中下?lián)P子區(qū)中中下?lián)P子區(qū)海相中古生界烴源巖評(píng)價(jià)與潛力分析

中下?lián)P子區(qū)中中下?lián)P子區(qū)海相中古生界烴源巖評(píng)價(jià)與潛力分析

揚(yáng)子區(qū)位于秦嶺構(gòu)造帶以北，南與長(zhǎng)江以南，西與四川盆地相連，東與太平洋相連。在半個(gè)世紀(jì)的油氣勘探過(guò)程中,在古近系陸相分別建成了潛江坳陷、蘇北盆地工業(yè)油氣區(qū);在中古生界海相發(fā)現(xiàn)了下?lián)P子朱家墩氣田和中揚(yáng)子沔31油藏。大量井下和地表資料均見(jiàn)到眾多的油氣顯示,預(yù)示了該區(qū)具有廣闊的油氣勘探前景。中下?lián)P子區(qū)中—古生界一直是中國(guó)油氣勘探的重點(diǎn)地區(qū),具有巨大的勘探潛力。前期勘探實(shí)踐證實(shí),雖然經(jīng)歷了多期原型盆地的并列疊加,發(fā)育了多套烴源巖,但是后期多期次的疊加改造,導(dǎo)致了烴源條件的復(fù)雜性。而烴源巖條件是海相碳酸鹽巖油氣藏形成演化的基本要素之一。因此,對(duì)中下?lián)P子區(qū)烴源巖進(jìn)行評(píng)價(jià)及潛力分析,既是當(dāng)前海相油氣研究的熱點(diǎn),又是指導(dǎo)油氣勘探的關(guān)鍵因素之一。1有機(jī)質(zhì)豐度下限標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于碎屑巖烴源巖,當(dāng)鏡質(zhì)體反射率(Ro)不高于2%時(shí),國(guó)際上一般采用有機(jī)碳含量為1%作為有效烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度的下限標(biāo)準(zhǔn)。鑒于中下?lián)P子區(qū)海相烴源巖演化程度較高,綜合前人研究成果,筆者將有機(jī)碳含量為0.5%作為下限標(biāo)準(zhǔn)。而對(duì)于碳酸鹽巖烴源巖的下限標(biāo)準(zhǔn),中外學(xué)者分歧較大。對(duì)于中下?lián)P子區(qū)海相碳酸鹽巖烴源巖,其演化程度普遍較高,以找氣為主,金之鈞等將碳酸鹽巖氣源巖有機(jī)質(zhì)豐度的下限標(biāo)準(zhǔn)定為有機(jī)碳含量為0.4%,將碳酸鹽巖油源巖有機(jī)質(zhì)豐度的下限標(biāo)準(zhǔn)定為0.5%。這與Palacas通過(guò)對(duì)一些具商業(yè)性的油氣區(qū)海相碳酸鹽巖盆地分析后,提出的下限值一致。為此,筆者將本次烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度的下限標(biāo)準(zhǔn)暫定為碎屑巖的有機(jī)碳含量為0.5%,碳酸鹽巖的為0.4%。對(duì)于烴源巖演化程度,陳建平等認(rèn)為,海相Ⅰ和Ⅱ型干酪根天然氣生成成熟度的上限或“生氣死亡線”是Ro值為3.0%;陳正輔等通過(guò)生油巖的高溫模擬實(shí)驗(yàn),當(dāng)Ro值大于3.5%時(shí),生氣量大幅度減小,當(dāng)模擬溫度超過(guò)600℃時(shí),相當(dāng)于Ro值為4.0%時(shí),裝樣玻璃管內(nèi)出現(xiàn)黑色焦炭類物質(zhì),反映生氣作用基本終結(jié)。因此,筆者將Ro值為4.0%作為“生烴死亡線”,小于0.5%為未成熟,0.5%～0.8%為低成熟,0.8%～1.3%為成熟,1.3%～2.0%為高成熟,2.0%～4.0%為過(guò)成熟。筆者力求突破以前烴源巖研究評(píng)價(jià)僅限于有效厚度、有機(jī)碳含量、有機(jī)質(zhì)類型和鏡質(zhì)體反射率等評(píng)價(jià)指標(biāo),在充分考慮烴源巖發(fā)育的構(gòu)造、沉積、層序和有機(jī)地化特征等條件下,將生烴強(qiáng)度(尤其是階段生烴強(qiáng)度)作為重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)(表1),開(kāi)展了烴源巖評(píng)價(jià)和潛力分析。