徐家圍子斷陷深層源巖生烴特征及天然氣成因

王玉奎

摘要： 通過(guò)對(duì)松遼盆地徐家圍子斷陷深層源巖大量的地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，結(jié)合前人研究成果建立了有效烴源巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)圖版，精細(xì)刻畫(huà)了源巖的空間分布，圈定了有效源巖的分布范圍，研究了源巖非均質(zhì)性及源巖的地球化學(xué)特征，為研究源巖生烴提供了基礎(chǔ)。

Abstract： Based on the analysis of a large number of geochemical experimental data of Songliao Basin Xujiaweizi fault depression deep source rock， combined with the results of previous studies， this paper established an effective evaluation criteria and evaluation chart of hydrocarbon source rock， finely characterized the spatial distribution of source rocks， delineated the distribution of effective source rock， studied heterogeneity and geochemical characteristics of source rocks， to provide basis for the study of hydrocarbon source rocks.

關(guān)鍵詞： 徐家圍子斷陷；烴源巖；天然氣

Key words： Xujiaweizi fault depression；hydrocarbon source rock；natural gas

中圖分類(lèi)號(hào)：P618.13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2015）23-0073-04

0 引言

近年來(lái)，徐家圍子深層勘探一直是大慶油田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的重要支撐，松遼盆地徐家圍子斷陷深層源巖生烴特征及天然氣成因的研究對(duì)徐家圍子深層勘探具有重要指導(dǎo)意義，通過(guò)個(gè)性化取樣，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行地球化學(xué)數(shù)據(jù)采集、處理、分析，可以對(duì)徐家圍子斷陷深層源巖生烴特征及天然氣成因得到更系統(tǒng)準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。

1 徐家圍子地質(zhì)概況

研究區(qū)徐家圍子斷陷位于松遼盆地三肇凹陷內(nèi)，西鄰中央古隆起，該斷陷東陡西緩、西斷東超的箕狀斷陷，面積約為5350km2（圖1）。徐家圍子斷陷深層天然氣發(fā)育，至今已在該斷陷氣井中見(jiàn)到不同程度的油氣顯示，為源巖生烴研究提供了依據(jù)。徐家圍子斷陷深層氣發(fā)育下白堊系統(tǒng)沙河子組（K1sh）和營(yíng)城組（K1yc）兩套源巖。

2 源巖生烴條件

2.1 有機(jī)質(zhì)豐度

從巖石樣品分析結(jié)果及研究區(qū)TOC含量頻率分布直方圖（表1、圖2）看出：徐家圍子斷陷沙河子組泥質(zhì)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高于營(yíng)城組泥質(zhì)烴源巖。根據(jù)泥質(zhì)氣源巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和陸相烴源巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，營(yíng)城組肇深17井屬于好烴源巖，營(yíng)城組芳深11井屬于差烴源巖；沙河子組達(dá)深303井、達(dá)深14井、徐深35井屬于好氣源巖，沙河子組芳深11井屬于好烴源巖。

III型烴源巖在高過(guò)成熟演化階段殘余TOC含量為原始含量的80%【Bordenave， M.L.， 1993. Applied petroleum geochemistry. Editions TECHNIP.】，結(jié)合陸相烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)指標(biāo)，可以將III型高過(guò)成熟烴源巖TOC含量評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分為：低于0.48%為差烴源巖，0.48%-0.8%為一般烴源巖，0.8%-1.6%為好烴源巖，大于1.6%為最好烴源巖。依據(jù)以上評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)高過(guò)成熟烴源巖評(píng)價(jià)版圖中TOC含量評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了重新確定。

從結(jié)合二者的疊合圖（圖3）分析徐家圍子斷陷烴源巖總體為好烴源巖。

2.2 有機(jī)質(zhì)類(lèi)型

從研究區(qū)烴源巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型劃分圖與達(dá)深14井干酪根顯微組分分類(lèi)三角圖（圖4、圖5）可以看出，徐家圍子斷陷不同層位的源巖有機(jī)質(zhì)呈現(xiàn)富氧貧氫，氫指數(shù)含量低，氧指數(shù)含量高的特征，有機(jī)質(zhì)顯微組分中，鏡質(zhì)組占明顯優(yōu)勢(shì)，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以腐泥型III型干酪根為主，源巖母質(zhì)主要來(lái)自陸地高等植物，徐家圍子斷陷營(yíng)城子和沙河子組埋藏較深，源巖生烴主要表現(xiàn)為生產(chǎn)天然氣。

2.3 有機(jī)質(zhì)成熟度及熱演化階段

營(yíng)城組肇深17井，源巖的鏡質(zhì)體反射率為2%，屬于高-過(guò)成熟階段。沙河子組達(dá)深14井，源巖的鏡質(zhì)體反射率平均值為1.53%，達(dá)深303井鏡質(zhì)體反射率為1.61%，屬于高成熟階段，隨埋深程度的增大，沙河子組徐深35井，源巖的鏡質(zhì)體反射率為2.27%，源巖演化階段為過(guò)成熟階段。

