第四章第一节优质烃源岩的地球化学特征及分布特征

119第四章优质烃源岩的分布特征及资源贡献第一节优质烃源岩的分布特征一、优质烃源岩的评价依据与地球化学特征陆相泥质烃源岩一般都存在比较明显的非均质性，其中有机质丰度高、生烃潜力大的、已有生烃排烃过程的为有效烃源岩，有机质丰度特别大、生烃潜力特别高的称为优质烃源岩（金强，2002）。也有人把有机质丰度与类型俱佳的烃源岩称为优质烃源岩，如济阳坳陷下第三系的优质烃源岩和塔里木盆地的优质气源岩等（周杰等，2004）。国内外的一些研究实例也已证实，并非烃源岩厚度大，分布广，生烃潜力就大，而部分薄层的优质烃源岩层段对油气成藏起决定性作用。对于陆相含油气盆地而言，优质烃源岩是指在生物勃发期和缺氧的湖相环境中形成的有机质特别富集，演化程度适中的烃源岩，常为薄层状(有时为纹层状)以某种生物为主的有机质富集层，以不规则状分布在有效烃源岩中。由于不同盆地优质烃源岩的成因不同，所以优质烃源岩没有统一的标准，不同盆地优质烃源岩标准的制定要考虑该盆地烃源岩的沉积环境和母质来源等因素。作为优质烃源岩，一般要求烃源岩中有机质相对富集，有机质丰度指标达到好－极好烃源岩的标准，有机质类型较好（以I型或II1型为主），烃源岩中富含藻类体、壳质体等显微组分。通过对溱潼凹陷优质烃源岩和非优质烃源岩地化特征的对比，我们认为溱潼凹陷优质烃源岩地球化学特征为：TOC一般大于1.5％，S1+S2大于10mg/g，氢指数大于400mg/g，氯仿沥青“A”大于0.1％，Ph含量高（远高于Pr），β-胡萝卜烷含量中等～很高，伽马蜡烷含量很高，有机质类型较好（以Ⅰ型或Ⅱ1型为主），烃源岩中富含藻类体、壳质体等显微组分。溱潼凹陷阜二段、阜四段、泰州组部分MA类烃源岩大部分已达到这一标准。这些烃源岩中TOC一般大于1.5%，S1+S2大于10mg/g，壳质体和矿物沥青质体含量较高，富含黄色层纹层状藻类体、黄色沥青及液态包体、亮绿黄色、团状小孢粉体，分布有黄色荧光—亮黄色孢粉体及动物沥青壳壁体和动物沥青。干酪根类型以Ⅰ型和Ⅱ1型为主。可溶有机质中伽马蜡烷、β-胡萝卜烷相对含量较高，Pr/Ph一般小于1。沉积岩主要形成于相对咸化的还原环境，沉积有机质以低等水生生源输入为主。岩石类型以暗色泥岩或泥灰岩、灰质泥岩为主。进入成熟阶段，Ro大于0.7%的优质烃源岩为成熟优质烃源岩。二、不同层位优质烃源岩在纵向上的分布特征溱潼凹陷优质烃源岩主要分布在阜二段和阜四段，从苏153井、苏259井、苏169井、苏120井、苏241井等井阜二段和阜四段烃源岩地化特征分布规律的分析表明，阜二段优质烃源岩占总段烃源岩的45％左右，分布在阜二段中部；阜四段优质烃源岩占总段烃源岩的12070%左右，主要分布在阜四段上部。从剖面图上看，溱潼凹陷阜四段成熟优质烃源岩主要分布在深凹带，阜二段成熟优质烃源岩在断阶带、深凹带及垒带均有分布（图4-1-1）。图4-1-1溱潼凹陷优质烃源岩剖面分布图（一）阜四段烃源岩的分布特征各项地球化学指标和参数分析表明，阜四段烃源岩上部与下部有一定差别，上部烃源岩的质量明显好于下部（图4-1-2～图4-1-5），如苏260井阜四段上部生烃潜量（S1+S2）平均11.71mg/g，其下部生烃潜量（S1+S2）平均1.06mg/g。阜四段上部有机碳含量一般大于1.5%，生烃潜量（S1+S2）大于6mg/g，大部分大于10mg/g，HI一般大于400mg/g；Ph含量高，Ph含量明显高于Pr，β-胡萝卜烷含量中等～很高，伽马蜡烷含量很高，为好烃源岩。但目前钻井揭示的这套烃源岩有机质演化程度相对较低，推测在深凹带分布有成熟烃源岩。阜四段下部烃源岩中有机碳一般小于1.5%，S1+S2大部分为2～6mg/g，HI一般小于400mg/g；Ph含量高，Pr含量大于或接近于Ph，β胡萝卜烷含量一般较低，伽马蜡烷含量中等，为中等-好烃源岩。从地化指标来看，阜四段优质烃源岩主要分布于本段的上部。