王世磊，孟元林，张文浩，杨家义，余麒麟

(1.东北石油大学 地球科学学院，黑龙江 大庆 163318； 2. 中国地质调查局 油气资源调查中心，北京 100083)

双阳盆地三叠系煤系泥岩烃源岩特征与页岩气勘探潜力

王世磊1，孟元林1，张文浩2，杨家义1，余麒麟1

(1.东北石油大学 地球科学学院，黑龙江 大庆 163318； 2. 中国地质调查局 油气资源调查中心，北京 100083)

双阳盆地三叠系发育一套河流-湖沼相的含煤地层，发育煤系烃源岩，构成一套有勘探价值的层系。为了研究双阳盆地三叠系煤系泥岩烃源岩特征与页岩气勘探潜力，在双阳盆地的双参1井和野外露头，采集了上三叠统的煤系泥岩、炭质泥岩和煤三种类型的烃源岩样品，进行了暗色泥岩、碳质泥岩以及煤的有机丰度、类型、成熟度和岩石学特征研究。结果表明：双阳盆地三叠系烃源岩有机质丰度达到中等烃源岩有机丰度水平，有机质类型主要是Ⅲ型，烃源岩处于成熟—高成熟阶段，岩层脆性较高，可以作为页岩气储层。总之，双阳盆地三叠系煤系烃源岩具有一定生烃潜力，而且可以成为页岩气储层，具有良好的含油气远景。

煤系烃源岩；页岩气；三叠系

1 区域概况

双阳盆地位于吉林省东南部双阳县，盆地广泛发育上三叠统大酱缸组[1]。上三叠统是一套河流—湖沼相的含煤地层，主要由砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成，夹有火山岩，发育煤系烃源岩。上三叠统大酱缸组在烧锅乡大酱缸村剖面出露较好，其岩石类型以灰黑色板岩夹纸片状页岩沉积为主；在小石棚水库东坡露头的大酱缸组，含砾凝灰质砂岩、砾岩，砾石直径0.2～1 cm，成分复杂，花岗质和灰岩砾石等。双阳盆地物源来自东南方向，由东南向西北沉积相依次是辫状河，辫状河三角洲，滨浅湖。

2 三叠系烃源岩岩石学特征

2.1 烃源岩矿物成分与脆性特征

双阳盆地上三叠统大酱缸组发育暗色泥岩、粉砂质泥岩。双参1井揭示的烃源岩厚度为大酱缸组38.1 m，占地层的19.4%。通过双阳盆地三叠系大酱缸组(T3d)烃源岩全岩XRD分析结果可知，岩样中粘土、石英、钾长石、斜长石、方解石 菱铁矿、黄铁矿分别占26.3%、48.6%、2.1%、13%、1.9%、1.1%、7.0%，暗色泥岩中总脆性矿物含量高达66.7%，脆性矿物含量较高，烃源岩脆性较大，根据页岩气脆性评价标准[2]，双阳盆地三叠系泥岩具备页岩气储层的岩石学特征。

东北东部盆地上三叠统脆性矿物与北美页岩相比[2-4]，虽然碳酸岩含量较低，但石英含量较高，粘土含量低，拥有裂隙发育的自身条件，有利于致密油气成藏和开发。

2.2 泥岩微孔类型

双阳盆地的暗色泥岩样本经过氩离子抛光后，进行了扫描电镜(FESEM)观察[5]。结果表明，暗色泥岩的孔隙类型主要包括有机质和粘土矿物矿物间的裂缝(见图1a)，构造微裂缝(见图1b)、有机孔(见图1c)、粒内溶孔(见图1a,c,d)，丰富的孔隙裂隙为页岩气的储集提供了良好的储集空间。

3 烃源岩有机地球化学特征

3.1 有机质丰度

有机质丰度一般指单位重量烃源岩中所含有机质的数量，他是油气生成的物质基础，决定着一个沉积盆地的生烃量和含油气远景[6-8]。

图1 双阳盆地三叠系泥岩孔隙类型

由双阳盆地烃源岩的有机质丰度表可见(见表1)，双阳盆地大酱缸组暗色泥岩TOC分布范围为0.641%～2.62%，平均值为1.75%；S1+S2值介于0.06～0.14 mg/g之间，平均值为0.1 mg/g，氯仿沥青“A”分布范围为0.063 1×10-10%，有机质丰度达到中等烃源岩的有机质丰度水平(见表1)。双阳盆地的暗色泥岩相对较好，上三叠统主要是辫状河三角洲沉积相，有利于有机质的生成和保存。

表1 双阳盆地三叠系烃源岩有机质丰度

3.2 有机质类型

双阳盆地大酱缸组有机质类型阳盆地三叠系泥岩有机质中富氢组含量较低，5块泥岩样品的氢指数均低于150 mg/g。干酪根镜下鉴定的结果也表明，显微组分中，镜质组的含量占绝对优势，镜质组的含量高达99%，壳质组的含量仅有1%，类型指数为-74，属于Ⅲ型好干酪根。

