张强凹陷七家子洼陷沙海组烃源岩地球化学特征

田涯



张强凹陷七家子洼陷沙海组烃源岩地球化学特征

田涯

（中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁盘锦 124010）

七家子洼陷是张强凹陷南部地区的生油洼陷，其主要生油层位是沙海组，分为Ⅰ、Ⅱ油组，七家子洼陷沙海组烃源岩主要是暗色泥岩，厚度大、质地纯、分布面积广。有机质类型主要为腐殖–腐泥型、腐泥–腐殖型。通过对烃源岩样品的有机碳、氯仿沥青“A”、总烃、生烃潜量及烃转化率等丰度指标进行分析，表明该区烃源岩有机质丰度高，是品质较好的生油岩，为南部地区的各类圈闭提供了充足的油源。

张强凹陷；沙海组；烃源岩；地球化学特征

张强凹陷是辽河外围盆地的一个次级负向构造单元，呈近南北向条带状展布，长约88km，宽12～16km，面积近1100km2，南部七家子洼陷面积约700km2。张强凹陷东为双辽–康平隆起，西为三刀吐–四家子凸起，东南与三家子凹陷相望，西北与宝格吐凹陷相邻。行政区划属辽宁省康平县和内蒙古自治区哲里木盟所辖（图1）。

图1 张强凹陷区域构造位置

1 岩性特征及沉积环境

HUNT（1979）将烃源岩定义为：“在天然条件下曾经产生和排出过烃类并已经形成工业性油气聚集的细粒沉积”，强调烃源岩应具有两方面特性：一方面它应在地质历史中生成和排出烃类流体，另一方面它所形成的烃类流体在数量上应能运聚成藏。而TISSOT（1978，1984）则将烃源岩定义为已经生成或可能生成，或具有生成油气潜力的岩石[1]。张强凹陷南部地区面积约700km2，区内现有预探井10口，该区勘探程度一直很低，强1、强2井2007年钻探成功，发现了面积约17.2km2的强1区块含油构造。该地区油源条件优越，储层发育，盖层条件良好，具有较好的生储盖组合，具备形成多种构造–岩性油藏的地质条件，是张强凹陷潜力较大的全新的勘探领域。

七家子洼陷是张强凹陷南部地区的生油洼陷，其主要生油层位是沙海组，大套厚层状的暗色泥岩厚度大、质地纯、分布面积广，是品质较好的生油岩，为南部地区的各类圈闭提供了充足的油源；同时沙海组也是主要的储层，从上到下可分为Ⅰ、Ⅱ油组，均为自生自储型。

七家子洼陷沙海组生油岩发育，沉降中心在强参1井处，而沉积中心位于强2、强3井处。Ⅰ油组生油岩岩性为深灰、灰褐、灰黑、黑色泥岩、砂质泥岩、白云质泥岩、泥质泥晶云岩等，其中云岩含量可达36%，占有较大的比重，反映该生油岩沉积时期水体处于淡水–微咸水环境；Ⅱ油组生油岩以泥岩为主，不含云岩，但砂质含量较高，平均可达26%，证明该生油岩沉积时期水体处于淡水环境。

2 烃源岩地球化学特征

2.1 有机质丰度

由于沉积物来源、水动力和水介质条件、生物组合的变化，有机质丰度也具有不同的特征[2–5]。通常采用有机质丰度来代表岩石中所含有机质的相对含量，衡量和评价岩石中的生烃潜力。通过对研究区生油岩样品的有机碳、氯仿沥青“A”、总烃、生烃潜量及烃转化率等丰度指标进行分析（表1），本区沙海组生油岩有机质丰度较高。根据我国陆相生油岩有机质丰度评价标准，南部地区Ⅰ油组可达到较好–好生油岩标准，Ⅱ油组为较差–较好生油岩。

2.2 有机质类型

有机质类型是确定烃源岩生烃特征的重要参数。有机质类型不同，其性质不同，生烃潜力、产烃类型及门限深度（温度）也都有一定的差异[6]。本次研究利用干酪根元素、岩石热解参数、氯仿沥青“A”族组分等多种分析方法对工区内烃源岩的有机质类型进行了综合研究。

表1 七家子洼陷沙海组有机质丰度统计表

干酪根元素分析方法是通过用干酪根的H/C和O/C原子比来绘制Van Krevelen图以确定干酪根的类型。张强凹陷南部地区沙海组烃源岩干酪根元素Van Krevelen图（图2）显示：有机质类型主要为Ⅱ2型和Ⅲ型，其次为Ⅱ1型。

