伊通盆地岔路河斷陷雙陽(yáng)組烴源巖評(píng)價(jià)及分布特征

趙恩璋

(中國(guó)石油吉林油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院 吉林松原 138000)

1 區(qū)域地質(zhì)概況

伊通盆地南起梨樹(shù)，跨過(guò)伊通、雙陽(yáng)北至永吉等縣，呈北東45～55°方向狹長(zhǎng)展布，整個(gè)盆地貫穿吉林省中部，位于吉林和長(zhǎng)春兩地之間，構(gòu)造位置位于郯廬斷裂帶北段西半支佳木斯—伊通斷裂帶內(nèi)。伊通盆地受郯廬斷裂帶西半支運(yùn)動(dòng)影響，在全球構(gòu)造上屬于東北亞走滑斷裂體系的最西支，是佳（木斯）－伊（通）地塹南段一個(gè)主體在海西期褶皺基底上發(fā)育起來(lái)的古近紀(jì)含油氣走滑－伸展盆地。岔路河斷陷為盆地內(nèi)一個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，位于伊通地塹的北部，從南到北分別為梁家構(gòu)造帶、新安堡凹陷、萬(wàn)昌構(gòu)造帶、波太凹陷、搜登站構(gòu)造帶和孤店斜坡（圖1），斷陷內(nèi)含新安堡和波泥河-太平（波太）兩個(gè)主要生烴凹陷。雙陽(yáng)組在岔路河斷陷全區(qū)分布，厚度變化較大，鉆井揭露厚度為500-600m，巖性為黑、灰黑色泥、粉砂巖、細(xì)砂-砂礫巖互層，底部為砂礫巖，縱向上分為雙一段、雙二段、雙三段三個(gè)巖性段，與下伏前第三系呈不整合接觸。

圖1 伊通盆地岔路河斷陷構(gòu)造圖

2 烴源巖特征及評(píng)價(jià)

2.1 有機(jī)質(zhì)豐度

有機(jī)質(zhì)豐度是衡量烴源巖生烴物質(zhì)基礎(chǔ)的重要指標(biāo)，一般主要用有機(jī)碳含量、氯仿瀝青“A”、總烴和熱解生烴潛力四個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

岔路河斷陷雙陽(yáng)組烴源巖的TOC含量在0.6%～1%之間的樣品占37.4%，>1.0%的樣品占39.6%，TOC總體達(dá)到中等-好級(jí)別；氯仿瀝青“A”含量在0.01%～0.05%之間的樣品占32.3%，含量在0.05%～0.1%之間的烴源巖樣品占39.8%，>0.1%的樣品占25.5%；生烴潛量（S1+S2）在0.5～2.0mg/g的樣品占60.7%，2.0～6.0mg/g的烴源巖樣品占13%，>6.0 mg/g的烴源巖樣品占約10%。研究區(qū)主要發(fā)育湖泊沉積體系，采用我國(guó)目前較為通用的陸相烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為中等—好的烴源巖。

2.2 有機(jī)質(zhì)類(lèi)型

由于不同來(lái)源、組成的有機(jī)質(zhì)成烴潛力有很大差別，因此，要客觀認(rèn)識(shí)烴源巖的成烴能力和性質(zhì)，僅僅評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)的豐度是不夠的，還必須對(duì)有機(jī)質(zhì)的類(lèi)型進(jìn)行評(píng)價(jià)，它不僅反應(yīng)了有機(jī)質(zhì)的產(chǎn)烴能力，還決定了有機(jī)質(zhì)的產(chǎn)物是以油為主還是以氣為主。對(duì)于烴源巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型的劃分，常用的方法包括巖石熱解法、干酪根顯微組分分析法、干酪根元素法及干酪根碳同位素法。

2.2.1 巖石熱解法判斷有機(jī)質(zhì)類(lèi)型

采用巖石熱解方法可以快速經(jīng)濟(jì)地直接利用少量巖石（也可以對(duì)于干酪根進(jìn)行）獲得許多參數(shù)，其中不少包含有烴源巖中有機(jī)質(zhì)類(lèi)型的信息。對(duì)于成熟度低的烴源巖而言，氫指數(shù)（IH）能較好地反映有機(jī)質(zhì)生烴能力的高低，母質(zhì)類(lèi)型指數(shù)也可以反映有機(jī)質(zhì)氫、氧的相對(duì)富集程度，因而可以成為良好的判識(shí)有機(jī)質(zhì)類(lèi)型的指標(biāo)[7]。近年來(lái)由于儀器的改進(jìn)，一般采用IH—Tmax圖來(lái)劃分有機(jī)質(zhì)類(lèi)型。

