六盤山盆地?zé)N源巖的地球化學(xué)特征及油氣勘探潛力

尹 娟，郭建軍

（1.中國(guó)石化江漢油田分公司勘探開發(fā)研究院，湖北 潛江 430074；2.中國(guó)石油大學(xué) 石油天然氣成藏成理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 昌平 102249）

六盤山盆地位于寧夏南部，東靠鄂爾多斯地塊，北與賀蘭山對(duì)應(yīng)，西南為北祁連加里東褶皺帶，西北向河西走廊延伸，東南部與北秦嶺造山帶相接，屬于黃土塬地貌的小型中（新）生代盆地沉積盆地，盆地面積10800km2。

海參1 井位于六盤山盆地海原凹陷腹部，它是以三疊－侏羅系為主探目的層的參數(shù)井。設(shè)計(jì)完鉆深度5 600m，后加深鉆至5 828m。該井在白堊系李洼峽組下 部3 480m～3 775m 揭示厚達(dá)173.5m 的深灰色、灰色泥巖，其中暗色地層連續(xù)厚度達(dá)82m，并在3 588 m～3 589m 見到了油斑粉細(xì)砂巖。

烴源巖的地球化學(xué)特征及分布研究，對(duì)于油氣資源量的預(yù)測(cè)和進(jìn)一步的油氣勘探具有重要意義。本文探討海參1井鉆遇烴源巖的地球化學(xué)特征，并結(jié)合剖面露頭樣品資料分析烴源巖在平面上的分布以及六盤山盆地的油氣勘探潛力。

1 烴源巖的分布

有效烴源巖是指有機(jī)質(zhì)豐度比較高、母質(zhì)類型比較好、生烴潛力大、能為油藏的形成提供主要油源的母巖。有效烴源巖的確定，許多研究者都是把經(jīng)過油、巖對(duì)比，證實(shí)為油田或油藏的形成提供了主要油源的母巖確定為有效烴源巖，鑒于六盤山盆地未發(fā)現(xiàn)油田，而白堊系油氣苗十分豐富，所以參照沉積相研究成果，將盆地內(nèi)處于湖相區(qū)且有機(jī)碳大于0.6% 的暗色泥巖均劃分為有效烴源巖。

從目前海參1井鉆遇的地層來看，白堊系烴源巖主要發(fā)育在乃家河組－馬東山組，巖性為暗色泥巖、灰?guī)r。乃家河組烴源巖厚118m，占地層厚度的90.8%，連續(xù)暗色地層為127m，暗色泥巖最大單層厚度達(dá)40m；馬東山組烴源巖厚78.2m，占地層厚度的26.2%，最大單層厚度17.3m。

通過對(duì)海參1 井白堊系乃家河組－馬東山組及寺口子、火石寨剖面有機(jī)碳含量與暗色泥巖厚度統(tǒng)計(jì)（見表1）的研究，基于沉積相研究的成果，明確白堊系有效烴源巖占暗色泥巖厚度的70%，從而在縱向上確定了有效烴源巖厚度（見表2）。平面上，明確有效烴源巖展布范圍，主要是沿石峽口斷階呈北西向展布，生油中心主要分布肖家灣－鄭旗一帶，盤參4井有效烴源巖最厚，為633m（見圖1）。

圖1 六盤山盆地白堊系有效烴源巖等厚圖

表1 海參1井乃家河組－馬東山組有機(jī)碳含量與暗色泥巖厚度統(tǒng)計(jì)表

表2 六盤山盆地白堊系有效烴源巖厚度數(shù)據(jù)表

2 烴源巖的地球化學(xué)特征

2.1 有機(jī)質(zhì)的豐度

乃家河、馬東山組共取巖心、巖屑樣品66個(gè)，其中4個(gè)樣品的TOC＜0.4%，屬非烴源巖。62個(gè)烴源巖樣品有機(jī)碳含量平均值為1.73%，氯仿瀝青“A”含量平均值為0.088 9%，烴含量平均值為434ppm，生油潛量S1＋S2平均值為6.52mg烴／g巖石。從有機(jī)質(zhì)豐度分級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果來看，95%以上的烴源巖為中等級(jí)別以上的烴源巖（見圖2）。

圖2 海參1井乃家河～馬東山組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度頻率圖

從層段來看，乃家河組35個(gè)烴源巖樣品的有機(jī)碳含量0.43%～3.18%，平均值為1.76%；氯仿瀝青“A”含量0.003 4%～0.153 9%，平均值為0.050 7%；烴含量為24ppm～741ppm，平均值為273ppm；生油潛量S1＋S2為0.29mg～14.38mg 烴／g 巖石，平均值為6.58 mg烴／g巖石，“A”／C和烴／C的平均值分別為3.48%和1.61%。馬東山組27個(gè)樣品，有機(jī)碳含量為0.73%～3.65%，平均值為1.69%；氯仿瀝青“A”含量0.015 7%～0.349 8%，平均值0.150 0%；烴含量67ppm～1518 ppm，平均值為660ppm；生油潛量S1＋S2為0.58mg～29.03mg烴／g巖石，平均值為6.45mg烴／g巖石，“A”／C 和烴／C 的平均值分別為8.81%和3.88%（見表3）。

表3 海參1井烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度和轉(zhuǎn)化率數(shù)據(jù)表

因此，在縱向上馬東山組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度和轉(zhuǎn)化率均高于乃家河組烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度和轉(zhuǎn)化率；平面上，有機(jī)碳含量的高值區(qū)主要分布在海參1井附近至盤淺1井一帶的半深湖－深湖相區(qū)。六盤山盆地白堊系有機(jī)碳含量等值線見圖3。

