支東明，曹　劍，向?qū)毩?，秦志軍，王婷?/p>

瑪湖凹陷風(fēng)城組堿湖烴源巖生烴機(jī)理及資源量新認(rèn)識(shí)

支東明1a，曹劍2，向?qū)毩?b，秦志軍1a，王婷婷2

（1.中國石油新疆油田分公司a.勘探開發(fā)研究院；b.實(shí)驗(yàn)檢測(cè)研究院，新疆克拉瑪依834000；2.南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，南京210023）

堿湖烴源巖的生烴特征和機(jī)理是學(xué)科研究的前緣與難點(diǎn)。以準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷下二疊統(tǒng)風(fēng)城組為例，采用烴源巖人工剖面、自然剖面、油氣特征標(biāo)定相結(jié)合的方法，對(duì)這套堿湖烴源巖的生烴特征和機(jī)理進(jìn)行了研究，并據(jù)此重新計(jì)算了資源量。結(jié)果表明，風(fēng)城組堿湖烴源巖的生烴特征突出表現(xiàn)為轉(zhuǎn)化率高、連續(xù)生烴、多期高峰、生油窗長(zhǎng)、油質(zhì)輕、油多氣少，不同于傳統(tǒng)的湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖。這種獨(dú)特的生烴機(jī)理在于烴源巖的有機(jī)和無機(jī)組成2方面。風(fēng)城組堿湖烴源巖的生烴母質(zhì)以菌、藻類為主，特別是菌類發(fā)育，因此生烴具有油多氣少、轉(zhuǎn)化率高、連續(xù)生烴、油質(zhì)輕的特色；風(fēng)城組的礦物組成獨(dú)特性在于兼具發(fā)育堿類礦物和火山礦物，二者對(duì)生烴分別起延滯和催化作用，使得烴源巖可以早期生烴、持續(xù)生烴、多期高峰、生油窗長(zhǎng)?；谶@種特殊的生烴特征和機(jī)理，重新評(píng)估了研究區(qū)的資源量，生油量較前期認(rèn)識(shí)提高了25%，生氣量減少了13%，這更貼近于目前的勘探實(shí)際，對(duì)確定下步勘探開發(fā)方向具有重要意義。

準(zhǔn)噶爾盆地；瑪湖凹陷；風(fēng)城組；堿湖；烴源巖；生烴特征；生烴機(jī)理；資源量

準(zhǔn)噶爾盆地是中國西北地區(qū)的一個(gè)大型疊合型含油氣盆地［1-3］，瑪湖凹陷下二疊統(tǒng)風(fēng)城組的湖相烴源巖，是盆地西北緣克拉瑪依—烏爾禾和瑪湖兩大百里油區(qū)形成的物質(zhì)基礎(chǔ)［4-7］。因此，風(fēng)城組烴源巖是長(zhǎng)期以來的研究熱點(diǎn)。但隨油氣勘探程度的加深，對(duì)資源量和產(chǎn)油氣性質(zhì)等需要重新認(rèn)識(shí)，一是當(dāng)前已經(jīng)出現(xiàn)了儲(chǔ)量接近甚至高于剩余資源量的現(xiàn)象；二是依傳統(tǒng)生烴模式，風(fēng)城組應(yīng)油氣共生，油質(zhì)偏重，但實(shí)際上勘探發(fā)現(xiàn)的是油多氣少、原油輕質(zhì)，且在沉積中心烴源巖進(jìn)入高演化階段（鏡質(zhì)體反射率近1.6%）后仍以生油為主。

圖1　準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷構(gòu)造位置

研究發(fā)現(xiàn)，風(fēng)城組發(fā)育于特殊的堿湖沉積環(huán)境，是全球最古老的堿湖烴源巖［8］。堿湖屬于鹽湖的一種，但不同于常見的（硫酸鹽）鹽湖，堿湖中硫酸鹽礦物不發(fā)育，而堿類礦物的發(fā)育往往與豐富的微生物（如硫酸鹽還原菌）有關(guān)，在大量的硫酸鹽還原菌的作用下，硫酸鹽礦物的發(fā)育受到抑制，即使有一些形成，也會(huì)被還原成硫化氫逸散，此反應(yīng)的產(chǎn)物單質(zhì)硫會(huì)與金屬礦物結(jié)合形成硫化物，如常見的黃鐵礦；同時(shí)，被分解的硫酸鹽礦物陽離子會(huì)與水體中的堿性陰離子反應(yīng)形成堿性礦物。此外，還有證據(jù)顯示，堿湖發(fā)育過程中，通常還與海侵和火山作用有關(guān)，都會(huì)對(duì)生烴產(chǎn)生影響。因此，從生烴母質(zhì)上看，堿（鹽）湖中具有豐富的微生物，獨(dú)特的藻類；而從礦物組成上看，有常見湖相烴源巖不具備的火山礦物和堿類礦物。故可以推測(cè)，風(fēng)城組堿湖烴源巖可能具有獨(dú)特的生烴演化特征，這可為解釋目前風(fēng)城組生烴和勘探過程中發(fā)現(xiàn)的種種“不合理”現(xiàn)象提供一個(gè)新的思路。

