四川盆地上二疊統烴源條件與資源潛力分析

唐 滌 張 琦 萬茂霞 李紅衛 張 敏

(中國石油西南油氣田公司勘探開發研究院)

四川盆地上二疊統烴源條件與資源潛力分析

唐 滌 張 琦 萬茂霞 李紅衛 張 敏

(中國石油西南油氣田公司勘探開發研究院)

通過研究四川盆地二疊系碳酸鹽巖和暗色泥質烴源巖的地球化學特征，指出二疊系烴源巖中有機質豐富，碳酸鹽巖有機質類型以腐泥型(Ⅰ、Ⅱ1)為主，暗色泥質烴源巖以Ⅲ型為主，具較強的生烴能力，是二疊系主要生烴層。目前多處于高成熟－過成熟階段，以生氣為主;通過烴源巖定量評價及資源潛力分析，預測四川盆地上二疊統生物礁氣藏天然氣的資源潛量為2.0×1012m3。資源量以川東高褶帶、南充斜坡帶及儀隴—平昌坳陷帶等評價區帶相對較高;資源豐度以大巴山前南帶、大巴山前北帶及儀隴—平昌坳陷帶等評價區帶相對較高，渝東坳褶帶、川東高褶帶及南充斜坡帶次之。勘探的主要區域為儀隴—平昌坳陷帶、川東高褶帶和大巴山前南帶三個區帶，目前應主攻儀隴—平昌坳陷帶，繼續深化川東高褶帶和大巴山前南帶，開拓南充斜坡帶和渝東坳陷帶。圖7參4

上二疊統 礁灘氣藏 烴源條件 生烴強度 資源潛力

四川盆地上二疊統獲工業氣流的儲層主要集中在上二疊統長興組，說明其油氣資源較為豐富，是極具勘探開發潛力的有利層系。天然氣地化特征顯示，其烴類組分約占天然氣的90% ～99%，相對密度大都分布在O．56～O．64之間，干燥系數的對數值Log(Cl/C2+)一般介于1.56～3.98之間，甲烷碳同位素值介于－29.44‰～－32.88‰之間，乙烷碳同位素值介于－22.68‰～－36.12‰之間。可見四川盆地上二疊統長興組天然氣來源復雜，具有多種成因類型，從高熟到過熟、從油型氣到煤系氣都有分布，各個氣藏之間，甚至同構造不同層段之間，都可能存在不同成因類型的天然氣。但主要是自源型，也不排除來自下二疊統烴源層的貢獻。

1 烴源巖的展布特征

四川盆地二疊系沉積厚度400m～800m，北、東北、西靠近陸源區，厚度減薄至200m左右。由于東吳運動的影響，盆地內上、下二疊統之間以一侵蝕面假整合接觸。下二疊統自下而上由梁山組鋁土質泥巖、黑色高碳泥質巖夾煤線或泥灰巖、棲霞組深灰－黑色泥晶綠藻灰巖、泥晶蟲藻灰巖及泥晶類球粒、藻團粒灰巖和茅口組深灰色生屑綠藻灰巖，黑灰色生屑泥質、泥晶灰巖組成。上二疊統由下向上為龍潭組(向東相變為吳家坪組)玄武巖、泥質巖夾煤、灰巖、砂巖和長興—大隆組火山碎屑砂泥巖夾煤線、泥巖夾砂巖、灰巖含煤、泥晶生物含泥質灰巖、硅質泥質巖、硅質灰巖組成［1］。

目前上二疊統主產層為長興組;與長興組成藏有關的烴源巖包括泥質巖、碳酸鹽巖和煤巖三大類。煤巖和暗色泥質烴源巖主要分布在梁山組和龍潭組，屬陸源殘積相和海陸交互相沉積;碳酸鹽巖主要分布在棲霞組、茅口組和長興組(或吳家坪組)，主要為海相碳酸鹽臺地相沉積。烴源巖以碳酸鹽巖厚度最大，暗色泥質烴源巖次之，煤巖厚度最薄。

