張強(qiáng)凹陷七家子洼陷沙海組烴源巖地球化學(xué)特征

田涯

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張強(qiáng)凹陷七家子洼陷沙海組烴源巖地球化學(xué)特征

田涯

（中國(guó)石油遼河油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，遼寧盤(pán)錦 124010）

七家子洼陷是張強(qiáng)凹陷南部地區(qū)的生油洼陷，其主要生油層位是沙海組，分為Ⅰ、Ⅱ油組，七家子洼陷沙海組烴源巖主要是暗色泥巖，厚度大、質(zhì)地純、分布面積廣。有機(jī)質(zhì)類(lèi)型主要為腐殖–腐泥型、腐泥–腐殖型。通過(guò)對(duì)烴源巖樣品的有機(jī)碳、氯仿瀝青“A”、總烴、生烴潛量及烴轉(zhuǎn)化率等豐度指標(biāo)進(jìn)行分析，表明該區(qū)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高，是品質(zhì)較好的生油巖，為南部地區(qū)的各類(lèi)圈閉提供了充足的油源。

張強(qiáng)凹陷；沙海組；烴源巖；地球化學(xué)特征

張強(qiáng)凹陷是遼河外圍盆地的一個(gè)次級(jí)負(fù)向構(gòu)造單元，呈近南北向條帶狀展布，長(zhǎng)約88km，寬12～16km，面積近1100km2，南部七家子洼陷面積約700km2。張強(qiáng)凹陷東為雙遼–康平隆起，西為三刀吐–四家子凸起，東南與三家子凹陷相望，西北與寶格吐凹陷相鄰。行政區(qū)劃屬遼寧省康平縣和內(nèi)蒙古自治區(qū)哲里木盟所轄（圖1）。

圖1 張強(qiáng)凹陷區(qū)域構(gòu)造位置

1 巖性特征及沉積環(huán)境

HUNT（1979）將烴源巖定義為：“在天然條件下曾經(jīng)產(chǎn)生和排出過(guò)烴類(lèi)并已經(jīng)形成工業(yè)性油氣聚集的細(xì)粒沉積”，強(qiáng)調(diào)烴源巖應(yīng)具有兩方面特性：一方面它應(yīng)在地質(zhì)歷史中生成和排出烴類(lèi)流體，另一方面它所形成的烴類(lèi)流體在數(shù)量上應(yīng)能運(yùn)聚成藏。而TISSOT（1978，1984）則將烴源巖定義為已經(jīng)生成或可能生成，或具有生成油氣潛力的巖石[1]。張強(qiáng)凹陷南部地區(qū)面積約700km2，區(qū)內(nèi)現(xiàn)有預(yù)探井10口，該區(qū)勘探程度一直很低，強(qiáng)1、強(qiáng)2井2007年鉆探成功，發(fā)現(xiàn)了面積約17.2km2的強(qiáng)1區(qū)塊含油構(gòu)造。該地區(qū)油源條件優(yōu)越，儲(chǔ)層發(fā)育，蓋層條件良好，具有較好的生儲(chǔ)蓋組合，具備形成多種構(gòu)造–巖性油藏的地質(zhì)條件，是張強(qiáng)凹陷潛力較大的全新的勘探領(lǐng)域。

七家子洼陷是張強(qiáng)凹陷南部地區(qū)的生油洼陷，其主要生油層位是沙海組，大套厚層狀的暗色泥巖厚度大、質(zhì)地純、分布面積廣，是品質(zhì)較好的生油巖，為南部地區(qū)的各類(lèi)圈閉提供了充足的油源；同時(shí)沙海組也是主要的儲(chǔ)層，從上到下可分為Ⅰ、Ⅱ油組，均為自生自?xún)?chǔ)型。

七家子洼陷沙海組生油巖發(fā)育，沉降中心在強(qiáng)參1井處，而沉積中心位于強(qiáng)2、強(qiáng)3井處。Ⅰ油組生油巖巖性為深灰、灰褐、灰黑、黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、白云質(zhì)泥巖、泥質(zhì)泥晶云巖等，其中云巖含量可達(dá)36%，占有較大的比重，反映該生油巖沉積時(shí)期水體處于淡水–微咸水環(huán)境；Ⅱ油組生油巖以泥巖為主，不含云巖，但砂質(zhì)含量較高，平均可達(dá)26%，證明該生油巖沉積時(shí)期水體處于淡水環(huán)境。

2 烴源巖地球化學(xué)特征

2.1 有機(jī)質(zhì)豐度

由于沉積物來(lái)源、水動(dòng)力和水介質(zhì)條件、生物組合的變化，有機(jī)質(zhì)豐度也具有不同的特征[2–5]。通常采用有機(jī)質(zhì)豐度來(lái)代表巖石中所含有機(jī)質(zhì)的相對(duì)含量，衡量和評(píng)價(jià)巖石中的生烴潛力。通過(guò)對(duì)研究區(qū)生油巖樣品的有機(jī)碳、氯仿瀝青“A”、總烴、生烴潛量及烴轉(zhuǎn)化率等豐度指標(biāo)進(jìn)行分析（表1），本區(qū)沙海組生油巖有機(jī)質(zhì)豐度較高。根據(jù)我國(guó)陸相生油巖有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，南部地區(qū)Ⅰ油組可達(dá)到較好–好生油巖標(biāo)準(zhǔn)，Ⅱ油組為較差–較好生油巖。