前人對(duì)風(fēng)城組堿湖烴源巖的研究，主要集中在巖相和地球化學(xué)2個(gè)方面：確定了堿湖發(fā)育的典型證據(jù)［8］，分析了烴源巖發(fā)育的古沉積環(huán)境［9］，而對(duì)生烴特征及生烴機(jī)理尚未進(jìn)行到系統(tǒng)分析，新的生烴特征下的資源量也未能得到準(zhǔn)確評(píng)估。鑒于此，本文嘗試以風(fēng)城組生烴的特殊性為切入點(diǎn)，首先通過烴源巖人工剖面、自然剖面、油氣特征標(biāo)定相結(jié)合的方法確定風(fēng)城組的生烴特征。在此基礎(chǔ)上，綜合烴源巖的巖石礦物學(xué)特征、生烴母質(zhì)的（超）顯微鑒定，分析烴源巖的生烴機(jī)理。最后依據(jù)新的生烴特征與機(jī)理，對(duì)瑪湖凹陷的資源量進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)和評(píng)估，期望為堿湖烴源巖的研究提供新的重要資料。

1　地質(zhì)背景

準(zhǔn)噶爾盆地風(fēng)城組烴源巖主要分布在盆地西北緣的瑪湖凹陷［10］，瑪湖凹陷西北側(cè)與烏夏斷裂帶以及克百斷裂帶相鄰，西南側(cè)與中拐凸起相接，東南側(cè)與達(dá)巴松凸起和夏鹽凸起毗鄰，東北側(cè)為石英灘凸起和英西凹陷（圖1），是盆地6大生烴凹陷之一，也是最富含有機(jī)質(zhì)的生烴凹陷［11］。

瑪湖凹陷自下而上發(fā)育石炭系，下二疊統(tǒng)佳木河組、風(fēng)城組，中二疊統(tǒng)夏子街組、下烏爾禾組，上三疊統(tǒng)白堿灘組，下侏羅統(tǒng)八道灣組、三工河組，中侏羅統(tǒng)西山窯組、頭屯河組以及白堊系，其中下二疊統(tǒng)風(fēng)城組為主要的烴源巖，石炭系、下二疊統(tǒng)佳木河組、中二疊統(tǒng)下烏爾禾組為潛在烴源巖。風(fēng)城組烴源巖分布面積廣（約6 000 km2），厚度大（50～400 m）［10］，總體呈西厚東薄的楔狀分布［9］。風(fēng)城組為一套特殊的堿湖白云質(zhì)混積巖［9］，據(jù)其巖性和電性特征，自下而上可分為風(fēng)一段、風(fēng)二段和風(fēng)三段。風(fēng)一段主要為白云質(zhì)泥巖、凝灰?guī)r和混積巖；風(fēng)二段主要為白云巖、泥質(zhì)白云巖和混積巖，發(fā)育大量堿性蒸發(fā)巖礦物；風(fēng)三段主要為泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)泥巖和混積巖。

2　烴源巖生烴特征

準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷風(fēng)城組烴源巖具有獨(dú)特的生烴特征，主要表現(xiàn)為油多氣少、轉(zhuǎn)化率高、連續(xù)生烴、多期高峰、生油窗長(zhǎng)、油質(zhì)輕，不同于傳統(tǒng)的湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖，以下從烴源巖人工剖面、自然剖面和油氣特征標(biāo)定3個(gè)方面簡(jiǎn)要闡述。

2.1烴源巖人工剖面

選擇研究區(qū)風(fēng)南1井4 096.44 m處樣品，進(jìn)行了烴源巖的黃金管熱模擬。樣品原巖有機(jī)碳含量為1.82%，氫指數(shù)為506 mg/g，熱解峰溫為440℃.結(jié)果發(fā)現(xiàn)，風(fēng)城組堿湖烴源巖具有2期累計(jì)生油高峰（圖2a），第一期高峰為成熟油，在鏡質(zhì)體反射率（Ro）1.0%附近；第二期高峰為高熟油，在鏡質(zhì)體反射率1.6%左右；生氣高峰出現(xiàn)較晚，在鏡質(zhì)體反射率2.5%左右時(shí)達(dá)到峰值（圖2b）。最高累計(jì)產(chǎn)油率約為500 mg/g.排油率高，在鏡質(zhì)體反射率達(dá)到1.6%時(shí)，排油效率超過80%，故剩余有機(jī)碳含量很低，從而生氣量和排氣量、排氣效率都很低。風(fēng)城組堿湖烴源巖所生原油以輕質(zhì)油為主，無論是在成熟演化階段，還是在高成熟階段，典型證據(jù)是生物標(biāo)志化合物均含有高豐度的三環(huán)萜烷類化合物（圖2c，圖2d）。烴源巖在演化到鏡質(zhì)體反射率1.6%左右仍以產(chǎn)油為主且生油量大。

