，，

(中國石化 西南油氣分公司 勘探開發(fā)研究院，四川 成都 610081)

20世紀(jì)70年代 “生油巖”概念的提出，極大豐富了石油地質(zhì)理論并有效指導(dǎo)了石油天然氣勘探，隨著勘探程度的提高以及對(duì)石油地質(zhì)理論認(rèn)識(shí)的逐漸深入，石油地質(zhì)學(xué)家普遍認(rèn)為，烴源巖不僅要能夠生烴，而且還要能夠排烴并對(duì)油氣成藏有貢獻(xiàn)，因此提出了“有效烴源巖”概念。隨著研究的進(jìn)一步深入和生產(chǎn)實(shí)踐的需要，石油地質(zhì)學(xué)家發(fā)現(xiàn)，那些厚度不大但異常富有機(jī)質(zhì)的烴源巖對(duì)油氣聚集成藏有很大的貢獻(xiàn)，提出了“優(yōu)質(zhì)烴源巖”的概念[1-7]。

對(duì)優(yōu)質(zhì)烴源巖的定義直接影響到如何確定優(yōu)質(zhì)烴源巖的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，不同學(xué)者對(duì)優(yōu)質(zhì)烴源巖的定義也有所不同[1-5]，主要是從有機(jī)質(zhì)豐度標(biāo)準(zhǔn)來確定優(yōu)質(zhì)烴源巖，但是差異較大[2,3,5,8-13]。目前優(yōu)質(zhì)烴源巖的研究成果主要集中在“優(yōu)質(zhì)油源巖”方面，認(rèn)為“優(yōu)質(zhì)油源巖”為“有機(jī)質(zhì)豐度高(一般大于2.0%)、有機(jī)質(zhì)類型好(一般為Ⅰ型或Ⅱ1型)，對(duì)石油成藏具有較大貢獻(xiàn)”的烴源巖，但是對(duì)于“優(yōu)質(zhì)氣源巖”來說研究較少，有鑒于此，本文基于物質(zhì)平衡原理，利用烴源巖含氣量檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)川西坳陷中段須家河組五段優(yōu)質(zhì)氣源巖有機(jī)質(zhì)豐度下限進(jìn)行探討。

1 地質(zhì)背景

川西坳陷位于揚(yáng)子地塊西北緣，西鄰龍門山造山帶，北東與昆侖—秦嶺東西向構(gòu)造帶相接，南抵峨眉、樂山，向南過渡到康滇南北向構(gòu)造帶，東連川中隆起，大致呈北東向延伸(見圖1)。研究區(qū)川西坳陷中段呈現(xiàn)為“三隆兩凹一坡”的構(gòu)造格局。川西坳陷沉積了巨厚的上三疊統(tǒng)—白堊系陸相地層，自下而上包括上三疊統(tǒng)須家河組，下侏羅統(tǒng)白田壩組，中侏羅統(tǒng)千佛崖組、下沙溪廟組和上沙溪廟組以及上侏羅統(tǒng)遂寧組和蓬萊鎮(zhèn)組。

2 須五段烴源巖地化特征

川西坳陷中段陸相主力烴源巖主要分布在須家河組，對(duì)須家河組烴源巖基礎(chǔ)地化特征的認(rèn)識(shí)已比較明確[14-15]。其中須家河組五段烴源巖對(duì)川西坳陷中段侏羅系油氣聚集成藏具有重要貢獻(xiàn)[15]。川西坳陷中段須家河組五段烴源巖厚度為50～400 m，有機(jī)質(zhì)豐度TOC值主要分布在0.8%～4.5%之間，平均值為3.37%；有機(jī)質(zhì)類型主要為腐殖型(Ⅲ型)；川西坳陷中段大部分地區(qū)須五段烴源巖Ro值主要在1.0%～1.75%之間，處于成熟～高成熟演化階段。

