新疆伊宁盆地石炭系—二叠系油气调查发现两套烃源岩

姜　亭， 陈高潮， 史冀忠， 郭　望， 许　伟， 周俊林

(中国地质调查局西安地质调查中心， 陕西 西安　710054)

新疆伊宁盆地石炭系—二叠系油气调查发现两套烃源岩

姜亭， 陈高潮， 史冀忠， 郭望， 许伟， 周俊林

(中国地质调查局西安地质调查中心， 陕西 西安710054)

摘要：以新区、新层系油气资源调查为目标，采用野外调查与室内综合研究相结合的工作方法，重新厘定了石炭系—二叠系地层接触关系；建立了伊宁盆地石炭纪—二叠纪层序地层格架；查明了伊宁盆地石炭纪为“一谷一链”的沉积格局，即整体为一东西向裂谷，北部发育近东西向岛链，二叠纪为一向西开口的近东西向的陆相裂陷盆地；在石炭系阿克沙克组和二叠系铁木里克组发现2套优质烃源岩层。

关键词：伊宁盆地； 石炭系—二叠系； 油气调查； 烃源岩

0项目概况

伊宁盆地位于新疆维吾尔自治区西部，北靠博罗霍洛山和科古琴山，南临哈里克套山和卡特斯格山，恰普恰勒山、伊什基里克山(乌孙山)和阿吾拉勒山、大哈拉军山分3列位居盆地中央，将之分割为南北两大坳陷和6个小凹陷。盆地西部与哈萨克斯坦及吉尔吉斯坦接壤，东部收敛于南、北天山接合部，呈西宽东窄、向西开口的三角形。地理坐标为东经80°20′～84°00′，北纬42°20′～44°28′；在中国境内长约282 km，宽约65 km，总面积18 300 km2(图1)。

图 1　工区范围及交通位置图Fig.1　Area and location of Yining Basin

区内油气勘探程度低，前人工作主要针对中生界侏罗系地层[1]。近年来，与伊宁盆地同处天山—兴蒙构造带的准噶尔盆地、三塘湖盆地石炭系—二叠系油气均取得了突破。伊宁盆地西延的哈萨克斯坦境内的西伊犁盆地二叠系取得了油气突破。2014年，中国地质调查局西安地质调查中心开展了《新疆伊宁盆地页岩气资源远景调查》项目，进一步加强西北地区新区、新层系油气资源调查。

本项目以地层沉积、构造演化、烃源岩展布及地球化学特征研究为重点，开展地面地质调查、分析测试和综合研究，优选页岩气(油)勘探的有利层段，预测有利远景区。共完成1∶1 000地质剖面测量11.15 km，路线地质调查12.87 km，样品测试367件·次，绘制相关成果图件22幅，取得了系列新认识。

1主要进展和成果

1.1　重新厘定了地层接触关系

通过野外地质调查、地层时代的厘定和前人成果资料的综合分析[2,3]，对前人划分的石炭系—二叠系几个重要的地层单元间的角度不整合接触关系进行了修订，明确了石炭系大哈拉军山组与阿克沙克组为整合关系，下二叠统塔尔得套组角度不整合于石炭系各地层组之上，下二叠统塔尔得套组与中二叠统晓山萨依组为平行不整合接触，中二叠统晓山萨依组、哈米斯特组和铁木里克组均为整合接触(图2)。

图 2　伊宁盆地石炭系—二叠系地层格架及演化图Fig.2　Framework and evolution of Carboniferous-Permian strata in Yining Basin

1.2　建立了层序地层格架，查明了石炭纪—二叠纪沉积格局

通过大量野外露头剖面实测，以及对1∶20万区域地质报告描述的石炭系—二叠系剖面的综合研究，在地层对比研究的基础上，建立了研究区石炭系—二叠系地层综合柱状图，并据此进行层序界面的识别和层序划分。研究区石炭系—二叠系可划分为1个Ⅰ级层序、4个Ⅱ级层序(Sq1—Sq4)、7个Ⅲ级层序(Ssq1—Ssq7)(图2)，层序特征反映石炭纪发育2次海侵旋回，中—晚二叠世发育2次湖侵旋回，整体为水退的沉积序列。

