鄂爾多斯盆地志丹地區(qū)長7烴源巖特征評價.

李添淵

(延長油田股份有限公司，陜西延安 716000)

鄂爾多斯盆地志丹地區(qū)長7烴源巖特征評價.

李添淵

(延長油田股份有限公司，陜西延安 716000)

為研究鄂爾多斯盆地志丹地區(qū)長7烴源巖特征，指導(dǎo)油田勘探開發(fā)部署，對烴源巖開展了地球化學(xué)特征和平面分布特征綜合分析。研究表明：長7烴源巖巖性為黑色泥巖和油頁巖，夾少量砂質(zhì)泥巖和薄層凝灰?guī)r。TOC分布范圍為2.85%～4.27%，平均值為3.72%；氯仿瀝青“A”變化范圍在0.389%～0.761%之間；產(chǎn)油潛量分布范圍在13.29～18.0 mg/g之間；有機顯微組分以腐泥組為主，含量為80%～94%，殼質(zhì)組和惰質(zhì)組含量較低；熱解最高溫度Tmax分布于492～453 ℃之間；鏡質(zhì)組反射率分布在0.87%～9.8%之間。綜合評價長7烴源巖有機質(zhì)含量高、類型好、成熟度高，為優(yōu)質(zhì)烴源巖。結(jié)合高阻泥巖厚度，認(rèn)為研究區(qū)東北-西南一線為“較好烴源巖”(Ⅱ類)分布區(qū)，厚度一般小于12 m；其余為“好烴源巖”(Ⅰ類)分布區(qū)，厚度通常大于12 m。

長7烴源巖；特征評價；志丹地區(qū)；鄂爾多斯盆地

志丹地區(qū)位于鄂爾多斯盆地一級構(gòu)造單元伊陜斜坡的中南部，面積約2440 km2(圖1),區(qū)內(nèi)延長組地層發(fā)育較為齊全，構(gòu)造為一西傾大單斜，其上發(fā)育西傾鼻狀構(gòu)造。

圖1 志丹地區(qū)地理位置圖Fig.1 Geographic location map of Zhidan area

志丹地區(qū)先后發(fā)現(xiàn)了侏羅系延安組延9、延10，三疊系延長組長2、長3、長4+5、長6、長7、長8、長9和長10，共10套油層。延長組為主力含油層系，也是近年勘探中重點增儲層位。志丹地區(qū)長7油層在湖侵、缺氧和有機質(zhì)豐富的背景下形成的油頁巖、暗色泥巖是該區(qū)良好的烴源巖，分布面積大，為延長組油層主力烴源巖，為該區(qū)提供了豐富油源[1]。受烴源巖控制，油藏的分布具有近源特征[2]。隨著近年來探明程度的不斷提升，志丹地區(qū)新增儲量逐年減少，油田的長遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展難以保證[3]。因此，對該區(qū)長7烴源巖進行深入評價，研究油氣分布規(guī)律，進而預(yù)測石油勘探有利區(qū)，就非常必要。本人在前人研究的基礎(chǔ)上，對志丹地區(qū)長7烴源巖開展總有機碳含量(TOC)、氯仿瀝青“A”、巖石熱解等測試和分析，利用巖心和測井資料研究長7烴源巖的平面分布特征，評價其生烴潛力，以期為該地區(qū)延長組的勘探部署提供一定的依據(jù)。

1 長7烴源巖地球化學(xué)特征

1.1 巖石學(xué)特征

巖性為黑色泥巖和油頁巖，總有機碳含量為2.80%～7.80%，顯微組分主要為無定型腐泥體，含量高的有類脂組分，是深湖-半深湖相典型的Ⅱ1-Ⅰ型干酪根類型。油頁巖中有機質(zhì)紋層清晰，草莓狀黃鐵礦呈集合體或星散狀分布，藍光激發(fā)下發(fā)亮黃色，說明沉積水體環(huán)境相對寧靜還原[4]。另外，油頁巖段還發(fā)現(xiàn)了較多的砂質(zhì)泥巖和薄層凝灰?guī)r，反映湖盆曾經(jīng)歷了古氣候環(huán)境輕微震蕩的變化。

1.2 烴源巖有機質(zhì)豐度

按照黃第藩[5]提出的我國陸相成熟烴源巖有機質(zhì)豐度評價標(biāo)準(zhǔn)(表1)，對志丹地區(qū)長7烴源巖進行評價。

1.2.1 總有機碳含量(TOC)