3.3 有机质成熟度

双阳盆地是研究区南部唯一一口钻遇上三叠统的参数井，从下到上，依次发育上三叠统、下侏罗统、中侏罗统、下白垩统、上白垩统和第四系[1]，其底界深度分别为29.0，519.0，1 441.5，1 811.5，2 803.5，3 000.0 m(未穿)。由图2，在450 m，双参1井进入生烃门限，开始生烃；在2803.5m，双参1井进入上三叠统，Ro=3.8%，Tmax=460℃。双阳盆地上三叠统大酱缸组暗色泥岩的有机质成熟度应该处于成熟—高成熟阶段。

图2 双参1井有机质热演化剖面图

3.4 生烃潜力综合评价

双阳盆地上三叠统大酱缸组发育的烃源岩厚度约为395～610 m，有机质丰度中等，发育Ⅲ型干酪根，有机质处于成熟—高成熟阶段，具有一定生烃能力。由于大部分样品来自地表露头，风化作用造成C、H元素流失，O元素富集，有机质丰度变低，类型变差[8]。地下烃源岩的生烃能力可能比地表样品还要更好一些。而且泥岩的脆性较大，可以形成页岩气储层。

4 结 论

1)双阳盆地脆性矿物含量高达66.7%，烃源岩脆性较大，具备页岩气储层的岩石学特征。

2)双阳盆地大酱缸组暗色泥岩为中等有机质丰度烃源岩。有机质类型主要为Ⅲ型干酪根，有机质处于成熟—高成熟阶段，具有一定生烃能力。

3)双阳盆地三叠系具有常规油气和页岩气的勘探潜力，含油气远景较好。

[1] 孟元林.松辽盆地东部外围断陷盆地群油气地质条件研究报告[R].大庆：东北石油大学，2016.

[2] 秦晓艳，王震亮，于红岩，等.基于岩石物理与矿物组成的页岩脆性评价新方法[J].天然气地球科学，2016, 27(10): 1925-1932.

[3] 李钜源.东营凹陷泥页岩矿物组成及脆性分析[J].沉积学报，2013,31(4):616-620.

[4] 赵佩，李贤庆，孙杰，等.川南地区下古生界页岩气储层矿物组成与脆性特征研究[J].现代地质，2013,28(2)：396-403.

[5] 于炳松.页岩气储层孔隙分类与表征[J].地学前缘，2013,20(4)：211-219.

[6] 孟元林，申婉琪，周新贵，等.东部盆地群下白垩统烃源岩特征与页岩气勘探潜力[J].2016,37(6)：893-902.

[7] 孟元林，肖丽华，杨俊生，等.风化作用对西宁盆地野外露头有机质性质的影响及校正[J]. 地球化学，1999，28(1): 42-50.

[8] 黄飞，辛茂安. SY/T5735-1995中华人民共和国天然气行业标准陆相烃源岩地球化学评价方法[S].北京：石油工业出版社，1996：1-19.

Cheracteristic of Coaly Mudstone Source Rocks and Shale Gas Exploration Potential of Shuangyang Basin

WANG Shilei1, MENG Yuanlin1, ZHANG Wenhao2, YANG Jiayi1, YU Qilin1

(1.CollegeofEarthScience,NortheastPetroleumUniversity,Daqing,Heilongjiang163318,China;2.OilandGasResourceSurveyCenter,ChinaGeologicalSurvey,Beijing100083,China)

Coal bearing stratum of fluvial facies and fluvial-lacustrine facies keeps developed in Triassic of Shuangyang basin, which shows coal-bearing source rock of exploration value. To study the Cheracteristic of coaly mudstone source rocks and shale gas exploration potential of Shuang yang basin, three types of samples in source rocks, including coal measures mudstone, carbonaceous mudstone and coal, have been collected in upper Triassic series from outcrop and Shuangshan 1. We study the organic abundance, including type and maturity of dark mudstones, carbonaceous mudstones and coals. The comprehensive evaluation result of Shuangyang basin is that the organic matter abundance reaches the organic abundance level of medium source rocks. The organic matter type is mainly type III, and the source rocks are in mature high mature stage, and the rock brittleness is higher. It can be used as a shale gas reservoir. In a word, the Triassic coal measures source rocks in Shuangyang basin have a certain hydrocarbon generating potential. It can become a shale gas reservoir with good oil and gas prospects.

Coaly mudstone source rocks; Shale gas; Triassic

2017-06-02

国家自然科学基金项目(41572135)；“十三五”国家科技重大专项(2016ZX05046-001)；国土资源部中国地质调查局项目(12120115001701)；黑龙江省科学基金(QC2016049)；黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才培养计划(UNPYSCT-2016122)；东北石油大学研究生创新科研项目(YJSCX2017-004NEPU)

王世磊(1991)，男，山东日照人，在读硕士研究生，研究方向：沉积学，手机“15245947764，E-mail：925490840@qq.com；通讯作者：孟元林(1960-)，男，教授，博士生导师，研究方向：石油地质，E-mail：QHDMYL@163.com.

P618.13

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.04.016