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长岭凹陷位于松辽盆地中央坳陷区南部,为白垩纪期间断-坳叠置的复合型盆地。凹陷南部坳陷层主要发育青山口组和嫩江组两套烃源岩,油气主要分布在腰英台青山口组,但分布在不同构造带、同一构造带不同埋藏深度的原油之间存在一定差别。因此,开展精细原油和烃源岩地球化学研究对该区油气勘探具有重要意义。
论文共分六章:第一章为前言,论文在明确了选题意义和研究目的后,对研究领域的国内外进展作了综述;第二章介绍了研究区的区域地质概况;第三章和第四章系统地研究了长岭凹陷不同构造位置烃源岩和原油的地球化学特征;第五章在上述研究基础上进行了油-油对比和油-岩对比;第六章总结取得的结论和认识。
本论文取得的主要成果和认识有:
1.研究区内嫩江组和青山口组泥岩总体呈现南薄北厚的分布格局。嫩江组泥岩在全区内均有分布,整体较厚,腰英台地区泥岩厚度可达500m以上。青山口组一段泥岩在腰英台地区最厚,至二-三段,沉积中心北移,相比较青二段和青三段泥岩,青一段泥岩总体较薄。
2.烃源岩地球化学特征:研究区主力烃源岩为青山口组一段和嫩江组一、二段暗色泥岩。从层位上看,嫩江组一段和青山口组一段烃源岩有机质丰度最高,青山口组烃源岩有机质丰度总体小于嫩江组一段。在平面展布上,黑帝庙次凹和乾安次凹整体有机质丰度高,所图地区青山口组烃源岩有机质丰度低,仅为差-中等烃源岩;腰英台地区青一段和嫩一段有机质丰度高,评价为好烃源岩。
干酪根元素组成、岩石热解和干酪根显微组分分析表明,研究区嫩江组烃源岩有机质类型以Ⅰ、Ⅱ1型为主,青山口组有机质类型以Ⅱ1、Ⅱ2型为主,仅所图地区青二-三段有机质类型表现为Ⅱ2和Ⅲ型,整体偏向于生油。
饱和烃气相色谱分析结果显示,黑帝庙次凹嫩一段烃源岩呈后峰型分布,正构烷烃分布曲线具有奇偶优势,而青山口组烃源岩正构烷烃分布曲线在黑帝庙及乾安次凹呈前峰型或正态分布,在腰英台及所图地区以前锋型分布为主。Pr、Ph植烷分布三角图表明,嫩江组烃源岩为淡水湖相成因,青山口组烃源岩为淡水湖相和湖沼相成因。甾萜类生物标志化合物特征表明研究区有机质具有陆源高等植物和低等水生生物双重来源特征,嫩一段陆源有机质贡献大,演化程度低,C29ββ/(αα+ββ)和C2920S/(20S+20R)判识仍处于低熟阶段,青山口组烃源岩部分已经进入成熟阶段。腰英台及所图地区部分烃源岩m/z217谱图质量差,C2920S/(20S+20R)出现高值异常,C29ββ/(αα+ββ)值低,甾类化合物生标特征失效。通过烷基二苯并噻吩系列成熟度参数计算得到的腰英台及所图地区烃源岩成熟度为0.79~1.0%,与Tmax、氯仿沥青“A”及烃类随深度演化特征相吻合。
3.原油地球化学特征:根据原油物性数据统计,研究区原油具有低密度、低粘度、低含硫和高含蜡量的“三低一高”特征,为典型的陆相原油。原油族组成以饱和烃为主,饱芳比一般大于2.0。色谱分析表明,研究区青山口组原油的正构烷烃序列组成完整,黑帝庙及乾安次凹近正态分布,腰英台及所图地区多以单一的前峰型为主。根据长链三环萜烷、姥蛟烷植烷、1s/Tm、重排甾烷、伽马蜡烷以及芳烃化合物组成与分布特征分析,长岭凹陷南部地区原油为淡水-微咸水的湖沼相弱还原环境,是陆源高等植物和低等水生生物混合来源,原油成熟度主要受深度影响,整体趋于成熟。采用5A分子筛吸附法脱除正构烷烃后,C2920S/(20S+20R)和C29ββ/(αα+ββ)值趋于正常,接近平衡演化终点,表明原油演化程度高。
4.油源对比:由于研究区部分原油及烃源岩的m/z217谱图质量差,本文研究过程中主要选取萜类化合物参数从原油的成熟度、母源性质及其形成环境等方面对不同构造位置,不同层位的原油及烃源岩进行油-油和油-岩对比。对比结果表明:腰英台地区青山口组原油主要来自腰英台地区青山口组一段烃源岩。