鐘劍鳴，陳孔全，沈均均,孟江輝，蔡 俊

(1. 長江大學 非常規(guī)油氣湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 武漢 430100； 2. 長江大學 油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室，湖北 武漢 430100)

0 前 言

毛場—馬王廟地區(qū)位于江漢盆地潛江凹陷東北部，隨著近年來老區(qū)油田油氣資源儲量的日益枯竭，加強了在毛場地區(qū)的油氣勘探部署，并且取得很大的進展。在毛場斜坡帶的構造脊部署的馬116井、馬82井、馬84井、馬85等井均鉆遇油層，多口井試油獲工業(yè)油流，顯示該區(qū)油氣勘探前景潛力巨大。目前針對該區(qū)及其周緣目的層位烴源巖特征研究較少，還有待加強和深入，為了明確勘探儲量、提高勘探效益，厘清毛場—馬王廟地區(qū)新溝嘴組新下段的烴源巖分布以及地球化學特征就顯得尤為重要。

1 地質概況

江漢盆地地處揚子地塊中部，盆地基底由中古生界的海相碳酸鹽巖、碎屑巖和陸相含煤碎屑巖構成，經歷燕山運動、喜山運動發(fā)育起來的中新生代斷拗內陸鹽湖盆地[1]。潛江凹陷位于江漢盆地中部，面積約為2 500 km2，呈北東—南西向展布，蘊含著豐富的油氣資源。毛場—馬王廟地區(qū)位于潛江凹陷的東北部，北接岳口低凸起，東鄰通?？谕蛊?，介于拖市斷裂帶和馬王廟鼻狀構造帶之間，面積約400 km2，漢水斷層、竹根灘斷層、彭市河斷層等深大斷裂控制了區(qū)內白堊系沉積和構造格局(圖1)。研究區(qū)主要目的層位為古新統(tǒng)的新溝嘴下段，下段是主要的產油層，自下而上分為Ex下Ⅲ油組、Ex下g、Ex下Ⅱ油組、Ex下Ⅰ油組、大膏層。

圖1 毛場—馬王廟地區(qū)井位分布

2 烴源巖分布特征及評價

2.1 暗色泥巖分布

研究區(qū)暗色泥巖普遍發(fā)育，厚度大，連續(xù)性好。縱向上毛場—馬王廟地區(qū)有效烴源巖主要發(fā)育在Ex下Ⅱ、Ex下g以及Ex下Ⅲ油組上部，平面上烴源巖主要分布在馬王廟油田主體部位和毛場斜坡帶，為三角洲前緣亞相的一套暗色泥巖、石膏質泥巖與砂巖互層沉積[2]。烴源巖厚度在31～72 m之間，烴源巖最厚在總口—潘場向斜處，厚度普遍在100 m以上，為半深—深湖相的一套暗色泥巖沉積，往北烴源巖厚度逐漸減薄，往北至馬4井、馬78井烴源巖厚度減少至30 m左右(圖2)。

圖2 毛場—馬王廟地區(qū)新溝嘴下段烴源巖等厚圖

2.2 烴源巖評價

毛場—馬王廟地區(qū)烴源巖有機質豐度整體較高，整體評價標準達到中—好的標準，其中有機碳含量介于0.08%～3.37%之間，平均值為0.75%，烴源巖生烴潛力較低，生烴潛量均值為2.04 mg/g，氯仿瀝青“A”平均值為0.049 8%，最高值可達0.519 7%，含量在0.05%以上的中等烴源巖占樣品總數的29.15%，可見本區(qū)相當一部分烴源巖生烴能力較好，可溶有機質豐富。烴源巖熱解參數和全巖顯微組分研究認為，烴源巖有機質類型主要以Ⅱ2型為主。

馬王廟油田新下段烴源巖位于繼承性古隆起上，烴源巖埋深較淺，烴源巖Ro值介于0.53%～0.87%，大部分Ro值在0.70%以下，Ro均值為0.66%，處于烴源巖熱演化的未成熟—低成熟階段。隨著新下段烴源巖層向向斜內的延伸，埋深持續(xù)加大，在毛場斜坡帶烴源巖Ro值普遍大于0.80%，烴源巖Ro值介于0.70%～1.00%，Ro均值為0.87%，處于烴源巖熱演化的成熟階段，可大量生成油氣(圖3)。

