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        鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)長7油層組烴源巖非均質(zhì)性控制因素研究

        2014-03-06 08:38:52李威油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室長江大學(xué)長江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院湖北武漢430100
        石油天然氣學(xué)報 2014年8期

        李威 ( 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室 (長江大學(xué))長江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院,湖北 武漢430100)

        張世祥 (中石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院,黑龍江 大慶163712)

        文志剛 ( 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室 (長江大學(xué))長江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院,湖北武漢430100)

        1 地質(zhì)概況

        隴東地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南部,區(qū)域構(gòu)造橫跨伊陜斜坡和天環(huán)坳陷,構(gòu)造平緩,在西向單斜背景上局部發(fā)育小型鼻狀構(gòu)造 (圖1)。延長組自下而上可劃分為10個油層組,其沉積特征反映了湖盆形成、發(fā)展和消亡的全過程。其中長7油層組沉積時期為區(qū)內(nèi)最大的湖侵期,湖盆面積大,有機生物、底棲藻類發(fā)育,沉積巖以暗色泥巖為主且大面積分布。

        前人對鄂爾多斯盆地長7油層組烴源巖特征進行了多次深入的探討[1~5],認為晚三疊世長7油層組沉積早期,區(qū)域強烈的拉張伸展運動引起了大規(guī)模湖泛,發(fā)育了大范圍的深湖-半深湖區(qū),形成了十分有利于有機質(zhì)保存的缺氧環(huán)境。長7油層組烴源巖中顯微紋層構(gòu)造十分發(fā)育,常見富含有機質(zhì)的磷酸鹽結(jié)核,而湖盆中心深湖區(qū)欠補償沉積促進了有機質(zhì)的富集,以致烴源巖在區(qū)內(nèi)廣泛分布??v向上,隴東地區(qū)長7油層組底部烴源巖普遍沉積厚度均大于20m。同時,在該層段中可見震裂巖及震裂構(gòu)造、滑塌巖、凝灰?guī)r、重荷模等事件沉積物,反映了區(qū)內(nèi)沉積環(huán)境缺乏穩(wěn)定性,烴源巖存在一定非均質(zhì)性[6]。筆者從宏觀及微觀入手,對隴東地區(qū)長7油層組烴源巖的非均質(zhì)性進行了深入的探討,細致分析了其分布規(guī)律及控制因素,為后期勘探開發(fā)提供理論依據(jù)。

        圖1 鄂爾多斯盆地構(gòu)造圖

        2 烴源巖宏觀非均質(zhì)性

        2.1 烴源巖有機質(zhì)豐度

        對區(qū)內(nèi)79個樣品進行分析,結(jié)果顯示:總有機碳質(zhì)量分數(shù) (w (TOC))介于 0.9% ~ 33.68% 之 間, 平 均 為13.41%;生烴潛量 (w (S1+S2))介于0.85 ~ 116.17mg/g 之 間, 平 均 為44.11mg/g。由w (TOC)-w (S1+S2)有機質(zhì)評價圖 (圖2)可知,絕大多數(shù)樣品點w (TOC)均大于3.0%,綜合評價為最好烴源巖,少數(shù)樣品w (TOC)位于1.0%~2.0%之間,為中等-好烴源巖,僅有一個樣品為差烴源巖。

        區(qū)內(nèi)長7油層組烴源巖有機質(zhì)豐度雖整體較高,為優(yōu)質(zhì)烴源巖,但在縱向上,同一地區(qū)的不同深度烴源巖往往受到湖平面及沉積層序的控制,即使是同一層段內(nèi)的烴源巖,有機質(zhì)的豐度也存在較大差異。從圖3中可以明顯看出,隴東地區(qū)長7油層組2320~2360m層段間,烴源巖有機質(zhì)豐度總體上呈現(xiàn)出一定變化規(guī)律,w (TOC)、w (S1+S2)隨埋深的增大而增大。故長7油層組烴源巖中部有機質(zhì)豐度較高,上部則略低。但在層間,有機質(zhì)豐度非均質(zhì)性明顯,w (TOC)、w (S1+S2)的分布則具有一定離散性。

        圖2 鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)長7油層組烴源巖有機質(zhì)評價圖

        圖3 鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)長7油層組烴源巖w (TOC)、w (S1+S2)與深度關(guān)系圖