圖2展示了志丹地區(qū)長7烴源巖的TOC分布特征。其分布范圍在2.85%～4.27%，平均值為3.72%；屬于好烴源巖。

圖2 志丹地區(qū)長7烴源巖TOC分布圖Fig.2 TOC distribution of Chang 7 source rock in Zhidan area

烴源巖級別好烴源巖較好烴源巖較差烴源巖非烴源巖沉積相深湖?半深湖半深湖?淺湖淺湖?濱湖河流巖性灰黑?深灰泥巖灰色泥巖為主灰綠色泥巖紅色泥巖為主總有機碳含量(TOC)/%>1．01．0～0．60．6～0．4<0．4氯仿瀝青“A”含量/%>0．100．10～0．050．05～0．01<0．01總烴(HC)/ppm>500500～200200～100<100產(chǎn)油潛量(S1+S2)/(mg/g)>6．06．0～2．02．0～0．5<0．5(HC/TOC)/%>88～33～1<1

1.2.2 氯仿瀝青“A”

圖3為志丹地區(qū)長7烴源巖中氯仿瀝青“A”的分布特征，變化范圍在0.39%～0.76%之間，均值為0.50%，屬于好烴源巖。

圖3 志丹地區(qū)長7烴源巖氯仿瀝青“A”含量分布圖Fig.3 “A”content distribution map of steel samples asphalt of Chang 7 source rack in Zhidan area

1.2.3 巖石熱解參數(shù)

圖4為長7段黑色泥巖產(chǎn)油潛量，分布范圍在13.29 mg/g～18.00 mg/g，均值為15.30 mg/g，屬于好烴源巖。

圖4 志丹地區(qū)長7黑色泥巖S1+S2頻率分布圖Fig.4 Frequency distribution map of rock oil S1+S2 of Chang 7 black, mudstone rock in Zhidan area

1.3 烴源巖有機質(zhì)類型

依據(jù)干酪根顯微組分、巖石熱解參數(shù)和可溶有機質(zhì)組成特征等方面的地球化學(xué)指標(biāo)，按照干酪根的分類方案(表2)，對志丹地區(qū)潛在烴源巖分散有機質(zhì)的類型進行分析。

1.3.1 顯微組分

從圖5可以看出，長7黑色泥巖有機質(zhì)顯微組分以腐泥組為主，含量為80%～94%，殼質(zhì)組和惰質(zhì)組含量較低，鏡質(zhì)組含量基本未檢出，說明志丹地區(qū)長7黑色泥巖干酪根屬于腐泥型，為優(yōu)質(zhì)烴源巖。

圖5 兩種志丹地區(qū)長7黑色泥巖有機質(zhì)顯微組分組成圖Fig.5 Composition of microstructure of two kinds of organic matter in Chang 7 black mudstone, Zhidan area

1.3.2 烴源巖熱解參數(shù)

熱解參數(shù)類型劃分的具體標(biāo)準(zhǔn)參見表3。

志丹地區(qū)長7烴源巖熱解參數(shù)的具體數(shù)據(jù)見表4。從表4中可以看出，長7烴源巖有機質(zhì)類型為Ⅱ1(腐殖-腐泥型)—Ⅱ2(腐泥-腐殖型)。

1.3.3 可溶有機質(zhì)組成

表5為根據(jù)可溶有機質(zhì)組成劃分陸相烴源巖有機質(zhì)類型的一般標(biāo)準(zhǔn)。表6為志丹地區(qū)長7烴源巖可溶有機質(zhì)組成數(shù)據(jù)。

長7烴源巖飽和烴含量分布在43.27%～68.78%之間，非烴+瀝青質(zhì)含量分布在15.84～29.61 mg/g之間，飽/芳比分布在1.48～4.32之間(表6)。根據(jù)表5中劃分有機質(zhì)類型的標(biāo)準(zhǔn)，長7烴源巖有機質(zhì)類型為Ⅰ型(腐泥型)—Ⅱ1(腐殖-腐泥型)，以Ⅱ1型干酪根為主。

表3 陸相烴源巖有機質(zhì)類型的熱解參數(shù)劃分標(biāo)準(zhǔn)表(據(jù)SY/T5735—1995)

