田涯

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張強凹陷七家子洼陷沙海組烴源巖地球化學(xué)特征

田涯

（中國石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，遼寧盤錦 124010）

七家子洼陷是張強凹陷南部地區(qū)的生油洼陷，其主要生油層位是沙海組，分為Ⅰ、Ⅱ油組，七家子洼陷沙海組烴源巖主要是暗色泥巖，厚度大、質(zhì)地純、分布面積廣。有機質(zhì)類型主要為腐殖–腐泥型、腐泥–腐殖型。通過對烴源巖樣品的有機碳、氯仿瀝青“A”、總烴、生烴潛量及烴轉(zhuǎn)化率等豐度指標(biāo)進行分析，表明該區(qū)烴源巖有機質(zhì)豐度高，是品質(zhì)較好的生油巖，為南部地區(qū)的各類圈閉提供了充足的油源。

張強凹陷；沙海組；烴源巖；地球化學(xué)特征

張強凹陷是遼河外圍盆地的一個次級負(fù)向構(gòu)造單元，呈近南北向條帶狀展布，長約88km，寬12～16km，面積近1100km2，南部七家子洼陷面積約700km2。張強凹陷東為雙遼–康平隆起，西為三刀吐–四家子凸起，東南與三家子凹陷相望，西北與寶格吐凹陷相鄰。行政區(qū)劃屬遼寧省康平縣和內(nèi)蒙古自治區(qū)哲里木盟所轄（圖1）。

圖1 張強凹陷區(qū)域構(gòu)造位置

1 巖性特征及沉積環(huán)境

HUNT（1979）將烴源巖定義為：“在天然條件下曾經(jīng)產(chǎn)生和排出過烴類并已經(jīng)形成工業(yè)性油氣聚集的細(xì)粒沉積”，強調(diào)烴源巖應(yīng)具有兩方面特性：一方面它應(yīng)在地質(zhì)歷史中生成和排出烴類流體，另一方面它所形成的烴類流體在數(shù)量上應(yīng)能運聚成藏。而TISSOT（1978，1984）則將烴源巖定義為已經(jīng)生成或可能生成，或具有生成油氣潛力的巖石[1]。張強凹陷南部地區(qū)面積約700km2，區(qū)內(nèi)現(xiàn)有預(yù)探井10口，該區(qū)勘探程度一直很低，強1、強2井2007年鉆探成功，發(fā)現(xiàn)了面積約17.2km2的強1區(qū)塊含油構(gòu)造。該地區(qū)油源條件優(yōu)越，儲層發(fā)育，蓋層條件良好，具有較好的生儲蓋組合，具備形成多種構(gòu)造–巖性油藏的地質(zhì)條件，是張強凹陷潛力較大的全新的勘探領(lǐng)域。

七家子洼陷是張強凹陷南部地區(qū)的生油洼陷，其主要生油層位是沙海組，大套厚層狀的暗色泥巖厚度大、質(zhì)地純、分布面積廣，是品質(zhì)較好的生油巖，為南部地區(qū)的各類圈閉提供了充足的油源；同時沙海組也是主要的儲層，從上到下可分為Ⅰ、Ⅱ油組，均為自生自儲型。

七家子洼陷沙海組生油巖發(fā)育，沉降中心在強參1井處，而沉積中心位于強2、強3井處。Ⅰ油組生油巖巖性為深灰、灰褐、灰黑、黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、白云質(zhì)泥巖、泥質(zhì)泥晶云巖等，其中云巖含量可達(dá)36%，占有較大的比重，反映該生油巖沉積時期水體處于淡水–微咸水環(huán)境；Ⅱ油組生油巖以泥巖為主，不含云巖，但砂質(zhì)含量較高，平均可達(dá)26%，證明該生油巖沉積時期水體處于淡水環(huán)境。

