南华北盆地阜阳地区烃源岩基础地球化学特征研究.pdf

2014年6月 南华北盆地阜阳地区烃源岩基础地球化学特征研究 黄志度张宏健白丽萍曹露露薛曙 中国石化江苏油田分公司物探技术研究院江苏 南京210046 摘要 本文通过对阜阳地区古城1井和凤凰1井两口探井烃 源岩样品的分析 从有机质丰度和有机质类型方面开展了烃源岩 基础地球化学特征研究 研究结果表明本区烃源岩主要为石炭 二叠系海陆交互相环境中形成的煤系烃源岩 总体上具有有机质 丰度高 但有机质类型偏腐殖型的特点 关键词 阜阳地区 石炭 二叠系 有机质丰度 有机质类型 阜阳地区位于安徽省西北部 处于大别造山带以北 郯庐断 裂带以西 隶属华北地台南缘的南华北盆地 面积约10000km2 据研究阜阳地区发育的烃源岩属于石炭 二叠系海陆交互相环 境中形成的煤系烃源岩 2002年和2012年钻探的古城1井和凤 凰1井均钻遇到这套烃源岩 通过对这两口井的有机质丰度和有 机质类型的研究 可以综合判断烃源岩的基础地球化学特征 一 有机质丰度 1 烃源岩有机碳含量与生烃潜量 通过对古城1井的烃源岩样品分析结果表明二叠系山西组 煤系泥岩以有机质丰度低和生烃潜小为特征 基本属于差烃源岩 的范畴 在太原组中 煤系泥岩的有机碳含量和生烃潜量总体呈 现偏低的特点 大多数样品属于差烃源岩 只有少数样品达到了 中到好烃源岩的程度 古城1井烃源岩中有机碳含量和生烃潜 量随深度的变化具有一定趋势 主要表现为上部山西组烃源岩中 的有机质丰度指标明显低于下部太原组烃源岩 其有机碳含量和 生烃潜量基本都分别小于1 0 和1 0mg g 总体上呈现差 非 烃源岩的特征 而对于下部的太原组烃源岩而言 其有机碳含量 和生烃潜量丰度指标呈现随埋深增加而下降的趋势 其中太原组 下部烃源岩大多属于差 非烃源岩 中部大多属于中等烃源岩 而只有其上部碳质泥岩才属于好烃源岩 这一变化趋势表明太原 组好的烃源岩大多分布在其中上部 而下部基本缺乏好的烃源 岩 凤凰X1井则以有机碳含量中等 而生烃潜量异常偏低为特 征 下石盒子烃源岩的有机碳含量总体偏低 大多数样品的 TOC值小于0 50 显示出非烃源岩的特征 但其中也有少数样 品具有较高的有机碳含量 达到了中等烃源岩的标准 似乎表明 存在一定的非均质性 太原组烃源岩的有机碳含量居中 其TOC 介于0 5 1 5 之间 显示基本属于差烃源岩 山西组烃源岩有机 碳含量相对偏高 其TOC介于1 5 3 0 之间 也属于中等烃源 岩 2 沥青A含量 沥青A 是烃源岩中的分析有机质在热演化过程中降解生成 的可溶有机质 其含量变化不但受控于有机质的成熟度 同时还 与烃源岩中有机质类型和排烃效率关系密切 阜阳地区的石 炭 二叠系烃源岩沥青A 含量总体表现为煤系烃源岩的特征 对于古城1井的烃源岩而言 山西组煤系泥岩中沥青A 的含量基 本都小于0 05 只有个别样品的沥青A 含量大于0 15 那么 按照煤系泥岩中沥青A 含量的评价标准 该组烃源岩大多属于 差 中等烃源岩 而对于太原组烃源岩而言 它包含了碳质泥岩 和煤系泥岩两类烃源岩 其中碳质泥岩中沥青A 含量较高 介于 0 5 1 0 之间 属于较好烃源岩 而煤系泥岩中沥青A 的含量明 显低于碳质泥岩 其含量介于0 01 0 10 之间 表明它们大多属 于中等 好烃源岩 但对于凤凰X1井的烃源岩而言 其中的沥 青A 含量异常偏低 基本都小于0 03 显示非烃源岩的特征 这 与火成岩带来的异常高温导致了有机质的热裂解是分不开的 二 有机质类型 1 氢指数HI与降解率D 古城1井的山西组煤系泥岩中氢指数HI 和降解率D的变化 范围较大 但总体以低值为主 反映出这套烃源岩中有机质的富 氢程度相对偏低 生烃潜力 尤其是生油潜力不会很高 太原组有 碳质泥岩和煤系泥岩两类烃源岩 数据表明碳质泥岩具有很高的 富氢程度 其氢指数和降解率的平均值分别达到了900mg g和 76 9 表明这类烃源岩具有较高的生烃 尤其是液态烃的能力 而同层位的煤系泥岩中 无论是氢指数还是降解率均相对偏低 其平均值分别仅为95 3mg g和9 1 明显低于碳质泥岩 但高 于太原组煤系泥岩 由此表明其生烃能力相对偏低 凤凰X1井 不同层位烃源岩中的氢指数和降解率均明显偏低 在深度剖面上 其氢指数基本都小于20mg g 而降解率基本都小于3 0 表明 这些烃源岩中的有机质不但贫氢 而且大多已没有了再生烃的能 力 这与火成岩带来的异常高温对有机质的破坏是有直接关系 的 2 有机质类型 古城1井山西组和太原组煤系泥岩的有机质类型大多偏腐 殖型 可以这些烃源岩主要可能以生气为主 生油能力有限 而太 原组的碳质泥岩特别富氢 其有机质类型较好 具有偏腐泥型的 特点 表明这些碳质泥岩生油潜力较高 值得关注 但对于凤凰 X1井的烃源岩而言 它们的数据点大多已偏出了正常烃源岩分 布范围 同时可以注意到这些样品具有异常高的Tmax 值 表明 这些烃源岩中的有机质具有高的热演化程度 考虑到该钻遇了厚 达582 5米的火成岩 显然这些火成岩带来的高温是这些烃源岩 中有机质成熟度异常偏高的主要原因 而有机质类型的腐殖化现 象是这一作用的直接结果 三 主要认识 1 凤凰X1井烃源岩在岩性上主要以泥岩为主 其有机质丰 度与古城1井的煤系泥岩相当或略高 属于中等 好的烃源岩 而 有机质类型则因火成岩带来的异常高温的强烈烘烤 基本都发生 了变质作用而遭受了破坏 其原始有机质类型已难以恢复 2 古城1井太原组烃源岩的有机质丰度参数高于山西组 而 有机质类型也好于后者 根据分析数据可以判断 山西组烃源岩 的生烃潜力大多属于中等偏差 而太原组烃源岩的