海拉尔盆地中部断陷带与外围凹陷烃源条件类比分析

2016-09-15申文静

西部探矿工程 2016年4期

关键词：海拉尔源岩生烃

申文静

（大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

海拉尔盆地中部断陷带与外围凹陷烃源条件类比分析

申文静*

（大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

海拉尔盆地存在三种烃源岩发育环境咸水—半咸水、微咸水—淡水和淡水—沼泽相。发育多种生烃母质类型，中部断陷带以Ⅱ型为主，有利于生油，东部断陷带较差有利于生气，西部断陷带好，以Ⅰ型为主。主力烃源岩层为南屯组和铜钵庙组，有机质丰度高，类型好。烃源岩生、排烃门限外围凹陷较中部凹陷浅。

海拉尔盆地；烃源岩；有机质丰度；生烃门限；排烃门限

海拉尔盆地位于我国东北部，面积44210km2，共有16个凹陷组成。盆地整体由断陷群组成，可划分为3个断陷带和2个隆起带。中部断陷带由4个主力凹陷组成，取得了显著勘探成果，提交了上亿吨的探明储量。东部断陷带主要包括呼和湖、伊敏和东明凹陷等，西部断陷带包括巴彦呼舒、呼伦湖和查干诺尔凹陷等，这2个断陷带一直勘探程度低，但在多个凹陷获得低产油流或见到较好的油气显示，并且近2年先后取得了工业突破，展示了外围凹陷良好的勘探前景。为了进一步分析外围凹陷的烃源条件，将其与中部带的烃源条件进行类比分析研究。

1　存在3种烃源岩发育环境，主力烃源岩层为南屯组—铜钵庙组

海拉尔盆地在大磨拐河组、南屯组和铜钵庙组均存在暗色泥岩。由于各个凹陷的水体及沉积背景的不同，形成的主力成烃类型不同，从而造成了各个凹陷资源潜力的的差异。以Pr/Ph为主要指标，结合硼元素的变化，将海拉尔盆地分为咸水—半咸水（Pr/Ph＜0.8）、微咸水—淡水（0.8＜Pr/Ph＜2.8）和淡水—沼泽相（Pr/Ph＞2.8）3种烃源岩发育环境。

平面上，淡水—微咸水湖泊相烃源岩层主要分布在盆地的中部断陷带和东明凹陷内，咸化—半咸化湖泊相烃源岩层主要分布在巴彦呼舒和赫尔洪德凹陷，淡水—沼泽湖泊相烃源岩层主要分布在海—塔盆地的东西2个断陷带。

2　发育多种生烃母质类型，东部带母质类型差，而西部带较好

从有机元素有机质类型划分范式图解上可以看出（图1），无论是大磨拐河组还是南屯组暗色泥岩，其母质类型多样［1］，从最好的Ⅰ型干酪根到较差的Ⅲ型干酪根均有发育，但总体上，大磨拐河组泥岩母质类型主要为Ⅱ2型和Ⅲ型；南屯组二段主要为Ⅱ2型；南屯组一段主要为Ⅱ1型和Ⅱ2型，并存在部分的Ⅰ型；铜钵庙组有机质类型主要为Ⅱ1型和Ⅱ2型，有部分Ⅲ型和Ⅰ型。综上所述，海拉尔盆地中主力烃源岩层系铜钵庙组—南屯组烃源岩有机质类型以Ⅱ为主，有利于生油。

东部断陷带南屯组以淡水—沼泽湖相烃源岩层为主，有机质类型为Ⅱ2型为主，有部分Ⅱ1型和Ⅲ型，总体上比中部断陷带的4个主力凹陷差；西部巴彦呼舒凹陷南屯组以咸化—半咸化湖泊相烃源岩层为主，有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ1型为主，还有部分Ⅱ2型，而Ⅲ含量较少，与中部断陷带有机质类型相似或稍高，具有较好的生油条件（见图2）。