1.1 下二疊統烴源巖展布特征

下二疊統烴源巖包括泥質巖和碳酸鹽巖兩大類。暗色泥質烴源巖主要分布在其底部的梁山組，一般厚度為2m～10m，僅達川—南充、瀘州—自貢一帶及盆地的東南緣地區暗色泥質巖厚度大于10m(圖1)。

下二疊統碳酸鹽巖主要分布在棲霞組、茅口組，盆地內源巖累積平均厚度約260m，變化在100m～712m之間，以盆地東部和西南部厚度相對較大，梁向1井最厚達712m(圖2)。

1.2 上二疊統烴源巖展布特征

上二疊統長興組為一套快速沉積的生物灰巖及礁灰巖，源巖厚度變化在0～412m，盆地內平均厚度約100m，以盆地西南部地區最薄，多小于50m。川東地區源巖厚度較大，多大于100m，硐村西最厚達412m(圖3)。

圖1 四川盆地下二疊統暗色泥質烴源巖等厚圖(單位:m)

圖2 四川盆地下二疊統碳酸鹽烴源巖等厚圖(單位:m)

長興灰巖之下的龍潭組是一套區域性含煤地層。盆地內煤巖厚度變化在0～17.5m。以龍女—重慶—赤水一帶煤巖累積厚度最大，女基井最厚達17.5m(圖4)。暗色泥質巖厚度多大于20m，最大厚度達130m(圖5)。

圖3 四川盆地上二疊統碳酸鹽烴源巖等厚圖(單位:m)

2 烴源巖的地球化學特征

2.1 有機質豐度

圖4 四川盆地上二疊統煤層等厚圖(單位:m)

圖5 四川盆地上二疊統暗色泥質烴源巖等厚圖(單位:m)

下二疊統烴源巖包括泥質巖和碳酸鹽巖兩大類。暗色泥質烴源巖主要分布在其底部的梁山組，以腐植型有機質為主，有機碳含量分布在0.4% ～5.2%之間，高值區主要分布在盆地達川—萬縣—重慶以及長寧—赤水一帶，具有較大的生氣潛力。下二疊統碳酸鹽巖主要分布在棲霞組、茅口組，有機碳含量分布在0.3% ～3.0%之間，有機碳平均豐度達0.8%，高值區主要分布在盆地北部及自貢—瀘州帶，是四川盆地最具生烴潛力的碳酸鹽烴源層系［2］。

上二疊統長興組烴源巖為一套快速沉積的生物灰巖，有機碳含量分布在0.2% ～2.7%之間，盆地內有機碳豐度高值區主要分布在資陽、仁壽等地區及盆地東北緣，具備較好的生烴能力。上二疊統龍潭組是一套區域性含煤地層，盆地內有機碳含量多分布在0.5%～8%，高值區主要分布在川西的綿竹、川中的龍女寺、川東的梁平—墊江一帶及盆地北緣和盆地西南緣，具備較好的生烴能力，是四川盆地的主要烴源層之一。

二疊系煤巖主要分布在梁山組和龍潭組，資料顯示煤的有機質含量一般都大于35%，最高達85%以上。其有機質豐度是其它烴源巖的近10倍，表明煤是二疊系有效烴源巖的重要組成部分，對上二疊統油氣藏的形成有重要貢獻。

2.2 有機質類型

從干酪根元素分析資料來看，四川盆地二疊系有機質的H/C原子比基本變化范圍分別是:上二疊統0.245～0.486，下二疊統0.222～0.467。O/C原子比從0.0 2～0.27之間。從元素分析資料可以看出，二疊系干酪根的H/C原子比普遍較低，O/C原子比從低到高都有分布;在干酪根類型圖上(圖6)，部分樣品資料點落入Ⅲ型干酪根范圍內，部分落入I型干酪根范圍內，展示了二疊系干酪根類型變化較大，是二疊系沉積環境在客觀上的反映。

