还原湖盆密集段(烃源岩)的生烃特征

发布网友 发布时间：2022-05-17 19:08

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热心网友 时间：2023-08-25 03:46

5.2.3.1 地球化学特征

还原湖盆密集段（烃源岩）的重要特征是有机质含量高、干酪根类型好。查干凹陷的烃源岩由发育在超层序Ⅰ层序2（K₁b²）中部的湖相页岩、白云质泥岩和层序3（K₁s¹）中部的湖相暗色泥岩组成。这两套烃源岩在凹陷内广泛分布，厚度大，构成下白垩统含油气系统的主力有效烃源岩。

查干凹陷下白垩统烃源岩有机质丰度较高，K₁ b² 暗色泥岩、白云质泥岩有机碳为0.61%～1.51%，氯仿沥青“A”为0.0185%～0.11%，总烃为（182～723）×10^-6 ，生烃潜量为0.37～5.85 mg/g，含大量生物化石，属于好—较好的烃源岩；K₁ s¹ 泥岩有机碳为1.06%～1.4%，氯仿沥青“A”为 0.019%～0.0585%，总烃为（78～558）×10^-6，生烃潜量为0.59～4.069 mg/g，为较好烃源岩标准（图5-2）。

据干酪根显微组成、氯仿沥青“A”族组成、饱和烃组分的化合物构成，反映下白垩统烃源岩有机质的干酪根类型均以Ⅱ型为主（K₁ b² 偏Ⅱ1 型，K₁ s¹ 偏Ⅱ2 型），其次为Ⅲ型和少量Ⅰ型（图5-7、5-8）。

图5-6 Sq5～6（K₁ s²）氧化湖盆密集段厚度（m）图

图5-7 查干凹陷烃源岩干酪根元素组成图

图5-8 查干凹陷甾烷组成三角图

以查参1井为例可以看出下白垩统烃源岩有机质的成熟度特征。根据镜质体反射率R _o 值、孢粉颜色、T _max、OEP值、色质分析中生物标记化合物成熟度指标等将查参1井热演化阶段划分为四个阶段（图5-9、5-10）：

（1）未熟阶段

其深度小于1000 m，相当于R_o＜0.5%。

图5-9 查参1井可溶有机质转化率与埋深关系图

图5-10 查参1井干酪根演化特征

（2）成熟阶段

其深度为1000～2794 m。底部 R_o 值达 1.3%，OEP 值从 1.29 降到 1.2，在 1490.8 m处色质ββ-C₂₉ ＜αα-C₂₉，ββ/αα-C₂₉约 0.66，说明已属成熟阶段。沥青转化率（氯仿沥青“A”/有机碳）和总烃/有机碳很低，生油高峰不明显。22S/22R-C₃₁、22S/（22S+22R）-C₂₉及ββ-C₂₉/∑C₂₉分别平均为1.29%、35.78%和42.35%。

（3）高成熟阶段

该阶段即湿气阶段。其深度为2794～4048 m。在2794 m以下，R _o 平均值受火成岩影响达到1.5%，在3600以下，T_max平均为470 ℃，孢粉色级指数为3.69，沥青转化率和总烃/有机碳表现得异常高，H/C 原子比多在 0.7 以下，20S/（20S+20R）-C₂₉及ββ-C₂₉/∑C₂₉分别平均为40.4%和52.28%。

（4）过成熟阶段

该阶段即干气阶段。其深度＞4048 m，R_o值平均为4.53%。

平面上，烃源岩成熟度的变化与同生断层的活动密切相关。查干凹陷K₁b—K₁s沉积阶段为断陷阶段。图拉格断裂的强烈活动导致其东南侧强烈沉降，形成一个西北陡、东南缓的篓状凹陷，沉积物和烃源岩的发育和高成熟度区的分布均首先受其控制。

盆地模拟资料表明，巴音戈壁组顶面约96%的面积 R _o 值大于0.5%，约80%的地区R_o在0.8%～1.3%之间，在凹陷的沉降中心区 R_o 达到了1.3%以上，巴音戈壁组基本处于成熟—高成熟阶段（图6-2）。

苏红图组一段约90%面积的烃源岩R_o大于0.5%，仅在盆地边缘及毛敦侵入带东南侧未成熟，R_o值小于0.5%。苏一段成熟烃源岩（0.8%＜R_o＜1.3%）主要分布在凹陷西部。由于苏一段火山岩发育，烃源岩受火山岩的影响其有机质成熟度明显高于自然演化的结果，上述模拟结果偏低。

