内蒙古银额盆地查干凹陷烃源岩地球化学特征

2022-06-21肖文杰黄光辉

内蒙古科技与经济 2022年8期

肖文杰，黄光辉

(油气地球化学与环境湖北省重点实验室(长江大学资源与环境学院)，湖北武汉 430100)

查干凹陷是银额盆地中生代沉积厚度最大的凹陷，资源勘探面积约2 000 km2[1]。前期学者们对该区域构造、沉积、成岩及成藏等做了大量的研究[2，5]。随着勘探进一步深入，需要对查干凹陷烃源岩相关地球化学深入研究。查干凹陷的烃源岩主要发育在巴音戈壁组(K1b)、苏红图组(K1s)，烃源岩累计厚度达到1 200 m[6，7]。笔者将在前人研究成果基础上，从烃源岩的有机质丰度、类型、成熟度，对查干凹陷的3套烃源岩进行地球化学特征综合分析，以期对银额盆地查干凹陷的油气勘探提供理论依据。

1 地质概况

查干凹陷位于银根—额济纳旗盆地(简称“银额盆地”)东部，呈出箕状，西以图拉格断层为界、北以虎勒断层边界(见图1)。查干凹陷主体是在晚古生代褶皱基底上发育起来的内陆断陷盆地，由于受到了海西运动的影响，凹陷内部仅发育了两个地层：白垩系和新生代地层[8]。沉积地层自下而上分别为：下白垩统巴音戈壁组、苏红图组、银根组，上白垩统乌兰苏海组及新生界的古近纪地层、新近纪地层和第四纪地层[9-11]。

图1 查干凹陷构造单元划分

2 结果与讨论

2.1 有机质丰度

有机质丰度是用来表征烃源岩中有机质富集程度的参数[12]。根据中国陆相生油岩有机质丰度的评价标准(SY/T5735—1995)，由表1可以看出，研究区域的TOC丰度中等(平均值为0.80%)，生烃潜力(S1+S2)的表征相对较低(1.17mg/g)，氯仿沥青“A”的含量适中(平均值为0.64‰)，反映了该地区有机质丰度总体较低。巴一段和巴二段TOC和氯仿沥青“A”的含量适中，苏一段的TOC以及氯仿沥青“A”的含量较少。此外，3个层位的生烃潜力(S1+S2)的表征均较低，苏一段相对较差(0.55mg/g)。其中，巴一段75%的烃源岩达到了优质的标准，12.5%为好的烃源岩；巴二段76%的烃源岩达到了优质的标准，16%为好的烃源岩；苏一段28.6%的烃源岩达到了优质的标准。

表1 查干凹陷有机质丰度参数

表2 查干凹陷烃源岩有机质类型划分统计

2.2 有机质类型

利用干酪根的显微组分可以研究烃源岩有机质类型，不同类型的有机质生油、生气的潜力差异较大。根据石油工业部(1995年)颁布的行业标准(SY/T 5125 1995)，该地区干酪根类型指数除了少数样品以外，大部分样品的TI值<40，且20%样品的TI值<0，平均值为14.36，因此该地区干酪根主要为Ⅱ2型和Ⅲ型干酪根。由表2可以看出，巴一段的干酪根主要为Ⅱ2型和Ⅲ型，巴二段的干酪根主要为Ⅱ1型、Ⅱ2型和Ⅲ型，苏一段的主要为III型。

2.3 有机质成熟度

有机成熟度是衡量有机质转化为石油和天然气的程度的指标[13]。通常用镜质体反射率(Ro)来反映热成熟度。在Ro与埋深的关系图中可以看出，随着深度的不断增加，Ro也逐渐增大。图2显示出所有样品均达到生油门限，且绝大部分样品达到了生油高峰(Ro为1.0%)，当深度>3.3 km时，Ro>1.3，表明该地区烃源岩的热演化程度较高。其中，巴一段的Ro为1.27%～1.49%(均值1.40%)，处于过成熟阶段；巴二段的Ro为0.91%～2.06%(均值1.41%)，均处于成熟和过成熟阶段；苏一段的Ro为1%～1.11%(均值1.04%)，处于成熟阶段。

图2 查干凹陷烃源岩Ro与埋深关系

图3 查干凹陷烃源岩C2920S/(20S+20R)与C29ββ/(αα+ββ)关系

规则甾烷中C29甾烷ββ/(αα+ββ)和C29αα甾烷20S/(20S+20R)常用作成熟度参数。一般而言，随着成熟度的增加，生物构型的ααα甾烷(简称αα甾烷)(20R)会向αββ构型(简称ββ构型)转变，同时热稳定性差的生物构型20R将向20S转变，并在Ro约0.9%左右达到平衡终点值。其中C29甾烷20S/(20S+20R)的平衡值在0.55左右、C29ββ/(αα+ββ)的平衡值在0.7左右。黄第藩根据大量实际资料的研究，提出了一套应用于甾烷异构化参数评价成熟度的标准：未成熟阶段：C29甾烷20S/(20S+20R)的值介于0.25～0.40，C29甾烷ββ/(αα+ββ)的值介于0.2～0.4；成熟阶段：C29αα20S/(20S+20R) ≥0.42、C29甾烷ββ/(αα+ββ)≥0.409[14]。借此标准，研究区的C2920S/(20S+20R)比值分布在0.27～0.60之间(平均0.47)，C29ββ/(αα+ββ)比值分布在0.33～0.55之间(平均0.43)。查干凹陷烃源岩C29规则甾烷的分布特征如图3所示，该地区的样品整体上达到高热演化阶段，处于成熟和过成熟阶段，与镜质体反射率Ro显示结果一致。研究区巴一段、巴二段和苏一段的C2920S/(20S+20R)的平均值均>0.4，除苏一段的C29ββ/(αα+ββ)平均值为0.39，其余两个层位的平均值均>0.4，表明了巴一段和巴二段样品的成熟度较高，苏一段样品次之。总体上，查干凹陷烃源岩C29αα20S/(20S+20R)和ββ/(αα+ββ)具有一定的正相关性，说有两者具有较好的协同变化性，可有效反映烃源岩成熟度差异。