圖3 毛場—馬王廟地區(qū)烴源巖鏡質體反射率和深度關系

3 烴源巖飽和烴生物標志化合物特征

3.1 正構烷烴和類異戊二烯烷烴

表1 毛場—馬王廟地區(qū)烴源巖飽和烴色譜參數

從毛場—馬王廟地區(qū)烴源巖飽和烴色譜參數可知(表1)，輕重比∑C21-/∑C22+為0.59～1.18，表明了這些烴源巖有機質來源都具有低等水生生物和陸源高等植物雙重生源組成的特征。OEP為0.89～1.25，平均值為0.99，大部分數值接近1，表明烴源巖成熟度較高。姥鮫烷(Pr)和植烷(Ph)的分布特征常用來指示烴源巖沉積環(huán)境[3-4]，研究區(qū)烴源巖樣的Pr/Ph為0.19～1.24，平均值為0.59，大部分數值小于1，表明烴源巖沉積環(huán)境均為還原環(huán)境。不同地區(qū)Pr/Ph、Pr/nC17、Ph/nC18組成分布的差異，可能與各地區(qū)沉積環(huán)境的不同有關，從研究區(qū)三個參數值組成的三角圖上(圖4)，馬116井樣品數據落入鹽湖相的沉積區(qū)，其他的樣品數據則落入半咸水—咸水的沉積區(qū)，可以看出不同地區(qū)沉積環(huán)境的差異性。

3.2 三環(huán)萜烷系列

三環(huán)萜烷系列是常見的生物標志化合物，三環(huán)萜烷分布特征的不同，預示著烴源巖成因特征的差異。一般研究認為，湖相和海相烴源巖的三環(huán)萜烷系列在C19-C26范圍內呈現正態(tài)分布[3,5]。毛場—馬王廟地區(qū)烴源巖三環(huán)萜烷系列豐度總體不高(表2)，三環(huán)貼/總萜最大值為0.45，最小值為0.03，平均值為0.11，三環(huán)萜烷分布樣式與湖相烴源巖的相吻合，總體表現為以C23為主峰呈現正態(tài)分布。

圖4 毛場斜坡帶烴源巖樣品Ph/nC17、Pr/Ph和Ph/nC18三角圖

3.3 霍烷系列

霍烷系列化合物在烴源巖抽提物中普遍存在，是一類重要的生物標志化合物。江漢盆地為典型的鹽湖盆地[6]，因此研究區(qū)烴源巖抽提物中表現為高伽馬蠟烷，伽馬蠟烷的富集常跟高鹽度沉積環(huán)境有關[7-8]。研究區(qū)霍烷系列分布樣式總體以C30藿烷為主峰，C31-C35升藿烷呈逐漸降低的階梯狀分布，馬116井區(qū)的藿烷系列分布特征則相比其它地區(qū)有所差異，具體表現為高伽馬蠟烷豐度和C35升藿烷翹尾巴特征(圖5)，這可能與高鹽度的強還原環(huán)境相關[7-11]。馬116、馬11井區(qū)伽馬蠟烷/C30藿烷平均值為0.88，最高為1.34，C35藿烷/C34藿烷值平均值為1.03，最高值為1.32，為研究區(qū)最高的值(圖6)，毛場和馬王廟地區(qū)次之，伽馬蠟烷/C30藿烷平均值為0.41，最高為0.76，C35藿烷/C34藿烷值平均值為0.60，最高值為0.81，表明從竹根斷層下盤周興場地區(qū)到毛場斜坡帶和馬王廟地區(qū)烴源巖沉積環(huán)境和水體鹽度是逐漸降低的，指示馬116、馬11井區(qū)烴源巖沉積環(huán)境有別于其它地區(qū)，這與前文的研究是一致的。

