吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組烴源巖有機(jī)巖石學(xué)特征及其賦存狀態(tài)

曲長(zhǎng)勝, 邱隆偉, 操應(yīng)長(zhǎng),楊勇強(qiáng), 陳 程,余寬宏, 萬(wàn) 敏, 杜 蕊

(1.中國(guó)石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東青島 266580;2.海洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室海洋礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)與探測(cè)技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室,山東青島 266071; 3.中國(guó)石油新疆油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,新疆克拉瑪依 834000;4.中石化勝利油田石油工程有限公司測(cè)井公司,山東東營(yíng) 257096)

吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組烴源巖有機(jī)巖石學(xué)特征及其賦存狀態(tài)

曲長(zhǎng)勝1,2, 邱隆偉1,2, 操應(yīng)長(zhǎng)1,2,楊勇強(qiáng)1,2, 陳 程1,2,余寬宏1,2, 萬(wàn) 敏3, 杜 蕊4

(1.中國(guó)石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東青島 266580;2.海洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室海洋礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)與探測(cè)技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室,山東青島 266071; 3.中國(guó)石油新疆油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,新疆克拉瑪依 834000;4.中石化勝利油田石油工程有限公司測(cè)井公司,山東東營(yíng) 257096)

綜合運(yùn)用巖心觀察、薄片鑒定、地球化學(xué)參數(shù)分析等方法,對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷吉32井二疊系蘆草溝組烴源巖開(kāi)展了有機(jī)巖石學(xué)精細(xì)研究。結(jié)果表明:綜合反射光、透射光特征,烴源巖有機(jī)質(zhì)賦存形式劃分為有形態(tài)有機(jī)質(zhì)、無(wú)形態(tài)有機(jī)質(zhì)和次生有機(jī)質(zhì),有機(jī)顯微組分劃分為5組12組分,以腐泥組無(wú)結(jié)構(gòu)藻類(lèi)體和瀝青質(zhì)體為主,次生組含量普遍較高,鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組含量較低,殼質(zhì)組含量極少;依據(jù)有機(jī)質(zhì)組分熒光性、含量、形態(tài)等特征,有機(jī)顯微組分在巖石礦物中具有5種賦存狀態(tài),有機(jī)顯微組分類(lèi)型及含量具有顯著的非均質(zhì)性,與所賦存的巖石巖性組分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造具有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系;腐泥組無(wú)結(jié)構(gòu)藻類(lèi)體和無(wú)定形體等富氫有機(jī)組分與有機(jī)碳含量和生烴潛力呈正相關(guān)關(guān)系,為該區(qū)主要的生烴有機(jī)組分。

有機(jī)巖石學(xué); 顯微組分; 烴源巖; 蘆草溝組; 吉木薩爾凹陷

準(zhǔn)噶爾盆地碳酸鹽巖致密油受到廣泛關(guān)注,尤其是近年來(lái)吉木薩爾凹陷蘆草溝組碳酸鹽巖致密油取得了重大突破,表明碳酸鹽巖致密油是非常規(guī)油氣勘探的重要油氣類(lèi)型[1-2]。致密油烴源巖與儲(chǔ)集巖緊密互層或緊鄰,油氣未經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離運(yùn)移聚集在儲(chǔ)集層中,具有“近源成藏”的特點(diǎn)[3-4]。對(duì)吉木薩爾凹陷蘆草溝組致密油烴源巖特征的研究,在烴源巖類(lèi)型、成熟度、生烴潛力、有機(jī)碳含量下限等方面取得了一些認(rèn)識(shí)[5-7]。全巖法利用光學(xué)顯微鏡對(duì)巖石中有機(jī)顯微組分特征、成因等進(jìn)行研究,能夠更為準(zhǔn)確地識(shí)別有機(jī)組分原始結(jié)構(gòu)、產(chǎn)狀及其在礦物中賦存狀態(tài)及共生關(guān)系[8-11]。筆者基于全巖光片和干酪根薄片,利用透射光、反射白光及反射熒光開(kāi)展綜合觀察,結(jié)合X射線衍射分析、掃描電鏡、能譜分析和地球化學(xué)參數(shù)等,對(duì)吉木薩爾凹陷蘆草溝組下甜點(diǎn)段致密碳酸鹽巖烴源巖開(kāi)展系統(tǒng)的有機(jī)巖石學(xué)分析,明確富有機(jī)質(zhì)組分、特征、賦存狀態(tài)等。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

