鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)長(zhǎng)7油層組烴源巖非均質(zhì)性控制因素研究

李威 （ 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （長(zhǎng)江大學(xué)）長(zhǎng)江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院，湖北 武漢430100）

張世祥 （中石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，黑龍江 大慶163712）

文志剛 （ 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （長(zhǎng)江大學(xué)）長(zhǎng)江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院，湖北武漢430100）

1 地質(zhì)概況

隴東地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南部，區(qū)域構(gòu)造橫跨伊陜斜坡和天環(huán)坳陷，構(gòu)造平緩，在西向單斜背景上局部發(fā)育小型鼻狀構(gòu)造 （圖1）。延長(zhǎng)組自下而上可劃分為10個(gè)油層組，其沉積特征反映了湖盆形成、發(fā)展和消亡的全過(guò)程。其中長(zhǎng)7油層組沉積時(shí)期為區(qū)內(nèi)最大的湖侵期，湖盆面積大，有機(jī)生物、底棲藻類發(fā)育，沉積巖以暗色泥巖為主且大面積分布。

前人對(duì)鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7油層組烴源巖特征進(jìn)行了多次深入的探討［1～5］，認(rèn)為晚三疊世長(zhǎng)7油層組沉積早期，區(qū)域強(qiáng)烈的拉張伸展運(yùn)動(dòng)引起了大規(guī)模湖泛，發(fā)育了大范圍的深湖－半深湖區(qū)，形成了十分有利于有機(jī)質(zhì)保存的缺氧環(huán)境。長(zhǎng)7油層組烴源巖中顯微紋層構(gòu)造十分發(fā)育，常見(jiàn)富含有機(jī)質(zhì)的磷酸鹽結(jié)核，而湖盆中心深湖區(qū)欠補(bǔ)償沉積促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)的富集，以致烴源巖在區(qū)內(nèi)廣泛分布。縱向上，隴東地區(qū)長(zhǎng)7油層組底部烴源巖普遍沉積厚度均大于20m。同時(shí)，在該層段中可見(jiàn)震裂巖及震裂構(gòu)造、滑塌巖、凝灰?guī)r、重荷模等事件沉積物，反映了區(qū)內(nèi)沉積環(huán)境缺乏穩(wěn)定性，烴源巖存在一定非均質(zhì)性［6］。筆者從宏觀及微觀入手，對(duì)隴東地區(qū)長(zhǎng)7油層組烴源巖的非均質(zhì)性進(jìn)行了深入的探討，細(xì)致分析了其分布規(guī)律及控制因素，為后期勘探開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。

圖1 鄂爾多斯盆地構(gòu)造圖

2 烴源巖宏觀非均質(zhì)性

2．1 烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度

對(duì)區(qū)內(nèi)79個(gè)樣品進(jìn)行分析，結(jié)果顯示：總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) （w （TOC））介于 0．9% ～ 33．68% 之 間， 平 均 為13．41%；生烴潛量 （w （S1＋S2））介于0．85 ～ 116．17mg／g 之 間， 平 均 為44．11mg／g。由w （TOC）－w （S1＋S2）有機(jī)質(zhì)評(píng)價(jià)圖 （圖2）可知，絕大多數(shù)樣品點(diǎn)w （TOC）均大于3．0%，綜合評(píng)價(jià)為最好烴源巖，少數(shù)樣品w （TOC）位于1．0%～2．0%之間，為中等－好烴源巖，僅有一個(gè)樣品為差烴源巖。

區(qū)內(nèi)長(zhǎng)7油層組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度雖整體較高，為優(yōu)質(zhì)烴源巖，但在縱向上，同一地區(qū)的不同深度烴源巖往往受到湖平面及沉積層序的控制，即使是同一層段內(nèi)的烴源巖，有機(jī)質(zhì)的豐度也存在較大差異。從圖3中可以明顯看出，隴東地區(qū)長(zhǎng)7油層組2320～2360m層段間，烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度總體上呈現(xiàn)出一定變化規(guī)律，w （TOC）、w （S1＋S2）隨埋深的增大而增大。故長(zhǎng)7油層組烴源巖中部有機(jī)質(zhì)豐度較高，上部則略低。但在層間，有機(jī)質(zhì)豐度非均質(zhì)性明顯，w （TOC）、w （S1＋S2）的分布則具有一定離散性。

圖2 鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)長(zhǎng)7油層組烴源巖有機(jī)質(zhì)評(píng)價(jià)圖

圖3 鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)長(zhǎng)7油層組烴源巖w （TOC）、w （S1＋S2）與深度關(guān)系圖

