天環(huán)凹陷北段延長組烴源巖特征

韓 博，曠理雄 (中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長沙 410083)

天環(huán)凹陷北段延長組烴源巖特征

韓 博，曠理雄 (中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長沙 410083)

通過對鄂爾多斯盆地天環(huán)凹陷北段延長組巖性特征、暗色泥頁巖油氣地球化學(xué)特征研究，總結(jié)了烴源巖縱向分布、有機質(zhì)豐度、干酪根類型和熱演化特征。結(jié)果表明,研究區(qū)長7油層組烴源巖分布范圍廣，有機質(zhì)豐度較高，平均為2.75%，并由南至北呈舌型降低趨勢;有機質(zhì)類型以Ⅱ2型為主，部分為Ⅲ型;有機質(zhì)主體處于成熟演化階段，部分處于低熟和高成熟演化階段;整體烴源巖呈東南-西北向舌形分布，具有中南部厚并向周緣減薄的特點，西北邊緣區(qū)域呈現(xiàn)尖滅態(tài)勢。

優(yōu)質(zhì)烴源巖；有機地球化學(xué)；延長組；三疊系；天環(huán)凹陷

天環(huán)凹陷北段位于鄂爾多斯盆地西北部，跨西緣逆沖帶和天環(huán)凹陷兩個構(gòu)造單元，地質(zhì)條件較為復(fù)雜。該研究區(qū)在古生代為一西傾斜坡；晚三疊世才開始拗陷；侏羅白堊紀(jì)凹陷繼續(xù)發(fā)育，沉積中心逐漸向東偏移[1-3]。此外，該研究區(qū)沉積了多套有利油氣成藏的生儲蓋組合。近年來，該研究區(qū)侏羅系低幅構(gòu)造巖性油氣藏勘探取得了重大突破[4]。趙彥德等[5]于2011年通過色譜/質(zhì)譜和碳同位素等分析方法，對侏羅系原油的油源進(jìn)行了對比，結(jié)果表明其原油來源于延長組長7油層組的烴源巖。該研究區(qū)長7油層組沉積時期為湖盆擴張期，伴隨盆地沉降，湖岸線不斷外擴，湖盆發(fā)育成熟并達(dá)到了全盛時期。其沉積物以灰色、深灰色湖相泥巖為主。其厚度在平面上呈現(xiàn)出東南厚、西北薄的舌形趨勢，具有中南部厚并向周緣減薄的特點，在研究區(qū)西北緣則呈現(xiàn)出尖滅態(tài)勢。筆者采集了該研究區(qū)長7油層組泥巖、油頁巖和碳質(zhì)泥巖等樣品105塊，進(jìn)行了系統(tǒng)地球化學(xué)分析，進(jìn)一步評價了天環(huán)凹陷北段三疊系延長組的生烴潛力，以期為凹陷北段今后的油氣藏勘探提供依據(jù)。

1 有機質(zhì)豐度

目前國內(nèi)外對烴源巖有機質(zhì)豐度的測試與評價已形成了一套完整的技術(shù)系列，建立了相應(yīng)的評價標(biāo)準(zhǔn)和判別指標(biāo)，其中包括有機碳含量(TOC)、有機質(zhì)熱解生烴潛量(S1+S2)、氯仿瀝青“A”含量以及總烴含量等4種評價指標(biāo)。筆者通過對天環(huán)凹陷北段峰1、峰6等8口井的泥質(zhì)烴源巖樣品測試，從有機碳含量、有機質(zhì)熱解生烴潛量和氯仿瀝青“A”含量等3個方面進(jìn)行了評價。

天環(huán)凹陷北段長7油層組烴源巖TOC為0.29%～7.95%，平均2.75%，豐度高，根據(jù)烴源巖有機碳評價標(biāo)準(zhǔn)，中等-最好等級有機碳樣品占95.2%，其中峰1井、峰6井、峰12井、井4井長7烴源巖豐度較高，處于最好等級，平均值處于2.01%～4.85%范圍(見表1)。

該區(qū)長7油層組泥質(zhì)烴源巖的S1+S2平均值為8.84mg/g，總體處于好等級。峰14井長7烴源巖S1+S2為最好等級，平均值達(dá)到22.21mg/g，而池83井、黃73井、井1井長7烴源巖S1+S2為差等級，平均值處于0.71～1.37mg/g范圍。

氯仿瀝青“A”分析顯示，長7油層組烴源巖氯仿瀝青“A”含量平均值為0.279%，總體處于最好等級。峰14井長7烴源巖氯仿瀝青“A”含量為最好等級，平均值達(dá)到0.596%，而黃73井烴源巖氯仿瀝青“A”含量為差等級，平均值僅為0.035%。

由于天環(huán)凹陷北段有機質(zhì)演化程度并不高，有機質(zhì)可溶部分保存基本完整，因此上述3個指標(biāo)能夠反映出烴源巖的品質(zhì)特點。以TOC為主要評價指標(biāo)，參考S1+S2和氯仿瀝青“A”含量綜合判識有機質(zhì)豐度，可知天環(huán)凹陷北段長7油層組烴源巖處于中等-最好等級。

