臺(tái)北坳陷中生界烴源巖生烴潛力分析

林小云，周新碩，鄧曉暉，程蘭嘉，王 蒙，宋陽(yáng)林

(1.長(zhǎng)江大學(xué)油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢 430100；2.長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院)

臺(tái)北坳陷中生界烴源巖生烴潛力分析

林小云1,2，周新碩1,2，鄧曉暉1,2，程蘭嘉2，王 蒙1,2，宋陽(yáng)林1,2

(1.長(zhǎng)江大學(xué)油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢 430100；2.長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院)

東海陸架盆地是在元古界、古生界復(fù)雜基底上發(fā)展形成的中、新生代疊合含油氣盆地，臺(tái)北坳陷位于東海陸架盆地西部坳陷帶南部，中生界陸相河湖沉積體系發(fā)育有福州組泥巖、石門潭組泥巖。結(jié)合有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類型和有機(jī)質(zhì)成熟度等烴源巖評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)福州組、石門潭組泥巖的生烴潛力進(jìn)行了分析，研究結(jié)果表明：福州組泥巖有機(jī)質(zhì)豐度較高，石門潭組泥巖有機(jī)質(zhì)豐度低；福州組烴源巖有機(jī)質(zhì)類型為Ⅲ型，石門潭組烴源巖有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ2-Ⅲ型；有機(jī)質(zhì)處于成熟階段。烴源巖評(píng)價(jià)結(jié)果表明，福州組泥巖具有較好的生烴潛力。

臺(tái)北坳陷；福州組；石門潭組；烴源巖特征；生烴潛力

東海陸架盆地位于中國(guó)東部寬闊的大陸架之上，盆地自西向東分為西部坳陷帶、中央低隆起和東部坳陷帶3個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，西部坳陷帶包括長(zhǎng)江、臺(tái)北和彭佳嶼三個(gè)坳陷[1]。臺(tái)北坳陷位于盆地的西南部，面積約5.69×104km2，由麗水、椒江凹陷組成西部帶，福州凹陷為東部帶，東西帶之間為雁蕩凸起[2]。臺(tái)北坳陷在盆地基底形成之后，經(jīng)歷了早、中侏羅世克拉通邊緣坳陷盆地和白堊紀(jì)弧前盆地2個(gè)發(fā)育階段[3]。臺(tái)北坳陷中生界的油氣地質(zhì)條件具有差異性[4]。烴源巖發(fā)育于早、中侏羅世和晚白堊世，中-下侏羅統(tǒng)福州組、上白堊統(tǒng)石門潭組主要發(fā)育陸相河湖沉積體系[5]，烴源巖類型以泥巖為主。本文通過研究烴源巖的特征，主要分析臺(tái)北坳陷中生界烴源巖的生烴潛力。

1 有機(jī)質(zhì)豐度

有機(jī)質(zhì)豐度是評(píng)價(jià)烴源巖生烴能力的重要指標(biāo)[6]。通常認(rèn)為，高TOC含量烴源巖等同于好烴源巖[7]。對(duì)臺(tái)北坳陷9口井共67個(gè)樣品的有機(jī)碳、氯仿瀝青“A”及熱解資料的統(tǒng)計(jì)和分析表明(表1)，福州組泥巖有機(jī)碳含量平均值為0.88%，眾數(shù)值落在0.6%～1.0%；氯仿瀝青“A”含量都大于0.05%，數(shù)值多落在0.05%～0.10%。石門潭組有機(jī)質(zhì)豐度較低，有機(jī)質(zhì)含量平均值為0.37%，多數(shù)落在0.2%～0.6%；氯仿瀝青“A”含量多小于0.05%，數(shù)值多落在0.01%～0.05%。臺(tái)北坳陷福州組主要為一套陸相近海河湖相沉積，石門潭組主要為一套陸相河湖相沉積。采用我國(guó)目前較為通用的陸相烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(胡見義、黃第藩等,1991)[8]，福州組為較好烴源巖，石門潭組為較差烴源巖。