2海相烴源巖的巖性根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn),中下?lián)P子區(qū)震旦系—三疊系可劃分上震旦統(tǒng)陡山沱組(Z2ds)、下寒武統(tǒng)(∈1)、上奧陶統(tǒng)頂部五峰組—下志留統(tǒng)底部(O3w—S1l)、下二疊統(tǒng)(P1)、上二疊統(tǒng)(P2)和下三疊統(tǒng)(T1)共6套有效主力烴源巖,它們與被動(dòng)邊緣強(qiáng)離散期或二級(jí)旋回的海侵高潮期一致。由于不同地域的古構(gòu)造環(huán)境、古氣候和古動(dòng)植物繁榮程度以及后期構(gòu)造改造等的差異,致使海相烴源巖的分布、發(fā)育程度和有機(jī)質(zhì)類型及其熱演化特征等均存在較大的差異。其中∈1,O3w—S1l和P1在中下?lián)P子區(qū)分布廣泛,為區(qū)域性主力烴源巖;Z2ds烴源巖在局部分布,P2和T1烴源巖在下?lián)P子區(qū)分布,屬地區(qū)性主力烴源巖。烴源巖的巖石類型主要為碳酸鹽巖類和泥質(zhì)巖類。按其礦物組分、巖石結(jié)構(gòu)、成因特征及成巖改造程度,又可分為4種類型和19種巖性(表2)?？傮w來(lái)看,研究區(qū)內(nèi)有效主力烴源巖系以泥質(zhì)烴源巖為主,次為碳酸鹽巖,硅質(zhì)巖及石煤層烴源巖較為少見(jiàn)。泥質(zhì)巖類主要分布于下寒武統(tǒng)、上奧陶統(tǒng)—下志留統(tǒng)等;碳酸鹽巖類主要分布于下二疊統(tǒng)等;其他層位烴源巖巖性較為復(fù)雜。2.1烴源巖生烴強(qiáng)度該組以泥質(zhì)巖為主,厚度為4.8～347.43m,平均為56.19m;有機(jī)碳含量為0.13%～2.06%,有機(jī)碳含量大于0.6%的樣品占59.8%;有機(jī)質(zhì)組分為藻類和疑源類等低等浮游生物;有機(jī)質(zhì)類型以腐泥型為主?？傮w演化程度普遍較高,Ro值平均大于3%,處于高—過(guò)成熟期,以生干氣為主。Ro值最高值位于利1井附近(Ro值4.37%),向東逐漸變低,至永順王村Ro值為3.13%,至海9井Ro值僅為1.87%,可能與后期差異性塊斷作用有關(guān)。中揚(yáng)子區(qū)陡山沱組烴源巖的生烴強(qiáng)度為1×109～5×109m3/km2,大部分地區(qū)大于2×109m3/km2。以鄂西長(zhǎng)陽(yáng)劉家坪地區(qū)生烴強(qiáng)度最大(5.0×109m3/km2),局部具備形成特大型油氣藏的烴源巖條件,應(yīng)以干氣為主攻目標(biāo)。綜合評(píng)價(jià)為較好烴源巖。2.2中孔子區(qū)烴源巖構(gòu)成背景下寒武統(tǒng)烴源巖形成于秦嶺洋和古太平洋的主移離期和全球海平面上升時(shí)期?？v向上主要分布在水井沱組和石牌組。烴源巖是欠補(bǔ)償、較深水、缺氧強(qiáng)還原環(huán)境下沉積的炭質(zhì)頁(yè)巖、炭硅質(zhì)頁(yè)巖夾深灰色泥巖和炭質(zhì)灰?guī)r。以泥質(zhì)烴源巖為主,次為碳酸鹽巖,分布范圍廣,厚度大(50～500m),有機(jī)碳含量高(0.5%～5%),有機(jī)質(zhì)組分包括以藻類為主的植物型和以被囊和海綿為主的動(dòng)物型,有機(jī)質(zhì)類型以腐泥型為主。平面上形成湘鄂西、蘇北、蘇皖南和南秦嶺等4個(gè)主要生烴區(qū)?？傮w演化程度較高,Ro值一般大于3%。中揚(yáng)子區(qū)烴源巖有機(jī)質(zhì)的Ro值多為3.07%～3.29%,主體已進(jìn)入過(guò)成熟階段,部分仍停留在高成熟晚期階段。下?lián)P子蘇皖地區(qū)的Ro值為2.0%～6.0%,主要集中在3.0%～4.0%。