英文论文翻译 生烃潜力评价课件

1、东北石油大学本科生毕业设计（译文）利比亚东苏尔特盆地生烃潜力及有机地球化学评价唐正浩 译（地球科学学院 地球化学 2010-2班）摘 要本文对东苏尔特盆地上白垩统苏尔特组、他格非特组、瑞克博组、拉赫马特组、巴希组以及下白垩统巴希组和努比亚组的，取自阿迈勒、Gialo、Nafoora和Sarir地区的11口井（6C1-59，6J1-59，6R1-59，KK1-65，OO2-65，M1-51，KK1-65，B-96，B-95，B-99，E1-NC-59）的93块岩石切片进行有机地球化学评价。通过批量的地球化学参数和分析色谱-质谱（GC-MS）图的生物标志化合物特征，以找出多样性的非海相岩相夹层，包

2、括砂岩，粉砂岩，页岩和砾岩。这样的岩石是很好的烃源岩，并含有从一般到很好的有机质，其中优秀烃源岩的总有机碳(TOC)含量丰富，达到5.16。所研究的样品从天然气到生油有机质，氢指数(HI)介于11-702 mgHC/gTOC之间，其中天然气的氢指数(HI)150 mgHC /gTOC，大多数生油有机质的的氢指数(HI)300，氧指数(OI)介于3-309 mgCO2 /gTOC之间，由此可以说明所分析的有机质属于II/III型干酪根。苏尔特组和拉赫马特组源岩生油窗的成熟度变化范围从成熟到过成熟，由此可以推断它的产率(PI)介于0.07-1.55之间，Tmax介于425-440之间，成熟度Ro%

3、介于0.46-1.38之间，其他组的成熟度属于低成熟和高成熟。一些样品的低PI值可能表明大部分烃类以经从岩石中排出并运移出去。为了调查样本的热演化程度和古沉积条件，分析了单独的21个岩样的抽提物的生物标志化合物比值。姥鲛烷/植烷比值0.65 -1.25和DBT/ P比值 0.04-0.47表明了缺氧和沉积烃源岩的低氧条件。通过占主导地位的C27和同样占主导地位的C28甾烷的同系物中分子组成的分布的研究，可以看出研究样品的有机物来自于海洋藻类。岩石样品中的海相页岩和碳酸盐岩也高C19TT/C23TT比，C24TeT/C23TT值相对较低。这和它们具有海洋亲和性的解释是一致的。有机地球化学评价方法

4、化指出，苏尔特页岩地层（坎潘/土仑）是该地区石油的主要烃源岩。关键词：苏尔特盆地；利比亚；苏尔特组；生物标志物；白垩系潜在烃源岩1. 引 言传统上来说，利比亚中北部1-2（图1）苏尔特盆地苏尔特组和拉赫马特组的上白垩统海相页岩的总有机碳(TOC)含量介于1-5之间3，已经被确定为主要的烃类源岩。在东苏尔特盆地内主要的沉积凹陷是Agedabia海槽（图1），它发育有最厚的沉积层序4。Agedabia海槽的油气系统源自下白垩统的碎屑岩，同时，努比亚大多数主要储层的地层剖面主要是由河流冲积的砂岩组成，除此之外，上白垩纪（坎潘）页岩床特别苏尔特页岩是目前为止是占主导地位的烃源岩4-6。盆地模拟5表明，

5、而苏尔特页岩在始新世晚期开始成油。在Hameimat海槽，上白垩统Tagrifet组和Rakb组（图2）的海相页岩已被确定为潜在的烃源岩，并作为Sarir地区很多地方的封存。Agedabia海槽的努比亚组（非海相白垩单元）（图2）主要的成分是陆相砂岩，当然在Hameimat海槽（图1）Faregh和Massla地区湖相页岩也可能作为Agedabia海槽南部蜡质原油的烃源岩。白垩系地层表示热成熟度的镜质体反射率(RO)在基底和最上层页岩之间的数值不同表明，上白垩统烃源岩热成熟度水平已达到三，产生的主要是石油5。图1 苏尔特盆地区域地理位置及构造分区图，说明了区域性大断裂，高槽和在所研究的区域样品

