昝　靈，駱衛(wèi)峰，馬曉東

(中國石化華東油氣分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇南京210011)

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蘇北盆地溱潼凹陷阜二段烴源巖生烴潛力及形成環(huán)境

昝靈，駱衛(wèi)峰，馬曉東

(中國石化華東油氣分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇南京210011)

摘要：在阜二段層序劃分基礎上，通過大量有機地球化學分析系統(tǒng)評價阜二段烴源巖，揭示優(yōu)質烴源巖的發(fā)育層段和形成環(huán)境。結果表明，溱潼凹陷阜二段中、下部烴源巖生烴條件較好，優(yōu)質烴源巖主要分布于七尖峰亞段、四尖峰亞段和龜背亞段，形成于半咸水的還原環(huán)境中，TOC大于2%，有機質類型以Ⅰ型、Ⅱ1型為主，有機質生源構成為低等水生生物和陸源高等植物，有機質成熟度普遍達到成熟階段。阜二段頂部和底部的烴源巖品質相對較差。建立了阜二段泥頁巖層序—沉積發(fā)育模式，認為烴源巖發(fā)育受控于區(qū)域氣候變化、降水強度、水介質條件和陸源物質供給等因素，阜二段沉積早期到晚期，水體鹽度逐漸降低，沉積環(huán)境由強還原到弱還原變化，蒸發(fā)作用減弱，古氣候由干旱變?yōu)槌睗?，阜二段沉積中期最有利于形成優(yōu)質烴源巖。

關鍵詞：溱潼凹陷；阜二段；優(yōu)質烴源巖；形成環(huán)境

溱潼凹陷構造上為蘇北—南黃海盆地東臺坳陷的一個次級構造單元(三級構造單元)，位于東臺坳陷區(qū)吳堡低凸起與泰州凸起之間，整體呈北東向展布(圖1)。北以吳堡—博鎮(zhèn)斷裂為界，東南部與泰州凸起以斷層相接，西連江都隆起，東接梁垛低凸起，西北部與吳堡低凸起以斜坡相連，東北方向較開闊，過梁垛與白駒凹陷、海安凹陷相連，西南部較狹窄，是凹陷的收斂部位，面積約為1200km2。溱潼凹陷自東向西可劃分為斷階帶、深凹帶和斜坡帶。經多年勘探，溱潼凹陷目前已發(fā)現(xiàn)帥垛、茅山、蔡家堡、邊城等17個油田，提交探明儲量4.0×107t以上。目前認為溱潼凹陷油源主要來源于阜二段烴源巖[1-3]，其中阜二段中下部為優(yōu)質烴源巖[4-5]，但尚無阜二段烴源巖系統(tǒng)評價成果。本文在阜二段層序劃分的基礎上，系統(tǒng)評價阜二段烴源巖生烴潛力，分析其展布特征和形成環(huán)境，指出最有利的烴源巖層段，對深化溱潼凹陷資源認識具有一定的參考意義。

1 層序劃分及地層展布

阜二段整體屬于三級層序(阜二段+阜三段)內部的湖擴體系域，內部可劃分為早期湖擴體系域(EEST)和晚期湖擴體系域(LEST)。湖擴體系域可劃分為4個巖性組合段(圖2)，早期湖擴體系域發(fā)育山字形亞段—四尖峰亞段和七尖峰亞段2個巖性組合段。底部為厚層灰?guī)r或泥灰?guī)r組合，夾薄層粉砂質泥巖，為典型的淺水碳酸鹽巖沉積，單層厚度可達10m以上，主要是封閉湖盆下的產物，水體鹽度比較大。向上為七尖峰亞段，主要為泥巖—泥灰?guī)r組合，表現(xiàn)為泥巖夾灰質薄夾層，夾層厚度不大，往往小于2m，與泥巖間互出現(xiàn)，是湖平面頻繁震蕩下的產物。晚期湖擴體系域發(fā)育龜背亞段和泥脖子亞段2個巖性組合段。從最大湖泛面開始，湖平面快速上升，陸源物質輸入，湖盆變?yōu)殚_放性，龜背亞段巖性組合表現(xiàn)大套泥巖夾少量粉砂質泥巖和灰質泥巖。泥脖子亞段主要發(fā)育厚層深灰色泥巖，夾介型類生物，最頂部為泥巖—粉砂巖組合，砂質含量增加，表現(xiàn)出典型的陸源輸入特征。

