齊家-古龍地區(qū)頁巖油參數(shù)井泉頭組—青山口組沉積微相特征

甄 甄，楊建國，李士超，姚玉來，肖 飛

中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心，遼寧 沈陽 110034

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，對油氣資源的需求越來越大，而剩余的常規(guī)油氣資源日益減少.松遼盆地作為我國重要油氣產(chǎn)區(qū)，半個(gè)多世紀(jì)的連續(xù)開采使得盆地內(nèi)油氣勘探進(jìn)入高成本、高難度階段，面臨后備油氣資源不足的嚴(yán)重威脅［1］.以頁巖油氣為代表的非常規(guī)油氣資源快速興起，已成為油氣資源的重要接替領(lǐng)域［2］.泥頁巖不僅可以作為油氣生成的烴源巖，也可以作為儲(chǔ)集巖，其中蘊(yùn)含著大量的油氣資源.松遼盆地白堊系發(fā)育沙河子組、青山口組、嫩江組等多套陸相泥頁巖，是盆地主要烴源巖層，在地質(zhì)歷史時(shí)期生成了大量的烴類［3］.因此，松遼盆地頁巖油具有優(yōu)越的成藏地質(zhì)條件，資源潛力大，是未來油氣勘探開發(fā)的重要接續(xù)領(lǐng)域［4］.

1 區(qū)域地質(zhì)概況

齊家-古龍地區(qū)位于松遼盆地中央拗陷區(qū)（圖1），主要表現(xiàn)為長期繼承性發(fā)育的深水湖盆凹陷，是松遼盆地北部的主要生油凹陷［5-6］，頁巖油勘探開發(fā)潛力大［7］.泉三四段沉積時(shí)期，盆地主要發(fā)育河流相紅色砂泥巖互層沉積；青山口組—嫩江組沉積時(shí)期，主要為三角洲相和湖泊相沉積［8-9］，廣泛發(fā)育富有機(jī)質(zhì)泥頁巖.上白堊統(tǒng)青山口組、姚家組和嫩江組一段是松遼盆地最主要的含油層系［10］，盆地北部嫩江組只有部分區(qū)域進(jìn)入成熟階段，青山口組大部分區(qū)域均進(jìn)入排油氣階段［11］.綜上分析可知，青山口組是頁巖油勘探的重點(diǎn)層系.頁巖油的形成直接受到沉積環(huán)境的影響［12-15］，因此有必要對齊家-古龍地區(qū)青山口組沉積微相特征開展研究.

圖1 松遼盆地構(gòu)造分區(qū)及參數(shù)井分布（據(jù)文獻(xiàn)［7］修改）Fig.1 Tectonic division of Songliao Basin with distribution of parameter wells（Modified from Reference［7］）

松頁油1 井位于松遼盆地中央拗陷區(qū)齊家凹陷南部（圖1），完井井深2 547 m，取心進(jìn)尺127.20 m，取心層位為泉四段上部—青二三段下部（圖2）；松頁油2井位于松遼盆地中央拗陷區(qū)龍虎泡-大安階地（圖1），完井井深2 350 m，取心進(jìn)尺183.37 m，取心層位主要為泉四段上部—青二三段下部（圖3）.本研究主要是通過開展兩口頁巖油參數(shù)井巖心大比例尺觀察和描述，結(jié)合測井曲線特征，進(jìn)行泉四段上部—青二三段下部沉積微相特征研究，并優(yōu)選出有利于頁巖油形成的沉積微相類型.

圖3 松頁油2 井巖心沉積微相分析柱狀圖Fig.3 Sedimentary microfacies column of the core from SYY2 well

2 沉積微相類型

根據(jù)巖心巖性、層理構(gòu)造、化石、含有物、電性特征等［16-19］，在松頁油1 井、松頁油2 井巖心中識別出1種沉積相——湖泊相，可進(jìn)一步劃分為淺湖、半深湖—深湖2 種沉積亞相，以及淺湖灘壩砂、介殼灘、泥質(zhì)淺湖、半深湖—深湖泥和油頁巖5 種沉積微相（表1）.

表1 松頁油1 井和松頁油2 井巖心沉積微相類型劃分Table 1 Classification of sedimentary microfacies of the cores from SYY1 and SYY2 wells

3 沉積微相特征

3.1 淺湖亞相

該亞相是指沉積于枯水期最低水位線至浪基面之間地帶的以泥巖和粉砂巖為主的沉積相，多發(fā)育水平層理、生物擾動(dòng)構(gòu)造，水動(dòng)力較強(qiáng)時(shí)沉積地層中可見波狀層理.在松頁油1 井、松頁油2 井巖心中，淺湖亞相主要分布在青二三段下部、青一段上部和泉四段上部地層，可進(jìn)一步劃分為淺湖灘壩砂、介殼灘、泥質(zhì)淺湖3 種沉積微相.

3.1.1 淺湖灘壩砂微相

該微相巖性主要為深灰色、灰色粉砂巖、細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，夾深灰色粉砂質(zhì)泥巖條帶和團(tuán)塊，局部可見介形蟲化石、植物莖干化石和碳屑，發(fā)育波狀（交錯(cuò)）層理、脈狀層理（圖4），多呈中厚層狀構(gòu)造.該微相主要在松頁油1 井和松頁油2 井泉四段上部和青二三段下部巖心中可見，且砂巖粒徑總體偏細(xì)，說明在泉四段晚期和青二三段早期湖盆水位相對較低，由于受到波浪的作用，早期沉積的近岸砂體接受沖刷而在距離湖岸更遠(yuǎn)的淺湖地區(qū)再次沉積下來.測井曲線上，該微相主要表現(xiàn)為高電阻率、低自然伽馬、低聲波時(shí)差、高密度的特征（圖2、3）.