6、（Ahlbrandt（2001）和Aboglila（2010）等人修改 25）1.1 地质背景五个沉积盆地都位于苏尔特盆地，以前寒武纪地层为基底1,3,8-10，预断陷沉积包含了从寒武纪到奥陶纪的碎屑岩石沉积（例如阿迈勒地区）（图2）。第一个中生代同裂谷序列包括努比亚的大陆海相碎屑岩和Sarir的砂岩。这个循环之后是上白垩统海相碎屑岩和碳酸盐岩沉积。上白垩统的演替的特点是由于构造不稳定时期导致的广泛的横向和纵向的沉积相变化10。晚白垩世巴希，lidam，伊特尔，maragh，维托勒，tagrifet，rakb，苏尔特和卡拉什地层组成盆地第二个同裂谷序列（图2）11。在构造谷的沉积特点是细粒硅质

7、，而高点的特点是浅海相碳酸盐岩10。巴希地层（图2）在赛诺曼期被存放在一个沿海或很浅的海洋环境。Lidam地层代表对于大多数盆地的第一个海洋单元，主要由白云岩和在较高的部分有硬石膏薄层的页岩构成（图2）7,12。在Etel的地层仅在苏尔特盆地的中部和南部地区存在，但即使在这些地区也是不存在高点的。海相苏尔特地层是由带薄灰岩夹层的页岩序列组成的，并且广泛分布于苏尔特盆地，在Zallah海槽地堑的深度达到500米，在Agedabia海槽地堑深度达700米7,11。马斯特里赫特有一个变浅的沉积环境，沉积有浅海条件下的卡拉什组的泥质灰岩。第三个同裂谷的序列，对应于古新世至始新世时代的主要的苏尔特张裂事

8、件，是轻微蒸发的碳酸盐。张裂的发生与盆地的加深相对应，并伴随着海槽内深厚的海相单元沉积（如khalifa组）和碳酸盐岩在平台上隆起（如低塞比勒与德发组）。这些碳酸盐岩平台向盆地西部的延伸表明了一个开放的海相环境。同裂谷沉积序列完全在中始新世，沉积了混合的碳酸盐岩和硅质碎屑岩，然后是在整个盆地都很均匀的陆源碎屑岩（图2）。吉尔组的灰岩和硬石膏是Facha组（白云岩）的可靠密封。浅海相碳酸盐岩的后同裂谷沉积发生在中始新世至渐新世，横跨苏尔特盆地，除了它的西北部，这里有小规模的页岩11。渐新世的回归导致了盆地内环境条件的不同并影响了岩性的不同，盆地南部是陆相砂岩，盆地的中东部地区是海相碳酸盐岩和页岩

9、（图2）7,11。 在东苏尔特盆地中新世的沉积环境是盆地边缘的河流相，滨海指向北方，大陆架在东北方。中新世Marada组包含了硬石膏，砂岩，砂质和石灰岩，它们是未分选的大欧，滨海，和远端/海相的相互穿插7,11,13。本文的目的是通过岩石热解分析仪（Rock-eval）来研究来自白垩纪7个地层的99个岩屑样品，并对21个样品进行更详细的生物标志物分析。图2 苏尔特盆地岩性柱状图，展示了储层的岩性，年龄，地层，主要储层及构造事件2. 材料和方法2.1 样品93个钻井岩屑是由国家石油公司（NOC）在黎波里的位于阿迈勒，Gialo，Nafoora和Sarir场（图1）的11口井收集的。样品来自上白垩

10、统苏尔特组，rakb组，tagrifet组，维托勒组和巴希组主导的一个带有薄灰岩夹层的页岩序列，下白垩组样品由一系列多样性的非海相的岩性夹层，页岩和砾岩组成（图2）。努比亚砂岩和Sarir地层已经被很多作者用来研究全部或者部分非海相的侏罗统地层7。2.2 切片样品准备切片样品用二次蒸馏水清洗，并在分析前在室温下干燥。在接下来的的岩石热解分析和TOC分析中（见下文），并挑选出来一组有代表性的样品进行更详细的有机地球化学检验。这些样品用环形粉碎机(Rocklabs)研磨成细粉末（粒径150 m）。2.3 岩石热解和总有机碳（TOC）的测定岩石粉末在Girdel岩石热解分析仪上进行热解（10-50毫

