枣园探区烃源岩评价及资源量计算
时间：2020-11-13 04:38:51 来源：达达文档网 本文已影响 人 
闻星宇 王桂成 曹聪 陈立军 孟旺才 庄岩
摘要：本文在前人研究的基础上，结合取心及测井资料，对研究区若干样品做了岩石有机碳（TOC ）、干酪根C、H、O元素、Rock-eval热解、氯仿沥青抽提、氯仿沥青“A”、族组分分析、族组分分离、饱和烃馏分色谱—色质等8项分析分析测试。结果表明：（1）长9层、长7层的暗色泥岩、张家滩页岩、李家畔页岩是本探区最主要的有效烃源层;长6层暗色泥岩也是本区的较好烃源岩，长4+5层暗色泥岩为较差烃源岩。（2）有机质类型最好的是长7烃源岩，有机质类型主要为Ⅰ型（腐泥型）—Ⅱ1（腐植-腐泥型）;长6烃源岩有机质类型主要为Ⅲ型（腐殖型）—Ⅱ2（腐泥-腐植型），次为Ⅰ型（腐泥型）—Ⅱ1（腐植-腐泥型）;长4+5烃源岩有机质类型主要为Ⅲ型（腐殖型）—Ⅱ2（腐泥-腐植型），次为Ⅱ1（腐植-腐泥型）。（3）使用成因法计算公式，结合生烃强度展布范围，计算得出长7烃源岩面积为359.044Km2，地质资源量为106.62×106t。长9烃源岩面积为330.414Km2，地质资源量为49.58×106t。
关键词：烃源岩特征;评价;资源量计算;枣园探区;
1 地质概况
鄂尔多斯盆地上三叠统延长组是我国陆相三叠系中出露最好、研究最早、发育比较齐全的剖面，其三叠系延长组属于内陆湖相沉积。枣园探区处于伊陕斜坡有利构造带上。产油层位主要有长4+5、长6、长8，局部可见长9油层发育。
2烃源岩特征
2.1有机质丰度
本次采集研究区延长组长7段、长6段和长4+5段黑色泥岩样品，并结合周边地区样品数据分别做了岩石有机碳（TOC ）、干酪根C、H、O元素、Rock-eval热解、氯仿沥青抽提、氯仿沥青“A”、族组分分析、族组分分离、饱和烃馏分色谱—色质等8项分析，长9段和长4+5段未采集到泥岩钻井样品，结合周边地区研究数据对其进行研究。
2.1.1有机碳含量
长9段泥岩是延长组长9的末期和长8早期的沉积期，沉积的一套深湖、半深湖相的泥页岩，岩性主要为深灰色泥岩、黑色泥岩、页岩和油页岩，其中黑色页岩、油页岩及黑色泥岩被称为“李家畔页岩”。区内该套地层展布厚度在50～70m之间，尤其在枣园乡周边，长9暗色泥岩厚度最大，为60～70m之间，在工区的西南面及东北面暗色泥岩厚度也较大，有机碳平面展布范围在枣8和南287井周边比较大，在2%-3%之间（图1）.全区有机碳含量在0.6%～3.65%，平均值为1.73%（18个样本），按照上述表1所列的评价标准，好烃源岩（TOC>1%），长9段是一套好—极好烃源岩，可以称之为优质烃源岩。该套烃源岩不仅是本区延长组优质烃源岩，同时也是整个鄂尔多斯盆地中生界主要的烃源岩之一。
长7段泥岩沉积时期为鄂尔多斯盆地中生界三叠系晚期湖盆最大水侵时期，广泛发育了一套半深湖-深湖相沉积，岩性主要为深灰色泥岩、黑色泥岩、页岩和油页岩，其中黑色页岩、油页岩及黑色泥岩被称之为张家滩页岩，厚度在40～70m之间，在工区西南部及枣7附近，泥页岩厚度可达70m，有机碳含量基本在1.0～8.9%，平均含量4.38%（20个样本），在平面上，有机碳基本大于1，沿枣探1—南298—枣10一线，有机碳含量最高，基本上在4%～7%之间。按照烃源岩（TOC>1%）为好烃源岩评价标准，长7段是一套好—极好烃源岩，可以称之为优质烃源岩。该套烃源岩不仅是本区延长组最好的烃源岩，同時也是整个鄂尔多斯盆地中生界最主要的烃源岩之一。