2.2 有機(jī)質(zhì)類(lèi)型

有機(jī)質(zhì)類(lèi)型是確定烴源巖生烴特征的重要參數(shù)。有機(jī)質(zhì)類(lèi)型不同，其性質(zhì)不同，生烴潛力、產(chǎn)烴類(lèi)型及門(mén)限深度（溫度）也都有一定的差異[6]。本次研究利用干酪根元素、巖石熱解參數(shù)、氯仿瀝青“A”族組分等多種分析方法對(duì)工區(qū)內(nèi)烴源巖的有機(jī)質(zhì)類(lèi)型進(jìn)行了綜合研究。

表1 七家子洼陷沙海組有機(jī)質(zhì)豐度統(tǒng)計(jì)表

干酪根元素分析方法是通過(guò)用干酪根的H/C和O/C原子比來(lái)繪制Van Krevelen圖以確定干酪根的類(lèi)型。張強(qiáng)凹陷南部地區(qū)沙海組烴源巖干酪根元素Van Krevelen圖（圖2）顯示：有機(jī)質(zhì)類(lèi)型主要為Ⅱ2型和Ⅲ型，其次為Ⅱ1型。

圖2 張強(qiáng)凹陷七家子洼陷干酪根元素

根據(jù)巖石熱解參數(shù)中的氫指數(shù)來(lái)判斷有機(jī)質(zhì)的類(lèi)型是一種較為有效的方法。南部地區(qū)沙海組烴源巖熱解參數(shù)氫指數(shù)與熱解峰溫關(guān)系圖（圖3）表明：該區(qū)烴源巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型從Ⅰ型到Ⅲ型均有分布，表現(xiàn)出明顯的非均質(zhì)性。

圖3 張強(qiáng)凹陷七家子洼陷IH–Tmax關(guān)系

2.3 氯仿瀝青“A”族組分

生油巖中可溶抽提物（飽和烴、芳香烴、非烴和瀝青質(zhì)）的相對(duì)含量是生油巖有機(jī)母質(zhì)性質(zhì)和演化經(jīng)歷的反映，因此生油巖中可溶抽提物族組成特征對(duì)劃分有機(jī)質(zhì)類(lèi)型也有參考意義。本區(qū)的有機(jī)質(zhì)氯仿瀝青“A”族組分中烴類(lèi)的含量與非烴類(lèi)的含量相差不多，反映有機(jī)質(zhì)處于低成熟階段（表2）。根據(jù)中國(guó)中、新生代油（氣）源巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型劃分表，確定沙海組烴源巖生油母質(zhì)類(lèi)型以腐殖–腐泥型、腐泥–腐殖型為主，其次為腐殖型。綜合以上確定干酪根類(lèi)型的分析結(jié)果，最終確定張強(qiáng)凹陷沙海組烴源巖的干酪根類(lèi)型為Ⅱ1型、Ⅱ2型和Ⅲ型。

表2 張強(qiáng)凹陷南部地區(qū)沙海組氯仿瀝青“A”族組分統(tǒng)計(jì)

2.4 有機(jī)質(zhì)成熟度

沉積巖中有機(jī)質(zhì)的豐度和類(lèi)型是生成油氣的物質(zhì)基礎(chǔ)，但是有機(jī)質(zhì)只有達(dá)到一定的熱演化程度才能開(kāi)始大量生烴。由于有機(jī)質(zhì)的熱演化系列反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的地質(zhì)、地球化學(xué)過(guò)程，且具有不可逆性，因此，目前用于反映有機(jī)質(zhì)熱演化成熟度的指標(biāo)參數(shù)均是各種地質(zhì)因素綜合作用的結(jié)果[7–9]。本次研究應(yīng)用鏡質(zhì)體反射率等方法分析張強(qiáng)凹陷南部地區(qū)沙海組有機(jī)質(zhì)的成熟度并進(jìn)行熱演化階段的劃分。鏡質(zhì)體反射率（o）目前被認(rèn)為是研究干酪根熱演化程度的最佳參數(shù)之一。本區(qū)沙海組干酪根的鏡質(zhì)體反射率o值較高（圖4），為0.62%～0.94%。隨著埋深的增加，鏡質(zhì)體反射率o值也呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。本區(qū)烴源巖的干酪根類(lèi)型為Ⅱ型和Ⅲ型，根據(jù)鏡質(zhì)體反射率確定的生油近似界限為0.45%～0.7%，生油高峰在0.85%～0.95%，說(shuō)明本區(qū)干酪根正處于生油高峰期。

