鄂尔多斯盆地马岭地区延长组长7烃源岩特征与分布

2014-06-17李威文志刚

断块油气田 2014年1期

李威，文志刚

(1.长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室，湖北武汉430100；2.长江大学地球环境与水资源学院，湖北武汉430100）

0 引言

鄂尔多斯盆地中生界丰富的石油资源，与上三叠统长7 油层组湖相富含有机质烃源岩的大规模发育具有密切关系［1-4］。前人曾对鄂尔多斯盆地延长组长7 烃源岩特征和成藏规律进行了多次深入研究，认为晚三叠世长7 早期，强烈的区域拉张、伸展构造活动引起大规模湖泛，形成大范围的深湖—半深湖区，同时区域构造活动与热水活动诱发了较高的生物生产能力，有机质的富集形成了湖泛期高强度生烃特征［5-9］。

马岭地区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡带，西部紧邻天环凹陷，马岭长7 油层组暗色泥岩段呈黑色，同时可见鱼鳞化石及黄铁矿，岩石普遍发育泥包砂、不完整的鲍马序列等深水沉积构造，深湖—半深湖相沉积特征明显。长7 油层组为该区非常规致密油藏的重点研究层位［10-12］。

1 优质烃源岩地球化学特征

烃源岩有机质丰度主要根据烃源岩总有机碳、氯仿沥青“A”的质量分数及生烃潜量3 方面来判定。通过测试，长7 油页岩段的典型特点是总有机碳质量分数高，而氯仿沥青“A”质量分数、生烃潜量明显偏低（见表1）。这说明长7 烃源岩经过了强烈的排烃作用。根据陆相烃源岩评价指标［13-14］，长7 暗色泥岩达到好—最好级别的生油岩标准，且总有机碳质量分数普遍高于3%，表明长7 油层组发育优质烃源岩。

干酪根镜检结果显示，马岭地区延长组长7 油页岩段干酪根以无定形类脂体为主，结合热解参数等（见表1），表明长7 烃源岩母质类型好，以腐殖腐泥型为主。其中长73母质类型最好，以腐泥型为主。

表1 马岭地区长7 暗色泥岩有机质综合评价

利用正构烷烃分析结果，对长7 优质烃源岩母质类型及形成环境进行综合判识（见表2）。马岭地区延长组长7 段油页岩正构烷烃分布特征极为相似，碳数范围为nC10—nC38，且呈以nC15为主峰碳的前峰型分布，奇偶优势不明显（CPI 为1.06～1.22，OEP 为1.01～1.07），∑nC21-/∑nC22+值相近（3.06～4.17），结合同位素分析，表明长7 油页岩段干酪根以深水还原条件下湖生低等水生生物为主，以腐泥型为主。

表2 长7 段油页岩样品的地球化学参数

马岭地区长7 优质烃源岩岩样干酪根的实测镜质体反射率为0.65%～1.09%，岩石热解峰温主要分布于427～466 ℃，结合饱和烃色谱、色质分析（见表2），表明已达到生油高峰演化阶段。对研究区部分样品进行干酪根同位素分析表明，长7 油源岩干酪根的δ13CPDB值十分接近，主要分布在-29.9‰～-29.6‰，富12C 特征反映其生物来源相对单一、以湖生藻类为主的特点［15］。

综合评价该区延长组长7 暗色泥岩认为，长71，72，73段均有良好的生烃能力（见图1，1a 中黄色为总有机碳质量分数，绿色为氯仿沥青“A”质量分数）。长73段油页岩以其有机质丰度高，母质类型好，演化程度适中，生烃潜量高，而具有优质烃源岩的属性［16-18］。

图1 长7 暗色泥岩有机质综合评价

2 优质烃源岩地质特征

优质烃源岩含有大量的有机质，与非烃源岩的泥岩在测井曲线上有很大区别，常用测井组合法和参数组合法定性、定量识别烃源岩。由于总有机碳质量分数高的优质烃源岩层一般富含放射性元素（如吸附特殊元素U），在自然伽马曲线和能谱测井曲线上表现为高异常。优质烃源岩层密度低于其他岩层，密度测井曲线上表现为低密度异常，同样在声波时差曲线上表现为异常高声波时差［19］。对于成熟的优质烃源岩层长73，其孔隙流体中含有液态烃，不易导电，电阻率曲线上表现为高异常。根据研究，长7 段纯泥页岩段在测井响应上，泥质质量分数Vsh大于0.7［20］。

为了确定优质烃源岩厚度，在岩心标定测井的条件下，利用测井资料对大量单井不同层段的暗色泥岩发育段有机质丰度进行预测。以总有机碳质量分数大于3%为优质烃源岩的下限标准，在单井岩性剖面上确定优质烃源岩发育的顶、底深度，得到不同层段单井优质烃源岩的厚度。以里57 井长73优质烃源岩测井-有机地球化学剖面为例进行分析：里57 井钻遇地层在长7 时期处于盆地沉积中心，在长73砂层组沉积了巨厚的暗色泥岩和油页岩，其有机质丰度高（总有机碳质量分数大于3%，生烃指数大于20 mg/g），干酪根以Ⅰ，Ⅱ1型为主（降解率小于50%，生烃潜量大于40，氢指数大于250 mg/g），处于生油窗内（镜质体反射率大于0.7%），属于优质烃源岩段，确定的优质烃源岩厚度约27 m；其测井响应特征表现为“三高一低”的特点，即自然伽马高异常（大于200 API）、声波时差高异常（大于300 μs/m）、电阻率高异常（大于100 Ω·m），密度低异常（2.1～2.3 g/cm3）（见图2）。

综合利用测井、岩心录井资料对烃源岩，尤其对优质烃源岩进行标定。根据钻遇的大量不同层段优质烃源岩的预测和统计结果，绘制了不同层段优质烃源岩的连井剖面和厚度分布图（见图3、图4）。

图2 里57 井长73 优质烃源岩段的测井-有机地球化学剖面

不同钻遇井的优质烃源岩发育程度存在一定差异，各砂层组优质烃源岩横向连续性差异较大。其中，长73优质烃源岩厚度分布稳定，普遍大于20 m，在剖面里156—镇129 井连续性好；长72、长71垂向上优质烃源岩呈透镜状分布，厚度变化较大，横向连续性差，表现出较强的非均质性。

通过统计与图件对比发现，不同砂层组优质烃源岩的分布趋势与马岭地区半深湖—深湖沉积中泥岩分布趋势基本一致，即暗色泥岩沉积厚度大的区域，优质烃源岩厚度比例大。其中，长73在半深湖—深湖沉积背景下，暗色泥岩最发育，优质烃源岩所占比例最大，长72次之，长71优质烃源岩发育最差。以长73砂层组优质烃源岩的空间分布特征为例（见图4），其优质烃源岩主要分布在研究区西北部，厚度最大，超过25 m，位于樊家川地区。沉积中心厚度在15～25 m，占据西北部的大片区域。研究区中部许家河地区的优质烃源岩厚度也较大，在20 m 左右，向南部延伸至三十里铺地区，厚度减薄为10 m 左右。