段宏亮，劉世麗，付 茜

(中國(guó)石化 江蘇油田分公司，江蘇 揚(yáng)州 225009)

富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖是指有機(jī)碳含量大于2.0%的暗色頁(yè)巖[1]，其不僅可以作為生烴層和蓋層，而且可以作為儲(chǔ)集層，聚集具有開(kāi)采價(jià)值的頁(yè)巖油氣[2-8]，是油氣勘探的新領(lǐng)域。

蘇北盆地阜寧組(E1f)發(fā)育阜四段(E1f4)和阜二段(E1f2)兩套分布廣泛且穩(wěn)定的泥頁(yè)巖層系，其中共有227口井次見(jiàn)油氣顯示，有9口井試獲油流，XX38井常規(guī)測(cè)試日產(chǎn)油14.4 m3，累產(chǎn)油1 069 t；TX96井壓裂測(cè)試日產(chǎn)油2.3 t，累產(chǎn)油2 564 t(目前日產(chǎn)油0.7 t)，展示了良好的頁(yè)巖油勘探前景[9-11]。目前對(duì)于上述泥頁(yè)巖層系特征、非均質(zhì)性以及富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖成因等研究認(rèn)識(shí)程度較低，難以有效指導(dǎo)頁(yè)巖油選區(qū)評(píng)價(jià)及富集機(jī)理研究。本文以阜二段為研究對(duì)象，在大量巖心及薄片觀察的基礎(chǔ)上，結(jié)合系統(tǒng)的有機(jī)地球化學(xué)、全巖X-衍射及微量元素等采樣與測(cè)試，研究了富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖的地質(zhì)、地球化學(xué)特征，分析了其沉積環(huán)境，以期為蘇北盆地E1f2頁(yè)巖油評(píng)價(jià)及勘探提供依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

蘇北盆地屬蘇北—南黃海盆地的陸上部分，是晚白堊世發(fā)育起來(lái)的陸相中、新生代沉積盆地[12-13]。盆地北以嘉山—響水?dāng)嗔雅c魯蘇隆起為界，西以郯廬斷裂帶與張八嶺隆起為界，南鄰蘇南隆起，東與南黃海盆地相接(圖1)，面積約35 000 km2[14]。受盆地構(gòu)造演化和沉積體系控制，盆內(nèi)晚白堊世—古新世拗陷沉積階段廣泛發(fā)育了泰二段(K2t2)、E1f2和E1f4三套半深湖—深湖相暗色泥頁(yè)巖層系，其中E1f2頁(yè)巖厚度大、分布廣泛，頁(yè)巖油形成條件最有利[9-11]。

表1 蘇北盆地阜寧組二段頁(yè)巖關(guān)鍵參數(shù)

圖1 蘇北盆地阜寧組二段富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖油氣顯示井分布

2 富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖特征

圖2 蘇北盆地E1f2富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖典型照片

含云、含灰泥巖電阻率低，曲線上呈低谷狀(圖1)；碳酸鹽含量相對(duì)較低，黏土礦物含量高(可達(dá)50%以上)；頁(yè)理發(fā)育，但主要以富含黏土和石英的暗色紋層為主，富含碳酸鹽的淺色紋層發(fā)育程度及厚度均較少、較薄(圖2e)，且淺色紋層碳酸鹽含量相對(duì)較低(圖2f)，但巖心保存完整性相對(duì)較差。頁(yè)巖有機(jī)碳含量一般介于1.5%～3.0%之間，總體小于尖峰部位頁(yè)巖(表2)。

表2 蘇北盆地富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖特征

3 富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖沉積環(huán)境

烴源巖的質(zhì)量直接受初級(jí)生產(chǎn)力、有機(jī)質(zhì)保存條件以及沉積物沉積速率的控制，而這些控制因素又最終受構(gòu)造演化、氣候旋回和物源供給的影響。構(gòu)造和古氣候通過(guò)控制可容納空間的形成消亡、水及沉積物的供給影響著湖盆的發(fā)育演化，同時(shí)也影響著湖泊水體的物理、化學(xué)性質(zhì)以及湖泊的生物發(fā)育，最終又通過(guò)影響保存條件、古生產(chǎn)力和沉積物的堆積速率控制著烴源巖的發(fā)育特征[15]。

沉積物地球化學(xué)參數(shù)記錄了古環(huán)境性質(zhì)及其演化信息，為研究烴源巖的沉積環(huán)境提供了條件，目前已形成了古氣候、古生產(chǎn)力、古氧化還原條件、古鹽度及古水深等沉積環(huán)境的主要判識(shí)參數(shù)及指標(biāo)[15-18]。如利用Sr/Cu研究古氣候，Sr/Cu比值介于1～10之間指示溫濕氣候環(huán)境，而大于10指示干熱氣候環(huán)境；利用V/(V+Ni)指示氧化—還原環(huán)境；利用Sr/Ba、B元素和B/Ga指示湖水鹽度，Sr/Ba比值大于1為咸水介質(zhì)，Sr/Ba比值小于1為淡水介質(zhì)。

3.1 阜寧組沉積環(huán)境

3.2 富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖沉積環(huán)境

表3 蘇北盆地E1f2富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖沉積環(huán)境參數(shù)

4 結(jié)論

(3)沉積環(huán)境對(duì)蘇北盆地阜二段烴源巖品質(zhì)影響較大，造就了阜二段泥頁(yè)巖層間及富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖內(nèi)部巖性、電性及烴源巖品質(zhì)的差異。

致謝：中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所張江永研究員為魚(yú)化石和鳥(niǎo)肢化石的鑒定提供了無(wú)私的幫助，在此表示衷心的感謝！