李樂忠 蘇 展 唐 穎 蔣時馨

(中海石油氣電集團技術(shù)研發(fā)中心, 北京 100007)

澳大利亞Toolebuc組頁巖為一套白堊紀海相沉積環(huán)境下形成的富有機質(zhì)頁巖，分布于澳大利亞Eromanga盆地，分布范圍廣，本次研究區(qū)域位于澳大利亞昆士蘭州中部，Eromanga盆地東北緣(圖1)。研究區(qū)域內(nèi)頁巖發(fā)育穩(wěn)定、構(gòu)造平緩，埋深自東北向西南逐漸加大。該地區(qū)目前勘探程度較低，鉆探結(jié)果表明該地區(qū)有一定的頁巖油氣勘探潛力，但還未獲得較大的突破。

1 頁巖的地質(zhì)特征

1.1 頁巖構(gòu)造特征

Toolebuc組頁巖頂面構(gòu)造圖如圖2所示。Toolebuc頁巖埋藏深度由東至西、由北向南逐漸增加，研究范圍內(nèi)埋深最大為1 000 m，Toolebuc組斷裂多為NE-SW向或南北向展布。Toolebuc組構(gòu)造整體較為平緩，斷裂斷距較小，對沉積的控制作用不明顯。

圖2 Toolebuc組頁巖頂面構(gòu)造圖

1.2 頁巖厚度

頁巖厚度由東北至西南逐漸增加，東部有頁巖出露地表，富含有機質(zhì)頁巖的厚度范圍為0～40 m，頁巖厚度等值線圖如圖3所示。

2 干酪根類型

按照巖心實驗分析結(jié)果，從氫指數(shù)(HI)及氧指數(shù)(OI)交匯情況可以看出[1-2]，Toolebuc頁巖干酪根類型以Ⅰ型為主，其次為Ⅱ型，如圖4所示。同時，應(yīng)用生烴動力學(xué)原理，通過熱模擬實驗分析頁巖中干酪根初次裂解產(chǎn)物組分可以看出，熱模擬生成的烴類主要為C7～C25的液態(tài)烴，反映為傾油性干酪根。

圖3 頁巖厚度等值線圖

圖4 Toolebuc頁巖干酪根類型

3 有機質(zhì)豐度

根據(jù)頁巖巖心實驗分析結(jié)果，采用測井方法計算整個頁巖層段有機質(zhì)含量(TOC)，計算結(jié)果如圖5所示?？梢钥闯觯琓oolebuc頁巖層段有機質(zhì)含量為2%～16%，平均為5%，有機質(zhì)豐度較高。

4 頁巖成熟度

實驗室Toolebuc頁巖鑒定結(jié)果顯示，Ro為0.43～0.62，未進入生烴門限，而現(xiàn)場鉆探過程中有明顯的油氣顯示，表明Toolebuc頁巖已經(jīng)進入生烴階段。經(jīng)過分析得出，由于Toolebuc海相頁巖沉積缺少高等植物，顯微組分中鏡質(zhì)體含量比較低，在顯微鏡下檢測Ro可靠性不高[3-9]，傳統(tǒng)的鏡下方法測得的鏡質(zhì)體反射率不能反映該區(qū)域Toolebuc頁巖的真實成熟度(表1)。

圖5 Toolebuc頁巖單井有機質(zhì)含量柱狀圖

井號鏡質(zhì)組質(zhì)量百分數(shù)∕%測定點數(shù)實測鏡質(zhì)體反射率平均氫指數(shù)井A0.2～2.621～420.43～0.53662井B 0～1.020～460.45～0.53654井C 0.6～2.113～320.47～0.52536

采用激光拉曼光譜多種顯微組分熒光變化分析法[10](FAMM)對該區(qū)域Toolebuc頁巖成熟度進行了新的評價，評價結(jié)果顯示Toolebuc頁巖成熟度達0.7%以上，已進入生烴門限，與實際情況較吻合。圖6為激光拉曼測熒光變化率折算鏡質(zhì)體反射率圖。

圖6 激光拉曼測熒光變化率折算鏡質(zhì)體反射率圖

5 生烴強度模擬

使用Trinity盆地模擬軟件，將地球動力學(xué)法與地球化學(xué)法相結(jié)合，以構(gòu)造演化為基礎(chǔ)，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)及區(qū)域地質(zhì)認識，進行盆地模擬。模擬得出Toolebuc頁巖生烴強度由東北至西南生烴量呈逐漸增大的趨勢，與頁巖成熟度及厚度分布規(guī)律一致，有機質(zhì)類型及成熟度表明Toolebuc頁巖主要以生油為主，生氣量較少，研究區(qū)域內(nèi)生油強度最大為37.3×104tkm2，生氣強度最大為1.3×108m3km2，Toolebuc組頁巖生油強度、生氣強度等值線分別如圖7、圖8所示。

圖7 Toolebuc組頁巖生油強度等值線圖

圖8 Toolebuc組頁巖生氣強度等值線圖

6 結(jié) 論

(1)Toolebuc頁巖為海相環(huán)境形成的富含有機質(zhì)頁巖，具有分布范圍廣，厚度大，有機質(zhì)含量高的特點，頁巖中干酪根類型以I-II型為主。

(2)Toolebuc頁巖缺乏陸生高等植物來源，顯微組分中鏡質(zhì)體含量比較低，導(dǎo)致傳統(tǒng)方法測得Toolebuc頁巖鏡質(zhì)體反射率偏低，不能反映該區(qū)域Toolebuc頁巖的真實成熟度，采用激光拉曼光譜多種顯微組分熒光變化分析法得出Toolebuc頁巖鏡質(zhì)體反射率在0.7%以上，與現(xiàn)場油氣顯示情況一致。

(3)盆地模擬結(jié)果表明Toolebuc頁巖已進入生烴門限，生油強度較大，生氣強度小，生烴強度的分布與頁巖成熟度及厚度分布規(guī)律一致，具有較好的生烴潛力。

[1] Tissot B P，Welte D H.Petroleum Formation and Occurrence( Second Revised and Enlarged Edition) [M].New York:SpringerVerlag Berlin Heidelberg，1984:160-253.

[2] 盧雙舫,張敏.油氣地球化學(xué)[M].北京:石油工業(yè)出版社, 2008：207-208.

[3] 肖賢明.生油巖中鏡質(zhì)組類型及其反射率分布規(guī)律[J]．石油學(xué)報，1991，12(2):33-37.

[4] Baskin D K.利用干酪跟HC評價烴源巖熱成熟度與生烴潛力[J].天然氣地球科學(xué),2002,13(5-6):41-49.

[5] 趙俊峰.鏡質(zhì)體反射率測定結(jié)果的影響因素[J].煤田地質(zhì)與勘探，2004,32(6):15-17.

[6] 肖賢明.從鏡質(zhì)組的成因論其作為烴源巖成熟度指標的意義[J].煤田地質(zhì)與勘探,1990(6):24-30.

[8] 曾凡剛,程克明.下古生界海相碳酸鹽巖干酪根成熟度研究方法[J].地學(xué)前緣,2000,7(增刊):249-253.

[9] 戴鴻鳴.蜀南西南地區(qū)海相烴源巖特征與評價[J].天然氣地球科學(xué),2008,19(4):503-508.

[10] 李志明.激光拉曼光譜法分析多種顯微組分熒光變化及其應(yīng)用[J].巖礦測試,2008,27(5):341-344.