表1 臺(tái)北坳陷中生界烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度統(tǒng)計(jì)

注：表中數(shù)據(jù)格式為最小值-最大值/平均值(樣品數(shù))

2 有機(jī)質(zhì)類型

烴源巖有機(jī)質(zhì)類型決定了烴源巖生烴能力的大小，國(guó)內(nèi)根據(jù)實(shí)際石油地質(zhì)勘探的情況將干酪根類型分為Ⅰ型、Ⅱ1型、Ⅱ2型和Ⅲ型[91]。不同類型的有機(jī)質(zhì)在油氣組成、性質(zhì)方面都有著差異，對(duì)于一個(gè)地區(qū)的產(chǎn)烴能力及油氣組成性質(zhì)都有著比較大的影響。有機(jī)質(zhì)類型判別方法較多，本文主要通過生物標(biāo)志化合物、干酪根顯微組分分析和巖石熱解分析對(duì)福州組、石門潭組的有機(jī)質(zhì)類型進(jìn)行討論。

2.1 生物標(biāo)志化合物

生物標(biāo)志化合物是較穩(wěn)定的有機(jī)質(zhì)，它能直觀地反應(yīng)有機(jī)質(zhì)的生源構(gòu)成。臺(tái)北坳陷福州組泥巖的飽和烴/芳烴比值在0.42～0.84，平均值為0.60；泥巖以植烷(Ph)占優(yōu)勢(shì)，Pr/Ph分布在0.42～1.33，平均值為0.80(表2，圖1)。通常認(rèn)為，腐殖型烴源巖的飽和烴/芳烴比值則小于0.5，腐泥型烴源巖的飽和烴/芳烴比值大于3[10-11]，有機(jī)質(zhì)飽和烴中的Pr/Ph比值受沉積環(huán)境影響，Pr/Ph小于1指示還原條件，Pr/Ph大于1指示氧化條件。因此，福州組泥巖的有機(jī)質(zhì)類型以Ⅲ型為主。

樣品中五環(huán)三萜烷的分布相似，以C30為主峰呈正態(tài)分布，指示來源于水生生物特征，多數(shù)樣品含有伽馬蠟烷，反映具有一定的鹽度。各組烴源巖中C27～C29規(guī)則甾烷具有相似的分布模式，多數(shù)C27、C28和C29αααR三峰構(gòu)成“V”型(圖2)，說明烴源巖生源構(gòu)成陸源有機(jī)質(zhì)有一定貢獻(xiàn)。表明研究區(qū)烴源巖有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ2-Ⅲ型為主。

表2 福州組泥巖烴源巖飽和烴色譜參數(shù)

圖1 臺(tái)北坳陷福州組泥巖飽和烴色譜特征

圖2 臺(tái)北坳陷烴源巖飽和烴甾烷系列(m/z217)特征分布

2.2 干酪根顯微組分分析

顯微組分是顯微鏡下可識(shí)別的烴源巖的有機(jī)成分。一般將其分為鏡質(zhì)組、殼質(zhì)組、腐泥組和惰性4個(gè)組分。臺(tái)北坳陷烴源巖顯微組分三角圖顯示，福州組和石門潭組烴源巖樣品都落在腐殖型分布區(qū)內(nèi)，腐泥組含量占20%以下，殼質(zhì)組含量占30%～40%，鏡質(zhì)組+惰質(zhì)組含量占40%左右，為Ⅲ型干酪根(圖3)。