表1 古峰莊地區(qū)長7油層組烴源巖有機質(zhì)豐度分析表

2 有機質(zhì)類型

圖1 天環(huán)凹陷北段長7油層組烴源巖氫指數(shù)IH與最高熱解溫度Tmax關(guān)系

天環(huán)凹陷北段延長組長7油層組沉積時期，天環(huán)凹陷主要為湖相沉積，從氫指數(shù)(IH)變化看(見圖1)，長7油層組的氫指數(shù)值變化范圍較大，大部分位于100～400mg/g之間，少量樣品低于100mg/g。該區(qū)長7油層組干酪根類型主體為Ⅱ1-Ⅱ2型，部分為Ⅲ型(見表2)。就各種有機質(zhì)類型分布而言，Ⅱ1型分布于工區(qū)西南的井4井、峰14井區(qū)域，呈北西-南東向條帶狀分布于區(qū)內(nèi)，在工區(qū)中南部的黃73井附近有機質(zhì)類型則以Ⅱ2型為主，而在工區(qū)西南部邊緣的井1井區(qū)域有機質(zhì)類型主要為Ⅲ型。

3 有機質(zhì)成熟度

有機質(zhì)成熟度是判定烴源巖實際生烴能力的重要指標(biāo)，也是評價烴源巖生烴量和資源前景的重要依據(jù)。當(dāng)有機質(zhì)達(dá)到或超過生烴門限時，干酪根才進(jìn)入成熟并在熱力的作用下大量生成烴。國內(nèi)外對有機質(zhì)成熟度的評價指標(biāo)較多，筆者主要采用鏡質(zhì)體反射率(Ro)指標(biāo)進(jìn)行分析，同時參考最高熱解溫度(Tmax)作為輔助評價標(biāo)準(zhǔn)。

表2 古峰莊地區(qū)長7油層組單井烴源巖有機質(zhì)類型分析表

研究區(qū)長7油層組烴源巖Ro為0.63%～0.8%，平均0.69%(見表3)，根據(jù)烴源巖有機質(zhì)成熟度評價標(biāo)準(zhǔn)，全部樣品處于低熟-成熟演化階段，其中低熟樣品占52.9%，成熟樣品占47.1%。峰1井、峰14井、井4井及黃73井長7油層組烴源巖成熟度較低，處于低成熟演化階段，峰6井、峰12井和井1井長7油層組烴源巖成熟度略高，處于成熟熱演化階段。

表3 古峰莊地區(qū)延長組長7油層組烴源巖有機質(zhì)成熟度分析表

長7油層組烴源巖有機質(zhì)最高熱解溫度Tmax處于425～462℃之間，平均為445℃，樣品處于低熟-高成熟演化階段，其中低熟樣品占29.5%，成熟樣品占42.9%，而高熟樣品占26.7%。

由于熱解資料受到其他因素的影響較大，經(jīng)常出現(xiàn)與其他資料矛盾的情況。因此，對于烴源巖成熟度主要依據(jù)Ro指標(biāo)進(jìn)行判定；對于缺乏Ro資料的井采用最高熱解溫度Tmax進(jìn)行判定。綜合以上2項指標(biāo)進(jìn)行分析，認(rèn)為該地區(qū)長7烴源巖有機質(zhì)演化程度不高，主體處于低成熟-成熟演化階段，部分處于高成熟演化階段。

4 結(jié) 論

1)研究區(qū)長7油層組烴源巖樣品的有機碳豐度均值為2.75%、S1+S2平均為8.84mg/g、氯仿瀝青“A”平均為0.279%，反映出天環(huán)凹陷北段烴源巖處于中等-最好等級，屬有效烴源巖，其烴源巖有機質(zhì)豐度由南至北呈舌型降低趨勢。

2)研究區(qū)長7油層組干酪根類型主體為Ⅱ1-Ⅱ2型，部分為Ⅲ型。全區(qū)有機質(zhì)類型分布并不均一，Ⅱ1型干酪根呈北西-南東向條帶狀分布于區(qū)內(nèi)。

3)研究區(qū)長7烴源巖鏡質(zhì)體反射率平均為0.69%，Tmax平均為445℃，反映該區(qū)長7烴源巖有機質(zhì)主體處于低成熟-成熟演化階段，部分為高成熟演化階段。

4)研究區(qū)長7烴源巖具有中南部厚并向周緣減薄的特點，至西北緣呈現(xiàn)尖滅態(tài)勢。烴源巖厚度展布整體呈東南厚-西北薄的舌形。

[1]趙紅格.鄂爾多斯盆地西部構(gòu)造特征和演化[D].西安：西北大學(xué)，2003.

[2] 劉池洋,趙紅格,王峰,等.鄂爾多斯盆地西緣(部)中生界構(gòu)造屬性[J].地質(zhì)學(xué)報， 2005,79(6):737-747.

[3] 趙文智,王新民,郭彥如,等.鄂爾多斯盆地西部晚三疊世原型盆地恢復(fù)及其改造演化[J]，石油勘探與開發(fā), 2006, 33(1)：6-13.

[4] 付金華,羅安湘,喻建,等.西峰油田成藏地質(zhì)特征及勘探方向[J].石油學(xué)報,2004,25(2):25-29.

[5] 趙彥德,劉顯陽,張雪峰,等.鄂爾多斯盆地天環(huán)坳陷南段侏羅系原油油源分析[J].現(xiàn)代地質(zhì), 2011,25(1)：85-93.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.04.008

TE112.113

A

1673-1409(2012)04-N023-03

2012-01-11

國家重大科技專項(2008ZX05002-005)。

韓博(1981-)，男，2005年大學(xué)畢業(yè)，工程師，碩士生，現(xiàn)主要從事地質(zhì)工程方面的研究和管理工作。