海拉爾盆地中部斷陷帶與外圍凹陷烴源條件類比分析

申文靜

（大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

海拉爾盆地中部斷陷帶與外圍凹陷烴源條件類比分析

申文靜*

（大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

海拉爾盆地存在三種烴源巖發(fā)育環(huán)境咸水—半咸水、微咸水—淡水和淡水—沼澤相。發(fā)育多種生烴母質(zhì)類型，中部斷陷帶以Ⅱ型為主，有利于生油，東部斷陷帶較差有利于生氣，西部斷陷帶好，以Ⅰ型為主。主力烴源巖層為南屯組和銅缽廟組，有機質(zhì)豐度高，類型好。烴源巖生、排烴門限外圍凹陷較中部凹陷淺。

海拉爾盆地；烴源巖；有機質(zhì)豐度；生烴門限；排烴門限

海拉爾盆地位于我國東北部，面積44210km2，共有16個凹陷組成。盆地整體由斷陷群組成，可劃分為3個斷陷帶和2個隆起帶。中部斷陷帶由4個主力凹陷組成，取得了顯著勘探成果，提交了上億噸的探明儲量。東部斷陷帶主要包括呼和湖、伊敏和東明凹陷等，西部斷陷帶包括巴彥呼舒、呼倫湖和查干諾爾凹陷等，這2個斷陷帶一直勘探程度低，但在多個凹陷獲得低產(chǎn)油流或見到較好的油氣顯示，并且近2年先后取得了工業(yè)突破，展示了外圍凹陷良好的勘探前景。為了進一步分析外圍凹陷的烴源條件，將其與中部帶的烴源條件進行類比分析研究。

1　存在3種烴源巖發(fā)育環(huán)境，主力烴源巖層為南屯組—銅缽廟組

海拉爾盆地在大磨拐河組、南屯組和銅缽廟組均存在暗色泥巖。由于各個凹陷的水體及沉積背景的不同，形成的主力成烴類型不同，從而造成了各個凹陷資源潛力的的差異。以Pr/Ph為主要指標，結(jié)合硼元素的變化，將海拉爾盆地分為咸水—半咸水（Pr/Ph＜0.8）、微咸水—淡水（0.8＜Pr/Ph＜2.8）和淡水—沼澤相（Pr/Ph＞2.8）3種烴源巖發(fā)育環(huán)境。

平面上，淡水—微咸水湖泊相烴源巖層主要分布在盆地的中部斷陷帶和東明凹陷內(nèi)，咸化—半咸化湖泊相烴源巖層主要分布在巴彥呼舒和赫爾洪德凹陷，淡水—沼澤湖泊相烴源巖層主要分布在海—塔盆地的東西2個斷陷帶。

2　發(fā)育多種生烴母質(zhì)類型，東部帶母質(zhì)類型差，而西部帶較好

從有機元素有機質(zhì)類型劃分范式圖解上可以看出（圖1），無論是大磨拐河組還是南屯組暗色泥巖，其母質(zhì)類型多樣［1］，從最好的Ⅰ型干酪根到較差的Ⅲ型干酪根均有發(fā)育，但總體上，大磨拐河組泥巖母質(zhì)類型主要為Ⅱ2型和Ⅲ型；南屯組二段主要為Ⅱ2型；南屯組一段主要為Ⅱ1型和Ⅱ2型，并存在部分的Ⅰ型；銅缽廟組有機質(zhì)類型主要為Ⅱ1型和Ⅱ2型，有部分Ⅲ型和Ⅰ型。綜上所述，海拉爾盆地中主力烴源巖層系銅缽廟組—南屯組烴源巖有機質(zhì)類型以Ⅱ為主，有利于生油。

東部斷陷帶南屯組以淡水—沼澤湖相烴源巖層為主，有機質(zhì)類型為Ⅱ2型為主，有部分Ⅱ1型和Ⅲ型，總體上比中部斷陷帶的4個主力凹陷差；西部巴彥呼舒凹陷南屯組以咸化—半咸化湖泊相烴源巖層為主，有機質(zhì)類型為Ⅰ型和Ⅱ1型為主，還有部分Ⅱ2型，而Ⅲ含量較少，與中部斷陷帶有機質(zhì)類型相似或稍高，具有較好的生油條件（見圖2）。

從原油族組成碳同位素分析來看，盆地內(nèi)原油碳同位素值跨度大，總體偏重，飽和烴碳同位素值在-23‰～-35‰，芳烴碳同位素值在-23‰～-34‰之間，反映了生油母質(zhì)類型的多樣性。中部斷陷帶和西部斷陷帶組分碳同位素值較輕，飽和烴碳同位素值在-27‰～-35‰，而東部斷陷帶原油組分碳同位素值相對偏重，飽和烴碳同位素一般大于-26‰，反映了東部斷陷帶生油母質(zhì)類型較中部斷陷帶稍差。

3　南屯組—銅缽廟組泥巖有機質(zhì)豐度高、類型好

圖1　海拉爾盆地干酪根類型

圖2　貝爾及東西部主力凹陷干酪根類型圖

縱向上，各個凹陷銅缽廟組—南屯組烴源巖有機質(zhì)豐度最高。應(yīng)用海拉爾盆地的源巖評價標準來看［2-3］，南屯組湖相暗色泥巖有機質(zhì)豐度能夠達到中等—好的評價標準，銅缽廟組暗色泥巖也能夠達到中等有機質(zhì)豐度，構(gòu)成了海拉爾盆地主力生烴層系。平面上，西部斷陷帶巴彥呼舒凹陷［4-5］有機質(zhì)豐度要好于中部帶和東部帶，中部帶與東部帶有機質(zhì)豐度基本相當（表1）。

