松辽盆地石炭二叠系烃源岩评价及构造体系控源

2015-02-20杜少波文志刚温馨高永亮

长江大学学报(自科版) 2015年11期

杜少波，文志刚，温馨，高永亮

[摘要]通过开展烃源岩分布及盆地油气形成机理的研究，为松辽盆地石炭-二叠系下一步的油气资源勘探及评价打下坚实基础。经过对前人资料的大量搜集、整理及总结，利用岩石热解等有机地球化学方法，以烃源岩为重点研究对象，对区内代表性钻井杜101井及四深1井进行了烃源岩评价，同时就构造体系对烃源岩的展布控制进行了初探。结果表明，松辽盆地石炭-二叠系仍具有一定的生烃潜力，从烃源岩分布来看，均明显受到了来自于华夏构造体系的控制并在后期遭受改造，局部地区受到来自于纬向构造体系的控制。

[关键词]松辽盆地；石炭-二叠系；烃源岩；构造体系

1区域地质背景

松辽盆地地处东经119°84′～128°24′，北纬42°25′～49°23′，总面积达到26×105km2，长约750km，宽约330～370km。石炭-二叠纪，佳蒙地块在伸展构造背景下，沉积了巨厚的、区域性的地层，期间在地块南侧发育了面向古亚洲洋的西拉木伦活动大陆边缘，控制了盆地的形成及演化[1]。石炭-二叠系形成的泛盆地后期主要经历了印支和燕山2期陆-陆碰撞闭合事件的叠加和改造[2～5]。松辽盆地内探井和地震资料揭示了其下发育有大规模的逆冲推覆褶皱，存在齐齐哈尔-白城、北安-肇州和哈尔滨-四平3条韧-脆性变形变质带，由此可见松辽盆地是在石炭-二叠系的逆冲褶皱之上形成和演化的[1]。

2烃源岩特征

2.1烃源岩展布

前人[6，7]研究表明，松辽盆地石炭-二叠系烃源岩在东北地区纵向上分布广泛，受晚古生代区域大地构造格局控制。从野外露头调查情况看，松辽盆地及外围地区石炭-二叠系共发育4套烃源岩层，自上而下为上二叠统林西组(P3l)、中二叠统哲斯组(P2z)、上石炭统及下石炭统，其中以上二叠统及中二叠统烃源岩单层厚度最大，分布最广[6]，但其厚度差异较大，区内表现为东厚西薄。烃源岩主要分布于德都-龙江、伊春-滨东、吉林中部地区，厚200～800m[7，8]。

2.2烃源岩评价

图1　w(TOC)与深度关系图

图2　tmaxIH机质类型图版　　　　　　图3　松辽盆地石炭二叠系烃源岩　w(TOC)等值线图

区内共有代表性钻井2口，其中杜101井钻遇地层为P2z，而四深1井钻遇地层为P3l。区内P2z岩性以黑色泥灰岩为主，夹黑色泥岩和细砂岩；在1692.5～1895.4m深度段，其总有机碳质量分数(w(TOC))最高为1.38%，平均为0.87%(图1(a))；根据最高热解峰温(tmax)与氢指数(IH)关系图，P2z烃源岩有机质类型以Ⅱ2-Ⅲ型为主(图2)，综合评价为中等-好的烃源岩。区内P3l岩性以黑色泥岩、细砂岩和粗砂岩为主；在3448.98～4030.16m深度段，w(TOC)最高达2%，平均为0.85%(图1(b))；根据tmax与IH关系图，P3x烃源岩有机质类型以Ⅱ-Ⅲ型为主，少量为Ⅰ型(图2)，综合评价亦为中等-好的烃源岩。从有机碳等值线图(图3)可以看出，松辽盆地中部地区发育的烃源岩为较好烃源岩，甚至在个别地区出现了极好烃源岩，w(TOC)达到1.0%，而在盆地边缘的剥蚀区w(TOC)较小，明显小于中部地区。故在盆地腹地广泛发育的石炭-二叠系烃源岩仍然具有一定的生烃潜力。

3构造体系控源

通过松辽盆地石炭-二叠系烃源岩厚度等值线图(图4)可以看出，区内烃源岩分布较为密集处主要位于齐齐哈尔以东，哈尔滨以西的盆地腹地，展布方向总体上呈NNE向，而其原始展布方向应为NEE向。由于区内主要受华夏构造体系控制，后经中生代的改造，至使现今石炭-二叠系烃源岩的原始展布方向与华夏构造体系一致。而在盆地南部长春以北一带，烃源岩厚度等值线变化趋势则呈EW向，除此之外，在盆地的腹地，如大庆一带、肇东一带，烃源岩也呈EW向展布，均明显受到纬向构造体系控制。由于各构造体系并不是单一存在的，而是相互作用，相辅相成的[9～12]，因此，大致判断松辽盆地石炭-二叠系烃源岩的展布受到了来自于华夏构造体系与纬向构造体系的复合控制。