表4 志丹地區(qū)長7烴源巖有機質(zhì)熱解參數(shù)與類型劃分

表5 陸相烴源巖有機質(zhì)類型熱解參數(shù)劃分標(biāo)準(zhǔn)表(據(jù)SY/T 5735—1995)

表6 志丹地區(qū)長7烴源層有機質(zhì)熱解參數(shù)與類型劃分

1.4 烴源巖熱成熟特征

熱解參數(shù)表明，長7烴源巖熱解最高溫度Tmax分布于492～453℃之間，呈從上至下逐漸增大的特征。根據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)，Tmax在448～471℃對應(yīng)成熟度為0.87%～1.33%。鏡質(zhì)體反射率數(shù)據(jù)表明，長7烴源巖成熟度主要分布在0.87%～9.80%，為成熟烴源巖。

上述分析表明，研究區(qū)長7富含有機質(zhì)的黑色泥巖為優(yōu)質(zhì)烴源巖。

2 長7高阻泥巖平面分布及評價

志丹地區(qū)長7烴源巖十分發(fā)育，是鄂爾多斯盆地延長組烴源巖最發(fā)育的地區(qū)之一，其中的高阻泥巖生烴貢獻率最大。分析研究志丹地區(qū)長7高阻泥巖的平面分布規(guī)律，對指導(dǎo)該地區(qū)長7油層的勘探具有重要的指導(dǎo)意義。

2.1 測井識別

基于錄井、巖心、測井資料[6]，對研究區(qū)烴源巖發(fā)育特征進行精細(xì)分析，拾取其厚度值，進行平面展布特征研究。該地區(qū)烴源巖具有顏色深、粒度細(xì)、不含砂、巖性純的特點，形成于湖相環(huán)境(圖6)。

烴源巖測井曲線具有“三高”特征，即高自然伽馬、高聲波時差、高感應(yīng)電阻率[7]。如圖7a井的烴源巖就有此特征。其中深感應(yīng)與聲波時差的幅度差能夠很好地識別烴源巖的發(fā)育程度[8]，如圖7b。尤其是在長73烴源巖發(fā)育段，其幅度差表現(xiàn)尤其明顯，在全區(qū)穩(wěn)定分布。

圖6 某井長7烴源巖巖心圖片F(xiàn)ig.6 The core images of Chang 7 source rock of a well

圖7 長7段烴源巖測井解釋成果圖Fig.7 Well logging interpretation of Chang 7 member source rocks

2.2 長7高阻泥巖平面分布

2.2.1 長73高阻泥巖平面分布

從圖8可以看出，志丹地區(qū)長73高阻泥巖平面分布具有以下特征：一是分布面積廣，研究區(qū)內(nèi)除東北部不發(fā)育外，其余地區(qū)幾乎均有發(fā)育，高阻泥巖分布面積約占研究區(qū)面積97%以上；二是厚度大，高阻泥巖厚度大于24 m的區(qū)域約占研究區(qū)面積的20%，厚度最大可達32 m以上；三是帶狀分布明顯，呈北西向帶狀展布，且方向性明顯，這一特征推測與盆地坳陷形成期構(gòu)造背景有關(guān)[9-10]。

2.2.2 長72高阻泥巖平面分布

從圖9可以看出，長72高阻泥巖與長73高阻泥巖平面分布特征具有明顯區(qū)別，主要表現(xiàn)為:一是高阻泥巖缺失區(qū)域面積較長73大，主要出現(xiàn)在研究區(qū)的東南部及西部，中部也有零星存在，且高阻泥巖厚度為零地區(qū)明顯比長73大，約為長73的3倍；二是高阻泥巖厚度變小，研究區(qū)內(nèi)長72高阻泥巖最大厚度約16米，表明長72沉積期其沉積坳陷較長73有變淺趨勢；三是高阻泥巖帶狀分布特征減弱，與長73高阻泥巖展布對比，高阻泥巖厚度大的地區(qū)無明顯繼承性，這一現(xiàn)象正是坳陷型沉積盆地沉積坳陷中心不斷遷移的佐證。

圖8 志丹地區(qū)長73烴源巖平面分布Fig.8 Plane distribution of Chang 73 source rock in Zhidan area

圖9 志丹地區(qū)長72烴源巖平面分布Fig.9 Plane distribution of Chang 72 source rock in Zhidan area