圖5 毛場—馬王廟地區(qū)烴源巖樣品甾烷、萜烷生物標志化合物分布

圖6 毛場—馬王廟地區(qū)烴源巖樣品伽馬蠟烷/C30藿烷與C35藿烷/C34藿烷相關圖

3.4 甾烷系列

甾烷系列化合物是烴源巖中最常見的一類生物標志化合物，我們常用規(guī)則甾烷相對含量和其異構化參數來判別有機質生源輸入組成和烴源巖熱演化程度[3]。反映其有機組成的ααα-20R-C27/C29平均值為1.13，表明其有機質具有低等水生生物菌藻類和陸源高等植物雙重生源。其中不同地區(qū)有機質類型又有略微區(qū)別，以馬116、馬11井區(qū)為代表的有機質類型主要為Ⅱ1型，規(guī)則甾烷特征呈“L”型分布(圖5)，顯示烴源巖規(guī)則甾烷以水生生物來源的ααα-20R-C27為主。位于毛場斜坡帶的有機質類型主要為Ⅱ2型(圖7)，規(guī)則甾烷特征呈反“L”型分布，顯示烴源巖規(guī)則甾烷以陸源高等植物來源的ααα-20R-C29為主，此類Ⅱ2型烴源巖在毛場地區(qū)廣泛分布，為研究區(qū)的主力烴源巖，規(guī)則甾烷相對組成的差異表明不同地區(qū)有機質類型的不同。研究區(qū)烴源巖的20S/(20S+20R)-C29甾烷和ββ/(ββ+αα)-C29甾烷兩個成熟度指標顯示(圖8)，不同地區(qū)的烴源巖成熟度有所不同，其中毛場地區(qū)C29甾烷的兩個異構化參數值均值分別為0.37和0.36，均為成熟烴源巖，馬王廟地區(qū)烴源巖C29甾烷的兩個異構化參數值均值分別為0.17和0.22，顯示為未成熟烴源巖。

圖7 毛場—馬王廟地區(qū)烴源巖樣品ααα-20R-C27-C29甾烷三角圖

圖8 毛場—馬王廟地區(qū)烴源巖樣品20S/(20S+20R)-C29甾烷和ββ/(ββ+αα)-C29甾烷相關圖

圖9 毛場—馬王廟地區(qū)烴源巖樣品Pr/Ph與甾烷/藿烷相關圖

同時，本次研究發(fā)現Pr/Ph與甾烷/藿烷兩者有良好的負相關關系(圖9)，馬116井的烴源巖樣品甾烷/藿烷值平均值為1.21，最高值為1.40，而以馬82、馬85、馬96井區(qū)為代表的毛場地區(qū)烴源巖樣品甾烷/藿烷值均小于1，平均值為0.51，最大值僅為0.65，顯示馬116井區(qū)沉積環(huán)境有別于其他地區(qū)，變化趨勢同前文研究相一致，這不難聯(lián)想到這可能與不同地區(qū)沉積環(huán)境的水體鹽度和還原程度有關，使得馬116井區(qū)的烴源巖樣品甾烷/藿烷值高于其他地區(qū)。

4 結 論

1)毛場—馬王廟地區(qū)新溝嘴下段烴源巖發(fā)育，有效烴源巖主要發(fā)育在Ex下Ⅱ、Ex下g以及Ex下Ⅲ油組上部，烴源巖厚度在31～72 m之間，有機質豐度較高，平均值為0.75%，為中等級別以上烴源巖，有機質類型主要為Ⅱ2型，馬王廟油田地區(qū)烴源巖成熟度較低，大部分Ro值在0.70%以下，Ro均值為0.66%，處于未成熟—低成熟階段，毛場斜坡帶烴源巖Ro值普遍大于0.80%，Ro均值為0.87%，處于烴源巖熱演化的成熟階段，可大量生成油氣。

2)烴源巖飽和烴生物標志化合物研究表明，研究區(qū)烴源巖主要形成于半咸水湖相的還原沉積環(huán)境，具有低等水生生物和陸源高等植物雙重生源。

3)研究區(qū)烴源巖具體可分為兩類：A類烴源巖主要分布在竹根灘斷層下盤的馬11、馬116井區(qū)附近區(qū)域，形成于咸水—鹽湖相的強還原環(huán)境，有機質類型主要為Ⅱ1型的成熟烴源巖；B類烴源巖主要分布在毛場斜坡帶，形成于半咸水湖相的還原環(huán)境，有機質類型主要為Ⅱ2型的成熟烴源巖，此類烴源巖在毛場斜坡帶廣泛分布，為本區(qū)主力烴源巖，從周興場地區(qū)到毛場地區(qū)沉積環(huán)境的水體鹽度和還原程度依次減小。

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