張 品，劉俊田，卿 忠，彭亞中，林 霖，馬 強

(中國石油吐哈油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆哈密 839009)

三塘湖盆地蘆草溝組二段有效烴源巖評價

張 品，劉俊田，卿 忠，彭亞中，林 霖，馬 強

(中國石油吐哈油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆哈密 839009)

有效烴源巖評價的關鍵參數(shù)之一是有機碳,精細油源對比認為，三塘湖盆地蘆草溝組二段是主力烴源巖。主要運用烴源巖排烴特征確定蘆草溝組二段TOC下限值為1.1%，S1、S1+S2、氯仿瀝青“A”及總烴的下限值分別定為：0.17 mg/g、5.6 mg/g、0.07%及378×10-6，并運用實驗數(shù)據(jù)及測井資料預測烴源巖有機碳技術，對單井剖面的有效烴源巖厚度進行分析，成功預測出蘆草溝組二段有效烴源巖的平面展布。

三塘湖盆地；蘆草溝組二段；TOC下限值；有效烴源巖評價

有效烴源巖是指能夠生成并排出烴類而形成工業(yè)油氣藏的烴源巖，是油氣成藏形成的第一地質條件，但烴源巖的有效性一直是烴源巖評價的難點[1-2]。烴源巖有機質的豐度常以有機碳(TOC)、氯仿瀝青“A”和總烴含量來表示，而TOC是控制后兩者的參數(shù)，因此，確定TOC下限是有效烴源巖評價的關鍵。

隨著油氣地球化學研究的深入，近年來TOC下限值的確定從單一的著重生烴特征轉向排烴特征[3-5]。當TOC含量達到某臨界值后，生烴量滿足烴源巖自身飽和吸附量，多余烴類才能排出，而TOC臨界值即是有效烴源巖的TOC含量下限標準。烴源巖有機質豐度高于下限值越多，普遍認為排出的烴量越大，越容易形成油氣藏。研究表明，三塘湖盆地蘆草溝組以湖相烴源巖為主，蘆草溝組二段烴源巖特征基本穩(wěn)定，主要處于低熟-成熟演化階段，適合有效烴源巖有機質豐度下限的研究[6-8]。

1 地質概況

三塘湖盆地屬于準噶爾大型含油氣盆地邊緣的一個中小型盆地。其在地質歷史時期整體屬于大陸邊緣活動帶，構造活動相當復雜，是早古生代褶皺基底上發(fā)育的多旋回疊加型的殘留盆地，該區(qū)二疊紀屬于板內斷陷盆地，自下而上發(fā)育蘆草溝組和條湖組地層。油氣勘探自20世紀90年代以來，取得了豐碩的成果，相繼發(fā)現(xiàn)了北小湖、牛圈湖、馬北等區(qū)塊中生界低孔、低滲、低壓“三低”砂巖油藏及馬中、黑墩等二疊系致密油藏和牛東、馬中石炭系火山巖油氣藏[9-10]，展示了三塘湖盆地多層系巨大的油氣勘探潛力。

中二疊統(tǒng)蘆草溝組是本區(qū)的主要產油層段之一,也是主要的烴源巖段，巖性為沉凝灰?guī)r、云質泥巖-泥質灰?guī)r、灰質砂巖、凝灰質白云巖和泥巖夾薄層灰?guī)r。地層對比認為，蘆草溝組自下而上可以劃分為3個巖性段(P2l1、P2l2和P2l3)[11-12]。中段巖性以碳酸鹽巖及凝灰?guī)r為主，發(fā)育泥灰?guī)r、泥質灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、泥質白云巖、白云質泥巖，電性特征上表現(xiàn)為低伽馬、高聲波時差、高電阻，厚度相對穩(wěn)定，是該區(qū)主力烴源巖。烴源巖非均質性強，有機質類型馬朗凹陷以Ⅰ型、Ⅱ1型為主，條湖凹陷以Ⅱ1型為主，有機質豐度高，烴源巖總體處于低熟-成熟階段，為蘆草溝組、條湖組、中上三疊統(tǒng)和中下侏羅統(tǒng)等層系提供了豐富的油源。

2 蘆草溝組二段烴源巖豐度特征

三塘湖盆地蘆草溝組二段烴源巖的TOC與生烴潛量、氯仿瀝青“A”與總烴呈較好的正相關關系，其烴源巖熱解參數(shù)變化范圍較大，TOC最大超過14%(圖1a、表1)，S1+S2最大超過140 mg/g，氯仿瀝青“A”主要在0.1%以上，總烴在500×10-6以上(圖1b、表1)。烴源巖類型以Ⅰ-Ⅱ1型為主，Ro%主要為0.5%～1.0%，處于低熟-成熟階段。

圖1 蘆草溝組二段泥巖生烴參數(shù)關系圖

表1 蘆草溝組二段泥巖有機質豐度統(tǒng)計

TOC含量/%S1+S2/(mg·g-1)氯仿“A”/%總烴含量/10-6最小值-最大值均值/樣品數(shù)0．01-18．793．87/12750．01-186．3326．23/12750．01-3．460．32/12645．39-27284．002260/126