這些特征與傳統(tǒng)鹽湖相烴源巖的生烴演化特征存在巨大差異，如與準(zhǔn)噶爾盆地蘆草溝組優(yōu)質(zhì)咸水湖相烴源巖相比，盡管因排油率高而使得油多氣少的特征類似，但在生油演化特征上，風(fēng)城組在鏡質(zhì)體反射率演化到1.5%時(shí)，仍處于生油高峰期，比蘆草溝組的生油高峰結(jié)束時(shí)間（鏡質(zhì)體反射率1.2%）更晚（圖2e）［12-13］，體現(xiàn)了堿湖烴源巖的優(yōu)勢(shì)和獨(dú)特性；在生氣量方面，風(fēng)城組在鏡質(zhì)體反射率演化到2.5%時(shí)處于主力生氣窗，與蘆草溝組的生氣特征對(duì)比（圖2f），二者基本相當(dāng)；在產(chǎn)烴率方面，二者基本接近；在油氣性質(zhì)方面，在成熟演化階段，風(fēng)城組所生原油以輕質(zhì)為主，而蘆草溝組所生原油較重，在高成熟演化階段，風(fēng)城組和蘆草溝組所生原油均以高熟輕質(zhì)為特征（圖2g，圖2h），但風(fēng)城組原油三環(huán)萜烷類化合物相對(duì)豐度更高，所生原油更輕，性質(zhì)更好。

圖2　瑪湖凹陷二疊系風(fēng)城組和蘆草溝組產(chǎn)烴特征對(duì)比（引自文獻(xiàn)［14］）

2.2烴源巖自然剖面

瑪湖凹陷風(fēng)城組堿湖烴源巖分布穩(wěn)定，累計(jì)厚度超過200 m（圖1），這為生烴提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)［15-17］。有機(jī)地球化學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，風(fēng)城組烴源巖有機(jī)碳含量多達(dá)到了中等—優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（圖3a），因此生烴的物質(zhì)基礎(chǔ)充足（圖3a，圖3b），這與目前研究區(qū)已建成的大油氣區(qū)發(fā)現(xiàn)相符。從有機(jī)質(zhì)類型來看，風(fēng)城組有機(jī)質(zhì)類型整體偏腐泥型（圖3c），更傾向于生油，這與目前研究區(qū)所發(fā)現(xiàn)的油多氣少特征相符。從有機(jī)質(zhì)的成熟度看，目前所分析的樣品大多處于低成熟—成熟演化階段（圖3d），但凹陷區(qū)的烴源巖成熟度較高。綜合來看，風(fēng)城組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高、以生油為主、成熟度在凹陷區(qū)進(jìn)入成熟—高成熟演化階段，具有良好的生烴潛力，具備大油氣田形成的條件。實(shí)際上，由于鹽（堿）湖相烴源巖通常會(huì)因環(huán)境因子對(duì)有機(jī)質(zhì)的保護(hù)與抑制作用，而使得測(cè)得的有機(jī)地球化學(xué)參數(shù)偏低［18］，所以，風(fēng)城組的實(shí)際生烴潛力可能遠(yuǎn)比根據(jù)目前地球化學(xué)指標(biāo)計(jì)算的還要高，這也可能是為什么風(fēng)城組含油氣系統(tǒng)已發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)量，遠(yuǎn)比根據(jù)烴源巖指標(biāo)所評(píng)估的資源量高的一個(gè)重要原因。

圖3　瑪湖凹陷風(fēng)城組烴源巖有機(jī)地球化學(xué)剖面

進(jìn)一步對(duì)自由烴含量與有機(jī)碳含量的關(guān)系進(jìn)行分析，建立了自由烴含量與有機(jī)碳含量的烴源巖人工剖面，來分析風(fēng)城組烴源巖的產(chǎn)烴能力（圖3e），發(fā)現(xiàn)風(fēng)城組烴源巖大致存在3期生油高峰：第一期生油高峰在埋深3 500 m左右，總有機(jī)碳產(chǎn)烴量達(dá)到470 mg/g；第二期生油高峰在埋深4 500 m左右，產(chǎn)烴量達(dá)到800 mg/g；第三期生油高峰在埋深5 700 m附近，產(chǎn)烴量達(dá)到200 mg/g.與烴源巖的熱模擬累計(jì)產(chǎn)油剖面（圖2a）對(duì)比，3期生油高峰分別對(duì)應(yīng)鏡質(zhì)體反射率為0.8%（成熟），1.3%（高成熟），1.5%（過成熟），表現(xiàn)出不同于傳統(tǒng)湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖的生烴特點(diǎn)［19-22］。其中，成熟期與高熟期生油高峰均可在烴源巖的人工剖面中找到對(duì)應(yīng)的峰，而最晚期的過成熟期生油量較低，原油主體已裂解成氣。

2.3油氣特征標(biāo)定

瑪湖凹陷油多氣少特征明顯，已發(fā)現(xiàn)了多種性質(zhì)的原油，包括密度小于0.80 g/cm3的凝析油—輕質(zhì)原油、密度0.80～0.87 g/cm3的輕質(zhì)原油，以及密度大于0.87 g/cm3的中質(zhì)原油（圖4），表明生油窗長(zhǎng)；在瑪湖凹陷內(nèi)部，風(fēng)城組烴源巖鏡質(zhì)體反射率超過1.5%仍然以生油為主（圖4），這些都與人工熱模擬的實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。

