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旬邑地区古生界地层特征及下古烃源岩评价

2020-09-10刘俊青

看世界·学术上半月 2020年5期
关键词:灰岩泥岩灰色

刘俊青

摘要:旬邑地区位于鄂尔多斯盆地南部,处于伊陕斜坡与渭北隆起结合部位,元古界为陆相沉积,下古生界以海相碳酸盐岩沉积为主,上古生界逐渐过渡到陆相碎屑岩地层。下古生界烃源岩类型为Ⅰ型和Ⅱ1有机质,中等偏上的烃源岩主要分布在马五段、马四段顶部、马三段下部、马二段上部、马一下部、寒武系上部中部。

关键词:鄂尔多斯;旬邑;地层;烃源岩

一、地层特征

研究区内探井只有W1、W2两口探井钻遇古生界,其中W1井钻穿古生界。地层特征以W1井为例。

(一)上古生界

1二叠系上统石千峰组(P2sh):上部为紫红、棕红色泥岩、粉砂质泥岩,下部为浅灰色含砾中砂岩、细砂岩与紫红色泥岩略等厚互层。

与下伏地层上统上石盒子组呈整合接触。

2 二叠系上统上石盒子组(P2s):中上部为紫红色、棕紫色、紫褐色、深灰色泥岩与浅灰色中、细砂岩呈等厚互层;下部为绿灰色、灰色泥岩与浅灰色细砂岩呈等厚互层。

与下伏地层下统下石盒子组呈整合接触。

3 下统下石盒子组(P1x):绿灰色泥岩、灰色粉砂质泥岩与浅灰色细砂岩呈等厚互层。灰色、灰褐色、绿灰色泥岩、灰色粉砂质泥岩与浅灰色细砂岩呈略等厚互层。灰色、灰褐色泥岩与浅灰色细砂岩呈等厚互层。

与下伏地层二叠系下统山西组呈整合接触。

4 二叠系下统山西组(P1s):本组地层自上而下根据岩性、电性特征分为山2、山1两个段:①山2段(P1s2):灰色、深灰色泥岩、灰黑色炭质泥岩、粉砂质泥岩与浅灰色细砂岩、灰色泥质粉砂岩呈略等厚互层。②山1段(P1s1):深灰色泥岩、黑色炭质泥岩、深灰色粉砂质泥岩与灰、浅灰色中、细砂岩、泥质粉砂岩呈略等厚互层夹黑色煤。

与下伏地层石炭系上统太原组呈整合接触。

5 石炭系上统太原组(C3t):深灰色泥岩、黑色炭质泥岩与灰色细砂岩不等厚互层。

与下伏地层上古生界石炭系中统本溪组呈整合接触。

6 石炭系中统本溪组(C2b):灰色铝土质泥岩。铝土质泥岩:灰色,色均,质不纯,富含黄铁矿,性软,具滑腻感,断口呈贝壳状。

与下伏地层下古生界奥陶系下统马家沟组呈平行不整合接触。

(二)下古生界

1 奥陶系下统马家沟组(O1m):灰黑、深灰、灰色灰岩、泥灰岩、含泥灰岩、含云灰岩、云灰岩与灰、深灰色云岩、含灰云岩、泥质云岩、含泥云岩;局部夹深灰、灰黑色泥岩。

与下伏地层下古生界奥陶系下统亮甲山组呈整合接触。

2 奥陶系下统亮甲山组(O1l):深灰色灰岩、含云灰岩。

3 奥陶系下统冶里组(O1y):灰色硅质灰岩、深灰色灰岩。

与下伏地层下古生界寒武系中统张夏组呈平行不整合接触。

4 寒武系中统张夏组(∈2z):灰褐色灰岩。

与下伏地层下古生界寒武系中统徐庄组、毛庄组呈整合接触。

5 寒武系中统徐庄组、毛庄组(∈2x、∈2m):褐、棕褐色泥岩、含灰泥岩与深灰、灰色灰岩、硅质灰岩、含云灰岩、鲕粒灰岩、云灰岩、白云岩、灰绿色含泥含云灰岩等厚互层,底部见厚层灰色、灰白色石英砂岩,稀可见生物碎屑。

与下伏地层元古界长城系呈角度不整合接触。

(三)元古界

元古界长城系(Zc):棕红、棕灰、灰色石英岩。棕红、棕灰、灰色,成分以石英为主,偶含少量云母。细粒变晶结构,块状构造。岩石致密,坚硬。

二、下古烃源岩

烃源岩是油气成藏的物质基础,是评价生油凹陷的主要指标之一。利用现场地化录井资料,依据热模拟法对高成熟的各类烃源岩进行原始有机质丰度和类型等参数进行恢复,经地球化学分析研究和评价,划分出有效烃源岩层段,计算各层段烃源岩的生烃潜力。