中揚(yáng)子區(qū)主體生烴強(qiáng)度為15.25×109～20×109m3/km2,最高可達(dá)47.54×109m3/m2,大多具備形成特大型油氣藏的烴源巖條件。下?lián)P子蘇北地區(qū)生烴強(qiáng)度為5×109m3/km2,具備形成大型油氣藏的烴源巖條件;蘇南至皖南一帶生烴強(qiáng)度為5×109～30×109m3/km2,普遍大于10×109m3/km2,具備形成特大型油氣藏的烴源巖條件。綜合評(píng)價(jià)為好—最好烴源巖。2.3熱演化程度特征該套烴源巖發(fā)育在北部被動(dòng)大陸邊緣內(nèi)帶及與其相連的揚(yáng)子臺(tái)內(nèi)坳陷帶中。中揚(yáng)子區(qū)下志留統(tǒng)龍馬溪組為黑色筆石泥頁(yè)巖,下?lián)P子區(qū)下志留統(tǒng)高家邊組為黑色硅質(zhì)泥巖、灰色泥巖夾砂巖,下部富含筆石。該套烴源巖不論在隆起帶還是沉降帶均為大面積穩(wěn)定分布,厚度為50～200m,其底部筆石頁(yè)巖段有機(jī)碳含量較高(0.5%～2.0%),高值區(qū)基本與生油厚度中心相對(duì)應(yīng)。總體來(lái)說(shuō),這套烴源巖熱演化程度中等,Ro值為2%～3%。中揚(yáng)子區(qū)演化程度具有中間高南北低的總體趨勢(shì);下?lián)P子區(qū)演化程度高、低格局變化較大。中揚(yáng)子區(qū)五峰組泥質(zhì)烴源巖生烴強(qiáng)度為0.81×109～3.21×109m3/km2,變化較小;龍馬溪組泥質(zhì)烴源巖的生烴強(qiáng)度為0.12×109～7.32×109m3/km2,變化較大,這2個(gè)組的烴源巖大部分具備形成大中型油氣藏的烴源巖條件。下?lián)P子區(qū)五峰組在蘇北地區(qū)的生烴強(qiáng)度相對(duì)較低,為1×109～3×109m3/km2;蘇南—皖南—浙北地區(qū)生烴強(qiáng)度較高為2×109m3/km2,最高可達(dá)10×109m3/km2,都具備形成大型油氣藏的烴源巖條件。高家邊組烴源巖條件相對(duì)較好,有利烴源巖發(fā)育區(qū)大體與蘇南地區(qū)的五峰組發(fā)育范圍一致,生烴強(qiáng)度大于0.6×109m3/km2,最高可達(dá)8×109m3/km2。綜合評(píng)價(jià)為好—最好烴源巖。2.4下孔子區(qū)—下二疊統(tǒng)下二疊統(tǒng)烴源巖發(fā)育在棲霞組中上部至茅口組底部,是一套以碳酸鹽巖為主的烴源巖,以黑色、深灰色生物碎屑灰?guī)r為主,夾富含燧石結(jié)核和條帶的泥灰?guī)r、泥巖及硅質(zhì)巖。有機(jī)碳含量一般為0.4%～1%,厚度為100～300m。有機(jī)質(zhì)類型以腐泥型—腐泥腐植型為主。下二疊統(tǒng)在中下?lián)P子區(qū)形成下?lián)P子、中揚(yáng)子和石柱—利川3個(gè)主要生烴區(qū)?？傮w演化程度中等,Ro。值一般大于1.5%～3.0%。東南部的演化程度偏高,西北部則偏低。中揚(yáng)子區(qū)Ro值變化較大,為0.70%～3.27%,平均為1.94%。下?lián)P子蘇皖地區(qū)Ro值為0.8%～2.5%,主要為1.5%～2.0%。該套烴源巖在中揚(yáng)子區(qū)的生烴強(qiáng)度相對(duì)較低。川東、渝東烴源巖的生烴強(qiáng)度為1×109～2×109m3/km2,烴源巖發(fā)育區(qū)具備形成中小型油氣藏的烴源巖條件。下?lián)P子區(qū)生烴強(qiáng)度普遍接近和略高于2×109m3/km2,主體具備形成大中型油氣藏的烴源巖條件。綜合評(píng)價(jià)為較好—好烴源巖。2.5下推動(dòng)區(qū)域烴源巖分布上二疊統(tǒng)烴源巖有泥質(zhì)巖和碳酸鹽巖2種類型,其中泥質(zhì)烴源巖主要分布在龍?zhí)督M和大隆組,碳酸鹽巖烴源巖主要分布在長(zhǎng)興組。