林小云，李 靜，潘 虹，趙 剛 （油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室 （長江大學） 長江大學地球科學學院，湖北荊州434023）

資福寺洼陷烴源巖分布及生烴潛力評價

林小云，李 靜，潘 虹，趙 剛 （油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室 （長江大學） 長江大學地球科學學院，湖北荊州434023）

利用地震、鉆井、測井和油氣地球化學分析測試資料，分析資福寺洼陷烴源巖分布特征，結(jié)合埋藏史分析烴源巖的成熟史與生烴演化史，對烴源巖的生烴潛力進行動態(tài)評價。烴源巖主要分布于湖相－半深湖相區(qū)，近北西－南東向展布，向北東、南西兩側(cè)減薄，其中新溝咀組下段Ⅱ油組和沙市組上段厚度較大。有機碳含量高值區(qū)主要分布在彌陀寺－資福寺一帶，新溝咀組下段泥隔層和Ⅱ油組有機碳含量較高，達到1.0%。綜合考慮烴源巖分布特征及生烴演化史，有利生烴層位以新溝咀組下段Ⅱ油組為主，有利生烴區(qū)位于資福寺洼陷帶。

資福寺洼陷；新溝咀組；烴源巖分布；生烴演化；生烴潛力

資福寺洼陷位于江陵凹陷東南部，西至天鵝洲向斜－虎渡河，東以清水口斷層為界，北達荊西油田－沙市油田以北，南以公安斷層為界［1］。洼陷總體上表現(xiàn)為北西向的 “凹－隆”相間的基本構(gòu)造格局，斷裂活動強烈，南部巖漿活動頻繁，自南向北依次為公安單斜帶、資福寺洼陷帶、荊州背斜帶、清水口向斜帶 （圖1）。由于資福寺洼陷鉆井分布不均勻，老井測井資料不齊全或有些層段未鉆達，分析樣品稀少，給有機碳的平面分布研究帶來困難。為了相對準確地反映有機碳含量 （TOC）的平面分布，確定烴源巖的厚度分布情況，對烴源巖有效性的判斷根據(jù)地化測試數(shù)據(jù)控制、測井數(shù)據(jù)計算有機碳［2～4］，并結(jié)合沉積相和地震資料預測烴源巖的空間展布特征，進而評價烴源巖的生烴潛力。

圖1 資福寺洼陷及周緣構(gòu)造區(qū)劃圖

1 資福寺洼陷烴源巖發(fā)育

資福寺洼陷地層發(fā)育齊全，由下至上依次為白堊系漁洋組，古近系沙市組、新溝咀組、荊沙組、潛江組、荊河鎮(zhèn)組，新近系廣華寺組及第四系平原組。其中新溝咀組分為上、下兩段，新溝咀組下段自下而上又分為Ⅲ油組、泥隔層、Ⅱ油組、Ⅰ油組。資福寺洼陷是在晚侏羅－早白堊世基底形成之后經(jīng)歷了晚白堊世－始新世新溝咀組沉積期的第1期斷陷階段、荊沙組－漸新世荊河鎮(zhèn)組沉積期的第2期強烈斷陷階段和新近紀－第四紀的第3期區(qū)域拗陷階段。烴源巖主要發(fā)育于第1構(gòu)造演化階段的沙市組上段和新溝咀組下段，而第2個構(gòu)造演化階段發(fā)育的潛江組由于成熟度較低不能成為有效的烴源巖。洼陷在古近紀處于半深湖－三角洲沉積環(huán)境，以碎屑巖沉積為主，屬于缺氧的弱還原－還原環(huán)境［5］。根據(jù)沉積特征分析，新溝咀組－沙市組形成于半潮濕－半干旱的淺水湖盆環(huán)境，以湖泊沉積體系為主。沙市組沉積時期區(qū)內(nèi)湖盆范圍大，水體較深，彌陀寺－資福寺屬于近東西向的橢圓形分布的半深湖相沉積，資福寺洼陷帶為湖泊沉積體系，清水口向斜帶及部分荊州背斜帶發(fā)育三角洲沉積體系，南部公安單斜帶為濱淺湖沉積。新溝咀組總體上繼承了沙市組的沉積特征，區(qū)內(nèi)三角洲沉積體系分布范圍較大，延伸較遠，荊州背斜帶多為三角洲沉積，水體變淺，湖盆中心向南遷移，半深湖相分布在彌陀寺－資福寺以南地區(qū)，南部單斜帶為濱淺湖沉積。

2 資福寺洼陷烴源巖分布

2.1 沙市組烴源巖平面分布

沙市組上段以半深湖亞相沉積為主，烴源巖厚度中心在復興場－彌陀寺一帶，由西部向東部逐漸減薄。其中以沙18井和復2井烴源巖厚度最大，分別為103m和102.5m。TOC以資福寺洼陷為中心向南、向北方向降低，最高達2.08%（圖2 （a））。