吉木薩爾凹陷位于準(zhǔn)噶爾盆地東南緣帳北斷褶帶以東,是一個(gè)西深東淺、西斷東超的箕狀凹陷。凹陷北部以吉木薩爾斷裂為界與沙奇凸起相鄰,西邊以西地?cái)嗔选⒗锨f灣斷裂與北三臺(tái)凸起相接,南部以三臺(tái)斷裂為界,東部以逐漸抬升的斜坡過(guò)渡到古西凸起。凹陷南北寬約30 km,東西長(zhǎng)約60 km,面積約為1 500 km2[5,12]。該區(qū)經(jīng)歷了海西運(yùn)動(dòng)以來(lái)多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng),沉積了石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系、古近系、新近系及第四系,地層厚度呈現(xiàn)由西向東逐漸減薄的變化規(guī)律。該區(qū)二疊系自下往上依次為井子溝組、蘆草溝組和梧桐溝組[13]。吉木薩爾凹陷蘆草溝組全凹陷分布,以半深湖—深湖相沉積為主,是該凹陷最主要的烴源巖,具有厚度大、面積廣的特點(diǎn),其中厚度大于200 m的有利區(qū)面積達(dá)806 km2。蘆草溝組是致密油產(chǎn)出的主力層系,由蘆草溝組一段和二段組成,其中蘆草溝組二段二層組(P2l22)為上甜點(diǎn)段,蘆草溝組一段二層組(P2l12)為下甜點(diǎn)段(圖1)[6,14]。

