李威，文志剛

(1.長(zhǎng)江大學(xué)油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢430100；2.長(zhǎng)江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院，湖北 武漢430100）

0 引言

鄂爾多斯盆地中生界豐富的石油資源，與上三疊統(tǒng)長(zhǎng)7 油層組湖相富含有機(jī)質(zhì)烴源巖的大規(guī)模發(fā)育具有密切關(guān)系［1-4］。前人曾對(duì)鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7 烴源巖特征和成藏規(guī)律進(jìn)行了多次深入研究，認(rèn)為晚三疊世長(zhǎng)7 早期，強(qiáng)烈的區(qū)域拉張、伸展構(gòu)造活動(dòng)引起大規(guī)模湖泛，形成大范圍的深湖—半深湖區(qū)，同時(shí)區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)與熱水活動(dòng)誘發(fā)了較高的生物生產(chǎn)能力，有機(jī)質(zhì)的富集形成了湖泛期高強(qiáng)度生烴特征［5-9］。

馬嶺地區(qū)位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡帶，西部緊鄰天環(huán)凹陷，馬嶺長(zhǎng)7 油層組暗色泥巖段呈黑色，同時(shí)可見魚鱗化石及黃鐵礦，巖石普遍發(fā)育泥包砂、不完整的鮑馬序列等深水沉積構(gòu)造，深湖—半深湖相沉積特征明顯。長(zhǎng)7 油層組為該區(qū)非常規(guī)致密油藏的重點(diǎn)研究層位［10-12］。

1 優(yōu)質(zhì)烴源巖地球化學(xué)特征

烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度主要根據(jù)烴源巖總有機(jī)碳、氯仿瀝青“A”的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及生烴潛量3 方面來判定。通過測(cè)試，長(zhǎng)7 油頁巖段的典型特點(diǎn)是總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，而氯仿瀝青“A”質(zhì)量分?jǐn)?shù)、生烴潛量明顯偏低（見表1）。這說明長(zhǎng)7 烴源巖經(jīng)過了強(qiáng)烈的排烴作用。根據(jù)陸相烴源巖評(píng)價(jià)指標(biāo)［13-14］，長(zhǎng)7 暗色泥巖達(dá)到好—最好級(jí)別的生油巖標(biāo)準(zhǔn)，且總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)普遍高于3%，表明長(zhǎng)7 油層組發(fā)育優(yōu)質(zhì)烴源巖。

干酪根鏡檢結(jié)果顯示，馬嶺地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7 油頁巖段干酪根以無定形類脂體為主，結(jié)合熱解參數(shù)等（見表1），表明長(zhǎng)7 烴源巖母質(zhì)類型好，以腐殖腐泥型為主。其中長(zhǎng)73母質(zhì)類型最好，以腐泥型為主。

表1 馬嶺地區(qū)長(zhǎng)7 暗色泥巖有機(jī)質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

利用正構(gòu)烷烴分析結(jié)果，對(duì)長(zhǎng)7 優(yōu)質(zhì)烴源巖母質(zhì)類型及形成環(huán)境進(jìn)行綜合判識(shí)（見表2）。馬嶺地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7 段油頁巖正構(gòu)烷烴分布特征極為相似，碳數(shù)范圍為nC10—nC38，且呈以nC15為主峰碳的前峰型分布，奇偶優(yōu)勢(shì)不明顯（CPI 為1.06～1.22，OEP 為1.01～1.07），∑nC21-/∑nC22+值相近（3.06～4.17），結(jié)合同位素分析，表明長(zhǎng)7 油頁巖段干酪根以深水還原條件下湖生低等水生生物為主，以腐泥型為主。

表2 長(zhǎng)7 段油頁巖樣品的地球化學(xué)參數(shù)

馬嶺地區(qū)長(zhǎng)7 優(yōu)質(zhì)烴源巖巖樣干酪根的實(shí)測(cè)鏡質(zhì)體反射率為0.65%～1.09%，巖石熱解峰溫主要分布于427～466 ℃，結(jié)合飽和烴色譜、色質(zhì)分析（見表2），表明已達(dá)到生油高峰演化階段。對(duì)研究區(qū)部分樣品進(jìn)行干酪根同位素分析表明，長(zhǎng)7 油源巖干酪根的δ13CPDB值十分接近，主要分布在-29.9‰～-29.6‰，富12C 特征反映其生物來源相對(duì)單一、以湖生藻類為主的特點(diǎn)［15］。

綜合評(píng)價(jià)該區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7 暗色泥巖認(rèn)為，長(zhǎng)71，72，73段均有良好的生烴能力 （見圖1，1a 中黃色為總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，綠色為氯仿瀝青“A”質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。長(zhǎng)73段油頁巖以其有機(jī)質(zhì)豐度高，母質(zhì)類型好，演化程度適中，生烴潛量高，而具有優(yōu)質(zhì)烴源巖的屬性［16-18］。

圖1 長(zhǎng)7 暗色泥巖有機(jī)質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

2 優(yōu)質(zhì)烴源巖地質(zhì)特征

優(yōu)質(zhì)烴源巖含有大量的有機(jī)質(zhì)，與非烴源巖的泥巖在測(cè)井曲線上有很大區(qū)別，常用測(cè)井組合法和參數(shù)組合法定性、定量識(shí)別烴源巖。由于總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的優(yōu)質(zhì)烴源巖層一般富含放射性元素（如吸附特殊元素U），在自然伽馬曲線和能譜測(cè)井曲線上表現(xiàn)為高異常。優(yōu)質(zhì)烴源巖層密度低于其他巖層，密度測(cè)井曲線上表現(xiàn)為低密度異常，同樣在聲波時(shí)差曲線上表現(xiàn)為異常高聲波時(shí)差［19］。對(duì)于成熟的優(yōu)質(zhì)烴源巖層長(zhǎng)73，其孔隙流體中含有液態(tài)烴，不易導(dǎo)電，電阻率曲線上表現(xiàn)為高異常。根據(jù)研究，長(zhǎng)7 段純泥頁巖段在測(cè)井響應(yīng)上，泥質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)Vsh大于0.7［20］。

