鄂西渝東區(qū)二疊紀(jì)烴源巖研究

李蔚洋

【摘 要】本次研究主要通過對鄂西渝東區(qū)二疊紀(jì)烴源巖的平面展布特征、地化特征等方面進(jìn)行分析，認(rèn)為該區(qū)烴源巖主要包括兩類：泥質(zhì)烴源巖及碳酸鹽巖烴源巖。泥質(zhì)烴源巖主要發(fā)育在下二疊統(tǒng)梁山組及上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M中，具有厚度適中，有機(jī)質(zhì)豐度較高（TOC%多為2-10%），類型較好（Ⅱ及Ⅰ型），熱演化程度較高，生排烴量較大的特征；碳酸鹽巖烴源巖具有厚度較大，有機(jī)質(zhì)含量偏低（TOC%多大于0.4%），生排烴量稍差的特征?？傮w來看，鄂西渝東區(qū)二疊紀(jì)烴源巖生烴條件較好，具有形成大中型油氣藏的基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】二疊紀(jì)；烴源巖；有機(jī)質(zhì)豐度；干酪根碳同位素；生排烴量

鄂西渝東地區(qū)是指湖北恩施-建始以西、 重慶涪陵-萬州以東的區(qū)域， 自西向東包括方斗山復(fù)背斜、石柱復(fù)向斜、齊岳山復(fù)背斜和利川復(fù)向斜等構(gòu)造單元。[1]該區(qū)上古生界海相烴源巖已達(dá)高過成熟階段，但在其鄰區(qū)川東及川東北地區(qū)，依然發(fā)現(xiàn)大量的氣田（如川東石炭系氣田群、晚二疊世-早三疊世普光超大型碳酸鹽巖氣田）。本區(qū)上古生界勘探效果也較為明顯，截止2016年底共探明天然氣地質(zhì)儲量222.5億方，其中二三疊系探明天然氣地質(zhì)儲量201.5億方，展示出高過成熟海相碳酸鹽巖具有巨大的勘探潛力。本文從鉆井、露頭剖面及地球化學(xué)資料入手，對二疊系烴源巖的縱橫向展布、地化特征等方面進(jìn)行研究，評價(jià)該區(qū)的烴源巖情況，為進(jìn)一步的油氣勘探提供基礎(chǔ)。

1 烴源巖的巖性及展布

由于海平面升降變化，研究區(qū)內(nèi)二疊系主要發(fā)育兩類烴源巖，即泥質(zhì)烴源巖和碳酸鹽巖烴源巖。泥質(zhì)烴源巖主要發(fā)育在下二疊統(tǒng)梁山組及上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M（吳家坪組），巖性為深灰色泥巖、頁巖和灰黑、黑色碳質(zhì)頁巖，厚度一般在20-70m之間，北部及東部相對較厚。碳酸鹽巖烴源巖主要分布在下二疊統(tǒng)，巖性主要為灰黑、黑灰、深灰、灰色灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r等，厚度相對較厚，一般變化在200-350m之間，表現(xiàn)為東薄西厚的分布格局。

2 烴源巖地化特征

對于高、過成熟烴源巖許多地化指標(biāo)已經(jīng)不能真實(shí)反映原始有機(jī)質(zhì)情況，本次研究主要采用受其影響不大的幾項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)。

2.1 有機(jī)質(zhì)豐度

烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度是指單位重量烴源巖中的有機(jī)質(zhì)百分含量，烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度評價(jià)常用有機(jī)碳含量（TOC ）、巖石熱解參數(shù)、生烴潛量（S1+S2）。[2]本次采用受熱演化程度影響不大的機(jī)碳含量（TOC ）進(jìn)行評價(jià)。

對石柱地區(qū)馬武剖面及龍8井系進(jìn)行統(tǒng)采樣分析，可看出馬武剖面二疊系吳家坪組和茅口組有機(jī)碳含量較高，茅口組烴源巖主要為灰黑色泥灰?guī)r，TOC最高可達(dá)4.32%；吳家坪組有機(jī)碳含量較下統(tǒng)略高，分布在0.39%～8.51%，其中黑色硅質(zhì)、碳質(zhì)泥巖有機(jī)碳含量較高。龍8井吳家坪組烴源巖最好，巖性主要為灰色泥巖，有機(jī)碳含量多在4.0%以上，最高可達(dá)29.61%；茅口組TOC一般分布在0.29%～1.36%，均值為0.84%，最高可達(dá)3.24%。

區(qū)域上二疊紀(jì)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度變化較大。上二疊統(tǒng)泥質(zhì)巖烴源巖TOC值普遍較高，變化多在2-10%之間，表現(xiàn)為東低西高的分布格局，其中石柱地區(qū)最高達(dá)10%以上。下二疊統(tǒng)碳酸鹽巖烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度利川地區(qū)最高，向四周逐漸降低，東部地區(qū)TOC值最低，多在0.4%以下，在萬縣至石柱一帶升高到0.6%以上。