2 巖石學(xué)特征

吉木薩爾凹陷蘆草溝組甜點(diǎn)段礦物成分復(fù)雜、巖石組分多樣,巖性可分為火山碎屑巖類(lèi)、火山巖-沉積碎屑巖類(lèi)、內(nèi)源沉積巖類(lèi)和陸源碎屑巖類(lèi)[15],多為碎屑沉積巖與化學(xué)沉積巖過(guò)渡或者火山碎屑巖與正常沉積巖過(guò)渡的混合沉積巖類(lèi)[16]。在系統(tǒng)觀察巖心基礎(chǔ)上,結(jié)合普通薄片、掃描電鏡觀察,綜合X射線衍射分析結(jié)果,分析了吉32井蘆草溝組下甜點(diǎn)段巖性特征及變化規(guī)律。結(jié)果表明,該段巖性厚度普遍較薄,頻繁互層,縱向上巖性的變化規(guī)律能夠反映出湖水水位頻繁波動(dòng)、由深變淺的沉積環(huán)境。依據(jù)巖性、粒度、構(gòu)造特征將取心段劃分為5期沉積旋回,單期沉積旋回底部巖性為含方解石脈黑色塊狀含凝灰泥晶白云巖,方解石脈體發(fā)育密集成層,與其緊密相鄰的巖性為黑色塊狀含凝灰泥晶白云巖,旋回中部巖性?shī)A有薄層灰色細(xì)粒凝灰顆粒,且條帶層數(shù)逐漸增多、厚度變厚,為含凝灰或凝灰質(zhì)白云巖;旋回頂部巖性為厚層或透鏡狀灰黑色含云或云質(zhì)凝灰?guī)r(圖2(a)～(h))。顯微鏡下觀察、X射線衍射分析和掃描電鏡觀察結(jié)果表明,礦物組分包括石英、長(zhǎng)石和碳酸鹽巖、黃鐵礦及黏土礦物等。碳酸鹽巖礦物主要為白云石,白云石晶粒細(xì)小,為泥晶、微晶結(jié)構(gòu),掃描電鏡下晶體緊密鑲嵌,常為半自形-他形,呈砂糖狀、微球狀(圖2(i)、(j))。方解石僅在局部層段發(fā)育,巖心觀察易于識(shí)別,具有晶體粗大的特征,顆粒鑲嵌結(jié)構(gòu),自形程度較高(圖2(a)、(k))。石英粒度較細(xì),呈泥級(jí)-砂級(jí)。長(zhǎng)石以鈉長(zhǎng)石為主,泥級(jí)-粉砂級(jí),呈板條狀或棱角狀,多與石英混雜堆積(圖2(l)、(m))。黃鐵礦發(fā)育,呈團(tuán)塊狀、長(zhǎng)條狀、斑點(diǎn)狀分布。黏土礦物含量較低,含量低于7%。有機(jī)質(zhì)含量普遍較高,不同巖性間存在較大變化(圖2(n)～(p))。圖2中: (a)吉32井,3 731.45 m,含方解石脈含凝灰泥晶云巖,方解石脈體粗大;(b)吉32井,3 730.50 m,黑色塊狀含凝灰泥晶白云巖;(c)吉32井,3 729.20 m,云質(zhì)凝灰?guī)r;(d)吉32井,3 729.90 m,灰色塊狀含云凝灰?guī)r;(e)吉32井,3 731.45 m,含方解石脈含凝灰泥晶白云巖;(f)吉32井,3 730.50 m,黑色塊狀含凝灰泥晶白云巖;(g)吉32井,3 729.20 m,云質(zhì)凝灰?guī)r;(h)吉32井,3 729.90 m,灰色塊狀含云凝灰?guī)r;(i)吉32井,3 729.60 m,泥晶白云巖,呈砂糖狀;(j)吉32井,3 729.60 m,細(xì)-粉晶白云巖,晶體半自形;(k)吉32井,3 728.90 m,黑色塊狀含凝灰泥晶白云巖,見(jiàn)他形方解石、白云石、碳質(zhì);(l)吉32井,3 728.90 m,黑色塊狀含凝灰泥晶白云巖,見(jiàn)石英;(m)吉32井,3 730.50 m,含凝灰白云巖,見(jiàn)長(zhǎng)石;(n)吉32井,3 727.95 m,黑色塊狀含凝灰泥晶白云巖,藻類(lèi)體發(fā)育,見(jiàn)細(xì)小白云石顆粒;(o)吉32井,3 733.10 m,黑色塊狀含凝灰泥晶白云巖,藻類(lèi)體中發(fā)育微晶白云石、長(zhǎng)石顆粒;(p)十字交叉點(diǎn)處能譜組成。

圖1 吉木薩爾凹陷蘆草溝組構(gòu)造位置及構(gòu)造概況Fig.1 Location and geological setting of Lucaogou Formation, Jimsar sag

圖2 吉木薩爾凹陷吉32井蘆草溝組烴源巖類(lèi)型及特征Fig.2 Types and characteristics of source rocks of well Ji32 in Lucaogou Formation, Jimsar sag

3 有機(jī)顯微組分特征

表1 吉木薩爾凹陷吉32井蘆草溝組烴源巖顯微組分及含量Table 1 Composition and content of source rock macerals of well Ji32 in Lucaogou Formation, Jimsar sag

3.1 腐泥組

腐泥組主要是藻類(lèi)體及其他低等水生生物的腐泥化作用產(chǎn)物。腐泥組包括藻類(lèi)體和無(wú)定形體兩類(lèi),藻類(lèi)體可分為結(jié)構(gòu)藻類(lèi)體和無(wú)結(jié)構(gòu)藻類(lèi)體,無(wú)定形體包括礦物瀝青基質(zhì)和瀝青質(zhì)體[8,17-20]。

吉木薩爾凹陷蘆草溝組烴源巖中結(jié)構(gòu)藻類(lèi)體僅在部分樣品中出現(xiàn),且含量極少,呈圓形、橢圓形,強(qiáng)橙黃色熒光(圖3(a)、(b))。層狀藻類(lèi)體為絲線狀藻類(lèi)殘?bào)w的集合體或藻類(lèi)遭受強(qiáng)烈分解產(chǎn)物的紋層狀集合體,由于藻類(lèi)體經(jīng)歷了成巖早期的凝膠化作用和熱演化的成熟作用后,導(dǎo)致藻類(lèi)類(lèi)型難以確定[20]。鏡下觀察結(jié)果表明,研究區(qū)烴源巖層狀藻類(lèi)體極為發(fā)育,呈絲線順層狀分布,顆粒大小、富集程度存在較大差異,含量高聚集成藻紋層,藻紋層表現(xiàn)亮黃色-橙黃色熒光(圖3(c)～(e))。