        2.2 有機質(zhì)類型

        有機質(zhì)類型是反映有機質(zhì)質(zhì)量好壞的主要指標(biāo)[1]。烴源巖有機質(zhì)類型的差異主要取決于原始母質(zhì)的組合類型及后期的保存條件[3]。隴東地區(qū)長7油層組烴源巖原始母質(zhì)以水生生物為主。通過鏡下觀察長7油層組烴源巖干酪根以無定形類脂體為主,僅在局部地區(qū)可見鏡質(zhì)組成分。

        利用熱解參數(shù)中的氫指數(shù) (IH)與最高熱解峰溫 (tmax)作圖劃分有機質(zhì)類型 (圖4)。從圖4中可以看出,長7油層組烴源巖樣品的IH多大于200mg/g,最高可接近700mg/g,有機質(zhì)類型主要為Ⅰ-Ⅱ1型。長7油層組烴源巖母質(zhì)類型相對較好,其非均質(zhì)性不受埋深影響,而受沉積環(huán)境、相帶及層序等因素的影響。

        3 烴源巖微觀非均質(zhì)性

        烴源巖的微觀非均質(zhì)性主要表現(xiàn)在細粒沉積物中的富有機質(zhì)紋層、藻類化石種類、豐度等級、礦物顆粒排列、膠結(jié)物和微裂縫的定向發(fā)育以及生物標(biāo)志化合物等[4]。

        隴東地區(qū)長7油層組烴源巖微紋層十分發(fā)育。在顯微鏡下觀察,深色紋理主要為藻類的富集層。紋層的存在及其組分的差異反映了微環(huán)境的變化,從而導(dǎo)致了藻類的勃發(fā),形成了多套薄層狀優(yōu)質(zhì)烴源巖。

        由干酪根顯微組分圖 (圖5)可知,里57井中不同深度段烴源巖的干酪根顯微組分存在較為明顯的差異,即使相距較近的樣品,其顯微組分仍具有明顯差異,尤其是在腐泥組和鏡質(zhì)組的體積分數(shù)上。上述顯微組分的非均質(zhì)性反映了烴源巖母質(zhì)來源、沉積環(huán)境等的變化。

        圖4 鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)長7油層組烴源巖IH-tmax有機質(zhì)類型判別圖

        圖5 鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)里57井長7油層組烴源巖干酪根顯微組分組成圖

        4 結(jié)論

        1)鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)長7油層組發(fā)育不同的沉積體系域,其對應(yīng)的沉積水體深度不同,還原環(huán)境差異性大,保存條件不一致,烴源巖層間非均質(zhì)性明顯。

        2)長7油層組雖位于半深湖-深湖環(huán)境中,但濁流沉積較為發(fā)育,水體的分層被打破,造成氧化還原環(huán)境的改變,致使有機質(zhì)在豐度、類型上存在一定非均質(zhì)性。

        3)長7油層組烴源巖母質(zhì)來源是導(dǎo)致有機質(zhì)顯微組分具非均質(zhì)性的主要原因之一。

        [1]侯讀杰,馮子輝 .油氣地球化學(xué) [M].北京:石油工業(yè)出版社,2011.169~184.

        [2]楊華,張文正.論鄂爾多斯盆地長7段優(yōu)質(zhì)油源巖在低滲透油氣成藏富集中的主導(dǎo)作用:地質(zhì)地球化學(xué)特征 [J].地球化學(xué),2005,34 (2):147~154.

        [3]張文正,楊華,李劍鋒,等 .論鄂爾多斯盆地長7段優(yōu)質(zhì)油源巖在低滲透油氣成藏富集中的主導(dǎo)作用——強生排烴特征及機理分析[J].石油勘探與開發(fā),2006,33 (3):289~293.

        [4]劉顯陽,惠瀟,李士祥,等 .鄂爾多斯盆地中生界低滲透巖性油藏形成規(guī)律綜述 [J].沉積學(xué)報,2012,30(5):964~974.

        [5]張才利,高阿龍,劉哲,等 .鄂爾多斯盆地長7油層組沉積水體及古氣候特征研究 [J].天然氣地球科學(xué),2011,22(4):582~587.

        [6]張文正,楊華,楊奕華,等 .鄂爾多斯盆地長7優(yōu)質(zhì)烴源巖的巖石學(xué)、元素地球化學(xué)特征及發(fā)育環(huán)境 [J].地球化學(xué),2008,37(1):59~64.

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