通過對原油與烴源巖的生物標志化合物、組分碳同位素等方面對比研究表明，海拉爾盆地已發(fā)現(xiàn)的原油均來自南屯組一、二段烴源巖，還有一部分中部斷陷帶的原油來自于銅缽廟組烴源巖（圖3）。東部斷陷帶呼和湖凹陷［6］的原油與煤系地層中的炭質(zhì)泥巖有較為密切的關(guān)系（圖4）。

表1　海拉爾盆地?zé)N源巖有機質(zhì)豐度數(shù)據(jù)表

圖3　中部斷陷帶油源對比圖

圖4　東部斷陷帶呼和湖凹陷油源對比圖

4　東、西斷陷帶烴源巖生、排烴門限較中部凹陷淺

根據(jù)烴源巖的有機地球化學(xué)成熟度指標（Ro和Tmax）可以將有機質(zhì)的熱演化劃分為未成熟、低成熟、成熟、高成熟和過成熟等5個階段。從各凹陷源巖有機質(zhì)生烴演化剖面（圖5），整個海拉爾盆地在1300m時，瀝青“A”/TOC超過5%，Ro在0.5%～0.6%之間，Tmax在430℃～435℃之間，OEP為1.0～1.6左右，進入低成熟階段。在2000m的時候，“A”/TOC可達到30%左右，Ro約為0.7%，Tmax約為440℃，進入成熟階段。烴源巖中，大磨拐河組上段基本尚未成熟，下段烴源巖基本上處于低成熟—未成熟階段。南屯組以低成熟—成熟階段為主，且隨著埋藏深度的加大，成熟度增大。因此，從有機質(zhì)成熟度和烴源巖的有機組分組成看，各凹陷的南屯組及以下地層應(yīng)該是主要烴源層。

從各凹陷總體來看，東、西2個斷陷帶的烴源巖有機質(zhì)生烴門限深度和生油高峰深度均較中部帶淺（表2）。中部斷陷帶烏爾遜凹陷生油門限深度變化在1550m左右，生烴高峰深度約為2200m左右，貝爾凹陷源巖有機質(zhì)成熟門限大約在1400m，此時，有機質(zhì)轉(zhuǎn)化率達到了5%，對應(yīng)鏡質(zhì)組反射率Ro=0.55%；生油高峰對應(yīng)的深度大約在2300m，此時有機質(zhì)轉(zhuǎn)化率可超過20%，對應(yīng)鏡質(zhì)組反射率Ro可達0.8%～1.0%左右。西部斷陷帶的巴彥呼舒凹陷烴源巖有機質(zhì)生烴門限1200m左右，生烴高峰2000m左右；查干諾爾凹陷烴源巖有機質(zhì)生烴門限在1000m左右，生烴高峰在2100m左右，均較中部斷陷帶淺。東部斷陷帶的呼和湖凹陷烴源巖有機質(zhì)生烴門限1300m，生烴高峰2200m左右，與中部帶大致相當；東明凹陷烴源巖有機質(zhì)生油門限800m左右，生烴高峰在1300m左右，與中部主力凹陷相比埋藏淺。從排烴門限深度上看也有同樣的規(guī)律（表2），整體上東、西部斷陷帶較中部斷陷帶淺，只有東部的呼和湖凹陷與中部帶相當。

5　結(jié)論

圖5　海拉爾盆地典型凹陷源巖有機質(zhì)生烴演化剖面

表2　生油門限、生油高峰及排油門限數(shù)據(jù)表

（1）海拉爾盆地存在咸水—半咸水（Pr/Ph＜0.8）、微咸水—淡水（0.8＜Pr/Ph＜2.8）和淡水—沼澤相（Pr/Ph＞2.8）3種烴源巖發(fā)育環(huán)境；

（2）發(fā)育多種生烴母質(zhì)類型，中部斷陷帶以Ⅱ型為主，有利于生油，東部斷陷帶較差以Ⅱ2型為主，有部分Ⅱ1型和Ⅲ型，西部斷陷帶較好為Ⅰ型和Ⅱ1型為主，還有部分Ⅱ2型，而Ⅲ含量較少；

（3）南屯組—銅缽廟組泥巖有機質(zhì)豐度高、類型好，原油主要來源于南一、二段和銅缽廟組烴源巖；

（4）東、西斷陷帶烴源巖生、排烴門限較中部凹陷帶淺。

［1］孫東.利用巖石熱解分析海拉爾盆地有機質(zhì)類型及生油潛力［J］.油氣田地面工程，2010，29（8）：101.

［2］李敬生.貝爾凹陷優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)現(xiàn)及其地質(zhì)意義［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2013，40（3）：326-332.

［3］盧雙舫，馬延伶，曹瑞成，等.優(yōu)質(zhì)烴源巖評價標準及其應(yīng)用：以海拉爾盆地烏爾遜凹陷為例［J］.地球科學(xué)：中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報，2012，37（3）：535-544.

［4］白雪峰，張海橋.海拉爾盆地巴彥呼舒凹陷烴源巖評價及油源對比［J］.世界地質(zhì)，2011，30（2）：231-237.

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TE122

A

1004-5716（2016）04-0039-05

2015-04-07

2015-04-13

申文靜（1984-），女（漢族），江蘇贛榆人，工程師，現(xiàn)從事石油勘探部署技術(shù)工作。