建昌地區(qū)中新元古界成藏特征探討

陳喜玲

(中油遼河油田公司，遼寧 盤錦 124010)

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)構造上位于中朝地臺燕山臺褶帶遼西臺陷朝陽穹褶斷東南段［1］，海拔一般在300 m左右。建昌地區(qū)地層發(fā)育較齊全，盆地基底為太古界—下元古界中、深變質巖系，自下而上發(fā)育中新元古界、古生界和中生界3套沉積蓋層［2］。其中，中新元古界是本次研究的重點。各時代地層層序、地層名稱和主要巖性特征見圖1。

該區(qū)中新元古界分布廣泛，地層層序齊全，其沉積特征及含化石情況均可與華北相應各標準剖面對比。因此，采用薊縣剖面分層和命名系統(tǒng)［3］。就其層序而言，由中新元古界長城系常州溝組至青白口系景兒峪組，均有出露。

2 構造特征

建昌地區(qū)構造活動大體可分為2期［4］:在晚三疊世以前，為穩(wěn)定的地臺發(fā)展階段;從晚三疊世開始，燕遼褶皺帶開始活動，該區(qū)開始進入強烈的造山活動階段［5］，并伴隨多期巖漿活動。

長城系—三疊世為穩(wěn)定地臺期，該階段所有的構造運動均為升降運動，而且每次隆起的幅度很小，各地區(qū)之間為平行不整合，上下層位間的缺失與超覆現(xiàn)象均不明顯。

造山活動階段始于中三疊世末到早白堊世末期的131 Ma內，共發(fā)生了較強烈的構造活動6次，平均間隔為20 Ma。印支二幕、燕山一幕、燕山二幕均產(chǎn)生強烈褶皺與推覆活動，造成上下層位間的角度不整合。印支運動二幕發(fā)生在中、晚三疊世之間，是該區(qū)第1次造山運動，以塑性褶皺運動為主，在水平擠壓強烈的地區(qū)可見直立褶曲、倒轉褶曲和平臥褶曲。燕山運動一幕主構造線方向為東西向，以剛性形變?yōu)橹?，產(chǎn)生了大規(guī)模推覆構造和新生的褶皺。燕山運動二幕主構造線方向為北東向，褶皺強度由過去的西強東弱轉變?yōu)闁|強西弱，前期的北東向走滑斷裂轉變?yōu)槟鏇_斷裂，并控制著褶皺變形。

3 烴源巖特征

該區(qū)中新元古界烴源巖主要分布在洪水莊組和鐵嶺組［6］。

3.1 烴源巖分布與厚度

(1)洪水莊組。以黑灰色、灰黑色頁巖為主。厚度變化較大，凌源—寬城一帶最厚，達183.70 m。沿此帶向四周減薄。承德上杖子鄉(xiāng)滿杖子剖面厚度為96.90 m，建昌老達杖子、色杖子、谷杖子剖面厚度分別為 114.40、71.60、71.55 m，建平惠家溝剖面厚度為92.60 m，喀左轆轤井、揚大門、北洞剖面厚度分別為89.75、92.30、59.90 m，朝陽瓦房子、鐵匠爐剖面厚度分別為90.07、59.50 m，韓1井揭示洪水莊組總厚度為83.00 m，泥頁巖厚度為65.50 m，顏色為黑色、灰黑色。該組由于較為發(fā)育的頁巖廣泛分布，不僅可作為一套較好的生油巖， 而且還可為一套好的蓋層。

圖1 建昌地區(qū)地層綜合柱狀圖

(2)鐵嶺組。主要為灰色、淺灰色泥云巖，灰色云巖夾頁巖，局部見柱狀疊層石。喀左轆轤井鐵嶺組厚度最大，達377.34 m，自轆轤井向南厚度減薄，喀左揚大門為334.80 m，凌源老莊戶為275.80 m，蘇杖子為196.10 m，候杖子為167.00 m，喀左北洞為197.70 m，黃家店為114.40 m。轆轤井東部的建昌色杖子、喀左南杜家窩鋪、歪脖溝、朝陽鐵匠爐、鳳凰山等地，受芹峪上升的影響，缺失中上部層位及其上面的青白口系，厚度變薄，各地厚度依次為 61.70、43.10、32.20、14.10、13.20 m;鐵嶺組二段是主要生油巖，厚度一般為50.00 m左右。該組段是工區(qū)范圍內見油苗、瀝青最多的層位，顯示有較好的生油條件。

3.2 烴源巖有機質豐度

烴源巖在生油門限前未大量生烴、排烴時的有機質含量(有機碳、生烴潛量等)稱為原始有機質豐度，而通常所測得的是烴源巖生排烴后的殘余有機質含量。根據(jù)干酪根生烴理論，熱降解生烴反應主要發(fā)生在深成作用階段。隨著烴源巖埋藏深度的不斷增加，經(jīng)受的地溫越來越高，當達到生油門限溫度時，干酪根開始熱降解大量生排烴。由于油氣的排出，有機質含量不斷降低。對高成熟—過成熟烴源巖來說，若用殘余總有機碳含量進行烴源巖評價或預測油氣資源量可能會失真，因此需要恢復原始有機質豐度。

不同類型、不同演化階段有機質損失量不同，恢復系數(shù)也不同［7］(圖2)。

圖2 烴源巖有機碳恢復系數(shù)