瑪湖凹陷內(nèi)的原油密度大多低于0.87 g/cm3（圖4），對(duì)原油生物標(biāo)志化合物的分析也發(fā)現(xiàn)，分布在不同構(gòu)造單元的原油，無論三環(huán)萜烷分布是山峰型、山谷型還是上升型，其相對(duì)含量均較高，表現(xiàn)出典型的輕質(zhì)油特點(diǎn)［23］。

多方證據(jù)表明，瑪湖凹陷內(nèi)部存在多期成藏，成熟—高成熟油氣連續(xù)運(yùn)聚，如儲(chǔ)集層顯微觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，藍(lán)光激發(fā)下的薄片可觀察到亮黃色和黃綠色2種不同的熒光色；儲(chǔ)集層連續(xù)抽提物和原油成熟度不同，原油已經(jīng)達(dá)到高成熟階段，而抽提物成熟度相對(duì)較低；結(jié)合儲(chǔ)集層包裹體均一溫度分析，發(fā)現(xiàn)高成熟和成熟油氣充注主要是在三疊紀(jì)末和白堊紀(jì)。這一油氣連續(xù)充注特征與烴源巖的多期生烴相吻合。

2.4生烴演化特征

根據(jù)以上烴源巖人工剖面、自然剖面、油氣特征標(biāo)定3方面的分析，可以恢復(fù)風(fēng)城組堿湖白云質(zhì)混積巖的連續(xù)多期生烴過程，大致可以分為4個(gè)階段。

第一階段發(fā)生在早期成巖作用階段，烴源巖鏡質(zhì)體反射率在0.6%左右，此時(shí)有機(jī)質(zhì)成熟度相對(duì)較低。由于碳酸鹽礦物對(duì)類脂物分子聚合作用的抑制，有機(jī)質(zhì)可以通過解聚形成瀝青［24］。這類原油油質(zhì)普遍中等，加之堿湖微生物普遍發(fā)育，且由于埋藏相對(duì)較淺，原油普遍遭受降解，原油密度較大，不易流動(dòng)（密度大多超過0.87 g/cm3），因此大多在風(fēng)城組中駐留，形成源儲(chǔ)共生的致密油藏［8］。需要注意的是，該期原油因無合適的低演化烴源巖巖心樣品，未能在烴源巖人工和自然剖面中發(fā)現(xiàn)，但根據(jù)宏觀油氣分布特征，應(yīng)存在。

圖4　瑪湖凹陷風(fēng)城組烴源巖鏡質(zhì)體反射率與百口泉組原油密度分布

第二階段發(fā)生在成巖作用中期，在烴源巖鏡質(zhì)體反射率0.8%左右達(dá)到生烴高峰，有機(jī)質(zhì)達(dá)到成熟階段。干酪根在熱力的作用下，開始大量降解，生成大量成熟油。此時(shí)烴源巖埋深達(dá)到3 500 m左右，原油保存條件較好，順走滑斷裂進(jìn)入三疊系與二疊系不整合面上、下的扇三角洲前緣相有利儲(chǔ)集層中聚集成藏［11］。此期原油生烴期可延續(xù)到鏡質(zhì)體反射率為1.1%左右，即烴源巖熱模擬中的第一個(gè)累計(jì)生烴高峰。

第三階段發(fā)生在成巖作用晚期，烴源巖鏡質(zhì)體反射率達(dá)到1.3%左右，高熟油開始形成。根據(jù)傳統(tǒng)的碳酸鹽有機(jī)質(zhì)演化理論，此時(shí)干酪根的生烴潛力應(yīng)已大部分耗盡，只能由包裹有機(jī)質(zhì)和部分束縛有機(jī)質(zhì)繼續(xù)提供烴類來源［24］。但實(shí)際上，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，風(fēng)城組烴源巖因?yàn)榇罅吭孱悆?yōu)質(zhì)生烴母質(zhì)的存在，加之堿性礦物對(duì)烴類生成及伴生超壓的抑制作用，仍然以生油為主，與早期形成的原油混合后，油質(zhì)更好、更輕。此期原油生烴期可延續(xù)到烴源巖鏡質(zhì)體反射率1.5%左右，即烴源巖熱模擬中的第二個(gè)累計(jì)生烴高峰。

第四階段發(fā)生在深成作用至變質(zhì)作用階段，為熱裂解氣階段，烴源巖鏡質(zhì)體反射率從2%左右開始，至2.5%左右達(dá)到生氣高峰，有機(jī)質(zhì)處于過成熟演化階段。殘余的干酪根熱裂解，生成以甲烷為主的干氣，同時(shí)也存在液態(tài)烴熱裂解形成的濕氣。

綜上所述，風(fēng)城組堿湖白云質(zhì)混積巖的生烴特征表現(xiàn)為多期生烴、連續(xù)生烴、油多氣少、產(chǎn)烴量大等。存在著低成熟、成熟、高成熟3個(gè)生油高峰，特別是后2個(gè)生油高峰，產(chǎn)烴量很大；自低成熟至高成熟演化階段，一直在持續(xù)生烴；生烴量大，最高可達(dá)800 mg/g（圖3e）。