3 蘆草溝組二段烴源巖排烴特征

烴源巖生成的烴必須先滿足自身吸附量之后才能排出，因此，其生烴量及自身吸附烴的能力綜合決定了排烴量的多少。烴源巖的排烴存在一個臨界條件，此臨界條件是研究TOC下限的關鍵。TOC豐度下限與已排烴量無直接相關關系，無法直接表明排烴特征，而殘烴S1及氯仿瀝青“A”可表示排烴特征且與TOC有相關關系。S1及氯仿瀝青“A”是通過熱解及氯仿抽提所得到的原油中殘留烴的參數(shù)，在未發(fā)生排烴時可代表已生烴量蘆草溝組二段烴源巖的S1與氯仿瀝青“A”呈較好的正相關關系(圖2)。

通過分析，蘆草溝組二段泥巖TOC與熱解S1含量呈正相關關系(圖3a)，未排烴前隨著TOC含量增大，熱解S1增大；當TOC增加到一定值后，一部分數(shù)據(jù)點偏離了相關趨勢，表明烴源巖排出了烴。而S1/TOC含量表示單位質量TOC的生烴量(圖3b)，即生烴轉化率，其值越高，表明排烴越少。當TOC增加到一個門限值后，S1/TOC含量開始降低，預示著烴類排出了。蘆草溝組二段泥巖TOC質量分數(shù)下限值為1.1%左右，當TOC質量分數(shù)超過該值后，烴源巖才開始排烴，小于該值則無烴類排出，屬于無效烴源巖，難以形成油氣藏。

圖2 蘆草溝組二段泥巖氯仿瀝青“A”質量分數(shù)與熱解S1關系

圖3 蘆草溝組二段排烴參數(shù)與TOC關系

蘆草溝組二段泥巖TOC含量與氯仿瀝青“A”質量分數(shù)的關系與熱解S1具有相似特征(圖4)，當TOC增加到1.1%時，一部分氯仿瀝青“A”數(shù)據(jù)偏離了相關趨勢，也反映了排烴特征。綜合S1及氯仿“A”變化趨勢，確定蘆草溝組二段泥巖TOC下限值為1.1%左右。

圖4 泥巖TOC與氯仿瀝青“A”質量分數(shù)關系

根據(jù)TOC下限值與S1、S1+S2、氯仿瀝青“A”及總烴的相關關系，把S1、S1+S2、氯仿瀝青“A”及總烴的下限值分別確定為：0.17 mg/g，5.6 mg/g，0.07%及378×10-6。

此評價標準與一般陸相烴源巖評價標準相比，TOC在1.1%時評價為好烴源巖，而S1+S2、氯仿瀝青“A”及總烴這三項評價結果都為中等烴源巖，而勘探實踐表明蘆草溝組二段烴源巖曾經排出了大量烴類，因此說明S1、氯仿瀝青“A”是殘留烴，其值越大排烴越少，因此文中排烴法確定的評價標準相比于前期只注重生烴研究的評價參數(shù)更為實用，更能表征烴源巖的有效性。

4 蘆草溝組二段有效烴源巖厚度預測

目前，三塘湖盆地已鉆遇蘆草溝組二段的各類探井51口，單井的TOC實測數(shù)據(jù)分布局限且離散，難以進行單井有效烴源巖厚度界定。因此，需要通過其它技術手段結合實測數(shù)據(jù)對烴源巖的TOC進行預測[13-15]。TOC預測技術的種類繁多，應用效果較好的是聲波時差與電阻率測井資料相結合的△logR法，運用此方法對三塘湖盆地單井的蘆草溝組二段泥巖TOC含量進行了預測(圖5)。通過統(tǒng)計30口井的有效烴源巖厚度可以看出：蘆草溝組二段有效烴源巖在剖面上自北向南單層厚度和累計厚度增大，連續(xù)性變好；平面上馬朗和條湖凹陷各有南部兩個沉積中心，馬朗凹陷最大厚度可達200 m以上，條湖凹陷最大為300 m以上(圖6)。

圖5 三塘湖盆地X1井測井預測蘆草溝組二段TOC含量

圖6 三塘湖盆地蘆草溝組二段有效烴源巖等厚圖

5 結論與認識

(1)運用源巖排烴機理確定的蘆草溝組二段有效烴源巖TOC下限值為1.1%。根據(jù)TOC下限值與S1、S1+S2，氯仿瀝青“A”及總烴的相關關系，把S1、S1+S2、氯仿瀝青“A”及總烴的下限值分別定為：0.17 mg/g，5.6 mg/g，0.07%及378×10-6。

(2)在厘定三塘湖盆地蘆草溝組二段有效烴源巖TOC下限標準基礎上，運用測井△logR法結合實驗數(shù)據(jù)有效地預測了三塘湖盆地蘆草溝組二段有效烴源巖厚度。馬朗和條湖凹陷在平面上表現(xiàn)為南部沉積中心最厚，向北減薄，有效烴源巖展布特征基本反映了盆地中有效烴源巖供烴區(qū)的分布特征。

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編輯：李金華

1673-8217(2015)06-0015-04

2015-05-12

張品，工程師，1985年生，2008年畢業(yè)于東北石油大學地球科學學院地球化學專業(yè)，現(xiàn)從事油氣地球化學研究工作。

“油氣資源評價-中國石油第四次油氣資源評價(2013E-050206)”、國家科技重大專項(2011ZX05001-002-004)、中國石油股份公司新疆大慶重大科技專項(2012E-34-04)聯(lián)合資助。

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