瀝青質(zhì)體與藻類(lèi)、浮游生物、真菌、細(xì)菌的新陳代謝和降解作用有關(guān)[8,17-20]。蘆草溝組瀝青質(zhì)體在各類(lèi)巖性中均有發(fā)育,含量較高,無(wú)固定形態(tài),多呈條帶狀、小透鏡狀或基質(zhì)狀態(tài)。瀝青質(zhì)體呈暗橙色、暗紅色或暗褐色熒光,弱-中強(qiáng)。反射白光下暗褐至黑灰色(圖3(e)～(h))。

礦物瀝青基質(zhì)為無(wú)機(jī)礦物與超細(xì)有機(jī)物甚至分子級(jí)有機(jī)質(zhì)的混合體,有機(jī)質(zhì)能夠與礦物緊密共生,甚至分布于礦物間及表面。對(duì)于生油巖而言,“隱藏”在礦物瀝青基質(zhì)中的有機(jī)質(zhì)數(shù)量通常大大超過(guò)其他有機(jī)顯微組分。礦物瀝青基質(zhì)中存在的大量亞顯微級(jí)無(wú)定形有機(jī)質(zhì)對(duì)有機(jī)質(zhì)類(lèi)型的劃分、有機(jī)質(zhì)的生烴能力都有重要的影響[8,21]。吉木薩爾凹陷蘆草溝組礦物瀝青基質(zhì)含量相對(duì)較高,在顯微熒光下呈現(xiàn)橙黃-亮黃色迷霧狀熒光,或微弱亮黃色熒光。反射白光下呈現(xiàn)黑褐色,多呈不規(guī)則形狀散布于巖樣中。

3.2 殼質(zhì)組

殼質(zhì)組多來(lái)源于高等植物的孢子、花粉和角質(zhì)層等組織器官及植物組織的分泌物,主要為孢子體、樹(shù)脂體、角質(zhì)體、木栓質(zhì)體、熒光質(zhì)體及殼屑體等[8,17-20]。吉木薩爾凹陷烴源巖中的殼質(zhì)組包含殼屑體和孢粉體,以殼屑體為主,偶見(jiàn)孢粉體。殼屑體泛指小于3 μm,具有殼質(zhì)組光性的碎屑狀有機(jī)質(zhì),由于碎屑顆粒太小無(wú)法識(shí)別其來(lái)源。殼屑體呈破碎粒狀鑲嵌在礦物基質(zhì)中,呈黃色、褐黃色熒光,反射光表現(xiàn)為灰白色。孢粉體呈細(xì)條狀,單獨(dú)沿層分布,具橙黃色強(qiáng)熒光(圖3(i))。

3.3 鏡質(zhì)組

鏡質(zhì)組來(lái)源于高等植物木質(zhì)纖維組織的凝膠化作用產(chǎn)物,是烴源巖中主要的顯微組分之一。根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)保存程度,正常鏡質(zhì)體可分為結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體、無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體和鏡屑體[8,17-20]。吉木薩爾凹陷蘆草溝組鏡質(zhì)組以無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體和鏡屑體為主,結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體含量極低,巖樣中偶見(jiàn)或未見(jiàn)。無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體以顆粒狀、塊狀零星分布為主。在反射白光下呈灰色至灰白色(圖3(j)～(l))。

