焉耆盆地頁巖氣勘探潛力分析

郭曉丹

摘 要：焉耆盆地為中國西北地區典型的中小型山間疊合盆地，發育中生界三疊系、侏羅系的多套湖相泥頁巖。通過野外地質勘查、井資料收集，結合有機地球化學分析，認為焉耆盆地三疊系泥頁巖分布范圍小，有機質豐度低，不利于頁巖氣的生成。盆地侏羅系泥頁巖分布范圍廣，厚度大，具有形成頁巖氣的基礎地質條件。對盆地頁巖氣勘探潛力進行初步評價，其中八道灣組及三工河組有機碳含量高達3%，八道灣組成熟度表現為成熟-過成熟，三工河組為成熟，泥巖厚度超過400m。對比國內外典型的海相、陸相泥頁巖，焉耆盆地侏羅系泥頁巖主要參數與典型的湖相沉積沙三段相似。綜合分析認為焉耆盆地侏羅系八道灣組具有較好的頁巖氣勘探前景，其次為上部的三工河-西山窯組。

關鍵詞：頁巖氣；勘探潛力；侏羅系；焉耆盆地

1 區域構造背景

焉耆盆地為中國西北地區具有代表性的中新生代中小型疊合盆地，形成于華西期，位于庫魯克塔格和南天山褶皺帶上。其南北部分別受控于二疊后期的桑樹園子斷裂和辛格爾斷裂，北接南天山，南鄰庫魯克塔格山，西起鐵門關斷裂與霍拉山相鄰，東至克孜勒山與銅礦山、與庫米什盆地共同受控于東部的托克遜斷裂。焉耆盆地現今為一個北西西向菱形分布的四面環山盆地，位于吐哈、塔里木、準格爾三大盆地之間，盆地之東有庫米什盆地，西部有尤爾都斯盆地和伊寧-昭蘇盆地。

2 泥頁巖地層分布

焉耆盆地經歷了三疊紀末、侏羅系八道灣組及三工河組晚期-西山窯組早期三次大規模的湖侵，形成了三套分布廣泛的含煤沉積，巖性主要為砂礫巖、砂巖、泥巖與頁巖的不均勻互層，各組層位的接觸關系為平行不整合-整合接觸，含有豐富的植物化石。泥頁巖的厚度對頁巖氣成藏與開采具有顯著影響，但有效厚度的下限值至今還沒有定論，較厚的泥頁巖可以彌補其他方面的不足，且對頁巖氣的勘探開發有著重要意義。據美國五大典型海相含氣頁巖的開發統計，已開采頁巖埋深介于183-259m，厚度為31-610m，而我國長7典型的陸相頁巖埋深1500-2500m，厚度為10-500m。盆地侏羅系泥頁巖分布范圍廣，厚度大，具有形成頁巖氣的基礎地質條件。對盆地頁巖氣勘探潛力進行初步評價，其中八道灣組及三工河組有機碳含量高達3%，八道灣組成熟度表現為成熟-過成熟，三工河組為成熟，泥巖厚度超過400m。

3 泥頁巖有機地球化學特征

3.1 有機質豐度

焉耆盆地石炭系和三疊系小泉溝群泥頁巖有機碳含量不高，石炭系有機碳含量平均值為0.47%，最大為1.61%，小泉溝群有機碳平均含量為0.67%，最大為1.92%，均達不到生成頁巖氣的最低標準。侏羅系三個層位的泥頁巖TOC較高，平均值均大于1%，其中八道灣及三工河組平均值大于2%。西山窯與三工河組生烴潛量屬中等生烴潛能，八道灣組平均值為6.78%，最大值可達35.11%，為好的烴源巖。張金川（2004）等認為在頁巖氣藏中，當有機碳含量大于2%時有利于頁巖氣賦存。

3.2 有機質類型

泥頁巖顯微組分特征表明焉耆盆地侏羅系泥巖比較分散，顯示出物源的多樣性，但整體偏向于鏡質組-殼質組+腐泥組，指示強還原環境。從顯微組分特征來看，鏡質組平均值為59.5%，惰質組為14.5%，殼質組+腐泥組為26%[19]，除八道灣富氫顯微組分含量相對較高，部分顯示Ⅱ2型外，其余均為Ⅲ型。

綜上分析，可以看出各方面反映結果比較一致，即盆地中下侏羅系主要為Ⅲ型母質，僅在八道灣組存在Ⅱ型母質，但數量較少。按類型評價，各層位泥頁巖優劣依次為八道灣組、西山窯組、三工河組。

3.3 成熟度

盆地泥頁巖隨埋深增加或溫度升高，有機質成熟度呈規律性變化。成熟度在博湖坳陷上具有一定的分帶性，與構造單元劃分吻合。北部凹陷均達到低熟-成熟階段，其中八道灣地層為成熟階段，三工河層位處于低成熟階段。南部凹陷均已進入成熟階段。八道灣地層底面成熟度高值分布在七里鋪、四十里城次凹的南部，包頭湖的東南部，Ro基本達到1.1%，八道灣Ro的最大值可達1.5%，已經達到頁巖氣藏的成熟度標準；三工河地層底面成熟度普遍低于八道灣地層，僅七里鋪以南可達到1.1%。西山窯組由于埋深較淺，且受到燕山運動的影響，熱演化程度較低，生烴生氣潛力小，未能達到頁巖氣最低標準。

4 結論

與常規油氣不同，頁巖氣屬于“自生、自儲、自蓋” 型的非常規能源，不需要常規油氣的構造條件和儲層條件。盆地南部凹陷后期強烈的擠壓變形，有利于形成微裂縫，有利于頁巖氣的勘探開發。研究表明，南部凹陷侏羅系地層較北部凹陷厚，存在較厚的泥頁巖分布，八道灣組泥頁巖已達到頁巖氣藏標準，三工河-西山窯組次之。推測頁巖氣勘探潛力的有利區為三個次凹，即北部凹陷的四十里城次凹和七里鋪次凹，南部的包頭湖次凹。

參考文獻

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