張強凹陷七家子洼陷沙海組烴源巖地球化學特征

2017-11-01 23:04:22田涯

石油地質與工程 2017年5期

田涯

田涯

（中國石油遼河油田分公司勘探開發研究院，遼寧盤錦 124010）

七家子洼陷是張強凹陷南部地區的生油洼陷，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、質地純、分布面積廣。有機質類型主要為腐殖–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、生烴潛量及烴轉化率等豐度指標進行分析，表明該區烴源巖有機質豐度高，是品質較好的生油巖，為南部地區的各類圈閉提供了充足的油源。

張強凹陷；沙海組；烴源巖；地球化學特征

張強凹陷是遼河外圍盆地的一個次級負向構造單元，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。行政區劃屬遼寧省康平縣和內蒙古自治區哲里木盟所轄（圖1）。

圖1 張強凹陷區域構造位置

1 巖性特征及沉積環境

HUNT（1979）將烴源巖定義為：“在天然條件下曾經產生和排出過烴類并已經形成工業性油氣聚集的細粒沉積”，強調烴源巖應具有兩方面特性：一方面它應在地質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量上應能運聚成藏。而TISSOT（1978，1984）則將烴源巖定義為已經生成或可能生成，或具有生成油氣潛力的巖石[1]。張強凹陷南部地區面積約700km2，區內現有預探井10口，該區勘探程度一直很低，強1、強2井2007年鉆探成功，發現了面積約17.2km2的強1區塊含油構造。該地區油源條件優越，儲層發育，蓋層條件良好，具有較好的生儲蓋組合，具備形成多種構造–巖性油藏的地質條件，是張強凹陷潛力較大的全新的勘探領域。

七家子洼陷是張強凹陷南部地區的生油洼陷，其主要生油層位是沙海組，大套厚層狀的暗色泥巖厚度大、質地純、分布面積廣，是品質較好的生油巖，為南部地區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、砂質泥巖、白云質泥巖、泥質泥晶云巖等，其中云巖含量可達36%，占有較大的比重，反映該生油巖沉積時期水體處于淡水–微咸水環境；Ⅱ油組生油巖以泥巖為主，不含云巖，但砂質含量較高，平均可達26%，證明該生油巖沉積時期水體處于淡水環境。

2 烴源巖地球化學特征

2.1 有機質豐度

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

2.2 有機質類型

有機質類型是確定烴源巖生烴特征的重要參數。有機質類型不同，其性質不同，生烴潛力、產烴類型及門限深度（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、氯仿瀝青“A”族組分等多種分析方法對工區內烴源巖的有機質類型進行了綜合研究。

表1 七家子洼陷沙海組有機質豐度統計表

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。張強凹陷南部地區沙海組烴源巖干酪根元素Van Krevelen圖（圖2）顯示：有機質類型主要為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

根據巖石熱解參數中的氫指數來判斷有機質的類型是一種較為有效的方法。南部地區沙海組烴源巖熱解參數氫指數與熱解峰溫關系圖（圖3）表明：該區烴源巖有機質類型從Ⅰ型到Ⅲ型均有分布，表現出明顯的非均質性。

圖3 張強凹陷七家子洼陷IH–Tmax關系

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）的相對含量是生油巖有機母質性質和演化經歷的反映，因此生油巖中可溶抽提物族組成特征對劃分有機質類型也有參考意義。本區的有機質氯仿瀝青“A”族組分中烴類的含量與非烴類的含量相差不多，反映有機質處于低成熟階段（表2）。根據中國中、新生代油（氣）源巖有機質類型劃分表，確定沙海組烴源巖生油母質類型以腐殖–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 張強凹陷南部地區沙海組氯仿瀝青“A”族組分統計

2.4 有機質成熟度

沉積巖中有機質的豐度和類型是生成油氣的物質基礎，但是有機質只有達到一定的熱演化程度才能開始大量生烴。由于有機質的熱演化系列反應是一個復雜的地質、地球化學過程，且具有不可逆性，因此，目前用于反映有機質熱演化成熟度的指標參數均是各種地質因素綜合作用的結果[7–9]。本次研究應用鏡質體反射率等方法分析張強凹陷南部地區沙海組有機質的成熟度并進行熱演化階段的劃分。鏡質體反射率（o）目前被認為是研究干酪根熱演化程度的最佳參數之一。本區沙海組干酪根的鏡質體反射率o值較高（圖4），為0.62%～0.94%。隨著埋深的增加，鏡質體反射率o值也呈現增加的趨勢。本區烴源巖的干酪根類型為Ⅱ型和Ⅲ型，根據鏡質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與埋藏深度關系

根據強參1井生油巖有機質熱演化剖面（圖5）分析，本區可溶有機質中有機碳含量、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時數值有明顯的增加，到1800m達到最大值，然后隨深度的增加而回落。說明隨埋深的增加有機質豐度增大、熱變質程度加深，在1380m進入低成熟階段，在1 640m進入成熟階段，在1 800m有機質豐度最大時達到生油高峰，之后由于有機質大量生成石油而使豐度降低。由此可判斷研究區南部地區有機質的生油門限深度為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，熱變指數為2.68～2.90。綜上表明，該區干酪根類型以Ⅱ型為主，有機質類型較好，熱變質程度高，即使埋深較淺也已進入低成熟–成熟階段。