图2 张强凹陷七家子洼陷干酪根元素

根据岩石热解参数中的氢指数来判断有机质的类型是一种较为有效的方法。南部地区沙海组烃源岩热解参数氢指数与热解峰温关系图（图3）表明：该区烃源岩有机质类型从Ⅰ型到Ⅲ型均有分布，表现出明显的非均质性。

图3 张强凹陷七家子洼陷IH–Tmax关系

2.3 氯仿沥青“A”族组分

生油岩中可溶抽提物（饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质）的相对含量是生油岩有机母质性质和演化经历的反映，因此生油岩中可溶抽提物族组成特征对划分有机质类型也有参考意义。本区的有机质氯仿沥青“A”族组分中烃类的含量与非烃类的含量相差不多，反映有机质处于低成熟阶段（表2）。根据中国中、新生代油（气）源岩有机质类型划分表，确定沙海组烃源岩生油母质类型以腐殖–腐泥型、腐泥–腐殖型为主，其次为腐殖型。综合以上确定干酪根类型的分析结果，最终确定张强凹陷沙海组烃源岩的干酪根类型为Ⅱ1型、Ⅱ2型和Ⅲ型。

表2 张强凹陷南部地区沙海组氯仿沥青“A”族组分统计

2.4 有机质成熟度

沉积岩中有机质的丰度和类型是生成油气的物质基础，但是有机质只有达到一定的热演化程度才能开始大量生烃。由于有机质的热演化系列反应是一个复杂的地质、地球化学过程，且具有不可逆性，因此，目前用于反映有机质热演化成熟度的指标参数均是各种地质因素综合作用的结果[7–9]。本次研究应用镜质体反射率等方法分析张强凹陷南部地区沙海组有机质的成熟度并进行热演化阶段的划分。镜质体反射率（o）目前被认为是研究干酪根热演化程度的最佳参数之一。本区沙海组干酪根的镜质体反射率o值较高（图4），为0.62%～0.94%。随着埋深的增加，镜质体反射率o值也呈现增加的趋势。本区烃源岩的干酪根类型为Ⅱ型和Ⅲ型，根据镜质体反射率确定的生油近似界限为0.45%～0.7%，生油高峰在0.85%～0.95%，说明本区干酪根正处于生油高峰期。

图4 强参1井烃源岩Ro与埋藏深度关系

根据强参1井生油岩有机质热演化剖面（图5）分析，本区可溶有机质中有机碳含量、氯仿沥青“A”、氯仿沥青“A”/有机碳、总烃/有机碳等参数随深度的增加均呈增大的趋势。强参1井在埋深小于1 380m时增加缓慢，在埋深为1 380m时数值有明显的增加，到1800m达到最大值，然后随深度的增加而回落。说明随埋深的增加有机质丰度增大、热变质程度加深，在1380m进入低成熟阶段，在1 640m进入成熟阶段，在1 800m有机质丰度最大时达到生油高峰，之后由于有机质大量生成石油而使丰度降低。由此可判断研究区南部地区有机质的生油门限深度为1380m。

七家子洼陷干酪根生油潜量为0.50～38.62 mg/g、平均值13.15 mg/g，氢指数22～632 mg/g、平均值288 mg/g，具有较强的生油能力；同时孢粉颜色为深黄–桔黄，热变指数为2.68～2.90。综上表明，该区干酪根类型以Ⅱ型为主，有机质类型较好，热变质程度高，即使埋深较浅也已进入低成熟–成熟阶段。

图5 强参1井生油岩有机质热演化综合剖面

3 结论

（1）张强凹陷七家子洼陷主要生油层是沙海组，有机质类型主要为以腐殖–腐泥型、腐泥–腐殖型为主，其次为腐殖型。

（2）沙海组Ⅰ油组烃源岩沉积时期水体处于淡水–微咸水环境，可达到较好–好生油岩标准；Ⅱ油组烃源岩沉积时期水体处于淡水环境，为较差–较好生油岩。

（3）七家子洼陷烃源岩有机质的生油门限深度为1380 m，有机质丰度高，干酪根类型以Ⅱ2型和Ⅲ型为主，其次为Ⅱ1型；大多数样品的成熟度处于低成熟–成熟阶段，少数处于成熟–高成熟阶段。因此七家子洼陷的烃源岩是有效烃源岩，具有较大的资源潜力。

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编辑：蒲洪果

1673–8217（2017）05–0037–04

TE112.113

A

2017–01–10

田涯，工程师，1986年生，2009年毕业于中国石油大学（华东）勘查技术与工程专业，现从事石油勘探部署方面的研究工作。

中国石油天然气集团公司重大科技专项“辽河油田原油千万吨持续稳产关键技术研究——辽河滩海和外围规模储量发现关键技术及有利目标优选研究”（2012E–3002）。