2 烴源巖地球化學(xué)特征

2.1 有機質(zhì)豐度

由于沉積物來源、水動力和水介質(zhì)條件、生物組合的變化，有機質(zhì)豐度也具有不同的特征[2–5]。通常采用有機質(zhì)豐度來代表巖石中所含有機質(zhì)的相對含量，衡量和評價巖石中的生烴潛力。通過對研究區(qū)生油巖樣品的有機碳、氯仿瀝青“A”、總烴、生烴潛量及烴轉(zhuǎn)化率等豐度指標(biāo)進行分析（表1），本區(qū)沙海組生油巖有機質(zhì)豐度較高。根據(jù)我國陸相生油巖有機質(zhì)豐度評價標(biāo)準(zhǔn)，南部地區(qū)Ⅰ油組可達(dá)到較好–好生油巖標(biāo)準(zhǔn)，Ⅱ油組為較差–較好生油巖。

2.2 有機質(zhì)類型

有機質(zhì)類型是確定烴源巖生烴特征的重要參數(shù)。有機質(zhì)類型不同，其性質(zhì)不同，生烴潛力、產(chǎn)烴類型及門限深度（溫度）也都有一定的差異[6]。本次研究利用干酪根元素、巖石熱解參數(shù)、氯仿瀝青“A”族組分等多種分析方法對工區(qū)內(nèi)烴源巖的有機質(zhì)類型進行了綜合研究。

表1 七家子洼陷沙海組有機質(zhì)豐度統(tǒng)計表

干酪根元素分析方法是通過用干酪根的H/C和O/C原子比來繪制Van Krevelen圖以確定干酪根的類型。張強凹陷南部地區(qū)沙海組烴源巖干酪根元素Van Krevelen圖（圖2）顯示：有機質(zhì)類型主要為Ⅱ2型和Ⅲ型，其次為Ⅱ1型。

圖2 張強凹陷七家子洼陷干酪根元素

根據(jù)巖石熱解參數(shù)中的氫指數(shù)來判斷有機質(zhì)的類型是一種較為有效的方法。南部地區(qū)沙海組烴源巖熱解參數(shù)氫指數(shù)與熱解峰溫關(guān)系圖（圖3）表明：該區(qū)烴源巖有機質(zhì)類型從Ⅰ型到Ⅲ型均有分布，表現(xiàn)出明顯的非均質(zhì)性。

圖3 張強凹陷七家子洼陷IH–Tmax關(guān)系

2.3 氯仿瀝青“A”族組分

生油巖中可溶抽提物（飽和烴、芳香烴、非烴和瀝青質(zhì)）的相對含量是生油巖有機母質(zhì)性質(zhì)和演化經(jīng)歷的反映，因此生油巖中可溶抽提物族組成特征對劃分有機質(zhì)類型也有參考意義。本區(qū)的有機質(zhì)氯仿瀝青“A”族組分中烴類的含量與非烴類的含量相差不多，反映有機質(zhì)處于低成熟階段（表2）。根據(jù)中國中、新生代油（氣）源巖有機質(zhì)類型劃分表，確定沙海組烴源巖生油母質(zhì)類型以腐殖–腐泥型、腐泥–腐殖型為主，其次為腐殖型。綜合以上確定干酪根類型的分析結(jié)果，最終確定張強凹陷沙海組烴源巖的干酪根類型為Ⅱ1型、Ⅱ2型和Ⅲ型。