2．2 有機(jī)質(zhì)類型

有機(jī)質(zhì)類型是反映有機(jī)質(zhì)質(zhì)量好壞的主要指標(biāo)［1］。烴源巖有機(jī)質(zhì)類型的差異主要取決于原始母質(zhì)的組合類型及后期的保存條件［3］。隴東地區(qū)長(zhǎng)7油層組烴源巖原始母質(zhì)以水生生物為主。通過(guò)鏡下觀察長(zhǎng)7油層組烴源巖干酪根以無(wú)定形類脂體為主，僅在局部地區(qū)可見(jiàn)鏡質(zhì)組成分。

利用熱解參數(shù)中的氫指數(shù) （IH）與最高熱解峰溫 （tmax）作圖劃分有機(jī)質(zhì)類型 （圖4）。從圖4中可以看出，長(zhǎng)7油層組烴源巖樣品的IH多大于200mg／g，最高可接近700mg／g，有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅰ－Ⅱ1型。長(zhǎng)7油層組烴源巖母質(zhì)類型相對(duì)較好，其非均質(zhì)性不受埋深影響，而受沉積環(huán)境、相帶及層序等因素的影響。

3 烴源巖微觀非均質(zhì)性

烴源巖的微觀非均質(zhì)性主要表現(xiàn)在細(xì)粒沉積物中的富有機(jī)質(zhì)紋層、藻類化石種類、豐度等級(jí)、礦物顆粒排列、膠結(jié)物和微裂縫的定向發(fā)育以及生物標(biāo)志化合物等［4］。

隴東地區(qū)長(zhǎng)7油層組烴源巖微紋層十分發(fā)育。在顯微鏡下觀察，深色紋理主要為藻類的富集層。紋層的存在及其組分的差異反映了微環(huán)境的變化，從而導(dǎo)致了藻類的勃發(fā)，形成了多套薄層狀優(yōu)質(zhì)烴源巖。

由干酪根顯微組分圖 （圖5）可知，里57井中不同深度段烴源巖的干酪根顯微組分存在較為明顯的差異，即使相距較近的樣品，其顯微組分仍具有明顯差異，尤其是在腐泥組和鏡質(zhì)組的體積分?jǐn)?shù)上。上述顯微組分的非均質(zhì)性反映了烴源巖母質(zhì)來(lái)源、沉積環(huán)境等的變化。

圖4 鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)長(zhǎng)7油層組烴源巖IH－tmax有機(jī)質(zhì)類型判別圖

圖5 鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)里57井長(zhǎng)7油層組烴源巖干酪根顯微組分組成圖

4 結(jié)論

1）鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)長(zhǎng)7油層組發(fā)育不同的沉積體系域，其對(duì)應(yīng)的沉積水體深度不同，還原環(huán)境差異性大，保存條件不一致，烴源巖層間非均質(zhì)性明顯。

2）長(zhǎng)7油層組雖位于半深湖－深湖環(huán)境中，但濁流沉積較為發(fā)育，水體的分層被打破，造成氧化還原環(huán)境的改變，致使有機(jī)質(zhì)在豐度、類型上存在一定非均質(zhì)性。

3）長(zhǎng)7油層組烴源巖母質(zhì)來(lái)源是導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)顯微組分具非均質(zhì)性的主要原因之一。

［1］侯讀杰，馮子輝 ．油氣地球化學(xué) ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，2011．169～184．

［2］楊華，張文正．論鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)油源巖在低滲透油氣成藏富集中的主導(dǎo)作用：地質(zhì)地球化學(xué)特征 ［J］．地球化學(xué)，2005，34 （2）：147～154．

［3］張文正，楊華，李劍鋒，等 ．論鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)油源巖在低滲透油氣成藏富集中的主導(dǎo)作用——強(qiáng)生排烴特征及機(jī)理分析［J］．石油勘探與開(kāi)發(fā)，2006，33 （3）：289～293．

［4］劉顯陽(yáng)，惠瀟，李士祥，等 ．鄂爾多斯盆地中生界低滲透巖性油藏形成規(guī)律綜述 ［J］．沉積學(xué)報(bào)，2012，30（5）：964～974．

［5］張才利，高阿龍，劉哲，等 ．鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7油層組沉積水體及古氣候特征研究 ［J］．天然氣地球科學(xué)，2011，22（4）：582～587．

［6］張文正，楊華，楊奕華，等 ．鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7優(yōu)質(zhì)烴源巖的巖石學(xué)、元素地球化學(xué)特征及發(fā)育環(huán)境 ［J］．地球化學(xué)，2008，37（1）：59～64．