009,29(2):84-87.

[79]雷天柱,夏燕青,靳明,等.有機酸鹽熱模擬產物中芳烴餾分特征及其地質意義[J].沉積學報,2010,28(6):1250-1253.LEI Tianzhu,XIA Yanqing,JIN Ming,et al.The geological significance and characteristics of aromatic fraction during organic acid salt generating hydrocarbon[J].Acta Sedimentologica Sinica,2010,28(6):1250-1253.

[80]孫敏卓,孟仟祥,鄭建京,等.塔里木盆地海相碳酸鹽巖中有機酸鹽的分析[J].中南大學學報(自然科學版),2013,44(1):216-222.SUN Minzhuo,MENG Qianxiang,ZHENG Jianjing,et al.Analysis of organic acid salts of marine carbonate rocks in Tarim Basin[J].Journal of Central South University (Science and Technology),2013,44(1):216-222.

[81]周世新,夏燕青,羅斌杰,等.脂肪酸鹽生烴熱模擬研究及其意義[J].沉積學報,1997,15(2):118-121.ZHOU Shixin,XIA Yanqin,LUO Binjie,et al.Study on laboratory simulation of the hydrocarbon formation from salts of fatty acids[J].Acta Sedimentologica Sinica,1997,15(2):118-121.

[82]HENRY T,CHEN Y,PAULI E.Direction specific interactions of 1,4-dicarboxylic acid with calcite surfaces[J].Journal of American Chemical Society,2006,128(45):14482-14484

[83]CAROTHERS W W,KHARAKA Y K.Aliphatic acid anions in oil-field waters:Implications for origin of natural gas[J].AAPG Bulletin,1978,62(12):2441-2453.

[84]雷天柱,靳明,張瑞,等.柴達木盆地西部第三系烴源巖生烴動力學研究[J].蘭州大學學報(自然科學版),2007,43(1):15-18.LEI Tianzhu,JIN Ming,ZHANG Rui,et al.Investigation into the hydrocarbon generation kineties of Tertiary rocks from the west of Qaidam Basin[J].Journal of Lanzhou University (Natural Sciences),2007,43(1):15-18.

[85]王飛宇,張寶民,張水昌,等.塔里木盆地下古生界海相烴源巖兩種形成展布模式(摘要)[J].海相油氣地質,2000,5(2):28.WANG Feiyu,ZHANG Baomin,ZHANG Shuichang,et al.Formation and distribution pattern of lower Paleozoic marine source rocks in Tarim Basin(abstract)[J].Marine Origin Petroleum Geology,2000,5(2):28.

（編輯 魏瑋 王大銳）

New knowledge of hydrocarbon generating theory of organic matter in Chinese marine carbonates

LIU Wenhui1,2,BORJIGIN Tenger1,2,WANG Xiaofeng3,4,LI Maowen1,2,HU Guang5,WANG Jie1,2,LU Longfei1,2,ZHAO Heng3,4,6,CHEN Qianglu1,2,LUO Houyong1,2
(1.Key Laboratory of Petroleum Accumulation Mechanisms,SINOPEC,Wuxi 214151,China; 2.Wuxi Research Institute of Petroleum Geology,Sinopec Petroleum Exploration & Production Research Institute,Wuxi 214151,China; 3.Key Laboratory of Petroleum Resources,Gansu Province/Key Laboratory of Petroleum Resources Research,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou 730000,China; 4.Lanzhou Center for Oil and Gas Resources,Institute of Geology and Geophysics,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou 730000,China; 5.School of Earth Science and Technology,Southwest Petroleum University,Chengdu 610500,China; 6.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China)

The marine carbonates of the Tarim Basin are taken to study the relationship between source rock and oil and gas reservoirs and discuss the possibility and mechanisms of mature and low-TOC (less than 0.5%) marine carbonates being source rock.By studying the matching relationship between source rocks in Tarim Basin and hydrocarbon reservoirs in Tahe oilfield and analyzing the hydrocarbon-generating organism combination and its correlation with geochemical characteristics of oil and gas reservoirs,this study established a method to evaluate hydrocarbon generation substance of marine carbonate source rocks.It is concluded that the crude oil of the Tahe oilfield in the Tarim Basin is not derived from muddy source rocks,but has the obvious characteristics derived from carbonate source rocks.It revealed that the underestimated hydrocarbon-generating substance (organic acid salts) in the highly evolved marine carbonate rocks and high quality hydrocarbon-generating organism are the key to high-evolution carbonate rocks being as source rock.Organic acid salts have high hydrocarbon conversion rate and are mainly cracked into natural gas at high temperature.The development model of the source rocks of the Cambrian-Lower Ordovician carbonate source rocks in the Tarim Basin is dominated by the shelf model.

Tarim Basin; carbonate rocks; hydrocarbon source rock; hydrocarbon-generating organism combination; organic acid salts; hydrocarbon generating theory

國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973）項目（2012CB214801）

TE122.1

：A

1000-0747(2017)01-0155-10

10.11698/PED.2017.01.19

劉文匯（1957-），男，甘肅靖遠人，博士，中國石化石油勘探開發(fā)研究院首席專家，主要從事天然氣地質學及油氣地球化學方面研究。地址：江蘇省無錫市惠山區(qū)惠錢路210號，中國石化石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質研究所，郵政編碼：214151。E-mail：whliu.syky@sinopec.com

2016-04-26

2016-12-05