长6地层沉积时期主要处于半深湖、浅湖区域，形成了水下三角洲分流河道及间湾亚相沉积，浅灰色—灰色泥岩主要是间湾形成。有机碳含量基本在0.31～1.52%，最高可达4.18%，平均值为1.30%，根据表1的评价标准，属于较好—好烃源岩范围。
长4+5期为一套湖相、三角洲平原相中分流间沼泽亚相和三角洲前缘分流间湾亚相环境的形成的灰黑色泥岩、碳质泥岩、粉砂质泥岩夹砂岩沉积。有机碳含量基本在0.24～1.9%，均值在0.57%，属于差—较差烃源岩。
2.1.2氯仿沥青含量
研究区各潜在烃源层暗色泥岩的氯仿沥青含量变化范围在0.09～0.31%之间，长7氯仿沥青含量变化范围在0.20～0.34 %之间，均值为0.249%;长6氯仿沥青含量范围主要在0.10～0.21%之间，均值为0.159%;长4+5氯仿沥青含量变化范围在0.09～0.22%之间，均值为0.136%。按照烃源岩评价标准，研究区部分长4+5、长6和长7都达好烃源岩标准。
2.1.3总烃含量
总烃是指氯仿沥青的族组分中饱和烃与芳香烃之和（以ppm为单位），也是评价烃源岩有机质丰度的重要指标之一。研究区暗色泥岩的总烃含量范围为151.9～2682.2 ppm。长7层段的总烃含量变化在501.9～2682.2 ppm之间，均值为1820.5ppm，根据表1的评价标准，为好烃源岩（总烃含量>500ppm）。长6层段的总烃含量变化在151.9～1556.1 ppm之间，均值为813.2ppm，为较好—好烃源岩。
2.1.4产油潜量
全区暗色泥岩的产油潜量S1+S2值分布范围在0.26～18.46mg/g之间。长9的产油潜量主要集中在4.02～15.58mg/g之间，均值为10.15mg/g，为好烃源岩（S1+S2值>6mg/g）。长7层的产油潜量主要集中在5.89～18.46mg/g之间，均值为13.2mg/g，为好烃源岩。长6层暗色泥岩产油潜量低于长7段，产油潜量变化在0.36～5.87mg/g之间，均值为2.35mg/g，可作为本区的较好烃源岩（S1+S2范围值2～6 mg/g）。长4+5层的产油潜量主要集中在0.26～2.11mg/g之间，最高可达5.72mg/g，根据表4-1-1的评价标准，主要为非—较差烃源岩，部分样品为中等—较好烃源岩。
总体来说，长9层、长7层的暗色泥岩、张家滩页岩、李家畔页岩是本探区最主要的有效烃源层;长6层暗色泥岩也是本区的较好烃源岩，长4+5层暗色泥岩为较差烃源岩。
2.2有机质类型
本节主要依据岩石热解参数和可溶有机质组成特征等两个方面的地球化学指标，按照干酪根三类四型的分类方案，对研究区各个潜在烃源层分散有机质的类型，作剖析研究。
2.2.1岩石热解氢指数和降解潜率确定烃源岩有机质类型
采用Rock-eval岩石热解的方法，基于I型有机质富含S2（热解烃 ）、贫S3（CO2），氢指数IH值高、氧指数IO值低，而III型有机质则与之相反的原理，可以依据IH与IO图版，确定有机质类型，另外，类型指数（TYC）、降解率（D）、生烃潜量（S1+S2）等热解参数同样也是划分有机质类型的重要依据。
