川北阆中-南部地区千佛崖组烃源岩地球化学特征及勘探方向

袁东山,黄开创

(1.中国石化西南油气分公司勘探开发研究院,四川 成都 610041;2.中国石化西南油气分公司地质中心实验室,四川 成都 610041)

四川盆地北部中石化西南油气分公司阆中-南部区块在20世纪80年代侏罗系自流井组大安寨段取得勘探突破后[1-2],一直未在陆相其他层系中取得突破,近年来川北地区在侏罗系地层页岩油气勘探取得发现[3],在阆中-南部地区,三叠系须家河组油气成藏地质条件异常复杂,侏罗系沙溪庙组及以上地层缺乏有效沟通烃源岩的断层,但在侏罗系千佛崖组烃源岩和储层砂体均发育,不仅具备自生自储的良好成藏条件,而且具有常规、非常规油气勘探潜力。本文主要通过对千佛崖组烃源岩地球化学特征的研究,为油气勘探提供依据和方向。

1 区域地质概况

中石化西南油气分公司阆中-南部区块区域构造上属于四川盆地川中隆起北部斜坡带,整体构造呈向北东的斜坡。区内构造格局基本定型于燕山中晚期至喜山期,发育一系列走向近东西、北东-南西和北西-南东向的短轴状、鼻状和箱状平缓褶皱。陆相地层由上至下分别为侏罗系上统蓬莱镇组、遂宁组、中统上沙溪庙组、下沙溪庙组、千佛崖组、下统自流井组、三叠系上统须家河组二段～五段(六段)和小塘子组,须家河组～侏罗系累计沉积厚度约4 000 m。千佛崖组沉积时沉积环境主要为滨浅湖、浅湖以及半深湖,暗色泥岩发育。

2 千佛崖组烃源岩有机地球化学特征

根据岩性组合及电性特征,研究区千佛崖组自上而下分为千三段(J2q3)、千二段(J2q2)和千一段(J2q1)。各段泥岩发育,泥岩厚度占段厚80%以上,但千三段、千一段泥岩主要为绿灰色、棕色泥岩,灰黑色、黑色泥页岩主要发育在千二段,暗色泥页岩单层厚度1.50～35.50 m不等。通过对阆中-南部地区单井千二段暗色泥岩厚度统计,千二段烃源岩厚度在40～60 m之间(图1)。

图1 阆中-南部地区千佛崖组千二段烃源岩厚度等值线图

2.1 有机质丰度

有机碳含量(TOC)和生烃潜量(S1+S2)是目前公认的评价有机质丰度最有效的指标[4-9]。阆中-南部地区千二段烃源岩TOC值分布在0.01%～3.66%之间,平均值为1.11%,其中23%的样品TOC值小于0.5%,33%的样品TOC值分布在0.5%～1.0%之间,44%的样品TOC值在1.0%以上(图2);千二段烃源岩S1+S2值分布在0.01～10.53 mg/g之间,平均值为2.31 mg/g,其中32.8%的样品S1+S2值小于0.5 mg/g,55.5%的样品S1+S2值分布在0.5～6.0 mg/g之间,11.7%的样品S1+S2值在6.0 mg/g以上(图3);按照中国湖相泥岩有机质丰度评价标准,阆中-南部地区千二段烃源岩整体为中等～好烃源岩。

图2 阆中-南部地区千佛崖组千二段烃源岩TOC分布特征

图3 阆中-南部地区千佛崖组千二段烃源岩S1+S2分布特征

2.2 有机质类型

干酪根组分常用来进行烃源岩有机质类型的判别[10]。阆中-南部地区千二段烃源岩干酪根镜下鉴定结果表明,千二段烃源岩显微组分中腐泥组+壳质组相对含量为3.6%～85.6%,镜质组相对含量为9.3%～52%,惰质组相对含量为1.9%～74%(图4),类型指数为-87.35～73.7,显微组分与类型指数数据显示,千二段烃源岩类型多样,Ⅲ型、Ⅱ2型、Ⅱ1型干酪根均有。

图4 阆中-南部地区千佛崖组千二段烃源岩显微组分三角图

岩石热解参数也可用于判别有机质的类型。通过氢指数与S1+S2相关分析(图5),也表明千二段烃源岩有机质类型主要为Ⅲ型、Ⅱ2型和Ⅱ1型。

图5 阆中-南部地区千佛崖组千二段烃源岩氢指数与S1+S2相关图

2.3 有机质成熟度

镜质体反射率(Ro)是判断陆相泥质烃源岩有机质成熟度最成熟的指标。阆中-南部地区千二段烃源岩Ro值在0.95%～1.19%之间,处于成熟演化阶段。

3 有利勘探方向分析

阆中-南部地区从晚侏罗世开始位于川中古隆起与川北坳陷之间的斜坡带,是油气运移的指向区,具备形成大中型油气田的有利构造条件。但是勘探实践证实,阆中-南部地区只在侏罗系自流井组大安寨段取得较好的油气勘探成果,这主要与大安寨段具有良好的油气成藏组合条件有关,该地区后期在陆相须家河组等层系也进行了勘探部署工作,部分探井也取得了一定油气成果,但是须家河组储层致密、产水明显等不利因素以及下沙溪庙组以上地层缺乏有效油气运移通道,导致阆中-南部地区油气勘探工作一直无法有效开展。

随着勘探思路的转变以及临区页岩油气勘探取得显著成果,阆中-南部地区侏罗系千佛崖组成为有利勘探目标。从千佛崖组烃源岩特征分析可知,千佛崖组主要发育泥岩,夹多层薄层细粒石英砂岩及细粒长石岩屑石英砂岩,烃源岩主要分布在千佛崖组中部的千二段,有机质丰度较高,有机质类型既有利于生气的Ⅲ型干酪根,又有利于生油的Ⅱ1型干酪根,有机质成熟度目前处于成熟阶段,而临区取得油气突破的平安1井所在区域,千佛崖组有机质类型以Ⅱ1-Ⅱ2型为主,腐泥组和壳质组含量高,烃源岩成熟度高(RO在1.5%以上),页岩产层裂缝发育。因此阆中-南部地区千佛崖组勘探可以常规、非常规并举,在千佛崖组千二段可以开展非常规页岩油气勘探,在千三段可以开展常规油气勘探,水平井的实施可取得更加良好的勘探效果。

4 结语

(1)阆中-南部区块千佛崖组烃源岩主要分布在千二段,烃源岩厚40～60 m,TOC平均值为1.11%,为中等-好烃源岩,烃源岩有机质类型多样,主要为Ⅲ型、Ⅱ2型和Ⅱ1型,烃源岩Ro值在0.95%～1.19%之间,处于成熟演化阶段,未达到高成熟演化阶段。

(2)阆中-南部地区千佛崖组勘探可以常规、非常规并举,千佛崖组千二段以非常规页岩油气勘探为主,千三段以常规油气勘探为主,实施水平井可取得更加良好的勘探效果。