甘肃省潮水盆地中下侏罗统烃源岩特征研究

2016-08-29马永东梁凯鹏李元茂甘肃省地质调查院甘肃兰州730050

甘肃科技 2016年13期

邓　伟，马永东，杨　涛，梁凯鹏，李元茂（甘肃省地质调查院，甘肃　兰州730050）

甘肃省潮水盆地中下侏罗统烃源岩特征研究

邓伟，马永东，杨涛，梁凯鹏，李元茂
（甘肃省地质调查院，甘肃兰州730050）

主要针对烃源岩目标层——中下侏罗统的青土井群展开研究，重点探讨区内烃源岩生烃潜力特征，旨在为该区下一步油气勘探提供地质依据。青土井群下部烃源岩丰度相对较低，类型较差，成熟度较高，是盆地的主力烃源岩；青土井群上部烃源岩有机质丰度高，类型好，但成熟度较低，是盆地的次要烃源岩。

潮水盆地；中下侏罗统；青土井群；烃源岩

1　前言

潮水盆地是一个多能源型盆地，20世纪50年代以来，有不少学者和生产部门先后对潮水盆地展开了研究，主要在聚煤规律和沉积体系及构造特征方面进行了较多的工作［1-6］，核工业部门在铀矿资源方面对潮水盆地也进行了系统的研究［7-9］，徐旺［10］和王昌桂［11］等对潮水盆地油气资源的勘探前景进行了分析。

潮水盆地油气勘探工作较早，勘探程度较高，早在五六十年代就发现了青土井浅油藏，虽未取得重大突破，但对盆地构造、沉积充填特征及油气成藏条件有了较深的认识，认为潮水盆地有一定的油气潜力［12］。本文主要针对烃源岩目标层——中下侏罗统的青土井群展开研究，重点探讨区内烃源岩生烃潜力特征，旨在为该区下一步油气勘探提供地质依据。

2　区域地质概况

潮水盆地位于河西走廊东段以北，面积约22000km2，主体处于阿拉善台隆北部过渡带，北部与内蒙—天山褶皱带相邻，南部与河西走廊过渡带相接，西部为塔里木地块，东部为鄂尔多斯地块。

潮水盆地属克拉通内部断陷—坳陷叠合型盆地，燕山早期拉张环境形成的深大断裂控制了盆地的地层分布和构造格局。盆地内部的一组北西向或南北向的断层，将盆地分隔成东西分块、南北分带，构成“三坳两隆”的格局；由于各边界断层的同生性质，使盆地及其内部坳陷又具有箕状断陷的特点。潮水盆地可划分为 “三坳两隆”5个一级构造单元和“八凹四凸三斜坡”15个二级构造单元如图1所示。

图1　潮水盆地构造单元划分图（玉门石油管理局）

潮水盆地是在前古生代基底上发育的中新生代盆地。盆地的演化经历了燕山期断陷、坳陷和萎缩3个阶段以及喜山期改造和消亡两个过程［13］。

3　烃源岩特征

3.1烃源岩发育及展布特征

潮水盆地的烃源岩层主要为中下侏罗统青土井群，从类型上可划分出正常湖相和煤系两大类烃源岩。在纵向上，正常湖相泥岩类的烃源岩主要分布在中下侏罗统青土井群三段（图2，表1），其次在青土井群二段的中上部，而湖沼相的煤系烃源岩主要分布在青二段的中下部；平面上，湖相的烃源岩分布广，且集中分布在一些较深的凹陷中心，最大厚度可达1000m以上，而煤系烃源岩则主要分布在凹陷边部。

图2　潮水盆地侏罗系地层柱状图

表1　潮水盆地烃源岩分布表

在平面上，中下侏罗统青土井群烃源岩分布广泛，除在隆起及黄毛石墩凸起与民勤凸起缺失外，其它地区均有分布，其中阿右旗坳陷有效烃源岩分布面积2000km2，最大厚度300m；金昌坳陷青三段有效烃源岩分布面积1000km2，最大厚度500m；红柳园坳陷有效烃源岩主要分布在西渠凹陷，其中有效烃源岩分布面积1800km2，最大厚度1000m（图3）。

3.2烃源岩地球化学特征

3.2.1有机质丰度

不同地区有机质丰度差别较大（表2、图4），总体上表现为南高北低，高值区主要在金昌坳陷，TOC最大达到4%；红柳园坳陷和阿右旗坳陷有机碳含量介于2.0%～3.0%之间。其中阿右旗坳陷的红砂岗地区烃源岩样品的有机碳、氯仿沥青“A”、总烃及产烃潜量均较高，为一套质量良好的烃源岩；金昌坳陷中青土井地区和红柳园地区烃源岩变差，有机质丰度降低，以中等—差的烃源岩为主；油子洼和窖1井地区烃源岩最差，虽然泥岩中的有机碳含量较高，但其余各项指标均较低，多为非—差烃源岩；潮参1井钻遇的青土井群暗色泥岩的有机碳含量最高可达5.35%，平均为1.61%，氯仿沥青“A”最高可达0.953%，平均为0.227%，为较好的烃源岩，推测在盆地内部的一些深坳陷应存在优质烃源岩。