3　烴源巖生烴機(jī)理

3.1生烴母質(zhì)

風(fēng)城組烴源巖的生烴母質(zhì)總體以菌、藻類為主（圖5），風(fēng)城組堿湖沉積演化過程中，在氣候周期性變化的潮濕期，湖盆水體擴(kuò)大相對(duì)淡化時(shí)，發(fā)育疑源類的網(wǎng)面球藻、光面球藻（圖5a）和綠藻門的盤星藻（圖5b）、褶皺藻（圖5c）等；在氣候干燥炎熱期，水體鹽度升高咸化時(shí)，發(fā)育溝鞭藻類的弗羅姆藻與錐藻等；在水體由淡向咸演變的過渡階段，既有疑源類，也有溝鞭藻類；相較于藻類，風(fēng)城組在整個(gè)沉積過程中細(xì)菌（圖5d）更發(fā)育。

圖5　風(fēng)城組生烴母質(zhì)組成特征

多種生烴母質(zhì)，特別是細(xì)菌的存在，使得生烴以早期生烴、持續(xù)生烴，所生烴類性質(zhì)好為特征［25］，這不同于傳統(tǒng)鹽湖。生烴母質(zhì)中，高等植物豐度低，使得干酪根裂解生氣潛力有限，從而生烴過程表現(xiàn)出油多氣少的特點(diǎn)，但從油的演化角度講，在高成熟—過成熟演化階段，有生成油裂解氣潛力［24］。以菌、藻類為主的生烴母質(zhì)，生烴轉(zhuǎn)化率高，到達(dá)生油窗后大量生油，造成烴源巖的高壓，抑制生烴，拉長(zhǎng)生油窗［26-27］；菌、藻類為主的生烴母質(zhì)，含大量脂肪鏈［28］，碳碳鍵斷裂生成油氣比貧氫的雜原子斷裂需要更高的能量，在生烴后期也起到了降低生烴速度、延滯生烴的作用，這可能是風(fēng)城組烴源巖存在晚期生油高峰的重要原因。

3.2無機(jī)礦物

在無機(jī)礦物組成上，風(fēng)城組烴源巖礦物組合復(fù)雜，主要由碳酸鹽（堿類）礦物、長(zhǎng)英質(zhì)礦物、黏土礦物、火山礦物以不同比例混積形成。在堿湖沉積的高峰期，發(fā)育大量特殊的堿類礦物，如蘇打石、氯化鎂鈉石、碳酸鈉鈣石、硅硼鈉石等［8］。堿類礦物和火山礦物對(duì)烴源巖的生烴過程分別起到了延滯和催化的特殊作用。

火山礦物與藻類及微生物共存，埋藏?zé)嵫莼^程中降低生烴活化能，使得烴源巖可以早期生烴［29］。相比而言，堿類白云質(zhì)礦物親油［30］，原油中的重質(zhì)組分易于被礦物吸附，因此一方面排出輕質(zhì)油，另一方面對(duì)生烴也起到了延滯作用，油窗拉長(zhǎng)，出現(xiàn)第二個(gè)生烴高峰。

總之，瑪湖凹陷風(fēng)城組堿湖烴源巖具有特別的生烴特征和機(jī)理（圖6），這是克拉瑪依—烏爾禾和瑪湖兩大百里大油區(qū)得以形成的根本原因。

圖6　瑪湖凹陷風(fēng)城組生烴演化和特征機(jī)理

4　資源量新認(rèn)識(shí)

基于新的認(rèn)識(shí)，對(duì)風(fēng)城組資源量進(jìn)行重新評(píng)估（表1），風(fēng)城組生油量為142.66×108t，生氣量為78 683× 108m3，環(huán)瑪湖凹陷石油總地質(zhì)資源量為46.66×108t，天然氣總地質(zhì)資源量為2 238×108m3，與前期認(rèn)識(shí)（二次和三次資評(píng)）相比，重新計(jì)算的生油量提高了25%，生氣量減少了13%.

表1　瑪湖凹陷風(fēng)城組石油、天然氣資源量匯總

據(jù)此，克百斷裂帶勘探程度較高，資源探明率較高，因此需要展開精細(xì)勘探的方略；紅車斷裂帶、烏夏斷裂帶和中拐凸起資源探明率相對(duì)較低，仍存在很大的勘探開發(fā)空間；至達(dá)巴松凸起、瑪湖西斜坡帶和瑪湖東斜坡帶，資源探明率極低，不超過10%，石油和天然氣的總地質(zhì)資源量均較為豐富，將是下一階段勘探開發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域。

5　結(jié)論

（1）準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷下二疊統(tǒng)風(fēng)城組堿湖烴源巖生烴特征獨(dú)特，表現(xiàn)出油多氣少、多期生烴、連續(xù)生烴、生烴質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)烴量大等特征，與傳統(tǒng)湖相烴源巖差異顯著。

（2）風(fēng)城組堿湖烴源巖以菌、藻類為特色的生烴母質(zhì)，是堿湖不同于傳統(tǒng)鹽湖的關(guān)鍵所在，多種藻類作為生烴母質(zhì)，特別是細(xì)菌的參與，使得生烴以早期生烴、持續(xù)生烴，所生烴類性質(zhì)好為特征；堿類礦物和火山礦物對(duì)生烴分別起延滯和催化作用，使得烴源巖可以早期和晚期2期生烴，油窗拉長(zhǎng)。

（3）基于風(fēng)城組獨(dú)特的生烴特征和機(jī)理，對(duì)其資源量進(jìn)行重新計(jì)算，生油量提高了25%，生氣量減少了13%.