圖4 強(qiáng)參1井烴源巖Ro與埋藏深度關(guān)系

根據(jù)強(qiáng)參1井生油巖有機(jī)質(zhì)熱演化剖面（圖5）分析，本區(qū)可溶有機(jī)質(zhì)中有機(jī)碳含量、氯仿瀝青“A”、氯仿瀝青“A”/有機(jī)碳、總烴/有機(jī)碳等參數(shù)隨深度的增加均呈增大的趨勢(shì)。強(qiáng)參1井在埋深小于1 380m時(shí)增加緩慢，在埋深為1 380m時(shí)數(shù)值有明顯的增加，到1800m達(dá)到最大值，然后隨深度的增加而回落。說(shuō)明隨埋深的增加有機(jī)質(zhì)豐度增大、熱變質(zhì)程度加深，在1380m進(jìn)入低成熟階段，在1 640m進(jìn)入成熟階段，在1 800m有機(jī)質(zhì)豐度最大時(shí)達(dá)到生油高峰，之后由于有機(jī)質(zhì)大量生成石油而使豐度降低。由此可判斷研究區(qū)南部地區(qū)有機(jī)質(zhì)的生油門(mén)限深度為1380m。

七家子洼陷干酪根生油潛量為0.50～38.62 mg/g、平均值13.15 mg/g，氫指數(shù)22～632 mg/g、平均值288 mg/g，具有較強(qiáng)的生油能力；同時(shí)孢粉顏色為深黃–桔黃，熱變指數(shù)為2.68～2.90。綜上表明，該區(qū)干酪根類(lèi)型以Ⅱ型為主，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型較好，熱變質(zhì)程度高，即使埋深較淺也已進(jìn)入低成熟–成熟階段。

圖5 強(qiáng)參1井生油巖有機(jī)質(zhì)熱演化綜合剖面

3 結(jié)論

（1）張強(qiáng)凹陷七家子洼陷主要生油層是沙海組，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型主要為以腐殖–腐泥型、腐泥–腐殖型為主，其次為腐殖型。

（2）沙海組Ⅰ油組烴源巖沉積時(shí)期水體處于淡水–微咸水環(huán)境，可達(dá)到較好–好生油巖標(biāo)準(zhǔn)；Ⅱ油組烴源巖沉積時(shí)期水體處于淡水環(huán)境，為較差–較好生油巖。

（3）七家子洼陷烴源巖有機(jī)質(zhì)的生油門(mén)限深度為1380 m，有機(jī)質(zhì)豐度高，干酪根類(lèi)型以Ⅱ2型和Ⅲ型為主，其次為Ⅱ1型；大多數(shù)樣品的成熟度處于低成熟–成熟階段，少數(shù)處于成熟–高成熟階段。因此七家子洼陷的烴源巖是有效烴源巖，具有較大的資源潛力。

[1] TISSOT B P．Petroleum formation and occurence:a new approach to oil and gas exploration[M]．Berlin：Springer 2 Verlag，1978：123–254.

[2] 趙全民，楊道慶，江繼剛，等．舞陽(yáng)、襄城凹陷下第三系鹽湖有機(jī)地球化學(xué)與沉積環(huán)境研究[J]．沉積學(xué)報(bào)，2003，21（2）：334–339

[3] 白振華，孫培元，孫寶才，等．準(zhǔn)噶爾盆地烏夏斷裂帶構(gòu)造特征及其油氣成藏意義[J]．石油地質(zhì)與工程，2011，25（3）：19–22．

[4] 黃第藩，李晉超．中國(guó)陸相油氣生成[M]．北京：石油工業(yè)出版社，1982：85–109.

[5] 何自新．鄂爾多斯盆地演化與油氣[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2003：110–349．

[6] 王安發(fā)，徐國(guó)盛，葉斌．石油及天然氣地質(zhì)學(xué)[M]．四川成都：成都理工大學(xué)出版社，2002：105–115.

[7] 張威，馬超，齊榮．柳楊堡氣田太２段致密砂巖儲(chǔ)層特征及分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)研究[J]．石油地質(zhì)與工程，2014，28（2）：42–45．

[8] 張武，徐發(fā)，徐國(guó)盛，等．西湖凹陷某構(gòu)造花港組致密巖儲(chǔ)層成巖作用與孔隙演化[J]．成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，39（2）：122–129.

[9] 劉媛萍，徐星安，尹詩(shī)琪，等．馬朗凹陷卡拉崗組地層水化學(xué)特征與油氣聚集關(guān)系[J]．新疆石油天然氣，2013，9（2）：1–6．

編輯：蒲洪果

1673–8217（2017）05–0037–04

TE112.113

A

2017–01–10

田涯，工程師，1986年生，2009年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）勘查技術(shù)與工程專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事石油勘探部署方面的研究工作。

中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司重大科技專(zhuān)項(xiàng)“遼河油田原油千萬(wàn)噸持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究——遼河灘海和外圍規(guī)模儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)及有利目標(biāo)優(yōu)選研究”（2012E–3002）。