从原油族组成碳同位素分析来看，盆地内原油碳同位素值跨度大，总体偏重，饱和烃碳同位素值在-23‰～-35‰，芳烃碳同位素值在-23‰～-34‰之间，反映了生油母质类型的多样性。中部断陷带和西部断陷带组分碳同位素值较轻，饱和烃碳同位素值在-27‰～-35‰，而东部断陷带原油组分碳同位素值相对偏重，饱和烃碳同位素一般大于-26‰，反映了东部断陷带生油母质类型较中部断陷带稍差。

3　南屯组—铜钵庙组泥岩有机质丰度高、类型好

图1　海拉尔盆地干酪根类型

图2　贝尔及东西部主力凹陷干酪根类型图

纵向上，各个凹陷铜钵庙组—南屯组烃源岩有机质丰度最高。应用海拉尔盆地的源岩评价标准来看［2-3］，南屯组湖相暗色泥岩有机质丰度能够达到中等—好的评价标准，铜钵庙组暗色泥岩也能够达到中等有机质丰度，构成了海拉尔盆地主力生烃层系。平面上，西部断陷带巴彦呼舒凹陷［4-5］有机质丰度要好于中部带和东部带，中部带与东部带有机质丰度基本相当（表1）。

通过对原油与烃源岩的生物标志化合物、组分碳同位素等方面对比研究表明，海拉尔盆地已发现的原油均来自南屯组一、二段烃源岩，还有一部分中部断陷带的原油来自于铜钵庙组烃源岩（图3）。东部断陷带呼和湖凹陷［6］的原油与煤系地层中的炭质泥岩有较为密切的关系（图4）。

表1　海拉尔盆地烃源岩有机质丰度数据表

图3　中部断陷带油源对比图

图4　东部断陷带呼和湖凹陷油源对比图

4　东、西断陷带烃源岩生、排烃门限较中部凹陷浅

根据烃源岩的有机地球化学成熟度指标（Ro和Tmax）可以将有机质的热演化划分为未成熟、低成熟、成熟、高成熟和过成熟等5个阶段。从各凹陷源岩有机质生烃演化剖面（图5），整个海拉尔盆地在1300m时，沥青“A”/TOC超过5%，Ro在0.5%～0.6%之间，Tmax在430℃～435℃之间，OEP为1.0～1.6左右，进入低成熟阶段。在2000m的时候，“A”/TOC可达到30%左右，Ro约为0.7%，Tmax约为440℃，进入成熟阶段。烃源岩中，大磨拐河组上段基本尚未成熟，下段烃源岩基本上处于低成熟—未成熟阶段。南屯组以低成熟—成熟阶段为主，且随着埋藏深度的加大，成熟度增大。因此，从有机质成熟度和烃源岩的有机组分组成看，各凹陷的南屯组及以下地层应该是主要烃源层。

从各凹陷总体来看，东、西2个断陷带的烃源岩有机质生烃门限深度和生油高峰深度均较中部带浅（表2）。中部断陷带乌尔逊凹陷生油门限深度变化在1550m左右，生烃高峰深度约为2200m左右，贝尔凹陷源岩有机质成熟门限大约在1400m，此时，有机质转化率达到了5%，对应镜质组反射率Ro=0.55%；生油高峰对应的深度大约在2300m，此时有机质转化率可超过20%，对应镜质组反射率Ro可达0.8%～1.0%左右。西部断陷带的巴彦呼舒凹陷烃源岩有机质生烃门限1200m左右，生烃高峰2000m左右；查干诺尔凹陷烃源岩有机质生烃门限在1000m左右，生烃高峰在2100m左右，均较中部断陷带浅。东部断陷带的呼和湖凹陷烃源岩有机质生烃门限1300m，生烃高峰2200m左右，与中部带大致相当；东明凹陷烃源岩有机质生油门限800m左右，生烃高峰在1300m左右，与中部主力凹陷相比埋藏浅。从排烃门限深度上看也有同样的规律（表2），整体上东、西部断陷带较中部断陷带浅，只有东部的呼和湖凹陷与中部带相当。