圖2 資福寺洼陷烴源巖厚度及TOC等值線圖

2.2 新溝咀組下段Ⅱ油組烴源巖平面分布

新溝咀組下段Ⅱ油組烴源巖主要集中在復興場一帶，總體呈北西－南東向分布，分別向北東和南西方向減薄。工區(qū)北東部分以三角洲前緣亞相為主，南西方向發(fā)育淺湖亞相，北東方向烴源巖厚度小于南西方向，且分布較為密集。該段烴源巖厚度普遍較大，以虎2井烴源巖厚度最大，為174.88m；TOC高值區(qū)靠近資福寺洼陷中心，最高為2.38%，向南、向北方向逐漸降低 （圖2（b））。

3 資福寺洼陷烴源巖生烴潛力評價

3.1 烴源巖生烴演化分析

資福寺洼陷自白堊紀以來發(fā)生多次斷陷和拗陷，沙市組－新溝咀組沉積期洼陷帶成熟演化較快，進入生烴門限，新溝咀末期南部受到火山巖侵入，熱流值偏高［6］；新溝咀組沉積末期－荊沙組沉積期小幅抬升，而后加速下沉；荊河鎮(zhèn)組沉積中期受喜山運動影響地層整體抬升，烴源巖成熟演化程度整體上呈現(xiàn)從背斜帶向洼陷中心演化程度逐漸升高的趨勢。

荊州背斜帶烴源巖整體成熟較晚，演化程度低，東部較西部成熟略早。東部地區(qū)沙市組在潛江早期、新溝咀組下段在潛江組沉積中期進入生烴門限，目前沙市組在荊河鎮(zhèn)組沉積中期已經(jīng)達到成熟晚期。西部地區(qū)沙市組在潛江組沉積中－晚期、新溝咀組下段在潛江組沉積晚期－荊河鎮(zhèn)組沉積早期進入生烴門限，荊河鎮(zhèn)組沉積中期地層抬升，現(xiàn)今大多處于成熟早期階段 （圖3（a））。

資福寺洼陷帶沙市組于荊沙組沉積末期進入成熟早期，潛江組沉積中期進入成熟晚期；新溝咀組下段大致于潛江組沉積早期進入成熟早期，荊河鎮(zhèn)組沉積中期進入成熟晚期；之后地層整體抬升，現(xiàn)今多處于成熟晚期階段，靠近洼陷中心的地區(qū)處于高成熟階段 （圖3（b））。

公安單斜帶沙市組－新溝咀組沉積時期公安斷裂活動劇烈，地層抬升錯動，烴源巖成熟晚，演化程度低。沙市組烴源巖于荊河鎮(zhèn)組沉積中期進入成熟早期階段；新溝咀組下段烴源巖至今仍沒有進入生烴門限，仍處于未成熟階段。

圖3 資福寺洼陷有機質(zhì)成熟史

3.2 烴源巖生烴區(qū)評價

資福寺洼陷烴源巖中新溝咀組下段Ⅱ油組、泥隔層和Ⅲ油組以及沙市組上段的有機質(zhì)豐度較高，生烴潛力較大［7］；Ⅰ油組的有機質(zhì)豐度較低，生烴潛力小。通過地化指標分析烴源巖演化階段認為，鏡質(zhì)體反射率 （Ro）大于0.65%時有機質(zhì)達到成熟?？紤]烴源巖豐度和厚度兩個條件，結(jié)合烴源巖在關(guān)鍵時刻成熟度的平面分布和烴源巖生烴期次，將資福寺洼陷生烴區(qū)分為3個級別，即Ⅰ類生烴區(qū)、Ⅱ類生烴區(qū)和Ⅲ類生烴區(qū)。

沙市組上段烴源巖厚度大，關(guān)鍵時刻大部分區(qū)域開始生烴，荊州背斜帶西部TOC在0.6%～1.0%之間，綜合評價為Ⅱ類生烴區(qū)，沿北西－南東向分布。資福寺洼陷帶TOC在0.4%～0.6%之間，為Ⅲ類生烴區(qū)。

新溝咀組下段Ⅱ油組主要生烴區(qū)大致分布在半深湖－濱淺湖相帶，沿北西－南東展布，關(guān)鍵時刻大部分區(qū)域開始生烴。資福寺洼陷中心烴源巖厚度大，TOC值高，大于1.0%，綜合評價為Ⅰ類生烴區(qū)。荊州背斜帶烴源巖厚度大，TOC值在0.6%～1.0%之間，為Ⅱ類生烴區(qū)。公安單斜帶烴源巖厚度大，但TOC值在0.4%～0.6%之間，綜合評價為Ⅲ類生烴區(qū) （圖4）。