2.2 有機(jī)質(zhì)的類型

從干酪根類型鏡下鑒定結(jié)果可知，乃家河組有機(jī)質(zhì)類型以偏腐泥組為主，Ⅰ＋Ⅱ1型干酪根占分析樣品的67.7%；而馬東山組Ⅰ＋Ⅱ1型干酪根僅占分析樣品的28.6%，Ⅲ型干酪根占42.9%，以偏腐植型組為主（見表4）。

圖3 六盤山盆地白堊系有機(jī)碳含量等值線圖

表4 六盤山盆地白堊系烴源巖鏡下鑒定干酪根類型統(tǒng)計(jì)表

另外，從干酪根顯微組分三角圖（見圖4）上來看，乃家河組多數(shù)樣品腐泥組含量大于60%，最高可達(dá)91.7%，殼質(zhì)組含量特低，均小于10%，有機(jī)質(zhì)主要來源于湖藻類及浮游生物，以偏腐泥組為主，具有較高的生烴能力；而馬東山組組多數(shù)樣品鏡質(zhì)組＋惰性組含量較高，多大于30%，腐泥組含量較低，有機(jī)質(zhì)來源既有湖藻類及浮游生物，也有高等植物，母質(zhì)類型以偏腐植型組為主。

圖4 海參1井乃家河～馬東山組烴源巖顯微組分布圖

從ααα20RC27－C28－C29甾烷的分布來看，大多以C2720R＞C2820R＜C2920R為特征。乃家河組淺部的烴源巖以C29甾烷占優(yōu)勢(shì)，而相對(duì)深部的烴源巖卻以C27甾烷占優(yōu)勢(shì)；C29 甾烷的相對(duì)含量29%～52%，而C27甾烷相對(duì)含量較低，在24%～50% 之間，伽瑪蠟烷的含量較高（見圖5），表明其生源構(gòu)成中來自高等植物的貢獻(xiàn)相對(duì)較多，且形成于鹽度較高的沉積環(huán)境。馬東山組烴源巖則以富含C27甾烷為主，其相對(duì)含量為39%～62%，重排甾烷的含量較高（見圖6），表明有機(jī)質(zhì)生源主要以低等水生生物為主。

圖5 海參1井乃家河組烴源巖甾烷、萜烷分布特征圖

圖6 海參1井馬東山組烴源巖甾烷、萜烷特征圖

2.3 有機(jī)質(zhì)的成熟度

從鏡質(zhì)體反射率來看，乃家河組烴源巖的鏡質(zhì)體反射率測(cè)定Ro值為0.52%～0.67%，平均值為0.60%，處于低成熟熱演化階段。而馬東山組烴源巖的鏡質(zhì)體反射率Ro值為0.64%～0.75%，平均值為0.69%，稍高于乃家河組烴源巖，處于成熟門限附近（見表5）。

表5 海參1井乃家河～馬東山組有機(jī)質(zhì)成熟度參數(shù)表

從最高熱解峰溫Tmax來看，乃家河組烴源巖的最高熱解峰溫Tmax多在425℃～440℃之間，處于未成熟－低成熟演化階段，而馬東山組烴源巖的最高熱解峰溫Tmax在428℃～443℃之間，低成熟－成熟演化階段。從分析結(jié)論看，兩者的熱演化程度不高，但馬東山組稍高于乃家河組烴源巖。

3 六盤山盆地的油氣勘探潛力

海參1井于井深3 273m～3 599m 的白堊系李洼峽組發(fā)現(xiàn)不同級(jí)別的油氣顯示多處，并從以上烴源巖的分布、厚度及地球化學(xué)特征可看出，六盤山盆地具有豐富的生成油氣的物質(zhì)基礎(chǔ)。另外海參1井鉆遇的地層（見圖7）表明，海參1井發(fā)育有多套生、儲(chǔ)、蓋組合，兩套儲(chǔ)層包括下第三系底部的寺口子組和李洼峽組，蓋層包括1 300m 厚的第三系（除底部的一套儲(chǔ)層）地層和白堊系頂、底兩套地層。因此，認(rèn)為六盤山盆地具有較好的油氣勘探潛力。

圖7 海參1井鉆遇的生、儲(chǔ)、蓋組合

4 結(jié)論

1）烴源巖厚度大。海參1井鉆遇的白堊系烴源巖主要發(fā)育在乃家河組－馬東山組。乃家河組烴源巖厚118 m，占地層厚度的90.8%，暗色泥巖最大單層厚度達(dá)40 m；馬東山組烴源巖厚78.2m，占地層厚度的26.2%，最大單層厚度17.3m。

2）有機(jī)質(zhì)豐度高，有機(jī)質(zhì)類型較好。乃家河組35個(gè)烴源巖樣品的有機(jī)碳含量0.43%～3.18%，平均值為1.76%；馬東山組27個(gè)樣品，有機(jī)碳含量0.73%～3.65%，平均值為1.69%。乃家河組有機(jī)質(zhì)類型以偏腐泥組為主，而馬東山組含有腐泥組，但以偏腐植型組為主。

3）有機(jī)質(zhì)成熟度較低。乃家河組烴源巖的鏡質(zhì)體反射率測(cè)定Ro值為0.52%～0.67%，平均值為0.60%，處于低成熟熱演化階段；馬東山組烴源巖的鏡質(zhì)體反射率Ro值為0.64%～0.75%，平均值為0.69%，稍高于乃家河組烴源巖。

4）海參1 井鉆遇了兩套生儲(chǔ)組合，并在白堊系李洼峽組發(fā)現(xiàn)了不同級(jí)別的油氣顯示多處，表明六盤山盆地具有較好的油氣成藏條件，油氣資源豐富，具有較好的勘探潛力。

［1］范小林，高尚海.六盤山盆地北部中生界油氣系統(tǒng)與勘探目標(biāo)［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2003，25（增）：532－538.

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