圖1 四川盆地構(gòu)造分區(qū)圖

3 須五段優(yōu)質(zhì)氣源巖判別

川西坳陷中段單井地化特征顯示須家河組五段各亞段均有高有機(jī)質(zhì)豐度的烴源巖存在(見圖2)，如果采用前述優(yōu)質(zhì)烴源巖的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，有機(jī)質(zhì)類型指標(biāo)就明顯不符合優(yōu)質(zhì)烴源巖的標(biāo)準(zhǔn)，而且川西坳陷中段須家河組五段烴源巖主要以生氣為主，不能完全按照上述“優(yōu)質(zhì)油源巖”評(píng)價(jià)指標(biāo)來評(píng)價(jià)川西坳陷中段是否存在優(yōu)質(zhì)烴源巖(優(yōu)質(zhì)氣源巖)。

從概念上來講，優(yōu)質(zhì)烴源巖應(yīng)該是由于有機(jī)質(zhì)豐度更高，同樣體積的源巖將能夠生成并排出相對(duì)更多的油氣，即排烴量隨TOC升高曲線出現(xiàn)明顯的拐點(diǎn)[3]。在目前評(píng)價(jià)源巖排烴量的各種方法中，由生烴量減去殘烴量等于排烴量的物質(zhì)平衡法具有廣泛的有效性和可行性。因此，按照排氣量等于生氣量減去殘氣量的思路就可以確定優(yōu)質(zhì)氣源巖的下限標(biāo)準(zhǔn)，但是殘氣量(吸附氣+溶解氣+孔隙殘留氣)的確定比確定油源巖中殘油量(可由氯仿瀝青“A”或S1近似確定)要困難的多。本人充分利用川西坳陷中段目前的成果，利用單井泥巖樣品含氣量檢測(cè)結(jié)果及其相應(yīng)烴源巖分析結(jié)果進(jìn)行了川西坳陷中段須家河組五段優(yōu)質(zhì)氣源巖評(píng)價(jià)。

按Q排=Q生-Q殘的物質(zhì)平衡原理，通過單井須家河組五段烴源巖樣品TOC分析數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出單位質(zhì)量烴源巖的生氣量，以烴源巖樣品分析出來的含氣量表示殘氣量，可計(jì)算出對(duì)應(yīng)的排氣量并得到單位質(zhì)量烴源巖的排氣量與有機(jī)質(zhì)豐度的關(guān)系(見圖3)。當(dāng)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度較低時(shí)(TOC<0.5%)，烴源巖生成的氣不能滿足油氣運(yùn)聚成藏，符合有效烴源巖的定義，當(dāng)TOC<1.5%時(shí)，部分烴源巖樣品產(chǎn)生的天然氣依然無法滿足油氣運(yùn)聚成藏，部分樣品排氣量較小，當(dāng)TOC>1.5%～1.7%時(shí)，排氣量則明顯增加。

圖2 川西坳陷中段上三疊統(tǒng)須五段烴源巖綜合地球化學(xué)剖面圖

同時(shí)，對(duì)川西坳陷中段不同構(gòu)造單元的相關(guān)探井進(jìn)行分析，通過烴源巖累計(jì)TOC貢獻(xiàn)以及對(duì)應(yīng)烴源巖累計(jì)相對(duì)厚度貢獻(xiàn)的相關(guān)關(guān)系(見圖4)，當(dāng)須家河組五段烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度>1.8%時(shí)，烴源巖厚度占28%，累計(jì)TOC貢獻(xiàn)可占68%。

圖3 川西坳陷中段須五段烴源巖單位質(zhì)量源巖排油量與原始有機(jī)質(zhì)豐度的關(guān)系

川西坳陷中段須家河組五段優(yōu)質(zhì)氣源巖有機(jī)質(zhì)豐度下限標(biāo)準(zhǔn)的確定是進(jìn)一步研究優(yōu)質(zhì)氣源巖分布特征的前提，根據(jù)上述兩種方法的研究，可初步確定川西坳陷中段須家河組五段優(yōu)質(zhì)氣源巖有機(jī)質(zhì)豐度下限值為1.8%。