11、克），TOC在一个莱科仪器上进行测量。样品用低TOC值（0.5）被认为不适合岩石热解，因此不作进一步的分析。2.4 软沥青的提取分离从具有代表性的地层（苏尔特，Tagrifet，Rakb，拉赫马特，巴希和努比亚地层）选取值大于0.3的21个TOC切片样品。将大约10-20 g地面沉积物用9:1的二氯甲烷(DCM)和甲醇(MeOH)的混合物在超声波浴中提取提取两小时。然后将溶剂提取物过滤，将过量的溶剂仔细地在砂浴中加热(60C)来获取沥青。将混合的沥青用过量的冷却正庚烷沉淀得到沥青质。用小规模的柱状层析法对软沥青进行分馏。简言之，将样品（软沥青，约10-20毫克）加到活化的硅胶（120C，8小时

12、）的一小柱（5.5厘米0.5厘米）的顶部。饱和的脂肪烃馏分用正戊烷（2 ml）洗脱；芳香烃馏分用正戊烷和二氯甲烷（DCM）的混合溶液洗脱(2 mL；7:3 v/v,)；极性（NSO）馏分用二氯甲烷（DCM）和甲醇(MeOH)的混合溶液洗脱(2 mL,；1:1 v/v)。2.5 气相色谱 - 质谱法（GC-MS）脂肪族和芳香族馏分，用GC-MS使用Hewlett Packard（HP）5973质量选择性检测器（MSD）连接到一个HP6890气相色谱仪（GC）进行分析。HP-5MS（J和W科技公司）色谱柱（5%苯基甲基硅氧烷固定相）是用氦气作为载气。GC温箱温度设置从40C到310C，升温速率为3

13、C/min，达到310C后保持恒温30分钟。样品溶解在正己烷中，采用HP6890型自动取样器在分流不分流模式下进行脉冲不分流模式操作。生物标志物数据（M/Z = 50-500）在全扫描模式下采集。离子源在70伏特电子电离（EI）模式下操作。选择离子扫描监测（SIM）是用来通过监测质核比（M/Z）191，217，218和231的离子，以确定萜烷，甾烷和三芳甾族化合物。芳香化合物的确定使用m/z178（菲），M/Z156（二甲基萘）和M/Z184（二苯并噻吩）离子和文献中报道的相对保留时间数据。3. 结果3.1 批量地球化学参数TOC（%）和岩石热解测量结果样品显示出相当多元化的值（表1）。卡拉什

14、组地层TOC值的范围是0.21-028，苏尔特组地层TOC值得范围是0.18-5.50，Tagrifet组地层TOC值得范围,0.36-5.16。Rakb组样品的TOC值范围为1.00至1.42，拉赫马特组TOC值范围为0.60至1.90，巴希组TOC值为0.90，而努比亚组获得的TOC值为0.23至0.69。岩石热解数据OI, HI, Tmax, S2, S1 和 PI值在不同的地层之间表现出不同的数值（表1）。所研究样品参数值的范围：OI: 3- 309, HI:115 - 702, Tmax: 425 - 440, S2: 0.27 - 22.80, S1:0.16 - 51.80 an

15、d PI: 0.07 - 1.55。氢指数(HI)与氧指数(OI)对比的图版（图3）可以说明干酪根的类型(I，I和III)，S2 与TOC比较的图版（图4）可以说明有机质的富集程度和潜在的有油气聚集的烃源岩。图3 氢指数（HI）与氧指数（OI）图版，东苏尔特盆地干酪根类型（I，II和III）表1 东苏尔特盆地地层TOC数据的范围图4 S2(mgHC /克岩石)与有机碳总量(TOC，wt)图版，东苏尔特盆地有机质丰度及生烃潜力3.2 镜质体反射率(% Ro)镜质体反射率是干酪根最广泛使用的用于评估所研究的样本的热成熟度指标15。所研究样品的镜质体反射率(% Ro)数据：苏尔特组：0.90-1.3