圖3 臺(tái)北坳陷烴源巖有機(jī)質(zhì)顯微組分三角圖

2.3 巖石熱解分析

通過熱解參數(shù)對(duì)有機(jī)質(zhì)進(jìn)行分類也是比較常用的辦法，常用的參數(shù)有氫指數(shù)(IH)與氧指數(shù)(IO)、氫指數(shù)(IH)與最高熱解峰溫Tmax等。烴源巖的熱解分析資料顯示，臺(tái)北坳陷大部分樣品氫指數(shù)值在50～120 mg/g，氧指數(shù)值在50～140 mg/g，Tmax值分布在400～450 ℃。石門潭組樣品落在Ⅱ2-Ⅲ區(qū)域，福州組樣品落在Ⅲ區(qū)域(圖4、5)，反應(yīng)了有機(jī)質(zhì)母質(zhì)來源以陸源有機(jī)質(zhì)輸入為主，也有水生生物的成分。

綜合考慮臺(tái)北坳陷烴源巖生物標(biāo)志化合物、干酪根顯微組分參數(shù)和巖石熱解參數(shù)，認(rèn)為石門潭組烴源巖有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅱ2-Ⅲ型，福州組烴源巖有機(jī)質(zhì)類型為Ⅲ型。

3 有機(jī)質(zhì)成熟度

有機(jī)質(zhì)的成熟度是評(píng)價(jià)烴源巖的重要指標(biāo)，也是決定一個(gè)地區(qū)是否有工業(yè)油氣藏形成的最關(guān)鍵問題。反映有機(jī)質(zhì)演化程度的指標(biāo)很多，本文主要利用鏡質(zhì)體反射率及生物標(biāo)志化合物成熟度參數(shù)來研究各層段中烴源巖的熱演化程度。

3.1 鏡質(zhì)體反射率(Ro)

圖4 臺(tái)北坳陷烴源巖氫氧指數(shù)劃分類型

圖5 臺(tái)北坳陷烴源巖氫指數(shù)與Tmax值劃分類型

鏡質(zhì)體反射率Ro是確定烴源巖有機(jī)質(zhì)成熟度有效指標(biāo)[12-13]。分析結(jié)果顯示，石門潭組泥巖樣品Ro平均值為0.71，屬于成熟階段；福州組泥巖樣品Ro平均值為0.80，屬于成熟階段。

3.2 生物標(biāo)志化合物

生物標(biāo)志化合物是反映成熟度較可靠的指標(biāo)。臺(tái)北坳陷福州組泥巖飽和烴色譜圖大多數(shù)為單峰型，其主峰碳分布范圍集中在C17～C18，OEP值接近1(表2)，反映了臺(tái)北坳陷烴源巖演化程度較高，為成熟階段。

甾萜類化合物不同異構(gòu)體含量的比值是反應(yīng)成熟度十分有效的指標(biāo)。一般過成熟烴源巖中不含甾類化合物或含量很低。由C2920S/C2920(S+R)、ββ-C29/(ββ+αα)-C29的值組成的成熟度圖可見，福州組和石門潭組樣品C29甾烷異構(gòu)體比值落在成熟區(qū)，烴源巖處于成熟演化階段。

綜合考慮鏡質(zhì)體反射率、生物標(biāo)志化合物成熟度參數(shù)特征，認(rèn)為石門潭組和福州組烴源巖演化階段已進(jìn)入成熟階段。

4 生烴潛力分析

對(duì)臺(tái)北坳陷中生界烴源巖的地球化學(xué)特征分析表明：福州組泥巖有機(jī)質(zhì)豐度較高，石門潭組泥巖有機(jī)質(zhì)豐度低；福州組泥巖有機(jī)質(zhì)類型以Ⅲ型為主，石門潭組泥巖有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ2-Ⅲ型；有機(jī)質(zhì)處于成熟階段。因此，臺(tái)北坳陷中生界烴源巖具有較好的生烴條件，其中，福州組優(yōu)于石門潭組，具有一定的生烴潛力。

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)01-0035-04

2014-09-21

林小云,博士，教授，1965年生，1987年大學(xué)畢業(yè)，主要從事油氣成藏地質(zhì)與資源評(píng)價(jià)的科研和教學(xué)工作。

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“近海中、古生界殘留盆地特征及油氣潛力”(2011ZX05023-003)資助。

TE112.115

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