根據(jù)遼西露頭和韓1井的測試資料，該區(qū)干酪根以I型為主，于是選取I型干酪根下限對應的恢復系數(shù)2.2進行有機碳恢復(表1)。

3.3 烴源巖有機質類型

根據(jù)干酪根碳同位素特征［8］，韓1井霧迷山組、洪水莊組及鐵嶺組有機質類型為Ⅰ型(表2)。

3.4 烴源巖成熟度

由于中新元古界高等植物不發(fā)育，因而有機質成熟度重要指標Ro難以測得，且熱解法精度有限［9］，故本次研究采用拉曼反射率法。利用精巧型多功能全自動顯微激光拉曼光譜儀對楊1井和韓1井的2個樣品進行對比檢驗(表3)。

表1 韓1井中新元古界烴源巖有機質豐度

表2 中新元古界烴源巖干酪根同位素與類型

表3 筆石拉曼反射率測定結果

利用拉曼光譜測試出來有機質微粒體和瀝青反射率可以等效于鏡質體反射率，因而實驗樣品瀝青成熟度為1.89% ～3.17%，總體在2%以上;有機質微粒體成熟度為3.0%～3.3%。有機質微粒體和瀝青拉曼光譜反射率顯示，該區(qū)成熟度均在2% ～3%，有機質演化程度屬于過成熟階段。

通過有機質豐度、類型及成熟度的研究，得出以下結論。

(1)洪水莊組?？傮w上以深灰色、灰黑色的頁巖為主，其恢復前平均有機碳為1.41%，恢復后平均有機碳含量為2.553%，瀝青“A”含量平均為0.014%，豐度值較高，為很好的生油巖。

(2)鐵嶺組。下部主要為灰色、淺灰色泥云巖，灰色云巖夾頁巖。該組碳酸鹽巖類有機質豐度高，恢復前有機碳含量平均為0.2%，恢復后平均有機碳含量為0.437%，瀝青“A”含量平均為0.0252%，為好的生油巖。露頭鐵嶺組頁巖類有機質豐度較高，恢復前有機碳含量為0.25% ～5.03%，平均為1.73%，瀝青“A”含量為0.01% ～2.82%，平均為0.67%，為很好的生油巖。

4 儲層特征

通過野外露頭及韓1井鉆探成果表明，該區(qū)中新元古界儲集巖主要為碎屑巖［10］和碳酸鹽巖。碎屑巖儲層主要發(fā)育在青白口系龍山組，碳酸鹽巖儲層發(fā)育在薊縣系霧迷山組。

龍山組為一套含海綠石石英砂巖，屬于浪控濱岸相。儲集空間以粒間孔為主，可見溶蝕孔和裂縫，孔隙經(jīng)壓實及膠結作用使原始孔隙進一步減小，后期溶蝕及構造作用小范圍內擴大了其儲集空間?？紫抖葹?.5% ～18.2%，平均為5.5%，滲透率為 0.006 × 10－3～ 0.097 × 10－3μm2，平均為0.045×10－3μm2，屬特低孔、低滲儲層。但韓 1 井在龍山組儲層中含油豐度達到中等級別，說明其仍然可作為一套較好的儲層。

霧迷山組巖性為灰色白云巖，沉積厚度巨大，為典型的碳酸鹽巖臺地沉積［11］。儲層儲集空間主要為裂縫。裂縫主要有2種:一種為構造縫，部分被礦物充填;一種為溶解縫，半充填。常規(guī)巖心分析孔隙度為1.3% ～4.7%，滲透率有2個數(shù)據(jù)點，分別為0.02、8.04 μm2?？紫抖戎灯?，應為孔隙及裂縫分布的非均質性造成。薄片鑒定面孔率為3%，綜合評價為好儲層。韓1井鉆進過程中，霧迷山組漏失鉆井液為1205 m3，顯示了其非常優(yōu)越的儲集性能。

5 成藏期次

通過韓1井埋藏史分析，推測第1次成藏應在早印支運動之前［12－13］，此時，中新元古界源巖埋深達到約2500 m左右，有機質進入大規(guī)模排烴階段的初期，主要以液態(tài)烴產(chǎn)物為主，后來因早三疊世末的印支運動被抬升至地表或近地表，形成的油氣藏被破壞。第2次成藏期在侏羅紀—白堊紀，由于中生代裂陷盆地的發(fā)育，中新元古界源巖又一次被深埋，并超過原來曾經(jīng)達到的最大深度和溫度，烴源巖開始二次生烴，且此時烴源巖已進入高成熟階段，生成濕氣，并在儲層中再次聚集。

龍山組伊利石K－Ar年齡測定結果表明，韓1井龍山組沙巖油斑成藏時間約為120 Ma，即早白堊世。

綜上所述，遼西地區(qū)中新元古界油氣成藏具有原生性、多期沖注的特點，晚期(早白堊世)油氣沖注對于該區(qū)中新元古界原生油氣藏勘探尤為重要。

6 結論及建議

(1)建昌地區(qū)中新元古界烴源巖具備生成規(guī)模油氣藏的規(guī)模。

(2)該區(qū)多期構造運動導致儲層裂縫發(fā)育，具備良好的儲集空間;但多期構造運動對早期油氣藏具有一定的破壞作用，同時對油氣二次運聚起到關鍵作用。

(3)建議對該區(qū)開展高精度三維地震采集，以全面了解構造對油氣運聚造成的影響，從而實現(xiàn)建昌地區(qū)中新元古界油氣勘探的突破。

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