资福寺洼陷烃源岩分布及生烃潜力评价

林小云，李 静，潘 虹，赵 刚 （油气资源与勘探技术教育部重点实验室 （长江大学） 长江大学地球科学学院，湖北荆州434023）

资福寺洼陷烃源岩分布及生烃潜力评价

林小云，李 静，潘 虹，赵 刚 （油气资源与勘探技术教育部重点实验室 （长江大学） 长江大学地球科学学院，湖北荆州434023）

利用地震、钻井、测井和油气地球化学分析测试资料，分析资福寺洼陷烃源岩分布特征，结合埋藏史分析烃源岩的成熟史与生烃演化史，对烃源岩的生烃潜力进行动态评价。烃源岩主要分布于湖相－半深湖相区，近北西－南东向展布，向北东、南西两侧减薄，其中新沟咀组下段Ⅱ油组和沙市组上段厚度较大。有机碳含量高值区主要分布在弥陀寺－资福寺一带，新沟咀组下段泥隔层和Ⅱ油组有机碳含量较高，达到1.0%。综合考虑烃源岩分布特征及生烃演化史，有利生烃层位以新沟咀组下段Ⅱ油组为主，有利生烃区位于资福寺洼陷带。

资福寺洼陷；新沟咀组；烃源岩分布；生烃演化；生烃潜力

资福寺洼陷位于江陵凹陷东南部，西至天鹅洲向斜－虎渡河，东以清水口断层为界，北达荆西油田－沙市油田以北，南以公安断层为界［1］。洼陷总体上表现为北西向的 “凹－隆”相间的基本构造格局，断裂活动强烈，南部岩浆活动频繁，自南向北依次为公安单斜带、资福寺洼陷带、荆州背斜带、清水口向斜带 （图1）。由于资福寺洼陷钻井分布不均匀，老井测井资料不齐全或有些层段未钻达，分析样品稀少，给有机碳的平面分布研究带来困难。为了相对准确地反映有机碳含量 （TOC）的平面分布，确定烃源岩的厚度分布情况，对烃源岩有效性的判断根据地化测试数据控制、测井数据计算有机碳［2～4］，并结合沉积相和地震资料预测烃源岩的空间展布特征，进而评价烃源岩的生烃潜力。

图1 资福寺洼陷及周缘构造区划图

1 资福寺洼陷烃源岩发育

资福寺洼陷地层发育齐全，由下至上依次为白垩系渔洋组，古近系沙市组、新沟咀组、荆沙组、潜江组、荆河镇组，新近系广华寺组及第四系平原组。其中新沟咀组分为上、下两段，新沟咀组下段自下而上又分为Ⅲ油组、泥隔层、Ⅱ油组、Ⅰ油组。资福寺洼陷是在晚侏罗－早白垩世基底形成之后经历了晚白垩世－始新世新沟咀组沉积期的第1期断陷阶段、荆沙组－渐新世荆河镇组沉积期的第2期强烈断陷阶段和新近纪－第四纪的第3期区域拗陷阶段。烃源岩主要发育于第1构造演化阶段的沙市组上段和新沟咀组下段，而第2个构造演化阶段发育的潜江组由于成熟度较低不能成为有效的烃源岩。洼陷在古近纪处于半深湖－三角洲沉积环境，以碎屑岩沉积为主，属于缺氧的弱还原－还原环境［5］。根据沉积特征分析，新沟咀组－沙市组形成于半潮湿－半干旱的浅水湖盆环境，以湖泊沉积体系为主。沙市组沉积时期区内湖盆范围大，水体较深，弥陀寺－资福寺属于近东西向的椭圆形分布的半深湖相沉积，资福寺洼陷带为湖泊沉积体系，清水口向斜带及部分荆州背斜带发育三角洲沉积体系，南部公安单斜带为滨浅湖沉积。新沟咀组总体上继承了沙市组的沉积特征，区内三角洲沉积体系分布范围较大，延伸较远，荆州背斜带多为三角洲沉积，水体变浅，湖盆中心向南迁移，半深湖相分布在弥陀寺－资福寺以南地区，南部单斜带为滨浅湖沉积。

2 资福寺洼陷烃源岩分布

2.1 沙市组烃源岩平面分布

沙市组上段以半深湖亚相沉积为主，烃源岩厚度中心在复兴场－弥陀寺一带，由西部向东部逐渐减薄。其中以沙18井和复2井烃源岩厚度最大，分别为103m和102.5m。TOC以资福寺洼陷为中心向南、向北方向降低，最高达2.08%（图2 （a））。