［1］CAO J，YAO S P，JIN Z J，et al.Petroleum migration and mixing in northwestern Junggar basin（NW China）：constraints from oil-bearing fluid inclusion analyses［J］.Organic Geochemistry，2006，37（7）：827-846.

［3］金之鈞.疊合盆地油氣成藏體系研究思路與方法——以準(zhǔn)噶爾盆地中部地區(qū)油氣藏為例［J］.高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2011，17（2）：161-169. JIN Zhijun.Methods in studying petroleum accumulation systems in a superimposed basin：a case study of petroleum reservoirs in the central Junggar basin［J］.Geological Journal of China Universities， 2011，17（2）：161-169.

［4］匡立春，唐勇，雷德文，等.準(zhǔn)噶爾盆地二疊系咸化湖相云質(zhì)巖致密油形成條件與勘探潛力［J］.石油勘探與開發(fā)，2012，39（6）：657-667. KUANG Lichun，TANG Yong，LEI Dewen，et al.Formation conditions and exploration potential of tight oil in the Permian saline lacustrine dolomitic rock，Junggar basin，NW China［J］.Petroleum Exploration and Development，2012，39（6）：657-667.

［5］張善文.準(zhǔn)噶爾盆地哈拉阿拉特山地區(qū)風(fēng)城組烴源巖的發(fā)現(xiàn)及石油地質(zhì)意義［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2013，34（2）：145-152. ZHANG Shanwen.Identification and its petroleum geologic significance of the Fengcheng formation source rocks in Hala’alt area，the northern margin of Junggar basin［J］.Oil&Gas Geology，2013，34（2）：145-152.

［6］唐勇，徐洋，瞿建華，等.瑪湖凹陷百口泉組扇三角洲群特征及分布［J］.新疆石油地質(zhì)，2014，35（6）：628-635. TANG Yong，XU Yang，QU Jianhua，et al.Fan-delta group characteristics and its distribution of the Triassic Baikouquan reservoirs in Mahu sag of Junggar basin［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2014，35（6）：628-635.

［7］雷德文，瞿建華，安志淵，等.瑪湖凹陷百口泉組低滲砂礫巖油氣藏成藏條件及富集規(guī)律［J］.新疆石油地質(zhì)，2015，36（6）：642-647. LEI Dewen，QU Jianhua，AN Zhiyuan，et al.Hydrocarbon accumulation conditions and enrichment regularity of low-permeability glutenite reservoirs of Baikouquan formation in Mahu sag，Junggar basin［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2015，36（6）：642-647.

［8］曹劍，雷德文，李玉文，等.古老堿湖優(yōu)質(zhì)烴源巖：準(zhǔn)噶爾盆地下二疊統(tǒng)風(fēng)城組［J］.石油學(xué)報(bào)，2015，36（7）：781-790. CAO Jian，LEI Dewen，LI Yuwen，et al.Ancient high-quality alkaline lacustrine source rocks discovered in the Lower Permian Fengcheng formation，Junggar basin［J］.Acta Petrolei Sinica，2015，36（7）：781-790.

［9］秦志軍，陳麗華，李玉文，等.準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷下二疊統(tǒng)風(fēng)城組堿湖古沉積背景［J］.新疆石油地質(zhì)，2016，37（1）：1-6. QIN Zhijun，CHEN Lihua，LI Yuwen，et al.Paleo-sedimentary setting of the Lower Permian Fengcheng alkali lake in Mahu sag，Junggar basin［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2016，37（1）：1-6.

［10］匡立春，唐勇，雷德文，等.準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷斜坡區(qū)三疊系百口泉組扇控大面積巖性油藏勘探實(shí)踐［J］.中國石油勘探，2014，19（6）：14-23. KUANG Lichun，TANG Yong，LEI Dewen，et al.Exploration of fancontrolled large-area lithologic oil reservoirs of Triassic Baikouquan formation in slope zone of Mahu depression in Junggar basin［J］.China Petroleum Exploration，2014，19（6）：14-23.

［11］雷德文，阿布力米提，唐勇，等.準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷百口泉組油氣高產(chǎn)區(qū)控制因素與分布預(yù)測(cè)［J］.新疆石油地質(zhì)，2014，35（5）：495-499. LEI Dewen，ABULIMITI，TANG Yong，et al.Controlling factors and occurrence prediction of high oil-gas production zones in Lower Triassic Baikouquan formation of Mahu sag in Junggar basin［J］. Xinjiang Petroleum Geology，2014，35（5）：495-499.