巖石熱解分析結(jié)果表明，岔路河斷陷雙陽(yáng)組有機(jī)質(zhì)類(lèi)型主要以Ⅱ型干酪根為主，少量Ⅲ型干酪根，其中雙一段最好，為Ⅱ2型干酪根；雙一段主要為Ⅱ1型干酪根；雙三段主要為Ⅱ1、Ⅱ2型干酪根（圖2）。

圖2 岔路河斷陷新安堡凹陷雙陽(yáng)組IH—Tmax圖

圖2 岔路河斷陷新安堡凹陷雙陽(yáng)組IH—Tmax圖

2.2.2 利用干酪根顯微組分判斷有機(jī)質(zhì)類(lèi)型

干酪根鏡檢通常被認(rèn)為是劃分有機(jī)質(zhì)類(lèi)型比較可靠的方法。從顯微鏡下看，干酪根主要由兩部分組成：一部分為具有一定的形態(tài)和結(jié)構(gòu)特征的、能識(shí)別出其原始組分和來(lái)源的有機(jī)碎屑，這些只占干酪根的一小部分；另一部分為多孔狀、非晶質(zhì)、無(wú)結(jié)構(gòu)、無(wú)定形的基質(zhì)。利用干酪根顯微檢測(cè)技術(shù)，可以直接觀察干酪根的有機(jī)顯微組成，了解其生物來(lái)源，從而判定其干酪根類(lèi)型。

TI是將干酪根顯微組分各組分含量通過(guò)數(shù)值化來(lái)反應(yīng)干酪根類(lèi)型的一種參數(shù)，其表達(dá)式如下：

其中a、b、c、d分別為腐泥組、殼質(zhì)組、鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組百分含量（表1）。

表1 四分法TI值界限（據(jù)SY/T 5735-1995）

伊通盆地岔路河斷陷雙陽(yáng)組有效烴源巖主要分布在新安堡和波太兩個(gè)凹陷，通過(guò)對(duì)新安堡凹陷27塊樣品、波太凹陷29塊樣品進(jìn)行干酪根顯微組分檢測(cè)，分析認(rèn)為岔路河新安堡凹陷雙陽(yáng)組有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以Ⅱ～Ⅲ型干酪根為主，少部分Ⅰ型干酪根，其中雙一段最好，Ⅱ～Ⅰ型干酪根比例達(dá)到50%；岔路河波太凹陷雙陽(yáng)組有機(jī)質(zhì)類(lèi)型是以Ⅱ2-Ⅲ型干酪根為主，比新安堡凹陷的有機(jī)質(zhì)類(lèi)型更具優(yōu)勢(shì)。

2.3 有機(jī)質(zhì)成熟度

有機(jī)質(zhì)沉積后需在時(shí)間和溫度的作用下經(jīng)過(guò)一系列變化才能生成油氣，衡量這種變化程度的參數(shù)即為有機(jī)質(zhì)的成熟度。評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)成熟度的指標(biāo)較多，如反映生烴母質(zhì)干酪根演變特征的元素組成的變化、官能團(tuán)構(gòu)成的變化、自由基含量的變化、顏色及熒光性的變化、熱失重的變化、碳同位素組成的變化、鏡質(zhì)體反射率的變化以及反映熱解產(chǎn)物演化的可溶有機(jī)質(zhì)的含量及組成、烴類(lèi)的含量及組成、生物標(biāo)記化合物異構(gòu)化參數(shù)、奇偶優(yōu)勢(shì)參數(shù)等。

由于鏡質(zhì)體反射率隨熱演化程度的升高而穩(wěn)定增大，并具有相對(duì)廣泛、穩(wěn)定的可比性，使Ro成為目前應(yīng)用最為廣泛、最為權(quán)威的成熟度指標(biāo)。

選取了位于新安堡凹陷的昌14井、昌35井、昌37井和昌40井，通過(guò)測(cè)得每口井選取樣品的鏡質(zhì)體反射率值及深度數(shù)據(jù)，繪制了新安堡凹陷Ro頻率分布直方圖及Ro隨深度變化曲線，反應(yīng)了新安堡凹陷深層鏡質(zhì)組反射率與深度關(guān)系及不同成熟階段樣品個(gè)數(shù)的概率分布。從左側(cè)的折線圖中可以看出（圖3），根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)擬合出一條曲線，大部分?jǐn)?shù)據(jù)符合隨深度加大、Ro值逐漸增加的趨勢(shì)，在地層埋深達(dá)到2000m左右時(shí)開(kāi)始生烴。新安堡凹陷在2700m左右進(jìn)入成熟階段，成熟重質(zhì)油大量生成。從右側(cè)Ro頻率分布圖中可看成，雙陽(yáng)組地層中有機(jī)質(zhì)的演化程度很高，大部分進(jìn)入成熟程度，有相當(dāng)一部分達(dá)到高熟。其中雙陽(yáng)組的雙一段、雙二段都達(dá)到了成熟，且雙一段高成熟有機(jī)質(zhì)比例達(dá)到70%，雙二段處于成熟-高熟階段，雙三段主要處于成熟階段。