图2 资福寺洼陷烃源岩厚度及TOC等值线图

2.2 新沟咀组下段Ⅱ油组烃源岩平面分布

新沟咀组下段Ⅱ油组烃源岩主要集中在复兴场一带，总体呈北西－南东向分布，分别向北东和南西方向减薄。工区北东部分以三角洲前缘亚相为主，南西方向发育浅湖亚相，北东方向烃源岩厚度小于南西方向，且分布较为密集。该段烃源岩厚度普遍较大，以虎2井烃源岩厚度最大，为174.88m；TOC高值区靠近资福寺洼陷中心，最高为2.38%，向南、向北方向逐渐降低 （图2（b））。

3 资福寺洼陷烃源岩生烃潜力评价

3.1 烃源岩生烃演化分析

资福寺洼陷自白垩纪以来发生多次断陷和拗陷，沙市组－新沟咀组沉积期洼陷带成熟演化较快，进入生烃门限，新沟咀末期南部受到火山岩侵入，热流值偏高［6］；新沟咀组沉积末期－荆沙组沉积期小幅抬升，而后加速下沉；荆河镇组沉积中期受喜山运动影响地层整体抬升，烃源岩成熟演化程度整体上呈现从背斜带向洼陷中心演化程度逐渐升高的趋势。

荆州背斜带烃源岩整体成熟较晚，演化程度低，东部较西部成熟略早。东部地区沙市组在潜江早期、新沟咀组下段在潜江组沉积中期进入生烃门限，目前沙市组在荆河镇组沉积中期已经达到成熟晚期。西部地区沙市组在潜江组沉积中－晚期、新沟咀组下段在潜江组沉积晚期－荆河镇组沉积早期进入生烃门限，荆河镇组沉积中期地层抬升，现今大多处于成熟早期阶段 （图3（a））。

资福寺洼陷带沙市组于荆沙组沉积末期进入成熟早期，潜江组沉积中期进入成熟晚期；新沟咀组下段大致于潜江组沉积早期进入成熟早期，荆河镇组沉积中期进入成熟晚期；之后地层整体抬升，现今多处于成熟晚期阶段，靠近洼陷中心的地区处于高成熟阶段 （图3（b））。

公安单斜带沙市组－新沟咀组沉积时期公安断裂活动剧烈，地层抬升错动，烃源岩成熟晚，演化程度低。沙市组烃源岩于荆河镇组沉积中期进入成熟早期阶段；新沟咀组下段烃源岩至今仍没有进入生烃门限，仍处于未成熟阶段。

图3 资福寺洼陷有机质成熟史

3.2 烃源岩生烃区评价

资福寺洼陷烃源岩中新沟咀组下段Ⅱ油组、泥隔层和Ⅲ油组以及沙市组上段的有机质丰度较高，生烃潜力较大［7］；Ⅰ油组的有机质丰度较低，生烃潜力小。通过地化指标分析烃源岩演化阶段认为，镜质体反射率 （Ro）大于0.65%时有机质达到成熟。考虑烃源岩丰度和厚度两个条件，结合烃源岩在关键时刻成熟度的平面分布和烃源岩生烃期次，将资福寺洼陷生烃区分为3个级别，即Ⅰ类生烃区、Ⅱ类生烃区和Ⅲ类生烃区。

沙市组上段烃源岩厚度大，关键时刻大部分区域开始生烃，荆州背斜带西部TOC在0.6%～1.0%之间，综合评价为Ⅱ类生烃区，沿北西－南东向分布。资福寺洼陷带TOC在0.4%～0.6%之间，为Ⅲ类生烃区。

新沟咀组下段Ⅱ油组主要生烃区大致分布在半深湖－滨浅湖相带，沿北西－南东展布，关键时刻大部分区域开始生烃。资福寺洼陷中心烃源岩厚度大，TOC值高，大于1.0%，综合评价为Ⅰ类生烃区。荆州背斜带烃源岩厚度大，TOC值在0.6%～1.0%之间，为Ⅱ类生烃区。公安单斜带烃源岩厚度大，但TOC值在0.4%～0.6%之间，综合评价为Ⅲ类生烃区 （图4）。

