銀—額盆地查干凹陷意4井烴源巖評價

李 輝 羅小平劉 軍左銀輝 李新軍

（1.成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610059;2.中原油田分公司勘探開發(fā)科學(xué)研究院，濮陽 457001）

銀—額盆地查干凹陷意4井烴源巖評價

李 輝1羅小平1劉 軍1左銀輝2李新軍2

（1.成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610059;2.中原油田分公司勘探開發(fā)科學(xué)研究院，濮陽 457001）

意4井構(gòu)造上位于查干凹陷西部次凹北部斷塊群。目的層為蘇一段、巴二段和巴一段。用有機(jī)地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)分析方法，從有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類型、有機(jī)質(zhì)成熟度等3個方面對意4井泥巖進(jìn)行了分析和評價，從而對進(jìn)一步勘探查干凹陷提供依據(jù)。實(shí)驗(yàn)分析認(rèn)為巴音戈壁組二段烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高，母質(zhì)類型為過度型，主要為Ⅰ型、ⅡA型，類脂含量豐富，有機(jī)質(zhì)熱演化程度不高，未進(jìn)入大量生油階段，為中-好的烴源巖。

查干凹陷；烴源巖評價；有機(jī)質(zhì)豐度；有機(jī)質(zhì)類型；有機(jī)質(zhì)成熟度

1 區(qū)域地質(zhì)背景

查干凹陷位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西部銀根—額濟(jì)納旗盆地(簡稱銀—額盆地)的東部,面積約2 000km2。盆地構(gòu)造復(fù)雜，基底起伏，斷層發(fā)育,不僅正斷層很多，逆斷層也很發(fā)育，從西北到東南將凹陷斷開為3個二級構(gòu)造單元：虎勒—額很次凹(西部次凹)、毛敦次凸(中央隆起帶)和罕塔廟次凹(東部次凹)(圖1)［1］。近年來,東部地區(qū)油氣枯竭，能源供應(yīng)緊張，勘探目標(biāo)逐漸從對大、中型油氣田的勘探轉(zhuǎn)移到對中、小型含油氣盆地的勘探。目前，中原油田已經(jīng)對該盆地進(jìn)行第二次勘探，重點(diǎn)在進(jìn)一步了解該盆地的沉積地層,含油氣性，對烴源巖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析，并且第一次在盆地東部的查干凹陷和西部路井凹陷發(fā)現(xiàn)了少量原油,指示該地區(qū)具有很強(qiáng)的勘探潛力。在內(nèi)蒙古銀—額盆地中類似查干凹陷這樣的小型斷陷有很多,每一個可能含油氣的小型凹陷都必須得到重視。

圖1 查干凹陷構(gòu)造區(qū)劃圖

虎勒-額很次凹(Ⅰ):虎勒洼陷(Ⅰ1)、巴潤斷鼻帶(Ⅰ2)、額很洼陷(Ⅰ3)和毛西斷鼻帶(Ⅰ4);毛敦次凸(Ⅱ);罕塔廟次凹(Ⅲ):罕塔廟洼陷(Ⅲ1)、罕南沖斷帶(Ⅲ2)、五華單斜帶(Ⅲ3)和海力素背斜帶(Ⅲ4)。

2 烴源巖分布

根據(jù)鉆井資料，得出查干凹陷基底屬于二疊系淺變質(zhì)的碎屑巖系，巖性主要為灰色砂巖和深灰色砂質(zhì)泥巖，查干凹陷在中、新生界時期大規(guī)模沉積,從下到上可以劃分為白堊系、第三系和第四系,其中白堊系沉積厚度最大，為凹陷的沉積主體,自下而上將白堊系地層劃分為巴音戈壁組 (K1b)、蘇紅圖組(K1s)、銀根組(K1y)和烏蘭蘇海組(K2w)［2］。

查干凹陷烴源巖主要分布在下白堊統(tǒng)巴音戈壁組和蘇紅圖組下段,其他層段基本不含烴源巖（圖2）。從圖中可以看出蘇紅圖組下段暗色泥巖發(fā)育，累計(jì)厚度約149m;而巴音戈壁組為查干凹陷主要烴源巖發(fā)育層段,沉積相為淺湖-半深湖,暗色泥巖總厚712.5m；生油巖累計(jì)厚度861.5m。根據(jù)地震勘探解釋成果及其他鉆井資料,認(rèn)為白堊紀(jì)沉積時期控制斷陷沉降的同生斷層對該凹陷烴源巖的分布起重要作用，烴源巖的分布受控于這些同生斷層，且多呈箕狀分布于白堊系斷陷中,烴源巖厚度在0～2 400m之間,烴源巖厚度變化較大,分布面積約 1 200km2。

