準中地區侏羅系烴源巖地球化學特征

劉博奧

(中國石化勝利油田分公司勘探開發研究院，山東 東營257000)

準中地區位于準噶爾盆地腹部，為中石化在該區域中部4個區塊及其周緣地區的統稱[1]。受海西、印支、燕山、喜山運動多期構造旋回的疊合作用，準中地區沉積了石炭、二疊、三疊、侏羅、白堊、古近系及新近系地區。準中地區處于盆地中央坳陷的深洼區，油氣資源豐富，是西部勘探重要的接替陣地。其中侏羅系是一套沖積扇- 辮狀河- 三角洲- 湖沼相含煤沉積建造，為一套以灰綠色- 灰黑色為主的碎屑巖沉積，是準中地區的主要烴源巖層系。

1 烴源巖分布特征

準中地區侏羅系烴源巖縱向厚度大，平面分布廣，烴源巖集中在下侏羅統八道灣組、三工河組和中侏羅統西山窯組，其中八道灣組和西山窯組既發育暗色泥巖，又發育碳質泥巖和煤，三工河組主要發育暗色泥巖。

八道灣組暗色泥巖在盆地內廣泛分布，主要位于沙灣凹陷至阜康凹陷內。中部4 區塊靠近阜康凹陷中心，厚度在300～600m，向東逐漸減薄；莫西莊- 永進地區受到莫索灣凸起的分割，形成兩個烴源巖厚度高值區，中1 區塊內沙1、莊2 等井區厚度可達350m 以上，向西變薄延伸至四棵樹凹陷內區域，四參1 井厚度小于100m。碳質泥巖厚度一般為5～10m，西北部厚度最大，可達50m。煤幾乎遍布全盆地，一般累計厚度為5m，厚度最大為52m。

三工河期廣泛發育淺湖- 半深湖相穩定沉積，暗色泥巖發育，厚度一般為25～200m，其中沙灣凹陷最為發育，厚度約200～300m。

西山窯組為侏羅紀又一主要的成煤期。泥質烴源巖主要分布于沙灣- 阜康凹陷中部，厚度一般為25～200m，最厚可達250m。碳質泥巖厚度一般為5～10m；煤層主要分布在斜坡區，厚度一般為2～20m，最厚可達30m。

2 烴源巖地球化學特征

2.1 有機質豐度

有機質豐度是烴源巖評價的一個重要方面。準中地區侏羅系是一套含煤沉積地層，生物群落以陸源高等植物為主，伴以少量的藻類等低等水生生物。煤系泥巖、碳質泥巖及煤的有機質豐度均較高，而有機質類型較差，生烴潛量也相對較低。因此，按照陳建平等煤系地層烴源巖評價標準[2]評價侏羅系煤系烴源巖基本地球化學特征。

準中地區中下侏羅統泥巖有機碳含量0.41%～5.83%，西山窯組有機碳含量最高，平均為2.33%，三工河組和八道灣組平均有機碳含量分別為1.55%和1.99%。西山窯組熱解生烴潛量也是最高，平均為3.91mg/g，三工河組和八道灣組泥巖平均熱解生烴潛量分別為1.77mg/g 和2.99mg/g。西山窯組和八道灣組碳質泥巖平均熱解生烴潛量為45.42mg/g 和41.73mg/g，高于三工河組平均熱解生烴潛量26.6mg/g。八道灣組煤的熱解生烴潛量最高，平均為194.51mg/g，西山窯組和三工河組平均熱解生烴潛量較低，分別為132.46mg/g 和105.15mg/g（表1）。

表1 準中地區侏羅系有機質豐度和類型特征

煤的有機碳含量很高，但僅代表有機質豐度，不能作為生成油氣能力的標準，煤的生油氣能力主要取決于煤中富氫顯微組分的含量。據傅家謨等（1990）研究我國不同地區110 個煤樣統計表明煤可生成石油的平均量為170mg/g[3]。吐哈盆地侏羅系煤的熱解生油潛量在臺北凹陷平均為167mg/g，最高達238mg/g。準中地區西山窯組和三工河組平均熱解生烴潛量較低，分別為132.46mg/g 和105.15mg/g。八道灣組煤的熱解生烴潛量平均為194.51mg/g，最高達263.47mg/g，說明具有一定的生成液態烴的能力。