4 结 论

1）资福寺洼陷烃源岩分布在荆州背斜带和资福寺洼陷带，总体近北东－南西向展布，厚度中心在洼陷西部一带，有机质类型主要为Ⅱ2－Ⅲ型，其中新沟咀组下段Ⅱ油组烃源岩厚度最大，有机质丰度高，有机质处于成熟－高成熟阶段，是该区主力烃源岩，其次为新沟咀组下段Ⅲ油组，烃源岩厚度中心略有向南迁移的趋势。另外，沙市组上段也有一定的生烃潜力。

2）不同区带埋深不同，烃源岩演化程度有差异，资福寺洼陷带演化程度相对较高，荆州背斜带和公安单斜带演化程度相对较低。通过对资福寺洼陷烃源岩分布及演化过程的分析，认为生烃潜力较好的区域为荆州背斜带的Ⅱ油组、Ⅲ油组和沙市组上段和资福寺洼陷带的Ⅱ油组、Ⅲ油组。

图4 资福寺洼陷新沟咀组下段Ⅱ油组烃源岩生烃潜力评价图

［1］张建华，向雪梅，丁爱军，等.资福寺洼陷形成机理与生油潜力研究 ［J］.江汉石油职工大学学报，2005，18（4）：15～16.

［2］许晓宏，黄海平，卢松年.测井资料与烃源岩有机碳含量的定量关系研究 ［J］.江汉石油学院学报，1998，20（3）：8～12.

［3］王贵文，朱振宇，朱广宇.烃源岩测井识别与评价方法研究 ［J］.石油勘探与开发，2002，29（4）：50～52.

［4］Passey Q R，Creaney S.A practical model for organic richness from porosity and resistivity log ［J］.AAPG Bulletin，1990，74（12）：1777～1794.

［5］朱国华，刘春平.江陵凹陷构造演化与油气成藏 ［J］.石油天然气学报，2005，27（4）：429～432.

［6］袁玉松，朱传庆，胡圣标.江汉盆地热流史、沉积构造演化与热事件 ［J］.地球物理学进展，2007，22（3）：934～939.

［7］黄第藩.陆相有机质演化和成烃机理 ［M］.北京：石油工业出版社，1984.

The Distribution of Source Rock and Hydrocarbon Generation Potential Analysis in Zifusi Depression

LIN Xiao－yun，LI Jing，PAN Hong，ZHAO Gang（Authors'Address：Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas Resources（Yangtze University），Ministry of Education；College of Geosciences，Yangtze University，Jingzhou434023，Hubei，China）

Zifusi Sag，which was located in the southeast of Jiangling Depression，was a Cenozoic depression grown up on the Mesozoic basement.It was a tectonic framework where depression was alternated with uplift.The main source rock was the in the Lower Xingouzui Formation and Shashi Formation.TypeⅡ Oil Formation had higher organic matter abundance，its organic matter was mainly TypeⅡ2－Ⅲ.Thermal maturation degree was at maturated to highly maturated stage.The distribution characteristics of source rocks were analyzed by seismic，drilling，logging and oil and gas geochemical test data，and mature history and hydrocarbon－generation evolvement history were obtained in combination with burial history，hydrocarbon potential was dynamically evaluated.Source rocks are almost distributed in lacustrine facies to half deep lacustrine facies，which is developed from northwest to southeast，and it is thinned in northeastern and southwestern side.TypeⅡOil Formation and Upper Shashi Formation are relatively thick.Source rock area with higher organic carbon content is located in the Mituosi－Zifusi Area.The TOC content of restraining barrier and TypeⅡOil Formation of the Lower Xingouzui Formaion is much higher，which is at 1.0%.In consideration of the distribution of source rocks and hydrocarbon evolution，the favorable hydrocarbon layer is TypeⅡOil Formation of the Lower Xingouzui Formation，and the favorable hydrocarbon area is Zifusi Depression.

Zifusi Depression；Xingouzui Formation；distribution of source rock；hydrocarbon evolution；hydrocarbon generation potential

TE122.1

A

1000－9752 （2012）03－0034－04

2011－09－12

湖北省教育厅科学技术研究 （A类）重点项目 （D200712003）。

林小云 （1965－），女，1987年大学毕业，博士，教授，现主要从事油气成藏地质与资源评价的科研和教学工作。

［编辑］ 宋换新