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六盘山盘地作为胜利油田的新增区块,具有一定的勘探潜力,通过现有取样资料对六盘山白垩系烃源岩进行有机地球化学统计,划分出优质烃源岩。乃家河组和马东山组的优质烃源岩,主要由水生生物组成,在缺氧高盐度半深湖-较深湖环境下沉积形成,生烃潜力是普通烃源岩的7-9倍。对比研究表明,优质烃源岩主要分布在马东山组,是白垩系主力生烃层系。
六盘山盆地位于一个十分复杂的大地构造位置,其大地构造位置属华北板块的南部边缘,同时又是青藏高原的东北缘,其地质演化情况对于生烃能力具有重要的意义。近年来通过对六盘山盆地烃源岩特征分析以及结合前人的研究表明白垩系的乃家河组、马东山组和李洼峡组都具有大套的暗色泥岩,烃源岩具有较好的生烃潜力,但其白垩系烃源岩具有非常强的非均质性。虽然暗色泥岩厚度较大,但真正对油气成藏有贡献的只是其中的一部分。本次研究旨在对控制着油气藏分布与规模的优质烃源岩特征进行研究,为油气勘探提供依据。
一、优质烃源岩的选取
“优质烃源岩”就是指含有机质丰度高、类型好、对油气藏有较大贡献的烃源岩,它们的厚度往往不大,但却具有较高的生烃潜力和排烃强度。优质烃源岩的存在,在陆相盆地大油气田聚集成藏的过程中具有重要的烃类供给作用,也是“小而肥”等富油凹陷生烴的物质基础,其规模及分布范围控制着油气田的大小及分布[1]。
虽然在国外对优质烃源岩的研究已展开多年,但目前国内对优质烃源岩没有深入的认识,缺乏全国统一的优质烃源岩划分标准。此次参考东部断陷凹陷烃源岩研究工作[2],同时考虑露头样品受风化作用的影响,将有机质类型为Ⅰ~Ⅱ1型,有机碳含量大于2%作为优质烃源岩的评价标准。
通过对六盘山盆地白垩系220块岩心、露头及浅井烃源岩样品进行地化综合分析评价,其中TOC值大于1%的样品占49%,大于2%的样品占18%,有40块样品属于优质烃源岩,其中有4块样品的TOC值大于5%,属于有机质富集层。乃家河组、马东山组均存在有丰度较高的烃源岩,而李洼峡组没有TOC>2%的烃源岩。
二、优质烃源岩特征
1.岩性特征
白垩系优质烃源岩的岩性以碳酸盐含量不等的灰色—灰黑色泥岩、灰质泥岩、泥灰岩为主,还夹有少量黑色页岩。常见矿物X衍射分析表明,优质烃源岩中所含的矿物种类主要以粘土矿物、碳酸盐矿物为主,还有少量的黄铁矿颗粒。大量研究表明,粘土矿物和碳酸盐矿物在烃源岩的埋藏成岩过程中,与有机质之间存在复杂的相互作用,并对烃源岩的生、排烃过程有着重要影响。
2.沉积环境
岩石有机质丰度取决于它的沉积环境。白垩系优质烃源岩的Pr/Ph均是小于0.5,反映出这些高丰度的暗色泥岩都是在缺氧强还原环境下形成的。同时,优质烃源岩都具有较高伽马蜡烷含量,说明沉积时水体具有明显的分层现象。水体具有明显的分层结构和强还原环境都使沉积有机质得到了最大限度的保存(朱光友,2003)[3]。而白垩系烃源岩普通烃源岩具有高的Pr/Ph和较低的伽马蜡烷含量特征,说明其处于还原性和水体盐度较弱的沉积环境中。
3.有机质赋存状态
