石臼坨凸起對比渤中凹陷古近系烴源巖評價

胥 偉，梁 強(qiáng)，張志鵬，王 潔

(成都理工大學(xué)，四川 成都 610059)

石臼坨凸起位于渤中坳陷北部地區(qū)，總面積約為2040km2，整體呈E-W向展布，被渤中凹陷、秦南凹陷等生烴凹陷包圍(圖1)，是渤海海域渤中坳陷潛山的主要分布區(qū)之一，目前已在該凸起的主體、南傾末端(427構(gòu)造)、東傾末端(428W/E、430等構(gòu)造)上發(fā)現(xiàn)了油氣儲量較大的上古生界碎屑巖潛山、下古生界碳酸鹽巖潛山、中生界火山巖潛山。可見，作為渤中坳陷凸起潛山的一部分，石臼坨凸起潛山勘探前景極佳。但是，通過資料研究和文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前關(guān)于石臼坨凸起潛山油氣地質(zhì)的基礎(chǔ)研究工作還比較薄弱，不利于石臼坨凸起潛山油氣勘探工作的展開。

圖1 石臼坨凸起區(qū)域構(gòu)造圖(據(jù)中海油研究中心渤海研究院改)

1 烴源巖發(fā)育特征

渤海灣盆地潛山油氣藏主要以“新生古儲”的方式存在，由頂部不整合面上的地層和側(cè)向的陸相古近系烴源巖提供油氣[1]，其中，太古宇和元古宇生烴條件差，甚至不具備生烴條件。渤中地區(qū)主要發(fā)育有東二下段～東三段、沙一段～沙二段，以及沙三段等3套烴源層[2-3]。

石臼坨凸起上的湖相、三角洲相地層有所發(fā)育，渤中富烴凹陷臨近石臼坨凸起，是個重要的生烴凹陷。根據(jù)前人研究數(shù)據(jù)可知，主力生油層為沙三段泥巖，其次為沙一段～沙二段以及東下段的厚層暗色泥巖，這些泥巖形成的烴源巖層能夠提供豐富的油氣來源。

1.1 烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度

此次對烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度進(jìn)行評價，主要采用總有機(jī)碳TOC和生烴潛量S1+S2兩個參數(shù)，結(jié)合其他指標(biāo)作為指導(dǎo)，并以中國陸相烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度評價標(biāo)準(zhǔn)，聯(lián)系已有資料和成果[4-5]，最終評價東下段、沙一段～沙二段以及沙三段這三套烴源巖在研究區(qū)石臼坨凸起及渤中凹陷的特征。

渤中凹陷東二下段～東三段烴源巖TOC均值為1.45%，生烴潛力S1+S2均值為4.86mg/g，屬于中等烴源巖；渤中凹陷沙一段～沙二段烴源巖TOC均值為1.7%，生烴潛力均值為6.15mg/g，整體屬于中等-好的烴源巖；渤中凹陷沙三段烴源巖TOC平均值為2.3%，生烴潛力S1+S2均值為9.1mg/g，屬于好-極好的烴源巖；整體來講，兩套烴源巖中沙三段烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度最好，沙一段～沙二段烴源巖次之，相比較之下，東二下段～東三段烴源巖豐度較差。

1.2 有機(jī)質(zhì)類型

渤中凹陷新生界主要為陸相湖盆沉積，有機(jī)質(zhì)類型主要以陸相有機(jī)質(zhì)輸入為主。本次研究主要依據(jù)干酪根有機(jī)元素組成H/C、O/C等指標(biāo)(表1)，采用三類四分方案來討論研究區(qū)有機(jī)質(zhì)類型[6]，即對干酪根進(jìn)行劃分，總的來說，可分為腐泥型(Ⅰ型)、腐殖腐泥型(Ⅱ1型)、腐泥腐殖型(Ⅱ2型)和腐殖型(Ⅲ型)。

表1 有機(jī)質(zhì)類型三類四分劃分方案(據(jù)Tissot，1979，修改)

結(jié)合已有資料顯示，石臼坨凸起古近系中東二下段到東三段有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ2-Ⅲ型，沙一段到沙二段有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ2為主，沙三段有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅱ1-Ⅱ2型(圖1)。而渤中凹陷古近系沙河街組主要為Ⅱ1型，部分為Ⅱ1-Ⅱ2型；東營組下段有機(jī)質(zhì)主要以Ⅱ1-Ⅱ2型為主。總的來說，沙河街組有機(jī)質(zhì)類型要好于東營組(圖2)。

圖2 石臼坨凸起有機(jī)質(zhì)類型劃分圖

圖3 渤中凹陷有機(jī)質(zhì)類型劃分圖

1.3 有機(jī)質(zhì)成熟度

從渤中凹陷烴源巖鏡質(zhì)體反射率(Ro%)與深度關(guān)系圖來看(圖3)，渤中凹陷沙河街組烴源巖開始生烴的門限深度為3100m左右，3700m時開始大量生烴。東下段烴源巖在2900m附近時測得大部分鏡質(zhì)體反射率值為0.5%，表明了有機(jī)質(zhì)進(jìn)入生烴門限，而深度到達(dá)3700m附近時有機(jī)質(zhì)開始大量生烴，此時鏡質(zhì)體反射率值普遍達(dá)到0.7%[4]。

從石臼坨凸起烴源巖鏡質(zhì)體反射率(Ro%)和深度的關(guān)系圖上可以看出(圖4)，該區(qū)有機(jī)質(zhì)成熟度普遍偏低，當(dāng)深度為3150m左右時，測得鏡質(zhì)體反射率值為0.5%，說明了有機(jī)質(zhì)到了生油門限；當(dāng)深度到達(dá)3500m左右時，測得鏡質(zhì)體反射率值為0.7%，說明了有機(jī)質(zhì)開始大量生油，整體隨著深度的增加Ro值也隨之增加。

圖4 渤中凹陷的鏡質(zhì)體反射率(Ro%) 和深度關(guān)系圖(據(jù)劉博奧，2011，修改)

圖5 石臼坨凸起的鏡質(zhì)體反射率(Ro%)和深度關(guān)系圖

2 結(jié)論

(1)石臼坨凸起地區(qū)古近系主要發(fā)育3套烴源巖，無論從有機(jī)質(zhì)豐度、類型還是成熟度，沙三段烴源巖都是最好的，沙一段一般，東營組相對而言稍差一些。

(2)石臼坨凸起東二下到東三段有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ2-Ⅲ型，沙一到沙二段有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ2為主，沙三段有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅱ1-Ⅱ2型。生烴門限和渤中凹陷相似，當(dāng)深度為3150m左右時，有機(jī)質(zhì)開始進(jìn)入生油門限；當(dāng)深度為3500m左右時，有機(jī)質(zhì)開始大量生油。

(3)石臼坨凸起烴源巖對比渤中凹陷，石臼坨凸起烴源巖及生烴潛力略小于渤中凹陷，但石臼坨凸起烴源巖生烴潛力依舊很大。