16、8；Tagrifet组：0.51-0.58；Rakb组：0.46-0.48；拉赫马特组：0.53 - 0.85；巴希组：0.55；努比亚组：0.54 - 0.57（表2、图5）。3.3 分子结构热成熟度与沉积环境两个比较成熟的作为地球化学热成熟度的生物标志化合物参数16,17通过脂肪族生物标志物的分布和丰度来计算（表2）。有代表性的样品（n=21），TS/ TS+Tm值的范围从0.41到0.62，20 S/20 S+20 R值的范围从0.22到0.58。古环境的地球化学参数研究地层的脂肪族和芳香族类异戊二烯的分布和丰度。如表3所示，烃源岩的姥鲛烷/植烷（Pr/ Ph）范围：0.65-1.25，

17、二苯并噻吩/菲（DBT/ P）范围：0.04-0.47。岩性的数据（如C19TT/C23TT和C24TeT/C23TT比率18）建立并表示在表3中。而在他们的OM起源的差异估计，基于藿烷部分的质量色谱图，三环萜烷和甾烷烃源岩分布如图6所示。图5 东苏尔特盆地烃源岩镜质体反射率与深度图版表2 东苏尔特盆地烃源岩镜质体反射率和用脂肪族生物标志物得的热成熟度地球化学参数图6 东苏尔特盆地烃源岩部分质量色谱图，显示三环，四环萜烷和藿烷（m/z191）和甾烷（M/Z217）的分布表3 通过脂肪族和芳香族的类异戊二烯参数为研究地层的古环境地球化学4. 探讨4.1 批量地球化学参数岩石热解和TOC（%）为研

18、究样本的研究呈现多种多样的值（表1）。沉积物的有机质丰度的估计通常使用TOC %。烃源岩有机质的丰度可通过19一个世界性的因子来计算。参考文献19认为，TOC值1.0%为有效烃源岩的下限，TOC值小于1.0不能生成有效的油气进行初次运移。TOC值1.0）S1峰（游离烃）和异常高的PI值（0.2）与其他研究观察到的一致21。镜质组反射率（Ro）的测量结果表明他各样本的深度有一定的相关性。苏尔特和拉赫马特组样品达到油窗，而Tagrifet，Rakb，巴希和努比亚地层的热成熟度达到早期到中期阶段。4.2 分子结构4.2.1 热演化程度参数生物标志化合物参数的数值跨越了石油生成的阶段（不成熟到成熟）。

19、与3的研究成果相同，Gialo地区的苏尔特组的成熟度最高。基于对甲基菲指数的测量和镜质体反射率的计算（RC=0.60 mpi+0.4 22），苏尔特组似乎也比其他地层的成熟度高。苏尔特组的高成熟度(Ro= 0.9% - 1%)与镜质体反射率及它相邻的Agedabia海槽的成熟度(Ro1.2%-2%7)相一致，虽然地层老，但Tagrifet组，拉赫马特组，Rakb组，巴希组和努比亚组以及Hameimat和Sarir海槽却是在生油的早期阶段（Ro=0.65-0.76）。4.2.2 沉积环境的分子结构指数沉积环境的分子组成指数，揭示了它们各自的沉积环境（表3）的性质。在DBT/P值是海相页岩的特征，

20、而大多数样品中，Pr/Ph比值1，说明是缺氧条件下沉积。后者通常与高矿化度有关系。六个研究地层略高的Pr/Ph值表明低氧沉积条件。烃源岩的藿，三环萜烷和甾烷的分布（图6）不是均匀的，这反映在它们的OM的起源不同。例如，C27，C28和C29规则甾烷的相对丰度取决于海洋或湖泊的浮游植物，绿藻和/或陆生植物，以及他们的干酪根23,24的贡献。大部分样品的甾烷的分布是由通常归因于海洋藻类来源的C27的同系物为主。Nafoora地区Tagrifet组的样品是一个例外，它的C28甾烷与C27和C29甾烷是共显性的（图6）。然而，Tagrifet组含有浮游有孔虫，苔藓虫和inoceramid，andrudist软体动物的化石，明确支持海洋环境。高C19TT/C23TT率和较低的C24TeT/C23TT相对丰度通常与海相页岩和碳酸盐岩相18相关。因此，所有岩石样品中的低C19TT/（C19TT+C23TT）和C24TeT/（C24TT+C23TT）与他们诠释的与海洋同源是一致的18。5.