根據二疊系干酪根碳同位素的實測資料統計，δ13C主要分布在－23‰～－30‰之間，反映出二疊系有機質以Ⅲ型、Ⅱ2型，Ⅱ1型以及Ⅰ型同時存在:煤為Ⅲ型有機質;泥巖以Ⅱ2型為主，同時存在Ⅱ1型;碳酸鹽巖干酪根δ13C不乏小于－30‰，表現Ⅰ、Ⅱ1型為主的特征。這與干酪根顯微鏡下鑒定和干酪根元素組成劃分類型的結論是一致的。

圖6 四川盆地烴源巖有機質類型圖

2.3 有機質的成熟度

四川盆地二疊系的有機質成熟度較高，干酪根的顏色為深棕－褐黑色，鏡質組反射率Ro值多在1.5%～4.1%之間，除盆地周緣局部地區成熟度相對較低外，盆地內多處于高成熟－過成熟階段，以生氣為主。下二疊統干酪根的顏色為深棕－褐黑色，烴源巖的RO值多達2.0%以上，多處于高成熟－過成熟階段，其中以蜀南地區、盆地東北緣及西北緣成熟度相對較低，川西—川北凹陷帶成熟度較高。上二疊統干酪根的顏色為深棕－褐黑色，目前烴源巖的Ro值多達1.8%以上，高者達4.1%。除盆地周緣局部地區成熟度相對較低外，盆地內多處于高成熟－過成熟階段，以生氣為主。

3 烴源巖定量評價與資源潛力分析

3.1 生烴量計算結果

用有機碳熱模擬參數法，以四川盆地與二疊系氣藏成藏有關的各烴源巖的厚度、豐度和成熟度參數為基礎，對盆地內各相關層系的生烴強度和生烴量進行了計算。盆地內與上二疊統氣藏成藏有關的兩套烴源巖的總生氣量為734.45×1012m3。就單個烴源層而論，以上二疊統生氣量相對較大，下二疊統次之。盆地十五個區帶生氣量計算結果，以川東高褶帶、南充斜坡帶、威遠—龍女寺隆起帶等區帶的總生氣量相對較高。

3.2 生烴強度及其展布特征

生烴強度是指有效烴源巖分布范圍內單位面積的生烴量。不僅反映了該烴源巖有機質豐度的高低，母質類型的優劣，同時也反映了源巖中有機質向油氣轉化的條件及生烴潛力。因此，生烴強度是衡量一個沉積盆地含油氣性的綜合指標。

根據各烴源層的生烴強度定量研究結果，各套烴源巖的平均生氣強度分別為:下二疊統19.07×108m3/km2、上二疊統 20.08 ×108m3/km2，可見上二疊統平均生氣強度較高。下二疊統平均生氣強度相對較低。

下二疊統強生氣區主要分布在渝東坳褶帶，瀘州低褶帶、川西坳陷北帶、大巴山前北帶、米倉山前帶以及儀隴—平昌坳陷帶;上二疊統的強生烴區主要分布在大巴山前南帶，渝東坳褶帶，南充斜坡帶，威遠—隆女寺隆起帶以及川西坳陷中帶。表明以上區帶氣藏的氣源條件較好［3］。

3.3 上二疊統資源潛力分析

在烴源巖定量評價的基礎上，根據四川盆地的地質條件，結合前人對四川盆地二級區帶的劃分研究，借助國內外現有運聚系數的研究結果，預測四川盆地上二疊統生物礁氣藏天然氣的資源潛量為2.00×1012m3。資源量以川東高褶帶、南充斜坡帶及儀隴—平昌坳陷帶等評價區帶相對較高;資源豐度以大巴山前南帶、大巴山前北帶及儀隴—平昌坳陷帶等評價區帶相對較高，渝東坳褶帶、川東高褶帶及南充斜坡帶次之(圖7)，表明大巴山前南帶、大巴山前北帶及儀隴—平昌坳陷帶是四川盆地上二疊統最有利的勘探區帶［4］。

