风化作用对西北地区泥质烃源岩评价指标的影响

Due to low level of exploration and less drilling data of many basins in Northwest China, we have to use hydrocarbon source rocks outcrop samples for research. Routine geochemical evaluation of source rocks by weathering effects can not accurately evaluate the abundance of organic matter, its type and maturity. This study selects 3-6 typical different maturity, tinily and weakly weathered outcrops and uses the latest U.S Sauer portable shallow sampling drilling rig to collect plenty of samples of the same layer at different depths below the surface according to the source rocks outcrop of different maturity and degree of weathering. Through the analysis of organic geochemical test, we quantitatively study weathering influence on abundance of organic matter, and its type and maturity parameters, establishing a weathering profile in the vertical direction and clarifying the geochemical characteristics of different zones. Through the comparison between different degree of weathered samples and the different samples before weathering, we will get the weathering correction coefficient of organic carbon, and correct the weathering of argillaceous source rock´s abundance. Research on organic geochemical parameters of the Northwest wild argillaceous source rocks outcrop influenced by weathering is of profound theoretical significance and practical value.

针对目前西北地区许多盆地勘探程度较低，钻井资料较少，不得不采用烃源岩露头样品进行研究，受风化作用影响的常规烃源岩地球化学评价指标不能准确地评价烃源岩的有机质丰度、类型及成熟度。本研究根据泥质烃源岩露头成熟度以及风化程度的不同，分别选择3-6条典型的不同成熟度微风化、弱风化、强风化露头剖面，使用最新的美国绍尔便携钻机顺着同一层位打钻，密集采集同一层位地表露头及地表以下不同埋深的样品，进行地球化学分析测试分析，通过大量的数据点，定量风化作用对烃源岩样品有机质丰度、类型以及成熟度等各项指标的影响；建立一条垂直方向上的风化剖面，阐明不同风化带的地球化学特征；通过对不同风化程度的泥质烃源岩风化前即未风化的样品和风化后的样品进行对比，对有机碳建立一个风化校正系数，校正风化作用对泥质烃源岩有机质丰度的影响。研究风化作用对西北地区野外泥质烃源岩露头有机地球化学参数的影响，有一定的理论意义与实际应用价值。

目前我国西北地区许多盆地勘探程度较低，钻井资料较少，不得不采用野外烃源岩露头样品进行研究。野外烃源岩露头是地下烃源岩层出露地表之后形成的地质体。烃源岩层被构造作用抬升到地表以后，经受长时间的水和水溶液淋滤、自然挥发、生物降解和氧化等风化作用，不同程度地降低了有机质的含量和改变了有机质的性质。受风化作用影响的常规烃源岩地球化学评价指标不能准确地评价烃源岩的有机质丰度、类型及成熟度。本项目选取了乌鲁木齐市妖魔山附近一处西山窑组灰黑色页岩露头使用美国绍尔单人背包式（浅层取样）岩芯钻机顺层进行了打钻。通过对距地表不同距离岩芯样品TOC(%)分析可以看出在距地表1米左右的距离范围内样品风化基本一致，再往下变化趋势明显，距离越大，TOC值越大，呈线性变化趋势；热解烃S2变化趋势基本和TOC变化一致；分析表明，该处黑色页岩野外露头的烃源岩样品可能在短期内就会经历明显的风化作用，并且在1米左右距离的范围内风化程度基本一致，TOC损失量在百分之五十到百分之八十之间，因此在野外采样过程中，只用简单的工具采样基本不能满足分析测试的要求。另外，利用野外露头已经开挖出的便利，采集了两处刚开挖后不久同一层位不同埋深的样品进行地球化学分析测试分析。通过对一处废弃的煤矿巷道八道湾组灰黑色粉沙质泥岩距地表不同距离样品TOC(%)以及S2分布来看，热解烃S2较TOC变化趋势更为明显，在距地表2米的范围内变化不大，风化程度基本相同，样品在距地表3.5米的范围内，TOC损失量在百分之三十左右。通过对一处露天开采开挖出的西山窑组炭质泥岩剖面距地表不同距离样品TOC(%)以及S2分布来看，在距地表两米的范围内变化不大，风化程度基本相同；在距地表2米到4.5米距离的范围内，变化趋势明显；在4.5米以下基本保持一致，热解烃S2较TOC变化趋势更为明显，分析表明对炭质泥岩而言，风化作用的影响深度在4.5米的范围内。