芳深11井沒(méi)有獲取有效的鏡質(zhì)體反射率測(cè)試數(shù)據(jù)，根據(jù)Tmax值來(lái)判斷（平均為472℃），芳深11井營(yíng)城組和沙河子組源巖演化階段為高成熟階段。研究區(qū)徐家圍子斷陷營(yíng)城組和沙河子組源巖鏡質(zhì)體反射率平均值為1.85%，成熟度以高-過(guò)成熟為主。（表2）

3 天然氣分析

徐家圍子斷陷不同層位營(yíng)城組和沙河子組的天然氣組分中甲烷含量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，甲烷含量分布區(qū)間為91.79%-98.37%之間，重?zé)N氣（C2+）占總體積的2.79%-4.24%，非烴氣體占總體積的1.63%-8.21%，主要為氮?dú)夂投趸肌?/p>

從天然氣同位素與組分分析（表3）可以看出，δ13C1含量分布在-27.99～-23.35之間，結(jié)合天然氣的主要指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)[據(jù)戴金星，2000]分析徐家圍子斷陷天然氣類(lèi)型主要為煤型氣。結(jié)合13C1與C1/（C2+C3）判斷天然氣成因圖、δ13C1-δ13C2-δ13C3判斷天然氣成因圖、δ13C1-CH4甲烷成因識(shí)別圖（圖5、圖6）也可以看出徐家圍子斷陷天然氣類(lèi)型主要為煤型氣。從二氧化碳成因劃分圖，看出研究區(qū)二氧化碳成因既有無(wú)機(jī)成因也存在有機(jī)成因。綜合分析認(rèn)為研究區(qū)徐家圍子斷陷天然氣類(lèi)型以煤型氣為主。

4 研究結(jié)果

①徐家圍子斷陷營(yíng)城組和沙河子組具有充足的烴源巖，其烴源巖TOC含量總體分布在0.8%-3.2%之間，有機(jī)質(zhì)風(fēng)度較高，研究區(qū)烴源巖總體為好烴源巖。

②徐家圍子斷陷營(yíng)城組和沙河子組有機(jī)質(zhì)類(lèi)型呈現(xiàn)出富氧貧氫特征，顯微組分分析中鏡質(zhì)組優(yōu)勢(shì)明顯，分析為III型干酪根，成氣為主。

③徐家圍子斷陷營(yíng)城組和沙河子組埋藏較深，鏡質(zhì)體反射率在1.53%-2.27%之間，平均值為1.85%，烴源巖成熟度以高-過(guò)成熟為主。

④徐家圍子斷陷營(yíng)城組和沙河子組天然氣中甲烷占優(yōu)勢(shì)，含有少量二氧化碳，其天然氣類(lèi)型主要以煤型氣為主，二氧化碳無(wú)機(jī)成因與有機(jī)成因均存在。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)徐家圍子斷陷深層源巖樣品實(shí)驗(yàn)測(cè)試產(chǎn)生的地球化學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類(lèi)型、有機(jī)質(zhì)豐度及熱演化階段和天然氣分析，對(duì)徐家圍子斷陷深層源巖生烴特征和天然氣成因產(chǎn)生比較深入的了解，認(rèn)為其為好烴源巖、烴源巖成熟度以高-過(guò)成熟為主，天然氣類(lèi)型主要以煤型氣為主，二氧化碳無(wú)機(jī)成因與有機(jī)成因均存在。對(duì)徐家圍子斷陷深層勘探具有指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]候讀杰，張善文，肖建新，等.陸相斷陷湖盆優(yōu)質(zhì)烴源巖形成機(jī)制與成藏貢獻(xiàn)-以濟(jì)陽(yáng)坳陷為例[M].地質(zhì)出版社，2008.

[2]John M.Hunt Petroleum geochemistry and geology（second edition）[M]. W.H.Freeman and company，1995.

[3]張林曄，孔祥星，張春榮，等.濟(jì)陽(yáng)坳陷下第三系優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育及其意義，地球化學(xué)，2003，32（1）：35-42.

[4]金強(qiáng).有效烴源巖的重要性及其研究[J].油氣地質(zhì)與采收率，2001，3（1）：1-4.

[5]1995年石油行業(yè)頒布陸相源巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（SY/ T5735-1995）-《陸相烴源巖地球化學(xué)評(píng)價(jià)方法》.

[6]高瑞祺，蔡希源.松遼盆地油氣田形成條件與分布規(guī)律，石油工業(yè)出版社，1997：104-107.

[7]楊萬(wàn)里，高瑞祺，郭慶福，等.松遼盆地陸相油氣生成運(yùn)移和聚集[M].黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1985：142-152.

[8]候啟軍，馮志強(qiáng)，馮子輝.松遼盆地石油地質(zhì)學(xué)[M].石油工業(yè)出版社，2009.

[9]王雪，宋蘭斌，方偉，等.環(huán)三肇地區(qū)烴源巖生排烴潛力研究[R].2008年內(nèi)部科研報(bào)告.