圖7 四川盆地二疊系烴源巖總生氣強度等值線分布圖

5 結論

四川盆地二疊系發育碳酸鹽巖烴源巖和暗色泥質烴源巖，其有機質豐度較高，碳酸鹽巖有機質類型以腐泥型(Ⅰ、Ⅱ1)為主，暗色泥質烴源巖以Ⅲ型為主，具較強的生烴能力，是二疊系主要生烴層。目前多處于高成熟－過成熟階段，以生氣為主。

烴源巖定量評價及資源潛力研究結果表明，四川盆地上二疊統生物礁氣藏的油氣資源較為豐富，勘探的主要戰場應該放在儀隴—平昌坳陷帶、川東高褶帶和大巴山前南帶這三個區帶中，主攻儀隴—平昌坳陷帶，繼續深化川東高褶帶和大巴山前南帶，大力開拓南充斜坡帶和渝東坳陷帶。

1 Magoon L.B.and Dow，W.G.著，張剛譯.含油氣系統—從烴原巖到圈閉［M］.北京:石油工業出版社，1998.

2 陳盛吉，謝邦華，萬茂霞，等.川北地區礁、灘氣藏的烴源條件與資源潛力分析［J］.天然氣勘探與開發，2007，30(4):1－9.

3 王世謙，陳更生，黃先平.四川盆地油氣資源潛力及重點勘探領域［J］.石油學報，增刊2005年，26:97－101.

4 王允誠.油氣儲存評價［M］.北京:石油工業出版社，1999.

SOURCE ROCK AND RESOURCE POTENTIALOF UPPER PERMIAN IN SICHUAN BASIN

TANG Di，ZHANG Qi，WAN Maoxia，LI Hongwei and ZHANG Min(Research Institute of Exploration and Development，PetroChina Southwest Oil and Gasfield Company)．

In this study，a research on the geochemical behavior of Permian carbonate rock and dark argillaceous source rock in Sichuan Basin is implemented．Results show that:(1)there is abundant organic matter in Permian source rock－for carbonate rock，the organic－matter types are mainly of sapropelic(type I and type II)，and type III mainly for dark argillaceous source rock;(2)with a stronger hydrocarbon－generating ability，dark argillaceous source rock is the key hydrocarbon－generating stratum in Permian;(3)Permian source rock is almost in a stage from high to over mature，with dominantly producing gas;(4)it is predicted from a quantitative evaluation on source rock and analysis on resource potential that there is 2．00 ×1012m3for Upper Permian bioreef gas reservoirs in Sichuan Basin;(5)the main Upper Permian resources are distributed in east Sichuan highly steep belt，Nanchong slope belt and Yilong－Pingchang depression belt;and(6)some evaluation belts with a high resource abundance include south Dabashan foothill belt，Yilong － Pingchang depression belt and north Dabashan foothill belt，second for east Chongqing depression belt，east Sichuan highly steep belt and Nanchong slope belt．So，the main exploration domains should be in Yilong － Pingchang depression belt，east Sichuan highly steep belt and south Dabashan foothill belt．And at present，Yilong － Pingchang depression belt should be the first one，second for east Sichuan highly steep belt and south Dabashan foothill belt，and third for Nanchong slope belt and east Chongqing depression belt．

Upper Permian，bioreef－shoal gas reservoir，source－rock condition，hydrocarbon－generating intensity，resource potential

唐滌，女，1968年出生，工程師;1991年畢業于蘭州大學化學專業，從事石油地化分析研究工作。地址:(610051)成都市府青路一段一號中國石油西南油氣田公司勘探開發研究院分析實驗中心。電話:(028)86015052。E－mail:tangd@petrochina.com.cn

NATURALGAS EXPLORATION＆DEVELOPMENT．v．34，no．3 ，pp．1 －3，7/25/2011

(修改回稿日期 2011－03－01 編輯 王曉清)