表2 張強凹陷南部地區(qū)沙海組氯仿瀝青“A”族組分統(tǒng)計

2.4 有機質(zhì)成熟度

沉積巖中有機質(zhì)的豐度和類型是生成油氣的物質(zhì)基礎(chǔ)，但是有機質(zhì)只有達(dá)到一定的熱演化程度才能開始大量生烴。由于有機質(zhì)的熱演化系列反應(yīng)是一個復(fù)雜的地質(zhì)、地球化學(xué)過程，且具有不可逆性，因此，目前用于反映有機質(zhì)熱演化成熟度的指標(biāo)參數(shù)均是各種地質(zhì)因素綜合作用的結(jié)果[7–9]。本次研究應(yīng)用鏡質(zhì)體反射率等方法分析張強凹陷南部地區(qū)沙海組有機質(zhì)的成熟度并進行熱演化階段的劃分。鏡質(zhì)體反射率（o）目前被認(rèn)為是研究干酪根熱演化程度的最佳參數(shù)之一。本區(qū)沙海組干酪根的鏡質(zhì)體反射率o值較高（圖4），為0.62%～0.94%。隨著埋深的增加，鏡質(zhì)體反射率o值也呈現(xiàn)增加的趨勢。本區(qū)烴源巖的干酪根類型為Ⅱ型和Ⅲ型，根據(jù)鏡質(zhì)體反射率確定的生油近似界限為0.45%～0.7%，生油高峰在0.85%～0.95%，說明本區(qū)干酪根正處于生油高峰期。

圖4 強參1井烴源巖Ro與埋藏深度關(guān)系

根據(jù)強參1井生油巖有機質(zhì)熱演化剖面（圖5）分析，本區(qū)可溶有機質(zhì)中有機碳含量、氯仿瀝青“A”、氯仿瀝青“A”/有機碳、總烴/有機碳等參數(shù)隨深度的增加均呈增大的趨勢。強參1井在埋深小于1 380m時增加緩慢，在埋深為1 380m時數(shù)值有明顯的增加，到1800m達(dá)到最大值，然后隨深度的增加而回落。說明隨埋深的增加有機質(zhì)豐度增大、熱變質(zhì)程度加深，在1380m進入低成熟階段，在1 640m進入成熟階段，在1 800m有機質(zhì)豐度最大時達(dá)到生油高峰，之后由于有機質(zhì)大量生成石油而使豐度降低。由此可判斷研究區(qū)南部地區(qū)有機質(zhì)的生油門限深度為1380m。

七家子洼陷干酪根生油潛量為0.50～38.62 mg/g、平均值13.15 mg/g，氫指數(shù)22～632 mg/g、平均值288 mg/g，具有較強的生油能力；同時孢粉顏色為深黃–桔黃，熱變指數(shù)為2.68～2.90。綜上表明，該區(qū)干酪根類型以Ⅱ型為主，有機質(zhì)類型較好，熱變質(zhì)程度高，即使埋深較淺也已進入低成熟–成熟階段。

圖5 強參1井生油巖有機質(zhì)熱演化綜合剖面

3 結(jié)論

（1）張強凹陷七家子洼陷主要生油層是沙海組，有機質(zhì)類型主要為以腐殖–腐泥型、腐泥–腐殖型為主，其次為腐殖型。

（2）沙海組Ⅰ油組烴源巖沉積時期水體處于淡水–微咸水環(huán)境，可達(dá)到較好–好生油巖標(biāo)準(zhǔn)；Ⅱ油組烴源巖沉積時期水體處于淡水環(huán)境，為較差–較好生油巖。

（3）七家子洼陷烴源巖有機質(zhì)的生油門限深度為1380 m，有機質(zhì)豐度高，干酪根類型以Ⅱ2型和Ⅲ型為主，其次為Ⅱ1型；大多數(shù)樣品的成熟度處于低成熟–成熟階段，少數(shù)處于成熟–高成熟階段。因此七家子洼陷的烴源巖是有效烴源巖，具有較大的資源潛力。

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編輯：蒲洪果

1673–8217（2017）05–0037–04

TE112.113

A

2017–01–10

田涯，工程師，1986年生，2009年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）勘查技術(shù)與工程專業(yè)，現(xiàn)從事石油勘探部署方面的研究工作。

中國石油天然氣集團公司重大科技專項“遼河油田原油千萬噸持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究——遼河灘海和外圍規(guī)模儲量發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)及有利目標(biāo)優(yōu)選研究”（2012E–3002）。