圖3 新安堡凹陷雙陽(yáng)組Ro與深度關(guān)系及Ro頻率分布圖

在波太凹陷選取了昌3井、昌7井、昌8井和昌47井等8口典型井，通過(guò)測(cè)得每口井選取樣品的鏡質(zhì)體反射率值及深度數(shù)據(jù)，繪制了波太凹陷Ro頻率分布直方圖及Ro隨深度變化曲線。從波太凹陷Ro與深度關(guān)系圖中反應(yīng)出波太凹陷生烴門(mén)限約1300m，在2300m左右進(jìn)入成熟階段，成熟重質(zhì)油大量生成（圖4）。從右側(cè)Ro頻率分布圖中可看出波太凹陷雙陽(yáng)組有機(jī)質(zhì)分布在低熟—成熟階段，其中雙一段有機(jī)質(zhì)基本上剛剛進(jìn)入成熟階段，雙二段地層中有機(jī)質(zhì)演化程度最高，90%有機(jī)質(zhì)進(jìn)入成熟階段，雙三段主要處于成熟階段、部分處于高成熟階段。

圖4 波太凹陷雙陽(yáng)組Ro與深度關(guān)系及Ro頻率分布圖

3 雙陽(yáng)組烴源巖分布

通過(guò)對(duì)岔路河斷陷46口探井的雙陽(yáng)組暗色泥巖進(jìn)行了系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)工作，結(jié)合岔路河斷陷暗色泥巖厚度/地層厚度、泥巖厚度/地層厚度與沉積相的關(guān)系，再依照構(gòu)造圖繪制出岔路河斷陷始新世雙一段、雙二段、雙三段暗色泥巖平面分布圖。從平面上看，岔路河斷陷雙一段、雙二段、雙三段地層中暗色泥巖都較發(fā)育，全區(qū)分布，厚度大都在50m以上。新安堡凹陷暗色泥巖平均厚度大于波太凹陷，其中新安堡凹陷中心暗色泥巖厚度超過(guò)300m，而波太凹陷暗色泥巖厚度一般不超過(guò)100m。

比較暗色泥巖在雙一段、雙二段、雙三段的分布圖可以看出，各層段暗色泥巖在各區(qū)的厚度橫向上變化較大，雙一段最大暗泥厚度主要分布在波太凹陷，大部分都在100m以上，最大為250m，在凹陷西南和東北處，新安堡凹陷及梁家構(gòu)造帶暗泥厚度最大也達(dá)到200m；雙二段最大暗泥厚度分布在新安堡凹陷西北緣附近，為150m，在波太凹陷最大值為100m；雙三段在新安堡凹陷和波太凹陷各有一處高值區(qū)，達(dá)到150m，均位于凹陷中心附近。從這里可以看出，雙一段時(shí)期是整個(gè)斷陷的沉降中心，暗泥厚度較大，到雙二段時(shí)期，沉降中心北移，而且偏向斷陷西北緣帶；到雙三段南北沉積速度相當(dāng)。

4 結(jié)論

岔路河斷陷雙陽(yáng)組有效烴源巖主要分布在新安堡和波太兩個(gè)凹陷。暗色泥巖在雙陽(yáng)組各層段均有發(fā)育，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型分析結(jié)果顯示，波太比新安堡類(lèi)型更具優(yōu)勢(shì)，波太凹陷以Ⅱ2-Ⅲ型干酪根為主。新安堡以Ⅲ型干酪根為主，新安堡凹陷的生烴門(mén)限約2000m，波太凹陷生烴門(mén)限約1300m。新安堡凹陷雙一、雙二段烴源巖處于成熟—高成熟階段，雙三段烴源巖為成熟階段；波太凹陷雙一段有機(jī)質(zhì)處于成熟階段，雙二、雙三段主要處于成熟—高成熟階段。雙一段時(shí)期是整個(gè)斷陷的沉降中心，暗泥厚度較大，到雙二段時(shí)期，沉降中心北移，而且偏向斷陷西北緣帶，到雙三段時(shí)期南北沉積速度相當(dāng)?；诎的嗪穸?、成熟度、溫度、壓力等方面的分析對(duì)岔路河斷陷西北緣凝析油分布進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果顯示雙陽(yáng)組有利于形成原生型凝析油氣藏，因此對(duì)岔路河斷陷雙陽(yáng)組烴源巖進(jìn)行評(píng)價(jià)對(duì)本區(qū)的油氣勘探有非常重要的指導(dǎo)意義。

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