圖2 松頁油1 井巖心沉積微相分析柱狀圖Fig.2 Sedimentary microfacies column of the core from SYY1 well

圖4 巖心淺湖灘壩砂微相沉積特征Fig.4 Sedimentary characteristics of cores with shallow lake beach-bar sand microfacies

3.1.2 介殼灘微相

該微相主要表現(xiàn)為一定厚度的介形蟲層沉積，介形蟲殼體保存較完整，縱向上主要分布在青二三段下部—青一段上部，可能是盆地水體環(huán)境變化而導(dǎo)致介形蟲集群死亡的結(jié)果［20-22］.介形蟲層在松頁油1 井巖心中局部可見，在松頁油2 井巖心中更常見，厚度一般在1～50 cm（圖5），主要呈薄層和中厚層狀構(gòu)造.測井曲線上，該微相主要表現(xiàn)為高電阻率、低自然伽馬、低聲波時(shí)差、高密度的特征（圖2、3）.

圖5 巖心介殼灘微相沉積特征Fig.5 Sedimentary characteristics of cores with ostracoda beach microfacies

3.1.3 泥質(zhì)淺湖微相

該微相巖性主要為灰綠色、深灰色、灰黑色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，以泥質(zhì)沉積為主，多夾粉砂巖條帶和團(tuán)塊，可見介形蟲、葉肢介、碳屑和植物化石碎片，發(fā)育水平層理、生物擾動(dòng)構(gòu)造（圖6），多呈巨厚層狀或塊狀構(gòu)造，局部層理和裂縫發(fā)育處可見黃綠色油斑.測井曲線上，該微相主要表現(xiàn)出較低電阻率、較高自然伽馬、較高聲波時(shí)差、較低密度的特征（圖2、3）.

圖6 巖心泥質(zhì)淺湖微相沉積特征Fig.6 Sedimentary characteristics of cores with argillaceous shallow lake microfacies

3.2 半深湖—深湖亞相

該亞相是指沉積在浪基面以下、未受波浪和湖流攪動(dòng)的靜水區(qū)深水沉積物.由于水體安靜、水動(dòng)力弱，故地層多發(fā)育水平層理，水體多表現(xiàn)為還原性.在松頁油1 井和松頁油2 井巖心中，半深湖—深湖亞相主要分布在青一段下部，可進(jìn)一步劃分為半深湖—深湖泥、油頁巖2 種沉積微相.

3.2.1 半深湖—深湖泥微相

該微相巖性以深灰色、灰黑色泥巖和粉砂質(zhì)泥巖為主，局部夾粉砂質(zhì)條帶，含介形蟲、葉肢介化石，局部可見植物化石碎片、碳屑、黃鐵礦，發(fā)育水平層理，巨厚層狀或塊狀構(gòu)造，泥巖層理、裂縫發(fā)育處局部可見油浸現(xiàn)象或黃綠色油斑（圖7a）.測井曲線上，該微相主要表現(xiàn)為低電阻率、高自然伽馬、高聲波時(shí)差、低密度的特征（圖2、3）.

3.2.2 油頁巖微相

該微相與半深湖—深湖泥微相在巖心特征上相似、不好區(qū)分，巖性主要為深灰色泥巖，發(fā)育水平層理（圖7b）.本研究主要依據(jù)測井曲線特征來識別油頁巖微相.該微相在測井曲線上主要表現(xiàn)為高電阻率、高自然伽馬、高聲波時(shí)差、低密度的特征（圖2、3）.

圖7 巖心半深湖—深湖亞相沉積特征Fig.7 Sedimentary characteristics of cores with semi-deep-deep lake microfacies

綜合分析松頁油1 井、松頁油2 井巖心中不同沉積微相的含油性特征可知，泥質(zhì)淺湖微相、半深湖—深湖泥微相以及油頁巖微相均是有利于頁巖油形成的沉積微相類型.這主要是與齊家-古龍凹陷青一段和青二三段下部烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高、有機(jī)質(zhì)類型較好、多處于成熟階段、生烴潛力較大［4，23］有關(guān).

4 結(jié)論

1）通過巖性、電性特征分析，在齊家-古龍地區(qū)松頁油1 井、松頁油2 井泉四段上部—青二三段下部巖心中，識別出1 種湖泊相沉積，劃分出淺湖和半深湖—深湖2 種沉積亞相，并進(jìn)一步劃分為淺湖灘壩砂、介殼灘、泥質(zhì)淺湖、半深湖—深湖泥和油頁巖5 種沉積微相.

2）松頁油1 井和松頁油2 井青一段下部主要發(fā)育半深湖—深湖亞相，而淺湖亞相主要分布在青一段上部、青二三段下部和泉四段上部層位.

3）泥質(zhì)淺湖微相、半深湖—深湖泥微相以及油頁巖微相均是有利于頁巖油形成的沉積微相類型.

致謝：感謝參與松頁油1 井、松頁油2 井科研工作的全體人員.