全岩镜检分析是反映有机质在烃源岩中原始形态和分布特征的最为直接的手段。通过全岩光片和透射光-荧光干酪根显微组分分析,六盘山白垩系优质烃源岩主要是以藻类体和水生生物藻类降解形成的无定形体为主,并伴有黄铁矿,陆源高等植物成分很少。分析表明优质烃源岩中的藻类具有较强的荧光,为亮黄-棕黄色,纹层结构明显,有机质呈平行或基本平行层理分布,进一步反映出优质烃源岩是在缺氧分层的静水沉积环境中形成。有机质层状富集是与湖盆水体分层密切相关。有机质沉积时期水体只有具备明显的分层现象,才可能减弱对湖泊深水区的扰动,底层水循环作用才可能处于完全停滞的封闭状态,形成缺氧环境(郑红菊等,2007)[4]。普通烃源岩的藻类和无定形性组分明显少于优质烃源岩,而镜质组和惰质组的含量明显增多,说明普通烃源岩沉积的环境稳定性较差,氧供应较为充分,有机质保存条件较差,使得有机质丰度较低。
4.生烃潜力
在以往的盆地烃源岩评价中,对烃源岩地球化学数据的分析多数是采用平均的方法来评价生烃潜力,而优质烃源岩各项与生烃潜力相关的参数都明显高于这些平均值,这就掩盖了同一层位内烃源岩的非均质性。对于马东山组烃源岩,优质烃源岩中的有机碳含量是普通烃源岩的3.66倍,降解率是普通烃源岩的2.06倍;乃家河组优质烃源岩有机碳含量是普通烃源岩的2.63倍,降解率是普通源岩的3.14倍。可以看出,白垩系优质烃源岩具有很高的生烃潜力,是普通烃源岩的7-9倍,其中马东山组烃源岩具有更好的生烃潜力。
三、结论
六盘山盆地白垩系优质烃源岩分布在乃家河组和马东山组,缺氧高盐度半深湖-较深湖沉积环境使得其有机质得到了最大限度的保存,其生烃潜力是普通烃源岩的7-9倍。对比表明,马东山组烃源岩生烃潜力要好于乃家河组,是白垩系主力生烃层系。
参考文献
[1]王永诗,金强,朱光有,等.济阳坳陷沙河街组有效烃源岩特征与评价[J],石油勘探与开发,2003,30(3):53-55.
[2]朱光有,金强.东营凹陷两套优质烃源岩层地质地球化学特征研究[J],沉积学报,2003,21(3),507-509.
[3]朱光有,金强.烃源岩的非均质性及其研究——以东营凹陷牛38井为例[J].石油学报,2002,23(5):34-39.
[4]郑红菊,董月霞,朱光有,等. 南堡凹陷优质烃源岩的新发现[J],石油勘探与开发,2008,34(4),385-388.
六盘山盆地位于一个十分复杂的大地构造位置,其大地构造位置属华北板块的南部边缘,同时又是青藏高原的东北缘,其地质演化情况对于生烃能力具有重要的意义。近年来通过对六盘山盆地烃源岩特征分析以及结合前人的研究表明白垩系的乃家河组、马东山组和李洼峡组都具有大套的暗色泥岩,烃源岩具有较好的生烃潜力,但其白垩系烃源岩具有非常强的非均质性。虽然暗色泥岩厚度较大,但真正对油气成藏有贡献的只是其中的一部分。本次研究旨在对控制着油气藏分布与规模的优质烃源岩特征进行研究,为油气勘探提供依据。
一、优质烃源岩的选取
“优质烃源岩”就是指含有机质丰度高、类型好、对油气藏有较大贡献的烃源岩,它们的厚度往往不大,但却具有较高的生烃潜力和排烃强度。优质烃源岩的存在,在陆相盆地大油气田聚集成藏的过程中具有重要的烃类供给作用,也是“小而肥”等富油凹陷生烴的物质基础,其规模及分布范围控制着油气田的大小及分布[1]。
虽然在国外对优质烃源岩的研究已展开多年,但目前国内对优质烃源岩没有深入的认识,缺乏全国统一的优质烃源岩划分标准。此次参考东部断陷凹陷烃源岩研究工作[2],同时考虑露头样品受风化作用的影响,将有机质类型为Ⅰ~Ⅱ1型,有机碳含量大于2%作为优质烃源岩的评价标准。
通过对六盘山盆地白垩系220块岩心、露头及浅井烃源岩样品进行地化综合分析评价,其中TOC值大于1%的样品占49%,大于2%的样品占18%,有40块样品属于优质烃源岩,其中有4块样品的TOC值大于5%,属于有机质富集层。乃家河组、马东山组均存在有丰度较高的烃源岩,而李洼峡组没有TOC>2%的烃源岩。
