川東地區下侏羅統自流井組東岳廟段烴源巖評價

李世臨 張文濟 李延鈞 劉 波 鄧 勇

1. 中國石油西南油氣田公司重慶氣礦 2. 成都創源油氣技術開發有限公司

0 引言

川東地區范圍大致包括華鎣山以東，七躍山以西、大巴山以南、重慶以北的地區，屬于川東高陡構造帶。下侏羅統自流井組東岳廟段頁巖具有分布面積廣闊、埋深較淺、資源潛力大的特點。鄒才能等認為陸相頁巖油氣是中國源巖油氣最具潛力的組成類型，是中國陸上未來“進源找油”最重要的突破對象[1]。前人對四川盆地湖相頁巖氣地質特征也進行過研究[2-7]，特別是對川中大安寨頁巖油氣成藏及儲層特征研究得較多[8-10]，并且對川東周邊東岳廟段頁巖氣也進行過研究[11-12]。中石油對川東地區雙12井和新4井通過老井上試東岳廟段直井段分別產氣2 000 m3/d和產油16 t/d。2020年5月，中石化江漢油田部署的自流井組東岳廟段的頁巖氣預探井涪頁10HF井放噴測試獲產氣5.58×104m3/d、產油17.6 m3/d的穩定工業油氣流，實現了川東復興地區陸相頁巖油氣勘探的重要突破[13]。《第四次油氣資源評價》中四川盆地第四次油氣資源評價中認為，川東地區為四川盆地東岳廟段的主生烴中心，也是大安寨段的次生烴中心[14]。為了摸清川東地區東岳廟段的勘探潛力，有必要對其烴源巖展開評價，弄清烴源巖厚度、有機質豐度、類型和成熟度，為川東地區東岳廟段油氣勘探提供重要依據。

1 烴源巖厚度與分布

川東地區東岳廟段頂部為粉砂巖與上覆馬鞍山段深灰帶綠色泥巖分界，可分為東岳廟上亞段和東岳廟下亞段，上亞段以黑色、灰黑色頁巖為主，夾泥質介殼灰巖，底以黑色頁巖與下亞段頂部泥質粉砂巖、泥質細砂巖接觸，為東岳廟段的烴源巖；下亞段以粉砂巖、泥質粉砂巖為主，夾淺灰色、灰色砂質泥巖，底部以深灰色泥質粉砂巖或灰質粉砂巖與珍珠沖段紫紅色或深灰綠色泥巖分界（圖1）。

烴源巖厚度很大程度上控制了油氣分布，其展布成為烴源巖評價的重要內容。烴源巖厚度也是生烴量和生烴強度的主要計算參數。川東地區的中部發育深湖相暗色泥、頁巖，形成一套良好的烴源巖。東岳廟段烴源巖主要為黑色頁巖和泥巖，厚度介于25～40 m，主要分布在上亞段，較厚區域在臥龍河—沙坪場以及五百梯區塊一帶（圖1、圖2）。

圖1 川東地區東岳廟段綜合柱狀圖

圖2 川東地區東岳廟段烴源巖厚度等值線圖

2 有機質豐度

2.1 有機質豐度參數評價標準

烴源巖的有機質豐度是指單位重量的烴源巖中有機質的百分含量。巖石中有足夠數量的有機質是形成油氣的物質基礎，是決定巖石生烴能力的主要因素。本次評價根據有機碳含量（TOC）和巖石熱解參數（生烴潛量，即S1+S2）來評價有機質豐度。

對于泥質烴源巖，有機質豐度中有機碳下限為0.4%～0.5%（程克明等，1982；胡見義等，1991；陳建平等，1997），較為統一的標準是有機碳含量的下限值為0.5%，但有機質的熱演化程度直接影響有機碳的含量，因此不同熱演化階段的有機質其有機碳豐度的下限值不同（表1）。

表1 烴源巖有機碳豐度評價標準

巖石熱解分析也是一項快速獲得有機質豐度信息的有效方法，在有機質豐度評價中最常用的熱解參數是生烴潛量。在其他條件相近的情況下，兩部分之和也隨巖石中有機質含量的升高而增大。

2.2 有機碳含量

本次在川東及周邊地區28口井和1個露頭共106個巖心、巖屑、野外露頭樣品。通過樣品分析，川東地區東岳廟段烴源巖有機碳含量0.50%～3.44%，平均值1.61%，最高3.44%。從平均有機碳含量直方對比圖來看，川東地區東岳廟段暗色泥頁巖屬于較好—好烴源巖。從取樣散點圖來看，其中差烴源巖占6.60%，中等烴源巖占14.15%，較好烴源巖50.94%，好烴源巖占28.30%（圖 3）。

2.3 生烴潛量

川東地區及周邊27口井巖心和巖屑共95個樣品的S1+S2值為0.01～6.25 mg/g，平均2.07 mg/g（圖3）。從取樣散點圖來看，其中非烴源巖占33.68%，差等烴源巖占17.89%，中等烴源巖45.26%，較好烴源巖占3.16%（圖4）。從生烴潛量來看，川東地區東岳廟段暗色泥頁巖總體以中等—較好烴源巖。