［12］馬哲，寧淑紅，姜莉.準(zhǔn)噶爾盆地?zé)N源巖生烴模型［J］.新疆石油地質(zhì)，1998，19（4）：278-280.MA Zhe，NING Shuhong，JIANG Li.Hydrocarbon generation model of source rock in Junggar basin［J］.Xinjiang Petroleum Geology，1998，19（4）：278-280.

［13］杜宏宇，王鴻雁，徐宗謙.馬朗凹陷蘆草溝組烴源巖地化特征［J］.新疆石油地質(zhì)，2003，24（4）：302-305. DU Hongyu，WANG Hongyan，XU Zongqian.Geochemical characteristics of Lucaogou source rock in Malang sag，Santanghu basin［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2003，24（4）：302-305.

［14］潘長(zhǎng)春，高秀偉，向?qū)毩Γ?不同類型烴源巖生烴動(dòng)力學(xué)特征研究［R］.新疆克拉瑪依：中國石油新疆油田分公司實(shí)驗(yàn)檢測(cè)研究院，2014. PAN Changchun，GAO Xiuwei，XIANG Baoli，et al.The hydrocarbon dynamics characteristic research of different types of source rocks［R］.Karamay，Xinjiang：Institute of Experiment and Analysis，Xinjiang Oilfield Company，PetroChina，2014.

［15］李新兵，靳濤，王俊懷.準(zhǔn)噶爾盆地東部阜康凹陷含油氣系統(tǒng)研究［R］.新疆克拉瑪依：中國石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，2000. LI Xinbing，JIN Tao，WANG Junhuai.Petroleum system study in Fukang sag，eastern Junggar basin［R］.Karamay，Xinjiang：Research Institute of Exploration and Development，Xinjiang Oilfield Company，PetroChina，2000.

［16］王緒龍，況軍，楊海波，等.準(zhǔn)噶爾盆地第三次油氣資源評(píng)價(jià)［R］.新疆克拉瑪依：中國石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，2000. WANG Xulong，KUANG Jun，YANG Haibo，et al.The third oil and gas resources evaluation in the Junggar basin［R］.Karamay，Xinjiang：Research Institute of Exploration and Development，Xinjiang Oilfield Company，PetroChina，2000.

［17］陳建平，梁狄剛，王緒龍.準(zhǔn)噶爾盆地東部地區(qū)彩南油田及其外圍油源精細(xì)對(duì)比［R］.北京：中國石油天然氣集團(tuán)公司油氣地球化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，2001. CHEN Jianping，LIANG Digang，WANG Xulong.The detail oilsource correlation of the Cainan oilfield and its periphery，in the east Junggar basin［R］.Beijing：Key Laboratory of Petroleum Geochemistry（KLPG）of CNPC，2001.

［18］妥進(jìn)才，邵宏舜，黃杏珍.鹽湖相生油巖中某些地球化學(xué)參數(shù)與沉積環(huán)境的關(guān)系［J］.沉積學(xué)報(bào)，1994，12（3）：114-119. TUO Jincai，SHAO Hongshun，HUANG Xingzhen.The relationship between some geochemistry parameters and environment in saline facies［J］.Acta Sedimentologica Sinica，1994，12（3）：114-119.

［19］胡見義，黃第藩.中國陸相石油地質(zhì)理論基礎(chǔ)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1991：196-200. HU Jianyi，HUANG Difan.The bases of nonmarine petroleum geology in China［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，1991：196-200.

［20］王建寶，肖賢明，郭汝泰，等.渤海灣盆地東營凹陷烴源巖生烴動(dòng)力學(xué)研究［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2003，25（4）：403-409. WANG Jianbao，XIAO Xianming，GUO Rutai，et al.Study on the hydrocarbon generation kinetics of source rocks from the Dongying depression，the Bohaiwan basin［J］.Petroleum Geology&Experiment，2003，25（4）：403-409.

［21］李洪波，張敏，張春明，等.柴達(dá)木盆地西部南區(qū)第三系烴源巖地球化學(xué)特征［J］.天然氣地球科學(xué)，2008，19（4）：519-523. LI Hongbo，ZHANG Min，ZHANG Chunming，et al.Geochemical characterisitics of Tertiary source rocks in the south area of western Qaidam basin［J］.Natural Gas Geoscience，2008，19（4）：519-523.

［22］陳建平，孫永革，鐘寧寧，等.地質(zhì)條件下湖相烴源巖生排烴效率與模式［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2014，88（11）：2 005-2 032. CHEN Jianping，SUN Yongge，ZHONG Ningning，et al.The efficiency and model of petroleum expulsion from the lacustrine source rocks within geological frame［J］.Acta Geologica Sinica，2014，88（11）：2 005-2 032.

［23］羅明霞，夏永濤，邵小明，等.塔河油田西北部于奇西1井奧陶系中-輕質(zhì)原油地化特征及成因探討［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2016，38（2）：244-250. LUO Mingxia，XIA Yongtao，SHAO Xiaoming，et al.Geochemical characteristics and genetic analysis of Ordovician medium-light oils from well YQX1 in the northwest of Tahe oil field［J］.Petroleum Geology&Experiment，2016，38（2）：244-250.