3.4 惰質(zhì)組

惰質(zhì)組主要形成于充氧環(huán)境,氧化作用使原始植物木質(zhì)纖維組織及其凝膠化作用產(chǎn)物發(fā)生絲炭化作用,進(jìn)而形成惰質(zhì)組分。盆地邊緣的干旱氣候和森林火災(zāi)也是惰質(zhì)組分物質(zhì)形成的主要原因?？蛇M(jìn)一步分為絲質(zhì)體、半絲質(zhì)體、粗粒體、菌類(lèi)體、惰屑體[8,17-20]。吉木薩爾凹陷蘆草溝組惰質(zhì)組類(lèi)型單一,以惰屑體為主,含量低。惰質(zhì)組在反射光下,白色至亮黃白色;透射光下不透明,深棕黑色至黑色。研究區(qū)惰屑體粒徑小于5 μm,含量存在明顯非均質(zhì)性,粒度更細(xì)的巖樣中含量略高,表明研究區(qū)細(xì)小惰屑體顆粒穩(wěn)定性好,易于搬運(yùn)而在深水區(qū)富集(圖3(l)～(o))。

3.5 次生組

吉木薩爾凹陷蘆草溝組樣品中均發(fā)育有次生組分,次生有機(jī)組分主要包括瀝青和有機(jī)質(zhì)包裹體兩種。根據(jù)產(chǎn)狀及形成作用方式,瀝青可分為原地瀝青、運(yùn)移瀝青及再循環(huán)瀝青[8,17-20]。研究區(qū)以原地瀝青和運(yùn)移瀝青為主,原地瀝青形態(tài)上有球狀、顆粒狀和塊狀,表面均一,反射光呈灰-灰白色,分布在礦物巖石基質(zhì)中(圖3(h))。運(yùn)移瀝青充填在方解石脈體和裂縫中。巖心中存在方解石脈體密集層,方解石脈體中普遍具有烴類(lèi)浸染晶格、氣態(tài)、液態(tài)烴包裹體存在的現(xiàn)象。在藍(lán)紫光的照射下,方解石脈體微裂隙、溶蝕微孔隙中充填的運(yùn)移瀝青發(fā)暗褐色熒光。方解石晶格中存在烴類(lèi)浸染,發(fā)淺橙黃色熒光,方解石脈體中液態(tài)有機(jī)包裹體發(fā)亮藍(lán)白色熒光,包裹體大小為幾個(gè)微米至十幾個(gè)微米(圖3(p))。圖3中:(a)結(jié)構(gòu)藻類(lèi)體,藍(lán)紫光激發(fā)熒光,200倍,吉32井,3 733.00 m,含凝灰白云巖,全巖光片;(b)結(jié)構(gòu)藻類(lèi),藍(lán)紫光激發(fā)熒光,500倍,吉32井,3 733.00 m,含凝灰白云巖,全巖光片;(c)層狀藻,降解藻,藍(lán)紫光激發(fā)熒光,吉32,3 731.40 m,含方解石脈含凝灰泥晶白云巖,200倍;(d)層狀藻、惰屑體,藍(lán)紫光激發(fā)熒光,500倍,吉32井,3 727.95 m,含凝灰泥晶白云巖,全巖光片;(e)無(wú)結(jié)構(gòu)藻類(lèi)體、瀝青質(zhì)體,藍(lán)紫光激發(fā),500倍,吉32井,3 728.30 m,凝灰質(zhì)白云巖,全巖光片;(f)同一視域,無(wú)結(jié)構(gòu)藻類(lèi)體、瀝青質(zhì)體,反射白光,500倍,吉32井,3 728.30 m,凝灰質(zhì)白云巖,全巖光片;(g)瀝青質(zhì)體、瀝青,藍(lán)紫光激發(fā)熒光,500倍,吉32井,3 728.60 m, 含凝灰白云巖,全巖光片;(h)瀝青質(zhì)體、瀝青,反射白光,500倍,吉32井,3 728.60 m,含凝灰白云巖,全巖光片;(i)孢子體,藍(lán)紫光激發(fā)熒光,500倍,吉32井,3 727.60 m,含凝灰泥晶白云巖,全巖光片;(j)鏡質(zhì)組,藍(lán)紫光激發(fā)熒光,500倍,吉32井,3 727.95 m,含凝灰泥晶白云巖,全巖光片;(k)同一視域,鏡質(zhì)組,反射白光,500倍,吉32井,3 727.95 m,含凝灰泥晶白云巖,全巖光片;(l)無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體、惰屑體,反射白光,500倍,吉32井,3 727.60 m,含凝灰泥晶白云巖,全巖光片;(m)與d同一視域,層狀藻、惰屑體,反射白光,500倍,吉32井,3 727.95 m,含凝灰泥晶白云巖,全巖光片;(n)腐泥無(wú)定形體、惰屑體,透射白光,200倍,吉32井,3 728.60 m,含凝灰白云巖;(o)同一視域,腐泥無(wú)定形體,藻類(lèi)降解嚴(yán)重,藍(lán)紫光激發(fā)熒光,呈黃褐色熒光,惰屑體不發(fā)光,吉32井,3 728.60 m,含凝灰白云巖,200倍;(p)方解石脈體中烴類(lèi)體及瀝青;輕質(zhì)烴類(lèi)組分發(fā)白色熒光,方解石脈體浸染烴類(lèi)體,吉32井,3 731.45 m,含方解石脈含凝灰泥晶白云巖,100倍。