（二）阜二段烃源岩的分布特征阜二段烃源岩具有中、下部生烃条件相对较好，上部和底部相对较差的特点（图4-1-2～图4-1-5）。阜二段上部有机碳一般小于1.5%，生烃潜量（S1+S2）一般为2～6mg/g，HI一般为100～400mg/g；Pr与Ph含量基本上相等，β胡萝卜烷含量中等，伽马蜡烷含量低，为中等-好烃源岩。阜二段中下部即七尖峰上下部为优质烃源岩，有机碳一般大于1.5%，生烃潜量（S1+S2）大于6mg/g，大部分大于10mg/g，HI一般大于400mg/g；Ph含量高，Ph含量远大于Pr，β胡萝卜烷含量中等—很高，伽马蜡烷含量高，为好烃源岩。阜二段底部有机碳一般大于0.8%，生烃潜量（S1+S2）一般为2～6mg/g，HI一般为100～400mg/g；Pr与Ph含量基本上相等，β胡萝卜烷含量中等，伽马蜡烷含量低，为中等-好烃源岩。从地化参数来看，阜二段优质烃源岩主要分布于本段的中部及中下部。未熟成熟121溱潼凹陷烃源岩有机地球化学综合剖面图层位深度(m)自然电位-2040岩性剖面电阻率030TOC03S1+S2018A00.2HI0500D%050ααα20RC27/C2901.5Pr/Ph01.5伽玛蜡烷/C30藿烷00.7RO0.50.8A/TOC015Tmax430450OEP02αααC2920S/(20S+20R)00.6C31S/(S+R)01C29ββ/(αα+ββ)00.6Ts/Ts+Tm00.6Ef4Ef3Ef2Ef1Et21002200230024002500260027002800290030003100320033003500图4-1-2溱潼凹陷烃源岩有机地球化学综合剖面图122TOC一般大于1.5%，S1+S2大于6mg/g，大部分大于10mg/g。HI一般大于400mg/g；Ph含量高，Ph含量远大于Pr，β胡萝卜烷含量中等—很高，γ-蜡烷含量高。为好烃源岩。该段烃源岩成熟度较低。TOC一般小于1.5%，S1+S2大部分为2-6mg/g，。HI一般小于400mg/g；Ph含量高，Pr含量大于Ph，β胡萝卜烷含量低，γ-蜡烷含量中等。为中等好烃源岩。TOC一般大于0.8%，S1+S2基本上小于1mg/g，。HI一般小于100mg/g；Ph含量高，Pr含量大于Ph，β胡萝卜烷含量低，γ-蜡烷含量低。为较差-非等好烃源岩。TOC一般大于1.8%，S1+S2一般为2-6mg/g，HI一般为100-400mg/g；Pr与Ph含量基本上相等，β胡萝卜烷含量中等，γ-蜡烷含量低。为中等-好烃源岩。TOC一般大于1.5%，S1+S2大于6mg/g，大部分大于10mg/g。HI一般大于400mg/g；Ph含量高，Ph含量远大于Pr，β胡萝卜烷含量中等—很高，γ-蜡烷含量高。为好烃源岩。TOC一般大于0.8%，S1+S2一般为2-6mg/g，。HI一般为100-400mg/g；Pr与Ph含量基本上相等，β胡萝卜烷含量中等，γ-蜡烷含量低。为中等-好烃源岩。TOC一般大于1.0%，S1+S2一般为2-6mg/g，。HI一般为100-400mg/g；PrPh，β胡萝卜烷含量低，γ-蜡烷含量低。为较差-中等烃源岩。TOC一般大于1.0%，S1+S2一般为2-6mg/g，HI一般为200-400mg/g；PrPh，β胡萝卜烷含量低，γ-蜡烷含量中等。为中等-好烃源岩。好烃源岩好-中等非-较差烃源岩好-中等好烃源岩好-中等较差-中等中等-好差烃源岩TOC一般大于1.5%，S1+S2大于6mg/g，大部分大于10mg/g。HI一般大于400mg/g；Ph含量高，Ph含量远大于Pr，β胡萝卜烷含量中等—很高，γ-蜡烷含量高。为好烃源岩。该段烃源岩成熟度较低。TOC一般小于1.5%，S1+S2大部分为2-6mg/g，。HI一般小于400mg/g；Ph含量高，Pr含量大于Ph，β胡萝卜烷含量低，γ-蜡烷含量中等。为中等好烃源岩。TOC一般大于0.8%，S1+S2基本上小于1mg/g，。