內(nèi)蒙古銀額盆地查干凹陷烴源巖地球化學特征

肖文杰，黃光輝

(油氣地球化學與環(huán)境湖北省重點實驗室(長江大學資源與環(huán)境學院)，湖北 武漢 430100)

查干凹陷是銀額盆地中生代沉積厚度最大的凹陷，資源勘探面積約2 000 km2[1]。前期學者們對該區(qū)域構(gòu)造、沉積、成巖及成藏等做了大量的研究[2，5]。隨著勘探進一步深入，需要對查干凹陷烴源巖相關(guān)地球化學深入研究。查干凹陷的烴源巖主要發(fā)育在巴音戈壁組(K1b)、蘇紅圖組(K1s)，烴源巖累計厚度達到1 200 m[6，7]。筆者將在前人研究成果基礎(chǔ)上，從烴源巖的有機質(zhì)豐度、類型、成熟度，對查干凹陷的3套烴源巖進行地球化學特征綜合分析，以期對銀額盆地查干凹陷的油氣勘探提供理論依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

查干凹陷位于銀根—額濟納旗盆地(簡稱“銀額盆地”)東部，呈出箕狀，西以圖拉格斷層為界、北以虎勒斷層邊界(見圖1)。查干凹陷主體是在晚古生代褶皺基底上發(fā)育起來的內(nèi)陸斷陷盆地，由于受到了海西運動的影響，凹陷內(nèi)部僅發(fā)育了兩個地層：白堊系和新生代地層[8]。沉積地層自下而上分別為：下白堊統(tǒng)巴音戈壁組、蘇紅圖組、銀根組，上白堊統(tǒng)烏蘭蘇海組及新生界的古近紀地層、新近紀地層和第四紀地層[9-11]。

圖1 查干凹陷構(gòu)造單元劃分

2 結(jié)果與討論

2.1 有機質(zhì)豐度

有機質(zhì)豐度是用來表征烴源巖中有機質(zhì)富集程度的參數(shù)[12]。根據(jù)中國陸相生油巖有機質(zhì)豐度的評價標準(SY/T5735—1995)，由表1可以看出，研究區(qū)域的TOC豐度中等(平均值為0.80%)，生烴潛力(S1+S2)的表征相對較低(1.17mg/g)，氯仿瀝青“A”的含量適中(平均值為0.64‰)，反映了該地區(qū)有機質(zhì)豐度總體較低。巴一段和巴二段TOC和氯仿瀝青“A”的含量適中，蘇一段的TOC以及氯仿瀝青“A”的含量較少。此外，3個層位的生烴潛力(S1+S2)的表征均較低，蘇一段相對較差(0.55mg/g)。其中，巴一段75%的烴源巖達到了優(yōu)質(zhì)的標準，12.5%為好的烴源巖；巴二段76%的烴源巖達到了優(yōu)質(zhì)的標準，16%為好的烴源巖；蘇一段28.6%的烴源巖達到了優(yōu)質(zhì)的標準。

表1 查干凹陷有機質(zhì)豐度參數(shù)

表2 查干凹陷烴源巖有機質(zhì)類型劃分統(tǒng)計

2.2 有機質(zhì)類型

利用干酪根的顯微組分可以研究烴源巖有機質(zhì)類型，不同類型的有機質(zhì)生油、生氣的潛力差異較大。根據(jù)石油工業(yè)部(1995年)頒布的行業(yè)標準(SY/T 5125 1995)，該地區(qū)干酪根類型指數(shù)除了少數(shù)樣品以外，大部分樣品的TI值<40，且20%樣品的TI值<0，平均值為14.36，因此該地區(qū)干酪根主要為Ⅱ2型和Ⅲ型干酪根。由表2可以看出，巴一段的干酪根主要為Ⅱ2型和Ⅲ型，巴二段的干酪根主要為Ⅱ1型、Ⅱ2型和Ⅲ型，蘇一段的主要為III型。

2.3 有機質(zhì)成熟度

有機成熟度是衡量有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為石油和天然氣的程度的指標[13]。通常用鏡質(zhì)體反射率(Ro)來反映熱成熟度。在Ro與埋深的關(guān)系圖中可以看出，隨著深度的不斷增加，Ro也逐漸增大。圖2顯示出所有樣品均達到生油門限，且絕大部分樣品達到了生油高峰(Ro為1.0%)，當深度>3.3 km時，Ro>1.3，表明該地區(qū)烴源巖的熱演化程度較高。其中，巴一段的Ro為1.27%～1.49%(均值1.40%)，處于過成熟階段；巴二段的Ro為0.91%～2.06%(均值1.41%)，均處于成熟和過成熟階段；蘇一段的Ro為1%～1.11%(均值1.04%)，處于成熟階段。

圖2 查干凹陷烴源巖Ro與埋深關(guān)系

圖3 查干凹陷烴源巖C2920S/(20S+20R)與C29ββ/(αα+ββ)關(guān)系

規(guī)則甾烷中C29甾烷ββ/(αα+ββ)和C29αα甾烷20S/(20S+20R)常用作成熟度參數(shù)。一般而言，隨著成熟度的增加，生物構(gòu)型的ααα甾烷(簡稱αα甾烷)(20R)會向αββ構(gòu)型(簡稱ββ構(gòu)型)轉(zhuǎn)變，同時熱穩(wěn)定性差的生物構(gòu)型20R將向20S轉(zhuǎn)變，并在Ro約0.9%左右達到平衡終點值。其中C29甾烷20S/(20S+20R)的平衡值在0.55左右、C29ββ/(αα+ββ)的平衡值在0.7左右。黃第藩根據(jù)大量實際資料的研究，提出了一套應(yīng)用于甾烷異構(gòu)化參數(shù)評價成熟度的標準：未成熟階段：C29甾烷20S/(20S+20R)的值介于0.25～0.40，C29甾烷ββ/(αα+ββ)的值介于0.2～0.4；成熟階段：C29αα20S/(20S+20R) ≥0.42、C29甾烷ββ/(αα+ββ)≥0.409[14]。借此標準，研究區(qū)的C2920S/(20S+20R)比值分布在0.27～0.60之間(平均0.47)，C29ββ/(αα+ββ)比值分布在0.33～0.55之間(平均0.43)。查干凹陷烴源巖C29規(guī)則甾烷的分布特征如圖3所示，該地區(qū)的樣品整體上達到高熱演化階段，處于成熟和過成熟階段，與鏡質(zhì)體反射率Ro顯示結(jié)果一致。研究區(qū)巴一段、巴二段和蘇一段的C2920S/(20S+20R)的平均值均>0.4，除蘇一段的C29ββ/(αα+ββ)平均值為0.39，其余兩個層位的平均值均>0.4，表明了巴一段和巴二段樣品的成熟度較高，蘇一段樣品次之?？傮w上，查干凹陷烴源巖C29αα20S/(20S+20R)和ββ/(αα+ββ)具有一定的正相關(guān)性，說有兩者具有較好的協(xié)同變化性，可有效反映烴源巖成熟度差異。

3 結(jié)束語

巴二段是查干凹陷烴源巖發(fā)育較好的層段，有機質(zhì)豐度較高，76%的烴源巖達到了優(yōu)質(zhì)的標準，巴一段烴源巖次之，而蘇一段相對較低。巴一段和巴二段類型以Ⅱ2型和III型為主，蘇一段以Ⅲ型為主。該地區(qū)烴源巖熱演化程度較高，大部分樣品處于成熟階段和過成熟階段。