(一)有机质丰度评价

烃源岩中足够数量的有机质是生成油气的物质基础,是决定岩石生烃能力的主要因素。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,衡量和评价岩石的生烃潜力。通常采用生烃潜量Pg和有机碳TOC两项数据反映有机质丰度。

在应用地化分析资料评价烃源岩的好坏时,必须充分考虑烃源岩的成熟度,对未成熟烃源岩,地化分析的生烃潜量Pg和有机碳TOC可以认为是原始的;而对于成熟或高成熟烃源岩,地化分析的两项参数Pg和TOC必须进行恢复校正后才能对烃源岩进行评价分级。

从烃源岩的演化过程看,生烃潜量和有机碳应该是正相关关系,这是识别高硬化程度烃源岩的基本方法。从W2井生烃潜量和有机碳关系看,两者具有一定的正相关性,说明烃源岩有机碳可以较真实反映盐下烃源岩的生烃潜力。

W2井各组段烃源岩有机质丰度评价如下:马五段,有机碳分布范围:0.035-0.972%,生烃潜量:0.169-2.589mg/g,主要为非和中等烃源岩,少量差和好烃源岩;马四段,有机碳分布范围:0.045-0.326%,生烃潜量:0.177-1.333mg/g,主要为非和差烃源岩,少量好烃源岩;马三段,有机碳:0.457%,生烃潜量:0.721mg/g,评价为中等烃源岩;马二段,有机碳:0.550%,生烃潜量:1.596mg/g,评价为中等烃源岩;马一段,有机碳分布范围:0.374-1.430%,生烃潜量:0.128-1.005mg/g,主要为好烃源岩,少量差烃源岩;寒武系,有机碳分布范围:0.318-0.435%,生烃潜量:0.399-3.836mg/g,主要为好和中等烃源岩。

本井好和中等烃源岩主要分布在马五段、马四段顶部、马三段下部、马二段上部、马一下部、寒武系上部中部。

(二)有机质类型评价

前述有机质丰度是烃源岩一个数量指标,而有机质类型是一个质量指标,不同类型干酪根的生烃潜力不同,同时形成产物也不同,Ⅰ、Ⅱ型干酪根生烃潜力大,形成产物以石油为主,Ⅲ型干酪根生烃潜力较小,形成产物以天然气为主,因此,有机质类型是评价烃源岩好坏的另一个重要方面。采用的参数有生烃潜量Pg、氢指数HI、降解潜率D。对于成熟度较高的烃源岩,类型指数会降低,所以必须恢复原始状态才能评价有机质类型。

W2井各组段烃源岩有机质类型评价如下:马五段,生烃潜量:0.169-2.589mg/g,氢指数:191.027-1196.307mg/g,降解潜率:15.855-99.293%,有机质类型以Ⅱ2、Ⅰ型为主,其次为Ⅱ1型;马四段,生烃潜量:0.177-1.333mg/g,氢指数:262.354-1203.592mg/g,降解潜率:21.755-99.898%,有机质类型以Ⅱ1、Ⅰ型为主,少量Ⅱ2型;马三段,生烃潜量:0.721mg/g,氢指数:132.976mg/g,降解潜率:11.037%,有机质类型评价为Ⅲ型;马二段,生烃潜量:1.596mg/g,氢指数:294.935mg/g,降解潜率:24.480%,有机质类型评价为Ⅱ2型;马一段,生烃潜量:0.128-1.005mg/g,氢指数:9.675-280.979mg/g,降解潜率:0.803-23.321%,有機质类型以Ⅱ2型为主,少量Ⅲ型;寒武系,生烃潜量:0.399-3.836mg/g,氢指数:70.567-1204.111mg/g,降解潜率:5.857-99.941%,有机质类型以Ⅱ2型为主,少量Ⅲ型、Ⅰ型。

本井Ⅰ型和Ⅱ1有机质主要分布在马五段中部下部、马四段、寒武系中部。

综上所述,马五、马四、寒武系为本井主力烃源岩层。

结论:元古界为陆相沉积,下古生界以海相碳酸盐岩沉积为主,上古生界逐渐过渡到陆相碎屑岩地层。下古生界烃源岩类型为Ⅰ型和Ⅱ1有机质,中等偏上的烃源岩主要分布在马五段、马四段顶部、马三段下部、马二段上部、马一下部、寒武系上部中部。

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