4 結(jié) 論

1）資福寺洼陷烴源巖分布在荊州背斜帶和資福寺洼陷帶，總體近北東－南西向展布，厚度中心在洼陷西部一帶，有機質(zhì)類型主要為Ⅱ2－Ⅲ型，其中新溝咀組下段Ⅱ油組烴源巖厚度最大，有機質(zhì)豐度高，有機質(zhì)處于成熟－高成熟階段，是該區(qū)主力烴源巖，其次為新溝咀組下段Ⅲ油組，烴源巖厚度中心略有向南遷移的趨勢。另外，沙市組上段也有一定的生烴潛力。

2）不同區(qū)帶埋深不同，烴源巖演化程度有差異，資福寺洼陷帶演化程度相對較高，荊州背斜帶和公安單斜帶演化程度相對較低。通過對資福寺洼陷烴源巖分布及演化過程的分析，認為生烴潛力較好的區(qū)域為荊州背斜帶的Ⅱ油組、Ⅲ油組和沙市組上段和資福寺洼陷帶的Ⅱ油組、Ⅲ油組。

圖4 資福寺洼陷新溝咀組下段Ⅱ油組烴源巖生烴潛力評價圖

［1］張建華，向雪梅，丁愛軍，等.資福寺洼陷形成機理與生油潛力研究 ［J］.江漢石油職工大學學報，2005，18（4）：15～16.

［2］許曉宏，黃海平，盧松年.測井資料與烴源巖有機碳含量的定量關(guān)系研究 ［J］.江漢石油學院學報，1998，20（3）：8～12.

［3］王貴文，朱振宇，朱廣宇.烴源巖測井識別與評價方法研究 ［J］.石油勘探與開發(fā)，2002，29（4）：50～52.

［4］Passey Q R，Creaney S.A practical model for organic richness from porosity and resistivity log ［J］.AAPG Bulletin，1990，74（12）：1777～1794.

［5］朱國華，劉春平.江陵凹陷構(gòu)造演化與油氣成藏 ［J］.石油天然氣學報，2005，27（4）：429～432.

［6］袁玉松，朱傳慶，胡圣標.江漢盆地熱流史、沉積構(gòu)造演化與熱事件 ［J］.地球物理學進展，2007，22（3）：934～939.

［7］黃第藩.陸相有機質(zhì)演化和成烴機理 ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1984.

The Distribution of Source Rock and Hydrocarbon Generation Potential Analysis in Zifusi Depression

LIN Xiao－yun，LI Jing，PAN Hong，ZHAO Gang（Authors'Address：Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas Resources（Yangtze University），Ministry of Education；College of Geosciences，Yangtze University，Jingzhou434023，Hubei，China）

Zifusi Sag，which was located in the southeast of Jiangling Depression，was a Cenozoic depression grown up on the Mesozoic basement.It was a tectonic framework where depression was alternated with uplift.The main source rock was the in the Lower Xingouzui Formation and Shashi Formation.TypeⅡ Oil Formation had higher organic matter abundance，its organic matter was mainly TypeⅡ2－Ⅲ.Thermal maturation degree was at maturated to highly maturated stage.The distribution characteristics of source rocks were analyzed by seismic，drilling，logging and oil and gas geochemical test data，and mature history and hydrocarbon－generation evolvement history were obtained in combination with burial history，hydrocarbon potential was dynamically evaluated.Source rocks are almost distributed in lacustrine facies to half deep lacustrine facies，which is developed from northwest to southeast，and it is thinned in northeastern and southwestern side.TypeⅡOil Formation and Upper Shashi Formation are relatively thick.Source rock area with higher organic carbon content is located in the Mituosi－Zifusi Area.The TOC content of restraining barrier and TypeⅡOil Formation of the Lower Xingouzui Formaion is much higher，which is at 1.0%.In consideration of the distribution of source rocks and hydrocarbon evolution，the favorable hydrocarbon layer is TypeⅡOil Formation of the Lower Xingouzui Formation，and the favorable hydrocarbon area is Zifusi Depression.

Zifusi Depression；Xingouzui Formation；distribution of source rock；hydrocarbon evolution；hydrocarbon generation potential

TE122.1

A

1000－9752 （2012）03－0034－04

2011－09－12

湖北省教育廳科學技術(shù)研究 （A類）重點項目 （D200712003）。

林小云 （1965－），女，1987年大學畢業(yè)，博士，教授，現(xiàn)主要從事油氣成藏地質(zhì)與資源評價的科研和教學工作。

［編輯］ 宋換新