(2)對(duì)煤泥水桶物料進(jìn)行預(yù)先分級(jí)處理，杜絕未經(jīng)處理的煤泥水從煤泥水桶溢流管進(jìn)入濃縮池，降低進(jìn)入一段濃縮池的煤泥量。

圖3 吉木薩爾凹陷蘆草溝組吉32井有機(jī)顯微組分Fig.3 Microscope characteristic of organic macerals of well Ji32 in Lucaogou Formation, Jimusar sag

4 有機(jī)顯微組分的賦存狀態(tài)

吉木薩爾凹陷蘆草溝組有機(jī)顯微組分類(lèi)型、含量在縱向上具有顯著的非均質(zhì)性,有機(jī)質(zhì)組分的分布特征與巖性組分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造具有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系[22]。依據(jù)有機(jī)質(zhì)組分的熒光光性、含量、形態(tài)等特征,將研究區(qū)碳酸鹽巖烴源巖有機(jī)質(zhì)賦存狀態(tài)分為層狀富集型、似層狀富集型、順層富集型、局部富集型和零星分散型(圖4)。

4.1 層狀富集型

主要分布在含方解石脈暗色含凝灰泥晶白云巖及暗色含凝灰泥晶白云巖中,發(fā)育水平紋層,在方解石脈體發(fā)育層段由于擠壓作用紋層呈流紋狀?？梢?jiàn)少量長(zhǎng)英質(zhì)碎屑顆粒,粒級(jí)細(xì)小,粒徑為10～60 μm。有機(jī)質(zhì)組分主要為降解藻類(lèi)體、無(wú)定形有機(jī)組分,富集成藻紋層,呈平行或基本平行層理分布,發(fā)亮黃-橙黃色熒光(圖4(a))。

4.2 似層狀富集型

主要分布在含凝灰白云巖中,長(zhǎng)英質(zhì)碎屑顆粒零星分布,粒徑較小,粒徑主要為20～80 μm。有機(jī)質(zhì)組分以藻類(lèi)降解產(chǎn)物為主,可形成藻紋層,多平行或順紋層分布,藻紋層整體具有連續(xù)性,延伸較長(zhǎng),呈條帶、密集分布，局部呈稀疏狀。似層狀富集型發(fā)育段顆粒細(xì)小,局部發(fā)育少量較大顆粒,小顆粒發(fā)育段有機(jī)質(zhì)組分發(fā)育,大顆粒局部集中段有機(jī)組分含量降低,呈稀疏狀分布(圖4(b))。

4.3 順層富集型

主要分布在凝灰質(zhì)白云巖中,長(zhǎng)英質(zhì)碎屑顆粒含量增大,粒徑集中在30～60 μm,粒徑大于70 μm所占比例增大,出現(xiàn)粒徑大于100 μm的顆粒。顆粒略具成層性,不同粒徑顆粒互層分布。有機(jī)質(zhì)組分主要分布粒徑相對(duì)較細(xì)的層段,熒光顆粒體短小,具有定向排列,呈順紋層富集狀分布(圖4(c))。