二、优质烃源岩特征
1.岩性特征
白垩系优质烃源岩的岩性以碳酸盐含量不等的灰色—灰黑色泥岩、灰质泥岩、泥灰岩为主,还夹有少量黑色页岩。常见矿物X衍射分析表明,优质烃源岩中所含的矿物种类主要以粘土矿物、碳酸盐矿物为主,还有少量的黄铁矿颗粒。大量研究表明,粘土矿物和碳酸盐矿物在烃源岩的埋藏成岩过程中,与有机质之间存在复杂的相互作用,并对烃源岩的生、排烃过程有着重要影响。
2.沉积环境
岩石有机质丰度取决于它的沉积环境。白垩系优质烃源岩的Pr/Ph均是小于0.5,反映出这些高丰度的暗色泥岩都是在缺氧强还原环境下形成的。同时,优质烃源岩都具有较高伽马蜡烷含量,说明沉积时水体具有明显的分层现象。水体具有明显的分层结构和强还原环境都使沉积有机质得到了最大限度的保存(朱光友,2003)[3]。而白垩系烃源岩普通烃源岩具有高的Pr/Ph和较低的伽马蜡烷含量特征,说明其处于还原性和水体盐度较弱的沉积环境中。
3.有机质赋存状态
全岩镜检分析是反映有机质在烃源岩中原始形态和分布特征的最为直接的手段。通过全岩光片和透射光-荧光干酪根显微组分分析,六盘山白垩系优质烃源岩主要是以藻类体和水生生物藻类降解形成的无定形体为主,并伴有黄铁矿,陆源高等植物成分很少。分析表明优质烃源岩中的藻类具有较强的荧光,为亮黄-棕黄色,纹层结构明显,有机质呈平行或基本平行层理分布,进一步反映出优质烃源岩是在缺氧分层的静水沉积环境中形成。有机质层状富集是与湖盆水体分层密切相关。有机质沉积时期水体只有具备明显的分层现象,才可能减弱对湖泊深水区的扰动,底层水循环作用才可能处于完全停滞的封闭状态,形成缺氧环境(郑红菊等,2007)[4]。普通烃源岩的藻类和无定形性组分明显少于优质烃源岩,而镜质组和惰质组的含量明显增多,说明普通烃源岩沉积的环境稳定性较差,氧供应较为充分,有机质保存条件较差,使得有机质丰度较低。
4.生烃潜力
在以往的盆地烃源岩评价中,对烃源岩地球化学数据的分析多数是采用平均的方法来评价生烃潜力,而优质烃源岩各项与生烃潜力相关的参数都明显高于这些平均值,这就掩盖了同一层位内烃源岩的非均质性。对于马东山组烃源岩,优质烃源岩中的有机碳含量是普通烃源岩的3.66倍,降解率是普通烃源岩的2.06倍;乃家河组优质烃源岩有机碳含量是普通烃源岩的2.63倍,降解率是普通源岩的3.14倍。可以看出,白垩系优质烃源岩具有很高的生烃潜力,是普通烃源岩的7-9倍,其中马东山组烃源岩具有更好的生烃潜力。
三、结论
六盘山盆地白垩系优质烃源岩分布在乃家河组和马东山组,缺氧高盐度半深湖-较深湖沉积环境使得其有机质得到了最大限度的保存,其生烃潜力是普通烃源岩的7-9倍。对比表明,马东山组烃源岩生烃潜力要好于乃家河组,是白垩系主力生烃层系。
参考文献
[1]王永诗,金强,朱光有,等.济阳坳陷沙河街组有效烃源岩特征与评价[J],石油勘探与开发,2003,30(3):53-55.
[2]朱光有,金强.东营凹陷两套优质烃源岩层地质地球化学特征研究[J],沉积学报,2003,21(3),507-509.
[3]朱光有,金强.烃源岩的非均质性及其研究——以东营凹陷牛38井为例[J].石油学报,2002,23(5):34-39.
[4]郑红菊,董月霞,朱光有,等. 南堡凹陷优质烃源岩的新发现[J],石油勘探与开发,2008,34(4),385-388.