阜二段暗色泥巖展布受沉積中心控制，呈現(xiàn)出深凹帶厚，向斜坡減薄的特征。深凹帶暗色泥巖厚度最大在400m以上，絕大多數(shù)地區(qū)暗色泥巖厚度均在150m以上。對鉆遇阜二段的20口探井精細地層劃分，編制各亞段泥頁巖厚度圖(圖3)。山字形亞段泥頁巖厚度普遍在90m以上，近深凹部位厚度大于120m，由深凹向斜坡部位逐漸減薄。四尖峰亞段泥頁巖厚度普遍在50m以上，近深凹部位厚度大于80m，展布趨勢與山字形亞段類似。七尖峰亞段和龜背亞段泥頁巖厚度比較穩(wěn)定，普遍為25～40m，近深凹部位厚度大于40m。泥脖子亞段泥頁巖厚度普遍大于40m，近深凹部位大于70m。

2 烴源巖地球化學特征

2.1 有機質豐度

阜二段烴源巖以灰黑色、黑色泥巖為主，中下部夾泥灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r和油頁巖，各亞段有機質豐度特征如表1。

從地球化學參數(shù)來看，泥脖子亞段烴源巖有機質豐度中等偏低，生烴基礎較差；龜背亞段有機質豐度較高，生烴基礎較好；七尖峰亞段和四尖峰亞段烴源巖有機質豐度較高，生烴基礎好；山字形亞段烴源巖有機質豐度較低，生烴基礎較差。阜二段中、下部烴源巖生烴條件相對較好，優(yōu)質烴源巖主要分布于七尖峰亞段、四尖峰亞段和龜背亞段，頂部和底部的烴源巖品質相對較差(圖4)。

2.2 有機質類型

一般情況下，腐泥組和殼質組均為典型富氫組分，具高或較高生烴潛力；鏡質組氧含量高而氫含量低，只利生氣，生油潛力有限；惰性組則富碳貧氫不具生烴潛力[6-7]。干酪根顯微組分定量統(tǒng)計表明，阜二段烴源巖鏡質組和腐泥組含量較高，惰質組和殼質組含量較低。其中腐泥組含量為29.30%～97.30%，平均為83.61%，鏡質組含量為2.70%～56.30%，平均為14.75%，殼質組和惰質組平均含量分別為0.02%和1.62%，類型指數(shù)為12.9%～95.3%，平均為71.47%，說明阜二段烴源巖從Ⅰ型到Ⅲ型均有分布，但以Ⅰ型、Ⅱ1型為主。從圖5可以看出，阜二段烴源巖整體以Ⅰ型、Ⅱ1型為主，泥脖子亞段和山字形亞段烴源巖類型較差，主要為Ⅲ型和Ⅱ2型，與干酪根顯微組分分析結果一致。

2.3 有機質成熟度

如圖5所示，大多數(shù)烴源巖樣品最高熱解峰溫Tmax大于435℃，顯示阜二段烴源巖已進入成熟階段。內斜坡和深凹帶成熟度較高，進入成熟—高成熟階段，2700m以淺的外斜坡帶成熟度較低，主要處于未成熟—低成熟階段，阜二段烴源巖埋深普遍大于生烴門限深度，說明溱潼凹陷80%以上地區(qū)的阜二段烴源巖已進入成熟階段。

3 烴源巖生物標志物特征

阜二段烴源巖正構烷烴碳數(shù)分布特征主要呈單峰態(tài)前峰型(圖6)，個別呈正態(tài)型和雙峰型；Ph含量較高，從阜二段底部到頂部，Pr/Ph值從0.2上升到1.7(表2)，反映沉積環(huán)境由強還原變?yōu)槿跹趸?；?胡蘿卜烷含量中等—較高，從底部到頂部含量相對減少；部分樣品三環(huán)萜烷含量較高，C20、C21、C23三環(huán)萜烷呈上升型分布，伽馬蠟烷含量較高，伽馬蠟烷/C30藿烷從早期的0.9降低到晚期的0.31。Ts含量明顯低于Tm；升藿烷含量較高，個別樣品17α(H)-30-降藿烷含量很高；孕甾烷、升孕甾烷含量較低，ααα20RC27、ααα20RC28、ααα20RC29甾烷相對組成呈“V”形分布，以ααα20RC27甾烷低于ααα20RC29甾烷為主，個別為ααα20RC27甾烷高于ααα20RC29甾烷。表明生源構成既有陸源高等植物來源又有藻類低等水生生物，以高等植物貢獻為主。

4 烴源巖形成環(huán)境分析

陸相斷陷湖盆優(yōu)質烴源巖主要形成于咸水—半咸水的還原環(huán)境[8-9]。溱潼凹陷阜二段沉積時期是湖泛過程，氣候以亞熱為主，從早期到晚期，古氣候由干旱變?yōu)槌睗馵10-11]，湖平面逐漸上升，但水體鹽度逐漸降低，表現(xiàn)為黃鐵礦、白云石、伽馬蠟烷、β-胡蘿卜烷含量逐漸降低(圖6、圖7)，反映蒸發(fā)作用減弱，水體環(huán)境由強還原過渡到弱還原。