2.2.3 長71高阻泥巖平面分布

從圖10可以看出，志丹地區(qū)長71高阻泥巖比長72、長73高組泥巖明顯欠發(fā)育，其特征主要表現(xiàn)為：一是高阻泥巖缺失區(qū)域分布廣，研究區(qū)的東北部、西北部、西南部及中部都存在缺失區(qū)，缺失區(qū)面積約占研究區(qū)面積的30%左右，表明這一時期湖盆坳陷在進一步變淺；二是高阻泥巖厚度小，志丹地區(qū)長71絕大部分地區(qū)高阻泥巖厚度小于12 m，平均厚度僅6 m左右，相比于長73、長72，長71是志丹地區(qū)長7油層組中高阻泥巖最不發(fā)育的層段[11]。

綜上所述，長73高阻泥巖最發(fā)育，厚度最大可達30 m，平面分布廣；長72高阻泥巖的發(fā)育程度比長73較差，高阻泥巖缺失區(qū)面積較長73大，高阻泥巖厚度大于12 m的分布區(qū)比長73小；長71高阻泥巖發(fā)育程度最差，高阻泥巖缺失區(qū)面積最大，約占研究區(qū)面積的30%，且高阻泥巖厚度大于12 m的區(qū)域僅零星分布。

圖10 志丹地區(qū)長71烴源巖平面分布Fig.10 Plane distribution of Chang 71 source rock in Zhidan area

3 長7烴源巖綜合評價

地球化學(xué)指標(biāo)和平面展布綜合分析認(rèn)為[12]，志丹地區(qū)長7烴源巖具有有機質(zhì)豐度高、有機質(zhì)母質(zhì)類型好(I型-II1型干酪根)、成熟度高(鏡質(zhì)組反射率為0.92%～1.00%)的特征，為優(yōu)質(zhì)烴源巖。長7油層組高阻泥巖展布具有下部厚度大、分布廣、條帶狀分布明顯的特征；中部厚度逐漸減小，分布范圍呈收斂之勢；上部烴源巖厚度最小，分布范圍進一步縮小。自下而上呈現(xiàn)出沉積坳陷從發(fā)育向萎縮方向轉(zhuǎn)化的過程。

綜合評價認(rèn)為，研究區(qū)東北-西南一線為“較好烴源巖”(Ⅱ類)分布區(qū)，其余為“好烴源巖”(Ⅰ類)分布區(qū)(圖11)。較好烴源巖分布區(qū)(Ⅱ類)內(nèi)烴源巖厚度一般小于12 m，好烴源巖分布區(qū)(Ⅰ類)內(nèi)烴源巖厚度通常大于12 m。

圖11 志丹地區(qū)長7烴源巖綜合評價圖Fig.11 Comprehensive evaluation of Chang 7 source rocks in Zhidan area

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Characteristics Evaluation of Chang 7 Source Rocks in Zhidan Area in Ordos Basin

Li Tianyuan

(YanchangOilfiledCo.,Ltd.,Yan＇an，Shaanxi716000,China)

In order to study the characteristics of Chang 7 source rock in Zhidan area of Ordos Basin, the exploration and development of oilfield exploration is instructed, and the geochemical characteristics and distribution characteristics of the source rocks are analyzed synthetically. The results show that the lithology of the Chang 7 source rocks is black mudstone and oil shale with small sandy mudstone and thin layer tuff. The distribution range of TOC was 2.85%～4.27% and the average value was 3.72%. The variation range of chloroform asphalt “A” ranged from 0.389%～0.761%. The distribution range of oil production was between 13.29 and 18.0 mg/g. The content of organic matter is 80%～94%, the content of shell and inertia is lower, the maximum temperature Tmaxis between 492～453 ℃, the vitrinite reflectance Distribution between 0.87%～9.8%. Comprehensive evaluation of long 7 source rock has high organic matter content, good type, high maturity, high quality source rock. Combined with the thickness of high-resistance mudstone, it is considered that the northeastern part of the study area is “better source rock” (Ⅱ) distribution area, the thickness is generally less than 12m; the rest is “good source rock”(Ⅰ) distribution area, Greater than 12m.

Chang 7 source rock； characteristic evaluation； Zhidan area； Ordos Basin

TE122

A

*第一作者簡介：李添淵(1983—)，男，陜西橫山人，碩士研究生，工程師，從事油田地質(zhì)研究與勘探開發(fā)工作。郵箱：18227102@qq.com.