4.4 局部富集型

可細(xì)分為局部順層富集和局部團(tuán)塊富集兩種類(lèi)型。多分布在云質(zhì)凝灰?guī)r中,長(zhǎng)英質(zhì)碎屑顆粒富集成層,粒徑普遍大于20 μm,主要介于40～80 μm,其中粒徑大于70 μm的顆粒所占比例進(jìn)一步增大,與暗色凝灰質(zhì)白云巖互層。層狀碎屑顆粒粒級(jí)較大,有機(jī)質(zhì)組分呈分散狀分布于碎屑顆粒層, 富集程度、形態(tài)變化大。局部順層富集型有機(jī)質(zhì)組分局部富集,顆粒體短小,具有與紋層平行的定向排列。局部團(tuán)塊富集型有機(jī)質(zhì)短小,雜亂分布,富集呈團(tuán)狀或塊狀。兩種類(lèi)型均分布在具有互層構(gòu)造特征的細(xì)粒層段中(圖4(d)、(e))。

4.5 零星分散型

主要分布在含云凝灰?guī)r中,碎屑顆?；祀s呈塊狀,粒徑主要介于為50～90 μm,大于100 μm顆粒出現(xiàn)峰值。有機(jī)組分含量較少,在熒光顯微鏡下觀察,有機(jī)質(zhì)顆粒短小,呈零星分布狀態(tài)(圖4(f))。

圖4中:(a)吉32井,3 731.50 m,層狀富集型;(b)吉32井,3 728.60 m,似層狀富集型;(c)吉32井,3 728.30 m,順層富集型;(d)吉32井,3 730.50 m,局部順層富集型;(e)吉32井,3 729.60 m,局部團(tuán)塊富集型;(f)吉32井,3 729.90 m,零星分散型;(a)放大100倍,(b)～(f)放大200倍。

圖4 吉木薩爾凹陷蘆草溝組有機(jī)顯微組分賦存狀態(tài)Fig.4 Occurrences of organic macerals in Lucaogou Formation, Jimusar sag

5 有機(jī)顯微組分與成烴的關(guān)系

烴源巖腐泥組和殼質(zhì)組均是有利于生烴的富氫組分,其含量越高,生油能力亦越強(qiáng)[23-24]。吉木薩爾凹陷蘆草溝組下甜點(diǎn)段烴源巖中富氫有機(jī)組分類(lèi)型及含量存在明顯非均質(zhì)性,有機(jī)組分呈層狀、似層狀、順層富集型的烴源巖中腐泥組無(wú)結(jié)構(gòu)藻類(lèi)體和無(wú)定形體占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),主要來(lái)源于降解的藻類(lèi)體,多以藻紋層形式存在,殼質(zhì)組以殼屑體為主,含量低。有機(jī)碳含量均大于2.7%,最高可達(dá)16.4%,烴源巖巖石熱解參數(shù)結(jié)果表明生烴潛量(S1+S2)普遍大于14.0 mg/g,生烴潛量最高可達(dá)125.6 mg/g,生烴有機(jī)組分富集程度與烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度和生烴能力存在正相關(guān)關(guān)系(圖5)。有機(jī)組分呈局部富集型和零星分散型的烴源巖有機(jī)碳含量介于2.1%～2.8%,有機(jī)顯微組分以鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組為主,生烴能力遠(yuǎn)低于腐泥組和殼質(zhì)組。由此可知,吉木薩爾凹陷蘆草溝組下甜點(diǎn)段腐泥組是主要的生烴有機(jī)質(zhì),富集程度和分布范圍影響著致密油氣的規(guī)模及分布范圍。

圖5 腐泥組+殼質(zhì)組含量與有機(jī)碳(TOC)和生烴潛力(S1+S2)的關(guān)系Fig.5 Relationship between content of sapropelinite plus exinite and TOC, S1+S2

6 結(jié) 論

(1)吉木薩爾凹陷蘆草溝組烴源巖有機(jī)質(zhì)的賦存形式分為有形態(tài)有機(jī)質(zhì)、無(wú)形態(tài)有機(jī)質(zhì)和次生有機(jī)質(zhì)3類(lèi),有機(jī)顯微組分細(xì)分為5組12組分,以腐泥組和次生組為主。

