奈曼凹陷奈1井九佛堂組烴源巖特征與勘探潛力

劉海艷，李德華，王一鳴，錢麗欣，王智勇

(中國石油遼河油田分公司 勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦 124010)

1 石油地質(zhì)概況

奈曼油田位于內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市奈曼旗境內(nèi)，構(gòu)造上位于開魯盆地西南側(cè)，是一個以海西期褶皺為基底的中生代凹陷[1-2]，其形成主要受紅山—八里罕和西拉木倫河斷裂控制，西北與張三園子—新廟以及陸家堡凹陷相望，東與八仙筒凹陷為鄰，整體呈NNE向，面積約800 km2，呈狹長帶狀分布，自西向東劃分為西部陡坡帶、中央洼陷帶、東部斜坡帶三個二級構(gòu)造帶(見圖1)。奈曼凹陷地層自下而上依次為：前中生界基底，中生界下三疊統(tǒng)哈達陶勒蓋組，中侏羅統(tǒng)海房溝組，下白堊統(tǒng)義縣組、九佛堂組、沙海組、阜新組，上白堊統(tǒng)，新生界。奈1井位于奈曼凹陷中央洼陷帶的北部，2005年完鉆，在九佛堂組獲得工業(yè)油氣流[3-6]，并在奈1塊上報規(guī)模儲量，勘探效果較好。為了明確奈1井九佛堂組烴源巖的基本特征，筆者對其九佛堂組烴源巖的有機質(zhì)豐度、有機質(zhì)類型和演化程度進行詳細分析，確定了奈1井九佛堂組生烴能力，認為奈1塊生儲蓋配置良好，展示了奈曼凹陷北部具有較大勘探潛力，為下步勘探目標選擇提供了指導建議。

2 九佛堂組烴源巖特征

2.1 九佛堂組下段、上段烴源巖分布

奈1井主要發(fā)育兩套烴源巖，即九佛堂組下段和上段烴源巖。九佛堂組下段(簡稱“九下段”)烴源巖為盆地早期發(fā)育的產(chǎn)物，沉積時期處于凹陷演化的快速斷陷期，湖盆底部凹凸不平，暗色泥巖受沉積中心控制，主要分布在凹陷中央偏北部。完鉆井揭示，九下段泥巖累計厚度為100～650 m。九下段自下而上分為Ⅰ期、Ⅱ期，Ⅰ期泥巖厚度為50～350 m，Ⅱ期泥巖厚度為50～300 m，泥巖以深灰白色、灰色、深灰色凝灰質(zhì)泥巖、灰色、深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，夾白云質(zhì)泥巖、灰質(zhì)泥巖、含灰泥巖、灰褐色油頁巖、灰色碳質(zhì)泥巖等，九下段暗色泥巖的顯著特點是單層沉積厚度薄，凝灰質(zhì)含量高，與淺灰色凝灰質(zhì)粉、細砂巖呈互層出現(xiàn)，泥巖單層厚度一般為2～5 m，最厚為15 m左右。

九佛堂組上段(簡稱“九上段”)處于湖盆擴大生長發(fā)育階段，完鉆井揭示，累計泥巖厚度在100～400 m。泥巖巖性主要為灰色、深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、含灰粉砂質(zhì)泥巖、深灰白色凝灰質(zhì)泥巖等，局部含有灰褐色油頁巖、灰黑色碳質(zhì)泥巖等。九上段暗色泥巖的顯著特點是顏色以灰綠色為主，質(zhì)不純，多為粉砂質(zhì)泥巖，與砂礫巖、粉砂巖互層出現(xiàn)，最小厚度為1 m，最大厚度13 m左右。

2.2 奈1井有機質(zhì)豐度

有機質(zhì)豐度代表巖石中有機質(zhì)的相對含量，可以定量地衡量和評價巖石的生烴潛力。奈1井九下段烴源巖有機碳含量平均為1.57%，氯仿瀝青“A”平均為0.276 5%，生烴潛量平均為6.00 mg/g，總烴平均為1 814.76 mg/kg(見表1)。根據(jù)我國陸相烴源巖有機質(zhì)豐度評價標準，九下段烴源巖已經(jīng)達到好烴源巖的標準。

奈1井九上段烴源巖有機碳含量平均為1.16%，氯仿瀝青“A”平均為0.006 4%，生烴潛量平均為2.83 mg/g，總烴平均為22.66 mg/kg(見表1)。其中，氯仿瀝青“A”和總烴含量較低。根據(jù)我國陸相烴源巖有機質(zhì)豐度評價標準，九上段烴源巖為一般～較好烴源巖。

表1 奈1井九佛堂組烴源巖有機質(zhì)豐度參數(shù)表

2.3 奈1井有機質(zhì)類型

根據(jù)干酪根顯微組分鑒定方法，對奈1井13個九佛堂組烴源巖樣品有機顯微組分的組成進行分析，結(jié)果見表2，其中，九下段腐泥組含量高，分布在85.3%～91.0%，平均值為88.6%，殼質(zhì)組含量極少，鏡質(zhì)組含量在8.7%～14.7%，平均值為10.9%，惰質(zhì)組含量較少；九上段腐泥組含量分布在44.0%～62.7%，平均值為51.8%，較九下段含量少，殼質(zhì)組含量極少，鏡質(zhì)組含量在34.0%～53.0%，平均值為44.5%，惰質(zhì)組含量極少。腐泥組又叫類脂組，主要來自藻類，由類脂體組成，具有較高的生烴能力。奈1井九佛堂組烴源巖干酪根中，腐泥組含量高，且以無定形體為主。

