廣州地化所深水盆地烴源巖地球化學新技術助力珠江口油氣勘探
隨著油氣資源需求的日益增長，我國海上油氣勘探逐漸由淺層向深層至超深層領域發展。珠江口盆地白云凹陷位于我國南海北部陸坡深水區，油氣資源豐富，勘探潛力巨大。但受實際勘探條件的制約，巖芯獲取難度大，且獲取的巖屑大多受到油基泥漿的污染，嚴重阻礙了該區潛在烴源巖的地球化學評價。
基于上述問題，在中海油（中國）有限公司深圳分公司的支持下，中國科學院廣州地球化學研究所熊永強研究員課題組的博士研究生袁麗平與蔣文敏博士后在已有的催化加氫熱解（HyPy）方法的基礎上，增加巖屑樣品離線脫氣環節，并結合GC-IRMS技術，對珠江口盆地白云深水區有效烴源巖（文昌組和恩平組）中鍵合態正構烷烴分布和單體烴碳同位素組成（δ13C）進行分析，旨在扣除油基泥漿污染的前提下，進一步揭示研究區各層系烴源巖的真實特征。
由于傳統的HyPy方法獲得的產物中n-C18烷烴異常豐富，在線脫吸附不能有效消除巖屑樣品中油基泥漿的影響（圖1）。離線真空脫氣是低壓氣體吸附測量中常用的一種前處理方法，常用于從地質樣品中去除氣體、游離水和揮發性碳氫化合物。本研究采用離線脫氣方法去除巖屑樣品中污染物的干擾。考慮到離線脫氣過程中有機質可能會存在二次裂解，需優化其離線脫氣的最佳條件。由圖2可知，隨著脫氣溫度和時間的增加，在250oC脫氣24h或300 oC脫氣3h后，n-C18正構烷烴的異常分布明顯減小，而其他正構烷烴的分布沒有明顯變化。因此，為了盡可能消除油基泥漿污染的影響，同時最大限度的減小有機質二次裂解，脫氣條件最終設定為250oC 脫氣24h。
研究結果表明：1）油基泥漿可侵入巖屑內部，嚴重影響催化加氫熱解產物中正構烷烴的分布特征；2）離線脫吸附可有效消除油基泥漿的污染，同時不影響鍵合態正構烷烴的分布特征，鍵合態正構烷烴仍然保持了原始有機質的δ13C值；3）優化后的HyPy和GC-IRMS方法明確了珠江口盆地白云深水區各潛在烴源巖層系的地化特征及沉積相類型：其中文昌組分為淺湖相（Group A）和中深湖相（Group B）烴源巖，恩平組為淺湖相（Group C）和海侵相（Group D）（圖3）。本研究方法可為深水至超深水區油氣勘探研究提供進一步的技術支撐。
圖1. 典型油基泥漿、巖屑樣品游離態和鍵合態飽和烴的氣相色譜圖
圖2.不同脫氣條件下獲得的鍵合態飽和烴的氣相色譜圖
圖3. (a)文昌組和(b)恩平組烴源巖鍵合態正構烷烴碳同位素分布曲線
該研究成果近期發表于國際期刊《Marine and Petroleum Geology》上，得到了廣東省基礎與應用基金、廣東省自然科學基金、和中科院青促會基金等項目的資助。
論文信息：Yuan, Liping; Jiang, Wenmin; Li, Yun; Xiong, Yongqiang. Combining catalytic hydropyrolysis and GC-IRMS to reconstruct the geochemical characteristics of source rocks in the Baiyun deep-water area of the Pearl River Mouth Basin, China. MARINE AND PETROLEUM GEOLOGY, 2021, 131: 105166.