图3　潮水盆地青土井群有效烃源岩厚度等值线图（据国土资源部油气中心，2013）

表2　潮水盆地有机质丰度统计表（据玉门石油管理局）

3.2.2有机质类型

潮水盆地内青土井群有机质类型丰富，从Ⅰ型到Ⅲ型均有。其中周家井凹陷红砂岗地区的泥岩和高碳泥岩中有机质的显微组成中富含腐泥组分壳质组，类型最好，以Ⅰ型为主，部分Ⅱ型；窑南凹陷青土井地区的样品中也有很多的腐泥组分壳质组，类型较好，为Ⅰ—Ⅱ型；油子洼和油1井类型最差，基本为Ⅲ型如图5所示。

图4　甘肃省潮水盆地TOC等值线图（据国土资源部油气中心，2013）

图5　潮水盆地青土井群烃源岩有机质类型（据玉门石油管理局）

3.2.3有机质成熟度

盆地内青土井群三段烃源岩由于埋藏较浅，多处于未熟—低成熟阶段；青二段烃源岩在盆地北部的庙北、周家井（红砂岗地区）等凹陷，基本上处在未成熟—低成熟阶段，而成熟烃源岩主要位于盆地中南部金昌坳陷内的黄南和窑南凹陷，以及东北部红柳园坳陷内的西渠凹陷中心区，其中红柳园坳陷Ro为0.4%～0.8%，金昌坳陷0.5%～1.0%如图6所示，多处于油气生成的最佳成熟阶段。

另外，盆地内青土2井原油族组份分析表明，原油具有高饱和烃与芳烃含量，其中饱和烃占55.87%，芳烃为33.94%；而非烃与沥青质含量则很低，仅占10.19%，其中非烃为7.65%，沥青质为2.54%；原油C29甾烷异构化参数S/（S+R）为0.5，OEP与CPI分别为1.00、1.29。油1井抽提的原油上述3项参数值分别为0.43、1.18、1.27，二者均为正常的成熟原油。表明盆地内存在成熟的烃源岩，有成熟原油的生成与供给。

4　结论

综上所述，从横向上看，阿右旗坳陷的红砂岗地区烃源岩有机质丰度高，有机质类型好，但成熟度较低，多处于未熟—低熟阶段；金昌坳陷的黄南和窑南凹陷有机质丰度较低，有机质类型I—II型为主，有一定规模的成熟烃源岩分布；红柳园坳陷西渠凹陷的成熟烃源岩分布范围较小，且主要分布在青二段，以Ⅰ2和Ⅲ型有机质为主，有机质丰度较低。

从纵向上来看，青土井群下部烃源岩丰度相对较低，类型较差，成熟度较高，是盆地的主力烃源岩；青土井群上部烃源岩有机质丰度高，类型好，但成熟度较低，是盆地的次要烃源岩。

［1］王红霞.潮水盆地早中侏罗世含煤地层沉积特征及探煤前景［J］.甘肃科技，2015，31（9）：47-50.

［2］葛立刚，陈钟惠，武法东，等.潮水盆地北部亚盆地中侏罗统层序地层及沉积演化特征［J］.石油实验地质，1998，20 （1）：25-29.

［3］庞起发，庄新国，李建伏，等.内蒙古潮水盆地西部侏罗系煤的岩石学、矿物学及地球化学特征［J］.地质科技情报，2012，31（1）：27-32.

［4］杨敏芳，孙斌，孙粉锦.潮水盆地煤层气储层特征及勘探潜力［J］.天然气工业，2013，33（2）：12-16.

［5］马贺平，王永，李训华.潮水盆地东部地质条件及找煤前景［J］.中国煤田地质，2002，14（1）：17-19.

［6］张磊，钟建华，钟富平.潮水盆地侏罗系沉积体系及盆地演化［J］.断块油气田，2009，16（1）：11-15.

［7］姚春玲，郭庆银，陈祖伊，等.高分辨率层序地层特征及其对铀矿化的控制作用——以潮水盆地中侏罗统青土井组为例［J］.世界核地质科学，2006，2（2）：91-99.

［8］高立宝，刘林.潮水盆地北缘断块构造特征与砂岩型铀成矿关系分析［J］.西北铀矿地质，2006，32（1）：13-17.

［9］傅成铭，高立宝，刘林，等.潮水盆地唐家沟地区砂岩型铀矿化地质特征及找矿前景［J］.铀矿地质，2008，24（2）：80-84.

［10］徐旺.对潮水盆地油气勘探的思考［J］.石油勘探与开发，1999，26（1）：92-97.

［11］王昌桂，马国强.潮水盆地侏罗系油气勘探前景［J］.新疆石油地质，2008，29（4）：466-468.