(2)吉木薩爾凹陷蘆草溝組巖性厚度較薄,頻繁互層,巖性及構(gòu)造特征能夠反應(yīng)出湖水深度的頻繁變化。依據(jù)有機(jī)顯微組分類(lèi)型、富集程度可分為5種賦存狀態(tài),有機(jī)組分賦存狀態(tài)與巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征具有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系,表明有機(jī)顯微組分受沉積環(huán)境、有機(jī)質(zhì)類(lèi)型和保存條件等因素控制。

(3)吉木薩爾凹陷蘆草溝組有機(jī)組分呈層狀富集型、似層狀富集型、順層富集型時(shí),富含腐泥組無(wú)結(jié)構(gòu)藻類(lèi)體和無(wú)定形體等,烴源巖具有強(qiáng)生烴能力。有機(jī)組分呈局部富集型和零星分散型時(shí),有機(jī)組分以惰質(zhì)組、鏡質(zhì)組為主,生烴能力較差,吉木薩爾凹陷蘆草溝組下甜點(diǎn)段烴源巖有機(jī)組分類(lèi)型、含量及分布影響著致密油藏的分布。

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(編輯 劉為清)

Organic petrology characteristics and occurrence of source rocks in Permian Lucaogou Formation, Jimsar sag

QU Changsheng1,2, QIU Longwei1,2, CAO Yingchang1,2, YANG Yongqiang1,2, CHEN Cheng1,2, YU Kuanhong1,2, WAN Min3, DU Rui4

(1.SchoolofGeosciencesinChinaUniversityofPetroleum,Qingdao266580,China;2.LaboratoryforMarineMineralResources,NationalLaboratoryforMarineScienceandTechnology,Qingdao266071,China;3.ResearchInstituteofPetroleumExplorationandDevelopment,XinjiangOilfieldCompanyPetroChina,Karamay834000,China;4.WellLoggingCompany,ShengliPetroleumEngineeringCompanyLimited,SINOPEC,Dongying257096,China)

Based on the core observation, thin section authentication and geochemical parameters analysis, the detailed study of organic petrology was conducted for the source rocks from the Permian Lucaogou Formation in Jimsar sag of the Junggar Basin. The modes of occurrence of organic matter in these source rocks were structrurally recognized as structural maceral, amorphous maceral, and secondary maceral with the aid of reflected and transmitted light petrography, the organic macerals mentioned above were divided into five groups (sapropelineie, exinite, vitrinite, inertinite, and secondary maceral) and further twelve sub-fractions, which was dominated by unstructural algae and asphaltene, the content of secondary macerals was generally higher, while the contents of vitrinite and inertinite were relative low and exinite occurred in minute amounts. According to the fluorescence, content and shape of organic maceral, the source rocks show strong heterogeneity in the types and contents of the components with respect to rocks types with various lithologies, textures and sedimentary structures. The total organic carbon contents and hydrocarbon generation potential are strongly correlated with the amount of unstructural algae and amorphous macerals, which suggests that unstructural algae and amorphous macerals are major components for the hydrocarbon generation in the Lucaogou Formation.

organic petrology; maceral; source rock; Lucaogou Formation; Jimsar sag

2016-11-21

國(guó)家“973”計(jì)劃項(xiàng)目(2014CB239002)；山東省自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(ZR2014DQ016)

曲長(zhǎng)勝(1979-)，男，博士研究生，研究方向?yàn)槌练e學(xué)及層序地層學(xué)。E-mail：changshengqu@126.com。

邱隆偉(1967-)，男，教授，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榈V物巖石學(xué)、沉積學(xué)及儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)。E-mail：qiulwsd@163.com。

1673-5005(2017)02-0030-09

10.3969/j.issn.1673-5005.2017.02.004

TE 122.2

A

曲長(zhǎng)勝,邱隆偉,操應(yīng)長(zhǎng),等.吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組烴源巖有機(jī)巖石學(xué)特征及其賦存狀態(tài)[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2017,41(2)：30-38.

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