新疆库车坳陷三叠系黄山街组富有机质泥页岩有机质类型

乔峰

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第九地质大队 乌鲁木齐 830000）

0 引言

库车坳陷位于天山南麓地带，塔里木盆地北缘。以往工作对区域内侏罗系、三叠系开展了烃源岩方面的研究，并对其中富有机质烃源岩和地球化学特征进行了综合研究，研究结果表明区域内三叠系富有机质泥页岩是重要的烃源岩，并且具有页岩气地质潜力。在页岩气勘探开发过程中，有机质类型是一个非常重要的指标，因此，本文对此进行专门的分析，希望以后能给该区域页岩气相关工作提供些许帮助。

1 地质背景

库车坳陷为塔里木盆地东北坳陷区(一级构造单元)最北的二级构造单元，北与南天山山前褶皱带为邻，南以西南断裂和索格当他乌-温宿北断裂为界，东起库尔勒，西至阿合奇。呈北东东向展布，东西长550km，南北宽30～80km（图1）。

图1 构造单元划分图

2 富有机质泥页岩有机质类型

有机质特征及类型的研究，涉及到很多方面的内容，也有很多的方法与表征参数（表1）。对于干酪根类型的划分，不同的方法均有其特定的适用条件。因此，对于相同的样品，因为划分方法不一，往往会导致不同的结果。调查区内，烃源岩层有机质成熟度普遍偏低。因此，有机质类型划分的大部分参数均有效。

3 黄山街组（T3h）

3.1 烃源岩有机显微组分组成特征

（1）泥岩显微组分组成特征

三叠系黄山街组泥质烃源岩有机显微组分组成主要为腐泥组，浮游藻类体颜色褐黄色-棕黄色，具各种突起和外形，无荧光。腐泥无定形体，外形呈絮状、云雾状、团絮状，颜色褐黄色-棕黄色，无荧光，含量在10%～86%之间，平均为50.83%；镜质组次之，包括富氢镜质体和正常镜质体，颜色棕色-黑色，无荧光，含量在5%～56%，平均为28.48%；壳质组为非树脂体，角质体呈细长条形或齿带状，外缘平滑内缘锯齿状，有尖角状折曲，有时以镶边的形式镜质体伴生，颜色呈褐黄色-棕黄色，无荧光，含量在5%～40%之间，平均为14.09%；惰性组少量，不透明黑色，形状各异，轮廓分明，边缘棱角状，无荧光，含量在2%～27%之间，平均为6.57%。干酪根类型指数（TI）在-34.60～85.45之间（表2）。

表1 有机质类型划分表（参照SY/T5735-1995）

表2 库车坳陷黄山街组泥岩干酪根显微组分及类型统计

根据显微组分统计结果显示：干酪根类型以Ⅱ型为主，总共占97%。其中Ⅱ1型占57%，Ⅱ2型占40%；Ⅲ型较少，占3%；Ⅰ型较少，仅占1%。

（2）炭质泥岩有机显微组分组成特征

炭质泥岩干酪根有机显微组分主要为镜质组，含量在35%～40%之间，平均为37.5%；腐泥组次之，含量在12%～36%，平均为24%；壳质组含量在19%～25%，平均为22%；惰性组少量，含量在10%～23%之间，平均为16.50%。干酪根类型指数（TI）为-28.50至24.55（表3）。

表3 库车坳陷黄山街组炭质泥岩干酪根显微组分及类型统计

炭质泥岩的有机显微组分与泥页岩略有不同，镜质组的平均含量明显高于腐泥组和惰质组的含量；富氢组分含量高于泥岩。

3.2 干酪根元素组成

库车坳陷上三叠系黄山街组烃源岩H/C原子的分布范围较大，在0.40～1.44，平均在0.75；O/C原子比在0.07～0.12，平均在0.09（表4）。由黄山街组干酪根元素分布图可见，干酪根类型以Ⅱ型为主，其中以Ⅱ2型为主，Ⅱ1型次之；Ⅲ型少量，个别为Ⅰ型。

表4 库车坳陷黄山街组泥岩干酪根元素分析统计

黄山街组地层中的炭质泥岩和煤的H/C原子比也很低，一般都在0.8以下，无论是剖面样品还是井下样品均差不多，属于Ⅱ2型干酪根（表5）。

表5 库车坳陷黄山街组炭质泥岩、煤干酪根元素分析统计

3.3 氢指数IH与最高热解峰温

根据库车坳陷黄山街组烃源岩的氢指数（IH）与最高热解峰温（Tmax）数据统计关系显示，烃源岩的有机质类型主要为Ⅱ型，Ⅲ型次之，个别为Ⅰ型(图2)。

图2 黄山街组干酪根类型Tmax-HI图解

3.4 岩石热解

根据岩石热解分析结果也可以确定干酪根的类型，参照表1中的表征参数，以S1+S2的测试结果进行干酪根划分，其结果表明：

库车坳陷黄山街组烃源岩不论是在钻孔还是在露头样，干酪根类型均以Ⅲ型为主，个别为Ⅱ型。其结果与上述划分类型结果差异较大。

3.5 干酪根碳同位素

黄山街组泥岩干酪根碳同位素δ13C最轻为-25.88‰，最重为-23.65‰，平均在-24.50‰，普遍大于-25‰。若仅以干酪根碳同位素划分有机质类型，那么很明显，黄山街组泥岩主要为Ⅲ型有机质。干酪根同位素δ13C值偏重可能与成熟度有关，通常，干酪根从未成熟、低成熟到高成熟可以产生1%～3%左右的同位素分馏，如果考虑到这一分馏效应，黄山街组泥岩干酪根应该以Ⅱ型为主。炭质泥岩的碳同位素δ13C值为25.70%，干酪根为Ⅱ型。

4 结论

黄山街组富有机质泥页岩主要发育于该地层中及上部，岩性为灰绿、灰黑色泥岩、炭质泥岩夹薄层灰岩，以灰绿及灰黑色细粒湖相沉积为主，有机质类型以Ⅱ型为主。通过数据综合分析，以有机显微组分、干酪根元素和HI-Tmax图解划分的干酪根类型结果大致一致，而且结果合理，是有利的烃源岩层位。

[1]陈晨.塔里木盆地页岩气资源综合评价与区划.中国石油大学（华东）,2013（06）.

[2]曾花森,蔡郁文,霍秋立，等.烃源岩中有效有机质的类型评价及意义.大庆石油地质与开发,2013（03）.

[3]王亚东.有机质类型及演化特征对页岩油、气富集规律的影响研究.长江大学，2016（12）.

[4]卢斌.库车坳陷东部油气成藏特征及有利区带研究.中国科学院研究生院(渗流流体力学研究所),2015（02）.

[5]王飞宇,张水昌,张宝民,等.塔里木盆地库车坳陷中生界烃源岩有机质成熟度.新疆石油地质,1999,20(3)：221－224.