阜二段沉積早期，即山字形亞段沉積時期，湖盆處于封閉狀態(tài)，蒸發(fā)量大于降水量，且周圍地表徑流注入少，沒有陸源物質輸入，水體介質以高鹽度為主，湖盆咸化程度最高[12]，由于氣候干燥，不利于生物發(fā)育，因此烴源巖品質較差。阜二段中期，即四尖峰亞段、七尖峰亞段、龜背亞段沉積時期，氣候由干熱向濕熱逐漸過渡，降雨頻發(fā)，湖平面頻繁震蕩，水介質逐漸向淡水環(huán)境轉變，處于較強還原環(huán)境，有利于有機質生長和保存，形成優(yōu)質烴源巖。阜二段沉積晚期，即泥脖子亞段沉積時期，湖平面持續(xù)上升，陸源生物輸入較多，處于濕熱氣候，有利于生物生長；但水體鹽度較低，處于弱還原環(huán)境，不利于有機質保存。

綜上所述，阜二段烴源巖發(fā)育受控于區(qū)域氣候變化、降水強度、水介質條件(鹽度)和陸源物質供給(物源)等因素(圖8)，四尖峰亞段、七尖峰亞段和龜背亞段為最有利烴源巖層段。

5 結論

(1)溱潼凹陷阜二段可劃分為早期湖擴體系域(EEST)。和晚期湖擴體系域(LEST)，早期湖擴體系域發(fā)育兩個巖性組合段，分別為山字形亞段—四尖峰亞段和七尖峰亞段，晚期湖擴體系域發(fā)育兩個巖性組合段，分別為龜背亞段和七尖峰亞段。深凹帶暗色泥巖厚度最大在400m以上，絕大多數(shù)地區(qū)暗色泥巖厚度均在150m以上。暗色泥巖展布受沉積中心控制，呈現(xiàn)出深凹帶厚，向斜坡減薄的特征。

(2)溱潼凹陷阜二段中、下部烴源巖生烴條件相對較好，優(yōu)質烴源巖主要分布于七尖峰亞段、四尖峰亞段和龜背亞段，優(yōu)質烴源巖形成于半咸水的還原環(huán)境中，有機質類型以Ⅰ型、Ⅱ1型為主，生源構成為低等水生生物和陸源高等植物，有機質成熟度普遍達到成熟階段。阜二段頂部和底部的烴源巖品質相對較差，有機質類型以Ⅱ2型和Ⅲ型為主。

(3)溱潼凹陷阜二段沉積早期到晚期，古氣候由干旱變?yōu)槌睗?，湖平面逐漸上升，水體鹽度逐漸降低，表現(xiàn)為黃鐵礦、白云石、伽馬蠟烷、β-胡蘿卜烷含量逐漸降低，水體環(huán)境由強還原過渡到弱還原。阜二段烴源巖發(fā)育受控于區(qū)域氣候變化、降水強度、水介質條件和陸源物質供給等因素，四尖峰亞段、七尖峰亞段和龜背亞段為最有利烴源巖層段。

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Hydrocarbon Generation Potential and Genetic Environments of Second Member of Funing Formation in Qintong Sag, Subei Basin

Zan Ling, Luo Weifeng, Ma Xiaodong

(Research Institute of Exploration and Development of East China Petroleum Company of Sinopec,Nanjing,Jiangsu210011,China)

Abstract:Based on sequence division of the second member of Funing Formation, we assessed the source rocks through a lot of organic geochemical analytic system. Results showed that the source rocks at middle and lower parts of the second member of Funing Formation in Qintong Sag had better hydrocarbon generation conditions, high-quality source rocks concentrated in Qijianfeng, Sijianfeng and the submember of Guibei and were formed in brackish oxygen-free environment with TOC higher than 2%, organic matter types being dominated by Type I and Ⅱ1, biological origin of organic matter being lower hydrobiontes and terrestrial higher plants, and organic matter being high-maturity. Source rocks at top and bottom of the second member of Funing Formation were relatively poorer. We also established the sequence-sedimentary development mode for mudstone in the second member of Funing Formation, and believed that the development of source rocks were controlled by regional climate change, precipitation intensity, aqueous medium conditions, terrestrial material offering and other factors. From early sedimentary stage to late stage, the water salinity of the second member of Funing Formation gradually decreased, sedimentary environment turned from strong reduction to weak reduction, evaporation got weakened, and paleoclimate changed from drought to humid. The middle stage of sedimentation in the second member of Funing Formation was most favorable for forming high-quality source rocks.

Key words:Qintong sag; the second member of Funing Formation; high-quality source rock; forming environment

基金項目：中國石化科技項目“華東探區(qū)阜寧組致密油區(qū)帶評價與目標優(yōu)選”(P14007)。

第一作者簡介：昝靈(1984年生)，男，高級工程師，從事石油地質綜合研究工作。郵箱：zl442100@163.com。

中圖分類號：TE122

文獻標識碼:A