HI一般小于100mg/g；Ph含量高，Pr含量大于Ph，β胡萝卜烷含量低，γ-蜡烷含量低。为较差-非等好烃源岩。TOC一般大于1.8%，S1+S2一般为2-6mg/g，HI一般为100-400mg/g；Pr与Ph含量基本上相等，β胡萝卜烷含量中等，γ-蜡烷含量低。为中等-好烃源岩。TOC一般大于1.5%，S1+S2大于6mg/g，大部分大于10mg/g。HI一般大于400mg/g；Ph含量高，Ph含量远大于Pr，β胡萝卜烷含量中等—很高，γ-蜡烷含量高。为好烃源岩。TOC一般大于0.8%，S1+S2一般为2-6mg/g，。HI一般为100-400mg/g；Pr与Ph含量基本上相等，β胡萝卜烷含量中等，γ-蜡烷含量低。为中等-好烃源岩。TOC一般大于1.0%，S1+S2一般为2-6mg/g，。HI一般为100-400mg/g；PrPh，β胡萝卜烷含量低，γ-蜡烷含量低。为较差-中等烃源岩。TOC一般大于1.0%，S1+S2一般为2-6mg/g，HI一般为200-400mg/g；PrPh，β胡萝卜烷含量低，γ-蜡烷含量中等。为中等-好烃源岩。好烃源岩好-中等非-较差烃源岩好-中等好烃源岩好-中等较差-中等中等-好差烃源岩图4-1-3溱潼凹陷烃源岩纵向分部特征123苏153-苏241井烃源岩特征剖面图深度(m)层位苏153井TOC（%）04S1+S2030HI0600层位苏255井TOC03S1+S2018100600层位苏259井TOC04S1+S2020HI0600层位苏124井TOC02.5S1+S2010HI0450层位苏241井TOC03.5S1+S2025HI0600180020002200240026002800300032003400Ef4Ef3Ef2Ef1EtEf4Ef3Ef2Ef1EtEf4Ef3Ef2Ef1Ef4Ef3Ef2Ef1Ef4Ef3Ef2图4-1-4苏153井—苏241井烃源岩特征剖面图124153-241Npn\r_RV(m)1530030255002590012400241TOC03.5S1+S2025HI0600S1+S2020HI0450S1+S2010(m)180020002200240026002800300032003400Ef4Ef3Ef2Ef1EtEf4Ef3Ef2Ef1Ef4Ef3Ef2Ef1Ef4Ef3Ef2180020002200240026002800300032003400苏-井特征剖面图153241好生油岩较好生油岩差生油岩较差生油岩图4-1-5苏153井－苏241井烃源岩纵向特征分布图125（三）泰州组烃源岩的分布特征泰洲组各井烃源岩特征见表4-1-1，从表中可以看出，泰州组好烃源岩主要分布在外斜坡带，有关参数明显高于其它井（由于缺乏深凹带的钻井资料，无法进行比较）。这一带的烃源岩表现为生烃潜量（S1+S2）高，苏177井和苏183井分别为7.99mg/g和6.52mg/g，达到了好烃源岩的标准。氢指数HI均大于400mg/g，分别为505.50mg/g和403.00mg/g；有机质降解率较高分别为43.34%和34.69%。由于泰州组采样较少，对本段烃源岩的评价没有得出较好的规律，但从地化参数来推测，泰州组烃源岩存在有优质烃源岩。表4-1-1溱潼凹陷各井泰州组烃源岩基本特征井号样品数S1+S2(mg/g)HI(mg/g)D(%)Tmax(℃)S15353.03224.8021.48444S18316.52403.0034.69437S25531.81216.0019.54438S12653.48209.8124.53435S17727.99505.5043.34444（四）阜三段和阜一段烃源岩的分布特征阜三段和阜一段有一定烃源岩分布，但其烃源岩质量不好，一般为较差—中等烃源岩，主要表现为生烃潜量（S1+S2）低，氢指数低、有机质降解率低（图4-1-2～图4-1-5）。但垒带和外斜坡带的茅山油田和北汉庄油田，阜一段烃源岩表现为好烃源岩，生烃潜量（S1+S2）高，