石炭纪研究区沉积格局主要为“一谷一链”，即整体为一个东西向裂谷，北部发育近东西向岛链，以滨浅海相为主，其中浅海陆棚相沉积的暗色泥岩为主要烃源岩层之一；中二叠世—晚二叠世为陆相裂陷盆地，以湖湘沉积为主，向西开口，一个沉降中心位于伊宁市南部一带，呈近东西向展布，湖湘沉积的暗色泥岩为主要烃源岩层之一。

1.3　查明了伊宁石炭系—二叠系烃源岩特征

1.3.1烃源岩展布特征

伊宁盆地石炭系—二叠系烃源岩主要为发育在下石炭统的阿克沙克组和中二叠统的铁木里克组。阿克沙克组烃源岩为浅海陆棚沉积的泥岩，其平面分布主要受沉积相带的控制，阿克沙克山剖面揭示烃源岩厚度达191 m，整体上，在盆地的中部地区厚度较大，向南北两侧厚度减小。铁木里克组烃源岩为深湖—半深湖沉积的泥岩，其分布受湖泊范围、水体深浅、周围河流注入等因素的控制，厚度介于0～600 m，大部分为150 m以上，塔姆其萨依剖面揭示烃源岩厚度为155 m，整体上，北部泥岩厚度大于南部泥岩厚度、东部厚于西部。

1.3.2烃源岩地球化学特征

1.3.2.1有机质丰度

TOC(总有机碳含量)是评价烃源岩有机质丰度的最直接指标[4]。

根据25件地表露头样品的统计结果，石炭系阿克沙克组暗色泥岩TOC部分范围在0.6%~2.2%之间，主要分布在1.0%~1.5%，平均值为1.2%，TOC平均含量>2.0%的最好烃源岩厚度为7.0 m，TOC平均含量为1.0%~2.0%的好烃源岩厚度为122.05 m，TOC平均含量为0.6%~1.0%的中等烃源岩厚度为89.82 m(表1，图3)。

表 1　伊宁盆地石炭系阿克沙克组和二叠系铁木里克组烃源岩有机质丰度评价

根据66件地表露头样品的统计结果，二叠系铁木里克组暗色泥岩TOC部分范围在0.7%~5.3%之间，主要分布在3.0%~3.5%，平均值为2.30%，TOC平均含量>2.0%的最好烃源岩厚度为112.65 m，TOC平均含量为1.0%~2.0%的好烃源岩厚度为71.53 m，TOC平均含量为0.6%~1.0%的中等烃源岩厚度为25.44 m(表1，图4)。

S1+S2(生烃潜量)、氯仿沥青“A”、HC同样为烃源岩有机质丰度评价的重要指标，但地表风化作用对于各参数的影响程度有所差异，综合分析认为，石炭系阿克沙克组暗色泥岩有机质丰度达到中等—好，二叠系铁木里克组暗色泥岩有机质丰度达到好—最好。

1.3.2.2有机质类型

受风化作用影响，许多常规评价烃源岩有机质类型的指标难以准确划分露头样品的有机质类型，如H/C—O/C、IH(氢指数)—Tmax(最大热解峰温)等。C27-C28-C29甾烷三角图是目前能够有效划分露头样品有机质类型的主要指标之一①汪双清.银额盆地及其邻区石炭—二叠系烃源岩关键测试技术研究[R].北京：国家地质实验测试中心,2014.。通过对研究区代表剖面样品的测试结果进行统计分析得出，石炭系阿克沙克组暗色泥岩有机质类型为Ⅱ2—Ⅲ型，二叠系铁木里克组暗色泥岩有机质类型以Ⅲ型为主(图3，图4)。