2.2 有機質類型

2.2.1 有機顯微組分組成

準中地區侏羅系各組顯微組分平均構成為類脂組（腐泥組+殼質組）38%～54%，鏡質組41%～60%和惰質組2%～5%。泥巖、碳質泥巖和煤的顯微組分構成非常分散，各種顯微組成含量變化都很大，基本上沒有規律性。泥巖有機質中腐泥組主要以菌解無定形為主，含量最高達85%，還有少量結構藻類體，熒光下呈黃- 黃褐色，殼質組主要是孢子體、角質體碎屑，發黃、黃綠色熒光。鏡質組主要為無結構鏡質組，礦物瀝青基質呈深棕褐色熒光，其中還可見黃色熒光的滲出瀝青體。不同巖性泥巖中有機質的顯微組分中類脂組含量最高，碳質泥巖中類脂組含量略低于泥巖，而煤的類脂組含量則最低。西山窯組和八道灣組有機質的顯微組分平均含量相似，類脂組含量較高，有機質類型以Ⅲ型和Ⅱ2 型為主，含有少量Ⅱ1 型。三工河組類脂組含量較低，鏡質組含量較高，主要以Ⅲ型為主。

2.2.2 巖石熱解氫指數特征

烴源巖熱解氫指數是評價烴源巖有機質類型的良好參數，常用氫指數與熱解最高峰溫相關圖來判斷烴源巖的有機質類型。準中地區侏羅系泥巖、碳質泥巖和煤的熱解氫指數總體上比較低，樣品基本上在400mg/g(TOC)以下，絕大多數樣品Tmax小于460℃，因此氫指數基本上反映了烴源巖的有機質類型與生烴能力。整體上，侏羅系烴源巖有機質類型以Ⅲ型和Ⅱ2 型為主，西山窯組和八道灣組有少量Ⅱ1 型。

2.2.3 干酪根碳同位素組成

研究表明，影響有機質碳穩定同位素組成的主要因素是有機質來源，熱演化期間的同位素分餾效應對有機質碳同位素的組成影響較小。因此，δ13C 值的差異可有效反映烴源巖有機質類型的差別。準中地區侏羅系烴源巖碳同位素組成相對較重，分布范圍較廣，δ13C 主要為-27‰～-21‰，以Ⅱ2 型和Ⅲ型為主，少量Ⅱ1 型。不同層位干酪根碳同位素組成有一定差異，八道灣組碳同位素較為集中，范圍在-26‰～-22‰，三工河組分布范圍較大，西山窯組總體上要重于八道灣組和三工河組。不同巖性也存在一定差異，煤與碳質泥巖的碳同位素偏重，芳烴一般大于-26‰，泥巖的碳同位素較輕，芳烴一般小于-26‰，最小為-30.1‰。

2.3 有機質成熟度

準中地區烴源巖埋藏深度變化較大，相同層系烴源巖在不同地區成熟度差異可能很大。八道灣組有機質整體成熟度相對較高，Ro＞0.7%，Tmax＞440℃，基本上屬于成熟階段；西山窯組的成熟度最低，Ro 范圍為0.6%～0.7%，處于低成熟- 成熟階段；三工河組成熟度介于兩者之間，大部分處于成熟階段。

3 結論

3.1 西山窯組和八道灣組烴源巖有機質豐度較高，以好- 中等烴源巖為主，三工河組烴源巖有機質豐度相對較低，以差烴源巖為主。

3.2 侏羅系主要為煤系烴源巖，有機質類型較差，主要為Ⅱ2-Ⅲ型有機質。

3.3 八道灣組烴源巖已經達到成熟階段，西山窯組和三工河組烴源巖處于低成熟- 成熟階段。

3.4 八道灣組烴源巖有機質豐度高、類型較好，達到成熟階段，具有較好的生烴潛力。