5.2.3.2 烃源对比

含油气系统研究的一项主要任务是确定烃源。烃源一旦得以确认，含油气系统也就确定了。油源生物标记物特征对比是最有效、最可靠的方法。

（1）甾烷对比

查参1井苏一段原油 C₂₇甾烷，与巴二段灰黑色页岩及白云质泥岩较接近。查参 1 井苏一段油砂、毛1井苏一、苏二段油斑的 C₂₇、C₂₈甾烷含量中等，与白云质泥岩有明显的亲缘关系。毛 1 井巴二段原油的ααα（20S）/C₂₇/C₂₉和ααα（20S）/C₂₈/C₂₉分别为 0.39、0.69，更接近白云质泥岩。两口井原油与苏一段深灰色泥岩的可比性较差（图5-12）。原油、油斑甾烷成熟度参数ααα-C₂₉ S/（S+R）、ββ/∑C₂₉与查参 1 井苏一段及巴二段烃源岩较接近，而与毛1井巴二段深灰色泥岩无可比性（图5-11）。

图5-11 查干凹陷原油饱和烃 C₂₉甾烷 S/（S+R）和ββ/ΣC₂₉成熟度划分图

（2）萜烷对比

查参1 井原油的 Tm/Ts 为 0.8，γ-蜡烷/（C₃₁藿烷/2）为 1.5，C₃₀重排/C₂₉藿烷为0.22，与巴二段较接近。毛1井巴二段原油、苏一、苏二段油斑的显著特点是γ-蜡烷含量高，γ-蜡烷/（C₃₁藿烷/2）分别为3和5.2，高于查参1井巴二段和苏一段烃源岩的比值。

（3）类异戊二烯烷烃对比

类异戊二烯烷烃的姥植比和 Pr/n C₁₇分别为0.79～0.94 和0.83～1.34，苏一段烃源岩具姥鲛烷优势和低 Pr/n C₁₇的特征，与原油不相关。巴二段灰黑色页岩多数样品的 Pr/n C₁₇比值小于0.4，与原油的可比性较差。白云质泥岩的姥植比和 Pr/n C₁₇与原油接近，二者具有亲缘关系（图5-13）。

（4）碳同位素组成对比

由图5-14可见，油样和白云质泥岩段各组分δ¹³ C 值最为接近，唯油样中沥青质的δ¹³ C值与所有岩样均差别明显。但总的讲，仍可以认为油样与白云质泥岩对比性最好。

综合上述各种对比参数认为，白云质泥岩为主要油源，但有少量深度在 3160 m深灰色泥岩中所产出油的混入。

图5-12 查干凹陷原油与典型烃源岩层段的甾烷相对比值关系图

图5-13 查干凹陷原油、烃源岩 Pr/Ph和 Pr/n C₁₇对比图

图5-14 查干凹陷萜烷油岩对比图

5.2.3.3 烃源岩评价

查干凹陷具有高的沉降速率，沉积厚度大，其中不乏好或较好烃源岩，仅在早白垩统中烃源岩厚度即达750.5 m；地温梯度高；烃类开始生成的埋深较浅，具有高的生油潜能。

烃源岩的评价，首先要以岩石有机质丰度为基础。以烃源岩有机碳、氯仿沥青“A”和总烃含量作为标志有机质丰度的基本指标。烃源岩类型、成熟度、累计厚度、沉积环境和沉积相也是评价烃源岩优劣的重要指标。查干凹陷烃源岩共分为三类（表5-1）：Ⅰ类烃源岩成烃最有利；Ⅱ类成烃较有利；Ⅲ类生烃条件差。

根据评价标准，对查干凹陷的烃源岩评价如图5-15、5-16。在三口重点井中查参1 井巴二段的生烃条件较好，为Ⅱ类烃源岩；苏一段、巴1井和毛1井巴二段烃源岩生烃条件差，为Ⅲ类烃源岩。在平面上Ⅰ类烃源岩分布在额很次凹西北部，查参1井西南侧；Ⅱ类烃源岩主要分布在虎勒次凹，Ⅰ、Ⅱ类烃源岩全部为巴二段烃源岩。Ⅲ类烃源岩主要分布在虎勒次凹、巴润断阶带、罕塔庙次凹以及额很次凹东部、南部，这些地区的生烃条件差。

图5-15 查干凹陷 K₁ b ² 烃源岩评价图