表2 奈1井九佛堂組烴源巖干酪根鏡鑒組分統(tǒng)計表

通過干酪根鏡下TI值法分類標準判定，奈1井九佛堂組烴源巖干酪根類型主要為Ⅰ型和Ⅱ型，類型較好。其中，九下段主要為Ⅰ型和Ⅱ1型，九上段多為Ⅱ2型。

2.4 奈1井有機質(zhì)熱演化程度

通過對奈1井18個樣品點進行鏡質(zhì)體反射率(Ro)測定，分析認為，奈1井烴源巖在1 000 m左右(相當于沙海組中下部)，Ro值為0.5%左右，進入低成熟演化階段；當深度大于1 480 m時(相當于九佛堂組頂界)，烴源巖Ro值基本大于0.7%，說明九佛堂組烴源巖已經(jīng)完全進入了成熟演化階段(見圖2)。

2.5 生物標志物化合物中甾烷、萜烷演化特征

生物標志化合物中甾烷、萜烷為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，具有穩(wěn)定的碳骨架結(jié)構(gòu)，能夠反映原始生油母質(zhì)中先驅(qū)化合物的基本面貌，可以作為可靠的生物標志化合物。隨著成熟度的增加，甾、萜烷中的原始構(gòu)型會向成熟型轉(zhuǎn)化，即低穩(wěn)定的構(gòu)型(aa型、R型)逐漸向熱力學較穩(wěn)定的立體構(gòu)型(ββ、20S、22S)轉(zhuǎn)化，穩(wěn)定構(gòu)型與低穩(wěn)定構(gòu)型的比值隨有機質(zhì)熱演化程度增加呈一定規(guī)律的變化，因此甾、萜烷異構(gòu)化參數(shù)的變化可以作為有機質(zhì)成熟度標尺[7]。從奈1井的烴源巖甾、萜烷演化剖面看(見圖3)，甾烷aaaC29中均有較高含量的S型異構(gòu)成分，所有樣品的aaaC2920S/(20S+20R)的值均大于0.1，主要分布在0.103～0.504，平均值為0.28；甾烷C29ββ/(ββ+aa)的值基本大于0.2，主要分布在0.193～0.415，平均值為0.266。而且，樣品中未檢測到藿烯、ββ型藿烷。尤其在九下段，個別樣品的aaaC2920S/(20S+20R)的值大于0.4，甚至達到0.504，說明達到成熟演化階段。在所有的樣品中，均可以見到甾烷熱降解產(chǎn)物——孕甾烷系列化合物。

另一方面，樣品中藿烷異構(gòu)體比值的變化也可以對成熟度的劃分起到很好的指導作用。奈1井樣品的aβC3122S/(22S+22R)值大多在0.3以上，主要分布在0.279～0.617，平均值為0.502。從沙海組底部開始已經(jīng)達到0.55以上，最高值已經(jīng)達到0.617，所以，將奈1井沙海組底界深度1 480 m劃定為成熟門限的深度?？偟恼f來，根據(jù)甾烷、萜烷生物標志化合物來判斷，奈1井從沙海組中下部1 000 m左右開始，有機質(zhì)進入了低成熟演化階段；到1 480 m時，進入九佛堂組，達到成熟演化階段。

3 奈曼北部勘探潛力

奈1塊及其北部九下段儲層巖性以凝灰質(zhì)細砂巖、凝灰質(zhì)粉砂巖、含礫砂巖等為主，巖性偏細，位于扇三角洲前緣相帶，碎屑顆粒磨圓一般，為次棱～次圓，點、線接觸為主，膠結(jié)類型為孔隙型?？紫额愋蜑樵鷼堄嗔ｉg孔、粒間和粒內(nèi)溶蝕孔等。碎屑成分以中酸性火山巖巖屑為主，含量一般在70%以上，含有泥質(zhì)等雜基和碳酸鹽巖膠結(jié)物，非穩(wěn)定組份含量極高，造成孔隙不連通，滲透性較差，儲層物性一般，反映了快速水流近距離搬運的特點[8-11]。

由于研究區(qū)九佛堂組基本處在生油窗部位，有機質(zhì)成熟度高，形成的有機酸溶解作用增強，為次生孔隙的形成創(chuàng)造了良好條件，在一定程度上改善了儲層物性。九上段沉積較穩(wěn)定，區(qū)域上沉積了一套相對穩(wěn)定的泥巖，可以作為良好的蓋層。所以，研究區(qū)具有良好的生儲蓋配置關(guān)系，可圍繞奈1塊周邊進行勘探，尤其是向北部進行勘探，尋找有利區(qū)帶。

4 結(jié)論

1)奈曼凹陷奈1井九佛堂組烴源巖發(fā)育，九下段泥巖厚度100～650 m，有機碳含量平均為1.57%，氯仿瀝青“A”平均為0.276 5%，生烴潛量平均為6.00 mg/g，總烴平均為1 814.76 mg/kg，達到好烴源巖標準。

2)九上段泥巖厚度100～400 m，有機碳含量平均為1.16%，氯仿瀝青“A”平均為0.006 4%，生烴潛量平均為2.83 mg/g，總烴平均為22.66 mg/kg，氯仿瀝青“A”和總烴含量較低，且由于泥巖顏色以灰綠色為主，質(zhì)不純，只能作為一般～較好烴源巖。

3)根據(jù)干酪根顯微組分鑒定，九下段干酪根類型主要為Ⅰ型和Ⅱ1型，九上段多為Ⅱ2型。

4)從演化程度來看，奈1井從沙海組中下部1 000 m左右開始，有機質(zhì)進入了低成熟演化階段，到九佛堂組，進入成熟演化階段。

5)九佛堂組烴源巖為奈曼凹陷北部提供了充足的油源，可以向奈1塊及其北部進行勘探，尋找有利區(qū)帶。