下?lián)P子區(qū)烴源巖厚度為50～200m,有機(jī)碳含量為1%～3%;重慶地區(qū)烴源巖厚度為50～300m,有機(jī)碳含量變化范圍大,最高達(dá)10%。Ro值為2.0%～3.0%。該套烴源巖區(qū)域分布厚度變化較快,分割性強(qiáng),呈團(tuán)塊狀。綜合評(píng)價(jià)為較好烴源巖。2.6泥晶砂巖和泥質(zhì)條抗導(dǎo)巖下三疊統(tǒng)下部主要為一套開(kāi)闊臺(tái)地—局限臺(tái)地—蒸發(fā)臺(tái)地相沉積,上部主要為盆地邊緣相—廣海陸棚及臺(tái)地前緣相沉積。烴源巖主要是泥質(zhì)巖,部分深灰色泥晶灰?guī)r和泥質(zhì)條帶狀灰?guī)r也達(dá)到了烴源巖標(biāo)準(zhǔn)。主要分布在下?lián)P子區(qū),烴源巖厚度為50～200m;中揚(yáng)子區(qū)也有局部分布,厚度為4.03～83.0m,平均為26.31m。下三疊統(tǒng)的有利烴源巖發(fā)育區(qū)主要位于下?lián)P子區(qū)的蘇皖地區(qū)。主要區(qū)塊的生烴強(qiáng)度為0.5×109～2.0×109m3/km2,具備形成大中型油氣藏的烴源巖條件,其他地區(qū)的生烴強(qiáng)度普遍低于0.5×109m3/km2,不利于形成油氣藏。綜合評(píng)價(jià)為較好烴源巖。3勘探潛力3.1早期生油階段根據(jù)各層系分階段生烴強(qiáng)度的計(jì)算結(jié)果,上震旦統(tǒng)烴源巖開(kāi)始生油的時(shí)間主要集中在晚震旦世末期,于志留紀(jì)早期開(kāi)始進(jìn)入生油高峰,至泥盆紀(jì)—三疊紀(jì)生烴強(qiáng)度達(dá)最大值;下寒武統(tǒng)烴源巖的生烴強(qiáng)度較大:開(kāi)始生油時(shí)間主要集中在晚寒武世,晚志留世進(jìn)入大量生油階段,至石炭紀(jì)—三疊紀(jì)生烴強(qiáng)度達(dá)最大值。下志留統(tǒng)烴源巖的烴轉(zhuǎn)化率高。開(kāi)始生油時(shí)間主要集中于志留紀(jì)末?？v向上,印支期進(jìn)入生烴高峰期,早燕山期仍處于生烴高峰期,晚燕山期生烴量急驟衰減。下二疊統(tǒng)烴源巖開(kāi)始生油主要集中于三疊紀(jì),早燕山期進(jìn)入生烴高峰期。從區(qū)塊看,下志留統(tǒng)以上烴源層生烴量以石柱—萬(wàn)縣復(fù)向斜最高,為615140×108m3,然后依次為當(dāng)陽(yáng)復(fù)向斜、沉湖—土地堂復(fù)向斜、利川復(fù)向斜和秭歸復(fù)向斜,生烴強(qiáng)度從高到低依次為利川復(fù)向斜、石柱—萬(wàn)縣復(fù)向斜、當(dāng)陽(yáng)復(fù)向斜、沉湖—土地堂復(fù)向斜和秭歸復(fù)向斜。上震旦統(tǒng)—奧陶系烴源巖在宜都—鶴峰復(fù)背斜生烴量最大,為6523130×108m3,在花果坪復(fù)向斜生烴強(qiáng)度最高。3.2次生烴資源總量白堊紀(jì)—古近紀(jì)沉積時(shí)期部分層系仍然是有效烴源巖,具有明顯的二次生烴作用。據(jù)陳安定的研究,蘇皖全區(qū)總生烴量為16638×106t,晚白堊世以后生烴量為2364×106t,占總量的14.2%。在二次生烴總量中,來(lái)自中、上古生界的占44.8%,下古生界的占55.2%;其中,晚白堊世期間生烴量占42.2%,古近紀(jì)以來(lái)的占57.8%。從下?lián)P子區(qū)二次生烴油氣資源總量分布來(lái)看,大于500×105t油當(dāng)量的構(gòu)造區(qū)塊由大到小分別為海安凹陷、通揚(yáng)隆起東段、高郵凹陷、南陵凹陷和無(wú)為凹陷,其中前2個(gè)區(qū)塊的油氣資源總量大于1000×105t油當(dāng)量;其次為常州和句容地區(qū),其油氣資源總量為300×105～500×105t油當(dāng)量;再次為金湖凹陷、阜寧凹陷和鹽城凹陷,其油氣資源總量為80×105～150×105t油當(dāng)量;最后為建湖隆起、漣水凹陷和淮安凸起,油氣資源總量小于50×