為了確定優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度，在巖心標(biāo)定測(cè)井的條件下，利用測(cè)井資料對(duì)大量單井不同層段的暗色泥巖發(fā)育段有機(jī)質(zhì)豐度進(jìn)行預(yù)測(cè)。以總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于3%為優(yōu)質(zhì)烴源巖的下限標(biāo)準(zhǔn)，在單井巖性剖面上確定優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育的頂、底深度，得到不同層段單井優(yōu)質(zhì)烴源巖的厚度。以里57 井長(zhǎng)73優(yōu)質(zhì)烴源巖測(cè)井-有機(jī)地球化學(xué)剖面為例進(jìn)行分析：里57 井鉆遇地層在長(zhǎng)7 時(shí)期處于盆地沉積中心，在長(zhǎng)73砂層組沉積了巨厚的暗色泥巖和油頁巖，其有機(jī)質(zhì)豐度高（總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于3%，生烴指數(shù)大于20 mg/g），干酪根以Ⅰ，Ⅱ1型為主（降解率小于50%，生烴潛量大于40，氫指數(shù)大于250 mg/g），處于生油窗內(nèi)（鏡質(zhì)體反射率大于0.7%），屬于優(yōu)質(zhì)烴源巖段，確定的優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度約27 m；其測(cè)井響應(yīng)特征表現(xiàn)為“三高一低”的特點(diǎn)，即自然伽馬高異常（大于200 API）、聲波時(shí)差高異常（大于300 μs/m）、電阻率高異常（大于100 Ω·m），密度低異常（2.1～2.3 g/cm3）（見圖2）。

綜合利用測(cè)井、巖心錄井資料對(duì)烴源巖，尤其對(duì)優(yōu)質(zhì)烴源巖進(jìn)行標(biāo)定。根據(jù)鉆遇的大量不同層段優(yōu)質(zhì)烴源巖的預(yù)測(cè)和統(tǒng)計(jì)結(jié)果，繪制了不同層段優(yōu)質(zhì)烴源巖的連井剖面和厚度分布圖（見圖3、圖4）。

圖2 里57 井長(zhǎng)73 優(yōu)質(zhì)烴源巖段的測(cè)井-有機(jī)地球化學(xué)剖面

不同鉆遇井的優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育程度存在一定差異，各砂層組優(yōu)質(zhì)烴源巖橫向連續(xù)性差異較大。其中，長(zhǎng)73優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度分布穩(wěn)定，普遍大于20 m，在剖面里156—鎮(zhèn)129 井連續(xù)性好；長(zhǎng)72、長(zhǎng)71垂向上優(yōu)質(zhì)烴源巖呈透鏡狀分布，厚度變化較大，橫向連續(xù)性差，表現(xiàn)出較強(qiáng)的非均質(zhì)性。

通過統(tǒng)計(jì)與圖件對(duì)比發(fā)現(xiàn)，不同砂層組優(yōu)質(zhì)烴源巖的分布趨勢(shì)與馬嶺地區(qū)半深湖—深湖沉積中泥巖分布趨勢(shì)基本一致，即暗色泥巖沉積厚度大的區(qū)域，優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度比例大。其中，長(zhǎng)73在半深湖—深湖沉積背景下，暗色泥巖最發(fā)育，優(yōu)質(zhì)烴源巖所占比例最大，長(zhǎng)72次之，長(zhǎng)71優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育最差。以長(zhǎng)73砂層組優(yōu)質(zhì)烴源巖的空間分布特征為例（見圖4），其優(yōu)質(zhì)烴源巖主要分布在研究區(qū)西北部，厚度最大，超過25 m，位于樊家川地區(qū)。沉積中心厚度在15～25 m，占據(jù)西北部的大片區(qū)域。研究區(qū)中部許家河地區(qū)的優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度也較大，在20 m 左右，向南部延伸至三十里鋪地區(qū)，厚度減薄為10 m 左右。

圖4 長(zhǎng)73 段優(yōu)質(zhì)油源巖等厚分布

3 結(jié)論

1）鄂爾多斯盆地馬嶺地區(qū)長(zhǎng)7 烴源巖段具有高—極高的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，屬于優(yōu)質(zhì)烴源巖段。

2）穩(wěn)定碳同位素比值、氫指數(shù)、有機(jī)巖石學(xué)、生物標(biāo)志化合物等分析結(jié)果都表明，馬嶺地區(qū)長(zhǎng)7 段油源巖有機(jī)質(zhì)類型好。正構(gòu)烷烴色譜參數(shù)及較輕的干酪根碳同位素指示，長(zhǎng)7 優(yōu)質(zhì)油源巖段干酪根以深水、還原條件下湖生低等水生生物為主，以腐泥型為主。

3）運(yùn)用測(cè)井、有機(jī)地球化學(xué)綜合識(shí)別的方法，從剖面、平面上標(biāo)定了馬嶺地區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育層位及區(qū)帶。長(zhǎng)7 優(yōu)質(zhì)油源巖垂向上主要發(fā)育在長(zhǎng)73段，平面上西北部為馬嶺地區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖主要發(fā)育帶。

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