圖2 地層剖面圖

3 烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度

有機(jī)質(zhì)豐度是評價烴源巖優(yōu)劣的重要參數(shù)，包括有機(jī)碳含量、氯仿瀝青A、生烴潛力和總烴等指標(biāo)。作者在前人研究的基礎(chǔ)上，對意4井加密采集樣品，根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析得出主要烴源巖層位有機(jī)質(zhì)豐度(表1)。由表1可知，蘇一段(K1s1)2個樣品中有機(jī)碳平均含量較小，未達(dá)到0.5%，屬于差的烴源巖，巴二段（K1b2）有85% 以上的烴源巖TOC分析結(jié)果大于0.5%，TOC大于1.0%的樣品占總數(shù)的67%，據(jù)我國陸相泥質(zhì)烴源巖的TOC評價標(biāo)準(zhǔn)（好烴源巖TOC＞1.0%，中等烴源巖TOC在0.6%～1.0%之間，差烴源巖TOC為0.6%～0.4%，非烴源巖的TOC＜0.4%）。就TOC豐度一項(xiàng)指標(biāo)來看，這些樣品絕大多數(shù)為好的烴源巖,巴一段（K1b1）中有機(jī)碳平均含量為0.66%,屬于中等烴源巖。其中巴二段樣品中有25%生烴潛量（S1+S2）低于 2mg／g，75%的樣品分析結(jié)果分布在2～30mg／g。我國白堊系含油氣盆地?zé)N源巖有機(jī)質(zhì)豐度一般都比較高，如松遼盆地主要烴源層K1q1有機(jī)碳含量平均為2.21%，熱解生油潛量達(dá)13.23mg／g，次要烴源層K1q2+3有機(jī)碳平均含量僅0.71% ，但熱解生油潛量達(dá) 5.27mg／g［3］。與之相比，巴音戈壁組二段烴源巖整體評價為中-好烴源巖，也是目前所做該凹陷樣品中，有機(jī)質(zhì)豐度最好，生烴潛量最大的層位。

表1 意4井烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度數(shù)據(jù)

4 有機(jī)質(zhì)類型

據(jù)有機(jī)巖石學(xué)的觀點(diǎn),烴源巖的有機(jī)質(zhì)類型主要取決于其中的有機(jī)顯微組分的種類及其相對含量。鏡質(zhì)組源于高等植物的木質(zhì)體和纖維體，生油量小，能生成少量天然氣，是ⅡB型干酪根的重要組成部分。腐泥組的母質(zhì)來源主要是低等水生生物、藻類，是Ⅰ型干酪根的重要組成部分，能大量生成石油和天然氣。殼質(zhì)組母質(zhì)來源主要是高等陸生植物的組織器官，類脂組的含量較高，是ⅡA型干酪根的重要組成部分，對成烴貢獻(xiàn)較大。惰性組是高等植物母質(zhì)體以絲碳化作用緩慢氧化后形成的，對生油幾乎無貢獻(xiàn)，是Ⅲ型干酪根的重要組成部分［4］。對湖泊相沉積形成的烴源巖來說，腐泥組和殼質(zhì)組對生烴貢獻(xiàn)最大，能大量生成石油和天然氣，鏡質(zhì)體中的富含氫的組分也具有一定的生烴潛力。對意4井蘇一段(K1s1)、巴二段（K1b2）、巴一段（K1b1）3 段烴源巖進(jìn)行干酪根鏡檢（圖3）分析表明：烴源巖中類脂組含量最為豐富，一般大于81%，為主要組分；惰質(zhì)組與鏡質(zhì)組為次要成分，含量多數(shù)小于15%，可以評價為好烴源巖。選取做鏡檢的樣品數(shù)量較少，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果與用有機(jī)巖石學(xué)方法判斷的結(jié)果一致。

圖3 意4井干酪根鏡檢

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，意4井烴源巖母質(zhì)類型屬于混合型，以Ⅰ型、ⅡA型為主（表2）。表明有機(jī)質(zhì)沉積于還原環(huán)境下,雖以水生有機(jī)質(zhì)、藻類沉積為主,但其中也混合有較多的陸源有機(jī)質(zhì),其來源是由河流搬運(yùn)所致，構(gòu)成了混合型有機(jī)質(zhì)。另外,由于查干凹陷在沉積上屬內(nèi)陸湖相,本區(qū)的烴源巖主要分布在額很洼陷,依據(jù)湖相生烴母質(zhì)和干酪根類型一般隨沉積相呈環(huán)帶狀展布的規(guī)律,可判斷實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠，即母質(zhì)類型屬于腐泥型、腐殖型［5］。干酪根的類型決定了有機(jī)質(zhì)熱演化的產(chǎn)物特點(diǎn),由此可啟示本區(qū)的油氣勘探方向。