4 須五段優(yōu)質(zhì)氣源巖分布特征

在對(duì)川西坳陷須家河組五段優(yōu)質(zhì)氣源巖有機(jī)質(zhì)豐度下限認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，建立川西坳陷中段須家河組五段泥頁巖有機(jī)碳含量解釋模型，總體認(rèn)識(shí)研究區(qū)內(nèi)須家河組五段優(yōu)質(zhì)氣源巖平面分布特征及生烴特征。

圖4 川西坳陷中段須五段烴源巖累計(jì) TOC貢獻(xiàn)與累計(jì)厚度貢獻(xiàn)交會(huì)圖

4.1 優(yōu)質(zhì)氣源巖厚度分布特征

川西坳陷中段須五段上亞段優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度主要為10～50 m，厚度中心主要分布在成都凹陷，一般都在40～50 m左右，龍門山前(除大邑地區(qū))、新場(chǎng)構(gòu)造帶以及知新場(chǎng)-石泉場(chǎng)地區(qū)，優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度一般在20 m左右，梓潼凹陷以及中江-回龍地區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度較薄，基本在10 m以下；須五段中亞段優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度主要為40～120 m，厚度中心主要分布在成都凹陷，一般都在60～120 m左右，龍門山前、新場(chǎng)構(gòu)造帶以及知新場(chǎng)-石泉場(chǎng)地區(qū)，優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度一般在30～50 m左右，梓潼凹陷以及中江-回龍地區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度在10～30 m左右；須五段下亞段優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度主要為10～40 m，厚度中心主要分布在成都凹陷，一般都在20～40 m左右，龍門山前、新場(chǎng)構(gòu)造帶、知新場(chǎng)-石泉場(chǎng)地區(qū)以及中江-回龍地區(qū)，優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度一般在10～20 m左右，梓潼凹陷大部分地區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度在10 m以下。

4.2 優(yōu)質(zhì)氣源巖生烴特征

川西坳陷中段須五下亞段優(yōu)質(zhì)烴源巖生烴強(qiáng)度分布在1～10×108m3/km2之間，生烴強(qiáng)度中心分布在成都凹陷洛帶地區(qū)，向北生烴強(qiáng)度值逐漸降低，在梓潼凹陷，生烴強(qiáng)度基本上小于1×108m3/km2；須五中亞段優(yōu)質(zhì)烴源巖生烴強(qiáng)度分布在2～16×108m3/km2之間，生烴強(qiáng)度分布趨勢(shì)與須五下亞段相同，生烴強(qiáng)度高值區(qū)依然分布在成都凹陷，范圍有所擴(kuò)大，主要分布在溫江-郫縣-新繁-金堂-洛帶一帶，生烴強(qiáng)度值基本大于10×108m3/km2，中江-回龍地區(qū)、梓潼凹陷地區(qū)以及龍門山前地區(qū)，生烴強(qiáng)度值基本在2×108m3/km2左右；須五上亞段優(yōu)質(zhì)烴源巖生烴強(qiáng)度基本上小于10×108m3/km2之間，在成都凹陷地區(qū)生烴強(qiáng)度值相對(duì)較高，基本分布在4～9×108m3/km2之間，中江-回龍地區(qū)以及梓潼凹陷地區(qū)生烴強(qiáng)度基本上小于1×108m3/km2。

5 結(jié)語

(1)川西坳陷中段須家河組五段發(fā)育有高有機(jī)質(zhì)豐度烴源巖，須五段優(yōu)質(zhì)氣源巖有機(jī)質(zhì)豐度下限值為1.8%。

(2)在縱向上，須五段優(yōu)質(zhì)氣源巖從下到上均有分布，但在須五段中亞段分布厚度較大，在平面上，

須五段中亞段優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度中心主要分布在成都凹陷，一般都在60～120 m左右，生烴強(qiáng)度在10×108m3/km2以上。

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