圖3 川東地區及周邊鉆井和露頭東岳廟段平均有機碳含量直方對比圖和散點圖

圖4 川東地區及周邊鉆井東岳廟段平均生烴潛量直方對比圖和散點圖

盧雙舫[15]等認為，有機質豐度評價主要以有機碳為主，生烴潛量為輔作為評價。綜合認為川東地區東岳廟段暗色泥頁巖屬于較好—好烴源巖。

2.4 有機質豐度平面展布

東岳廟段烴源巖有機質豐度評價綜合分析認為，烴源巖較好的主要分布在福祿場—大貓坪—高峰場—五百梯一帶；長壽—涪陵百勝鎮一帶以南以及復興場往盆地邊界方向較差（圖5）。

圖5 川東地區東岳廟段有機碳含量等值線圖

3 有機質類型

干酪根是分散有機質的主要賦存方式，代表了有機質的主體類型，在有機碳指標相同的情況下，干酪根類型的差別也會造成生烴潛力的不同。生烴潛力Ⅰ型＞Ⅱ型1＞Ⅱ型2＞Ⅲ型干酪根的顯微組分可分為腐泥質、殼質組、鏡質組和惰質組4個組分。本次利用有機質鏡檢和巖石熱解參數來進行有機質類型的劃分。

3.1 鏡檢有機質類型

本次取川東野外剖面3個和8個巖心樣品進行顯微組份鏡檢，顯示所有野外侏羅系泥頁巖干酪根組分以腐泥組+殼質組為主，鏡檢顯微組分以Ⅱ1、Ⅱ2型為主（表2，圖6）。巖心巖屑樣品全巖光片鏡下顯微組份特征，有機顯微組分主要以腐泥無定形和鏡質體為主，鏡檢有機質類型：Ⅱ1型為主，少量Ⅱ2型（圖7）。

圖6 川東地區侏羅系野外剖面泥、頁巖有機質顯微類型區分圖

表2 川東地區侏羅系野外剖面泥頁巖有機質類型表

3.2 巖石熱解參數劃分有機質類型

根據東岳廟段烴源巖95個泥頁巖樣品最高熱解溫度Tmax（℃）和氫指數（IH）關系判斷，樣品的有機質類型主要以Ⅱ1型為主，Ⅰ型和Ⅱ2型為輔，少量Ⅲ型（圖8）。

圖8 東岳廟段烴源巖熱解參數類型劃分圖

通過鏡檢有機質類型和巖石熱解參數劃分有機質類型認為，川東地區東岳廟段機質類型主要以Ⅱ1型為主，Ⅰ型和Ⅱ2型為輔，少量Ⅲ型。

4 烴源巖成熟度與生烴成藏相態

干酪根的鏡質體反射率（Ro）是最直觀的表征有機質成熟度的參數之一；巖石Tmax也常用于有機質或地層熱演化程度的判斷，但它受到的影響因素很多，諸如巖性、有機質豐度、可溶有機質含量、瀝青分布與充填等。

成藏相態判別前提一是自生自儲油氣藏，無外來油氣輸入；二與地層溫度壓力有關，溫壓高則相同條件趨于氣相。常用石油工程氣油比或凝析油含量判別和PVT實驗直接判斷。

中石化江漢油田涪頁10HF井放噴測試求產，獲得日產氣5.58×104m3、日產油17.6 m3的穩定工業油氣流。東上地層壓力系數大于 1.75，屬于超高壓系統。地層溫度為 73.86℃，為低地溫梯度系統。井流物組分 CH4占76.43%，輕質組分含量高；C+占2.79%，重組分含量低。生產氣油比為1 746.19 m3/m3，脫氣原油密度為 0.775 2 g/cm3，φ1值為 15.35，C2+為 22.98，C2/C3為 2.7，結合流體相圖綜合判斷涪頁10井東上亞段中的氣藏類型為凝析氣藏（圖9）。

圖9 涪頁10HF井地層流體PVT相圖

本次利用川東及周圍地區31口井51個數據點做出Ro等值線圖，從圖中可以看出，東岳廟段Ro高值區在云陽一帶，次高值區出現在福祿場一帶（圖10）。統計顯示Ro小于1.1%占比22.6%，1.1%～1.4%占比58.1%，1.4%以上占比19.3%。東岳廟段烴源巖屬于成熟晚期到高熟早期階段，以凝析油氣—濕氣為主。通過實際油氣產出相態與成熟度標定，由于有機質類型上的差異，已有產出油氣井與成熟度對比分析，實際上侏羅系油藏與凝析氣藏成熟度界限在1.1%，相應的凝析氣藏與濕氣藏界限在1.4%左右。由此，可預測東岳廟段區域上生烴以凝析氣、濕氣為主，液烴油不足13.0%（圖8），表明川東地區東岳廟段以頁巖氣藏為主要勘探目標。

圖10 川東地區東岳廟段鏡質體反射率等值線圖

5 結論

1）東岳廟段烴源巖主要為黑色頁巖和泥巖，厚度約為25～40 m，主要分布在上亞段，較厚區域在臥龍河—沙坪場以及五百梯區塊一帶。

2）綜合烴源巖有機碳含量和生烴潛量（S1+S2）來看，川東地區東岳廟段暗色泥頁巖屬于較好—好烴源巖。

3）通過干酪根鏡檢有機質類型和巖石熱解參數類型劃分，東岳廟段烴源巖有機質類型主要以Ⅱ1型為主、Ⅱ2型為輔。

4）東岳廟段烴源巖處于成熟晚期到高熟早期階段，可預測東岳廟段區域上生烴以凝析氣、濕氣為主，頁巖氣藏為川東地區東岳廟段主要勘探目標。