1.3.2.3有机质成熟度

Ro(镜质体反射率)为公认度量有机质成熟度的有效指标[5]，Tmax在一定程度上也可以反映有机质成熟度，可作为有机质成熟度评价的参考指标[6]。

根据22件样品的统计结果，阿克沙克组暗色泥岩样品的Tmax均介于450~580 ℃(图3)，处于高成熟生气阶段。根据10件样品统计结果，二叠系铁木里克组暗色泥岩样品的Ro介于0.69%~0.82%，处于低—成熟阶段(表2，图4)，具油气共生的特点。

表 2　伊宁盆地二叠系铁木里克组Ro分析结果统计Table 2　Roof Tiemulike Formation, Permian,Yining Basin

图 4　伊宁盆地二叠系铁木里克组暗色泥岩有机地球化学剖面Fig.4　Organic geochemistry section of dark mudstone in Tiemulike Formation, Permian, Yining Basin

1.3.3综合评价

石炭系阿克沙克组暗色泥岩厚度较大，分布范围广，有机质丰度达到中等—好，有机质为Ⅱ2—Ⅲ型，热演化程度为高成熟。表明具备一定的生烃能力，以生气为主。

二叠系铁木里克组暗色泥岩单层厚度较大，分布范围较广，有机质丰度达好—最好，有机质以Ⅲ型为主，演化程度低—中等，热演化程度为低成熟—成熟。表明具备较好的生烃能力，具油气共生，以油为主的特点。

2成果意义

前人针对伊宁盆地的油气勘探工作，以中生界为主要目的层，认为石炭系没有良好的烃源岩。通过本项目的开展，在石炭系阿克沙克组和二叠系铁木里克组均发现了良好的烃源岩。因此，对伊宁盆地石炭系油气基础地质调查需要进一步开展工作，评价油气地质条件，从而优选出新区、新层系油气调查的有利区。

参考文献：

[1]李光云.伊犁盆地油气地质特征与勘探前景[J].新疆地质,2002, 20(1):72-76.

[2]冯建辉,姜在兴.伊犁盆地层序地层及沉积学研究[M].山东东营：石油大学出版社,2000.

[3]张国伟,李三忠,刘俊霞,等.新疆伊犁盆地的构造特征与形成演化[J].地学前缘,1999,6(4):203-214.

[4]朱光有,金强,王锐.有效烃源岩的识别方法[J].石油大学学报(自然科学版)，2003,27(2):6-10.

[5]杨树春,卢庆治,宋传真,等.库车前陆盆地中生界烃源岩有机质成熟度演化及影响因素[J].石油与天然气地质,2005,26(6):770-777.

[6]孙立中,李显宗,蔡龙珆.混合煤样最大热解峰温与镜质体反射率的研究[J].石油实验地质,2007,29(3):291-298.

Two Sets of Source Rocks Are Found for Carboniferous-Permian Petroleum Survey in Yining Basin, Xinjiang

JIANG Ting, CHEN Gao-chao, SHI Ji-zhong, GUO Wang, XU Wei, ZHOU Jun-lin

(Xi′anCenterofGeologicalSurvey,ChinaGeologicalSurvey,Xi′an,Shaanxi710054,China)

Abstract:For the purpose of petroleum resource surveying in new area and new formation, with the combined method of field survey and laboratory research, the contact relationship and sequence stratigraphic framework of Carboniferous-Permian strata were determined. Meanwhile, it was found that Yining Basin was characterized by “one rift and one chain” sedimentary framework in Carboniferous, which was east-west rift in general and east-west chain developed in northern area, however, it became a nearly east-west terrestrial rift basin with western opening direction in Permian. In addition, two sets of high quality source rocks were found in Akashake Formation of Carboniferous and Tiemulike Formation of Permian.

Key words:Yining Basin; Carboniferous-Permian; petroleum survey; source rock

作者简介：姜亭(1978—)， 男， 高级工程师， 主要从事石油天然气勘探与开发研究。Email:jt2307@163.com。

基金项目：中国地质调查“新疆伊宁盆地页岩气资源远景调查(编号：12120114031801)”项目资助。

收稿日期：2015-03-24； 改回日期： 2015-04-30。

中图分类号：TE132; P618.13

文献标志码：A

文章编号：2095-8706(2015)05-0008-06