2.2 有機(jī)質(zhì)類型

2.2.1 干酪根碳同位素

對于高、過成熟的烴源巖來說，干酪根碳同位素是確定有機(jī)質(zhì)類型的最有效參數(shù)。因干酪根碳同位素在熱演化過程中變化不大，一般變重 1～2‰，最大不超過 3‰，所以能反映原始有機(jī)質(zhì)生源構(gòu)成和類型。本次研究采用許懷先等人觀點(diǎn)[3，4]，將海相烴源巖Ⅰ型與Ⅱ型干酪根的δ13C 界限值定在-28‰。

對鄂西渝東區(qū)多個(gè)鉆井及剖面進(jìn)行干酪根碳同位素分析，下二疊統(tǒng)茅口組和棲霞組灰?guī)r的 δ13C 值為多為-26.8～-28.8‰，平均值為-28.0‰，有機(jī)質(zhì)類型多為Ⅱ及Ⅰ型，少量為Ⅲ型。上二疊統(tǒng)干酪根碳同位素比值多分布在-26.1～-28.7‰，平均值為-27.8‰，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ及Ⅰ型為主，少量為Ⅲ型。

2.2.2 干酪根顯微組分及母質(zhì)類型

干酪根類型的劃分是根據(jù)干酪根中腐泥組、殼質(zhì)組、鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組四個(gè)組分的相對含量來確定，一般劃分為腐泥型、腐殖腐泥型、腐泥腐殖型、腐殖型四種類型。腐泥組、殼質(zhì)組相對含量較高，干酪根類型較好；鏡質(zhì)組、絲質(zhì)組相對含量較高，干酪根類型較差。

利頁1井、龍8井等井干酪根鏡檢結(jié)果顯示，干酪根顯微組份均以腐泥組為主（達(dá)到60%以上），鏡質(zhì)組和殼質(zhì)組含量少，惰性組沒有。類型指數(shù)在0.9-87.2，多為Ⅱ型干酪根，烴源巖母質(zhì)類型較好。

2.3 有機(jī)質(zhì)成熟度

鄂西渝東地區(qū)二疊系烴源巖的有機(jī)質(zhì)熱演化程度較高，均達(dá)到高成熟晚期至過成熟階段。其中石柱、利川復(fù)向斜鏡質(zhì)體反射率普遍大于2.0%，處于過成熟早期干氣階段。

2.4 生烴強(qiáng)度

研究區(qū)泥質(zhì)烴源巖呈區(qū)域性展布，厚度較大，大部分地區(qū)為20-70m；富含有機(jī)質(zhì)，TOC平均值達(dá)5.33%；有機(jī)質(zhì)類型較好，主要為Ⅱ型；平均Ro值為2.2%，熱演化程度總體上處于過成熟早期干氣階段。該套烴源巖的實(shí)際產(chǎn)氣率在400m3/t上下，通過計(jì)算，泥質(zhì)巖烴源巖生氣強(qiáng)度變化在5-35×108m3/km2范圍。碳酸鹽巖烴源巖在研究區(qū)厚200-350m；局部地區(qū)TOC值較高，可達(dá)1.0%以上；有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ型為主；平均Ro值多在2.0%以上，熱演化程度總體上處于過成熟早期干氣階段。二疊紀(jì)碳酸鹽巖實(shí)際產(chǎn)氣率在300m3/t左右，計(jì)算的生氣強(qiáng)度主要為12-18×108m3/km2。兩套烴源巖累計(jì)生烴強(qiáng)度估計(jì)在25-48×108m3/km2左右，具備形成大中型氣田的物質(zhì)基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

綜上所述，鄂西渝東區(qū)二疊系烴源巖主要為下二疊統(tǒng)梁山組、上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M的泥質(zhì)烴源巖及下二疊統(tǒng)的碳酸鹽巖烴源巖。泥質(zhì)烴源巖厚度適中，有機(jī)質(zhì)豐度較高，類型較好，熱演化程度較高，生排烴量較大，為區(qū)內(nèi)主要生烴層；碳酸鹽巖烴源巖厚度較大，有機(jī)質(zhì)含量偏低，但大部分地區(qū)均達(dá)到了生烴界線，具有一定的生烴能力。由此可見，鄂西渝東區(qū)烴源巖生烴條件較好，具有形成大中型油氣藏的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]胡曉鳳，馮暢，丁青，等.鄂西渝東及鄰區(qū)寒武系鹽下層烴源演變特征[J]. 海相油氣地質(zhì)，2016，21（2）：29-38.

[2]王文通.渤海灣盆地青東凹陷古近紀(jì)烴源巖評價(jià)[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，35（1）：83-88.

[3]許懷先，陳麗華，萬玉金，等.石油地質(zhì)試驗(yàn)測試技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：石油工業(yè)出版社，2001.

[4]包建平，王鐵冠，王金渝，等. 下?lián)P子地區(qū)海相中、古生界有機(jī)地球化學(xué)[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，1996.

[責(zé)任編輯：張濤]