碱性盐湖中碳酸钠对有机质演化与生烃的影响

It has been confirmed by exploration practices that salted sedimentary basin is rich in oil and gas both in domestic and overseas. In China, the organic-riched source rocks are usually associated with minerals or gypsum both in eastern faulted lacustrine basin and western depressed ones. According to the major ions salt lakes can divided into three categories and one of the types can deposit sodium carbonate which will inevitably militate with organic because of its incomparable chemical activity. Saponification has been commonly when sodium carbonate which can a lso react with other organic acid in a short time meet fatty acid. So, in a long geological time, saponification must be completely react in alkaline salt lake. There are two great changes by organic translating to saponifiable matter. The one is the capacity of anti-biolysis enhanced, which is beneficial to preserve. The other is formed the monovalent sodium salt which is tend to disperse. Therefore，saponated organic will greatly changed in its distribution, thermal evolution and hydrocarbon generation. It is necessary to carry out the study of the effect of sodium carbonate on organic evolution and hydrocarbon generation.

咸化沉积盆地蕴藏着丰富的油气资源已为国内外勘探实践所证实。在中国，从东部断陷湖盆到西部坳陷湖盆，富有机质烃源岩多与盐类矿物或膏盐地层伴生。盐湖依据其卤水中主要离子分为三类，其中的碳酸盐型盐湖有碳酸钠沉积，此物质较其它矿物具有难以比拟的化学活性，必将与有机质发生作用。碳酸钠与脂肪酸发生皂化反应非常常见，通过我们的实验证明，碳酸钠还可与多种其他有机酸在短时间内发生皂化反应，表明在碱性湖盆中，有机质必然在漫长的地质时间中，发生充分的天然皂化反应。有机质转变为皂化物后将发生两大转变，一是大大增强抗生物分解能力从而利于保存，二是由于形成了一价钠盐而趋于分散（实验证明，其它环境下有机酸易于聚合形成不溶大分子）。所以皂化后的有机质在分布、热演化和生烃等方面都将发生重要变化。非常有必要开展碳酸钠对有机质演化与生烃影响的研究。

项目围绕拟解决的科学问题，选择了现代碱湖、现代硫酸盐型盐湖沉积物和古代碱湖烃源岩样品，重点开展了针对碱湖沉积有机质赋存形式和热演化生烃机理的一系列探索研究。结果表明，碱湖烃源岩具有区别于其他类型盐湖的有机质赋存形式，孕育了碱湖烃源岩生烃时间早、能力强，可持续生烃的独特热演化生烃特征。在研究中，首先引入盐湖地质学划分方案，将现代碱湖和现代硫酸盐型盐湖进行了对比研究，将现代碱湖和古代碱湖进行了类比研究，从而以将今论古的方式提出了碱湖烃源岩这一概念，区别于传统仅依据盐度的湖相烃源岩分类。在此基础上，从古气候、古地理、沉积环境、岩石矿物和有机地球化学特征出发，确认了准噶尔盆地玛湖凹陷风城组烃源岩为古老碱湖优质烃源岩。碱性水体不仅决定了原始有机质的输入类型，更为碱湖有机质的形成提供了反应场所，细粒粘土矿物则对有机质的富集发挥重要作用。低等水生生物，特别是藻类体对碱湖沉积有机质的贡献占绝对优势，而细菌则是另一区别于硫酸盐型盐湖的重要特征。烃源岩中的原始有机质经过细菌等微生物降解作用后，形成大量无定形体——溶解有机质的主要类型之一，进入粘土矿物的层间及被表面吸附或与之键合，形成有机粘土复合体，随着沉积埋藏作用最终形成纹层状烃源岩。这类有机质多为富氢组分，生油潜力大，且生烃活化能低，十分利于早期生烃，与传统干酪根中共价键有机质结合方式相比，有机质与黏土结合的非共价键能小，容易在受热过程中断裂，尽早释放有机烃类分子。随着埋深的加大，原来赋存于粘土矿物层间的有机质随着压实作用的增大和成岩作用增强被释放出来，是其持续生烃的原因。