干酪根δ13C值可以反映烴源巖有機(jī)質(zhì)類型。一般而言有機(jī)質(zhì)類型好，其碳同位素δ13C值輕，具體界限值為:干酪根δ13C小于-28‰為Ⅰ型有機(jī)質(zhì)，干酪根δ13C大于-25.5‰為Ⅲ型有機(jī)質(zhì)，干酪根δ13C介于其間的為Ⅱ型有機(jī)質(zhì)。由表2可以看出在所做樣品中干酪根碳同位素值普遍較輕，在井深1 647.29、1 649.14、1 672.7m 處樣品為ⅡA 型，其他都是Ⅰ型，與干酪根鏡檢結(jié)果類似。

表2 意4井干酪根碳同位素δ13C

5 烴源巖成熟度

圖4 意4井有機(jī)質(zhì)熱演化與深度的關(guān)系

圖5 意4井烴源巖HI-Tmax關(guān)系圖

圖4為查干凹陷意4井烴源巖有機(jī)質(zhì)熱演化隨深度變化的關(guān)系圖。有機(jī)質(zhì)的熱演化程度都不高，意4井Ro最小值為0.63，最大值為0.83，平均值為0.72，處于低成熟階段，并沒有達(dá)到生烴高峰期，即巴音戈壁組二段沒有大量生成常規(guī)的液態(tài)烴類。隨深度的增大成熟度也變大，在巴音戈壁組一段，烴源巖已成熟。

通過對意4井樣品熱解分析資料研究，繪制了氫指數(shù)(HI)與最高熱解峰溫(Tmax)關(guān)系圖（圖5）。受成熟度影響，數(shù)據(jù)點(diǎn)主要集中在曲線的中上部，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅰ—ⅡA型為主(Tmax值多數(shù)大于440℃ ，即烴源巖已低成熟)。

6 結(jié) 論

意4井主要烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類型和熱演化程度的研究結(jié)果表明:其沉積相屬濱淺湖-較深湖相，蘇紅圖組一段TOC豐度低，平均為0.499%，生烴潛量也低，平均為1.37%，成熟度低，巴音戈壁組一段烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度平均為0.66%，（S1+S2）平均為1.56%，都屬于次要烴源巖；巴音戈壁組二段烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度最高,泥巖厚度大，有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅰ型、ⅡA型，整體為好烴源巖,烴源巖熱演化處于成熟階段,Ro都大于0.6%，平均值為0.72%，但未大量生烴，整體處于低成熟階段,推測凹陷深處烴源巖應(yīng)已成熟。

[1]陶國強(qiáng).內(nèi)蒙古銀額盆地查干凹陷烴源巖生烴和排烴史研究[J].現(xiàn)代地質(zhì)，2002，16（1）：67.

[2]陳建平，何忠華，魏志彬，等.銀額盆地查干凹陷基本生油條件研究[J].石油勘探與開發(fā)，2001，28（6）:23.

[3]林衛(wèi)東.天草凹陷下白堊統(tǒng)烴源巖的地球化學(xué)特征與凹陷含油氣遠(yuǎn)景分析[J].礦物巖石地球化學(xué)通報，2005，24（3）：208.

[4]劉洛夫,唐永尚，齊雪峰，等.準(zhǔn)噶爾盆地侏羅系層序地層格架中的烴源巖評價[J].沉積學(xué)報，2002，20（4）：691.

[5]陳建平，王東良，秦建中，等.銀根—額濟(jì)納旗盆地原油的發(fā)現(xiàn)及其主要地球化學(xué)特征[J].地球化學(xué)，2001，30（4）：335-336.

The Source Rock Evaluation of Yi4 Well in Chagan Sag of Yin'e Basin

LI Hui1LUO Xiaoping1LIU Jun1ZUO Yinhui2LI Xinjun2
(1.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059；2.Research Institute of Exploration and Development,Zhongyuan Oilfield Company,SINOPEC,Puyang 457001)

Yi 4 well is located in the Chagan sag Western concave North fault block group.Target layer is in Su 1,Ba 2 and Ba 1 section.This research takes the dark color mudstone of the Yi 4 well as the dissection object,and takes advantage of many parameters such as organic matter abundance,the type and maturity of organic matter to describe quantitively or qualitatively the hydrocarbon-generating potential characteristics of the source rock,in order to provide the basis for further exploration in Chagan sag.Results indicate that the source rock's organic matter abundance of the Bay ingebi Formation 2 is the highest,which organic types as excessive type,mainly for type I,IIA type,and lipid content is rich,but organic matter maturity is not high,without access to a large number of oil phase,belongs to the middle or good source rock.

chagan sag；source rock evaluation；organic matter abundance；organic matter type；organic matter maturity

TE122

A

1673-1980(2012)05-0022-04

2012-05-25

中石化重大科研攻關(guān)項(xiàng)目（P10001）

李輝（1986-），男，四川峨眉人，成都理工大學(xué)在讀碩士研究生，研究方向?yàn)槭偷刭|(zhì)與油氣地球化學(xué)。