［24］李延鈞，陳義才，楊遠(yuǎn)聰，等.鄂爾多斯下古生界碳酸鹽烴源巖評(píng)價(jià)與成烴特征［J］.石油與天然氣地質(zhì)，1999，20（4）：349-353. LI Yanjun，CHEN Yicai，YANG Yuancong，et al.Source rock evaluation and characteristics of hydrocarbon generation from lower Paleozoic carbonate in Ordos basin［J］.Oil&Gas Geology，1999，20（4）：349-353.

［25］LóPEZ-GARCíA P，KAZMIERCZAK J，BENZERARA K，et al. Bacterial diversity and carbonate precipitation in the giant microbialites from the highly alkaline Lake Van，Turkey［J］.Extremophiles，2005，9（4）：263-274.

［26］HAO F，SUN Y C，LI S T，et al.Overpressure retardation of organicmatter maturation and petroleum generation：a case study from the Yinggehai and Qiongdongan basins，south China sea［J］.AAPG Bulletin，1995，79（4）：551-562.

［27］ZOU Y R，Peng P.Overpressure retardation of organic-matter maturation：a kinetic model and its application［J］.Marine and Petroleum Geology，2001，18（5）：707-713.

［28］陳建平，鄧春萍，王匯彤，等.中國西北侏羅紀(jì)煤系顯微組分熱解油生物標(biāo)志物特征及其意義［J］.地球化學(xué)，2006，35（2）：141-150. CHEN Jianping，DENG Chunping，WANG Huitong，et al.Biomarker and its implication of pyrolysis oils of macerals from Jurassic coal measures，Northwest China［J］.Geochimica，2006，35（2）：141-150.

［29］郭占謙.火山活動(dòng)與石油、天然氣的生成［J］.新疆石油地質(zhì)，2002，23（1）：5-10. GUO Zhanqian.On volcanic activity and generation of hydrocarbons［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2002，23（1）：5-10.

［30］宗麗平，馬秀偉，鄭慶蘭.碳酸鹽巖油藏表面活性劑驅(qū)的潤(rùn)濕性改變［J］.國外油田工程，2005，21（8）：6-11. ZONG Liping，MA Xiuwei，ZHENG Qinglan.The wettability changes of carbonate reservoirs by surfactant flooding［J］.Foreign Oilfield Engineering，2005，21（8）：6-11.

（編輯曹元婷）

Fengcheng Alkaline Lacustrine Source Rocks of Lower Permian in Mahu Sag in Junggar Basin: Hydrocarbon Generation Mechanism and Petroleum Resources Reestimation

ZHI Dongming1a，CAO Jian2，XIANG Baoli1b，QIN Zhijun1a，WANG Tingting2
（1.PetroChina Xinjiang Oilfield Company，a.Research Institute of Exploration and Development，b.Research Institute of Experiment and Detection，Karamay，Xinjiang 834000，China；2.School of Earth Sciences and Engineering，Nanjing University，Nanjing，Jiangsu 210023，China）

Hydrocarbon generation characteristics and mechanism of alkaline-lacustrine source rocks are one of the research leading edges and difficulties.Based on a case study in the Lower Permian Fengcheng formation in the Mahu sag of Junggar basin，by using comprehansive methods of artificial section and natural outcrop of the source rocks as well as oil and gas characteristic calibration，the paper studies hydrocarbon generation characteristics and mechanism of the alkaline-lacustrine source rocks，based on which petroleum resources are reestimated.Results show that the Fengcheng alkaline-lacustrine source rocks exhibit some unique characteristics in hydrocarbon generation such as high conversion efficiency，continued hydrocarbon generation，multi-phase generation peaks，long oil-generation window，light oil and high oil to gas ratio，all of which are different from conventional lacustrine high quality source rocks.The unique hydrocarbon generation mechanism should be attributed to organic and inorganic compositions of the source rocks.The bioprecursors in the source rocks are dominated by bacteria and algae，with bacteria much more developed.The unique mineral composition of the Fengcheng formation is characterized by the existence of both alkaline and volcanic minerals that play retarding and catalytic roles on hydrocarbon generation，respectively，which allows early and continued hydrocarbon generation，multi-phase generation peaks and long oil-generation window of source rocks.According to these，the reestimation of petroleum resources in the study area is as follows:the oil generating volume is increased by 25%and the gas generating volume is decreased by 13%，which are more accordant with the present-day exploration results and have significance for making future exploration strategies.

Junggar basin；Mahu sag；Fengcheng formation；alkaline lake；source rock；hydrocarbon generation characteristic；hydrocarbon generation mechanism；petroleum resource

TE112.115

A

1001-3873（2016）05-0499-08DOI：10.7657/XJPG20160501

2016-05-23

2016-06-30

國家油氣重大專項(xiàng)（2016ZX05001-005）

支東明（1971-），男，上海人，高級(jí)工程師，石油地質(zhì)，（Tel）0990-6882729（E-mail）zhidm@petrochina.com.cn