研究发现，长9烃源岩有机质类型为Ⅲ型（腐殖型）-Ⅱ2（腐泥-腐植型）;长7烃源岩有机质类型为Ⅱ1（腐植-腐泥型）—Ⅱ2（腐泥-腐植型）;长6烃源岩有机质类型主要为Ⅲ型（腐殖型）—Ⅱ2（腐泥-腐植型），次为Ⅰ型（腐泥型）—Ⅱ1（腐植-腐泥型）;长4+5烃源岩有机质类型为Ⅲ型（腐殖型）—Ⅱ2（腐泥-腐植型），次为Ⅱ1（腐植-腐泥型）。
另外，氢指数与Tmax关系也被常用于划分烃源岩的有机质类型。长9层段样品主要落在Ⅱ2型干酪根区域;长7层段样品主要落在Ⅱ2型干酪根区域;长6层段样品主要落在Ⅲ型干酪根区域，部分样品落到Ⅰ型—Ⅱ1型干酪根区域;长4+5层段样品主要落在Ⅲ型干酪根区域，部分样品落在Ⅱ1型干酪根区域。
2.2.2可溶有机质组成特征确定烃源岩有机质类型
研究发现，本次研究长7烃源岩饱和烃含量分布在20.24～78.04%之间，非烃+沥青质含量分布在5.49～48.86mg/g之间，饱/芳比分布在0.88～7.58之间，有机质类型为典型的Ⅰ型（腐泥型）。长6烃源岩饱和烃含量分布在3.07～49.55%之间，非烃+沥青质含量分布在18.51～77.82mg/g之间，饱/芳比分布在0.36～4.10之间有机质类型主要为Ⅲ型（腐殖型）—Ⅱ2（腐泥-腐植型），次为Ⅰ型（腐泥型）—Ⅱ1（腐植-腐泥型）;长4+5烃源岩饱和烃含量分布在14.83～56.37%之间，非烃+沥青质含量分布在20.15～51.85mg/g之间，饱/芳比分布在0.67～3.03之间，有机质类型主要为Ⅲ型（腐殖型）—Ⅱ2（腐泥-腐植型），次为Ⅱ1（腐植-腐泥型）。
综上所述，研究区长4+5、长6和长7各层系烃源岩中，有机质类型最好的是长7烃源岩，有机质类型主要为Ⅰ型（腐泥型）—Ⅱ1（腐植-腐泥型）;长6烃源岩有机质类型主要为Ⅲ型（腐殖型）—Ⅱ2（腐泥-腐植型），次为Ⅰ型（腐泥型）—Ⅱ1（腐植-腐泥型）;长4+5烃源岩有机质类型主要为Ⅲ型（腐殖型）—Ⅱ2（腐泥-腐植型），次为Ⅱ1（腐植-腐泥型）。
2.3有机质成熟度
研究区长4+5、长6、长7和长9烃源岩的岩石热解最高峰温、产率指数、氢指数、有效碳和烃指数的热解参数表。长4+5、长6、长7和长9烃源岩的岩石热解最高峰温均高于440℃，均处于低成熟—成熟演化阶段。
岩石热解最高峰温确定烃源岩有机质成熟度，下面分别从Ro值和最高热解峰温Tmax以及生物标记化合物成熟度参数等方面对研究区各层系烃源岩的成熟度加以分析。
长4+5、长6、长7和长9烃源岩的岩石热解最高峰温均高于440℃，均处于低成熟—成熟演化阶段。
3资源量计算
采用取自铜川露头长7油页岩及井下长7油页岩做生烃模拟实验，获取的生烃参数，计算资源量。
使用成因法计算公式，结合生烃强度展布范围（图2），使用铜川露头长7油页岩及井下长7油页岩做生烃模拟实验，获取的生烃参数，计算了长7段的资源量。烃源岩面积为359.044Km2，地质资源量为106.62×106t。使用同样的方法可以计算长9段的资源量。烃源岩面积为330.414Km2，地质资源量为49.58×106t。
4 结论
（1）研究区长9层、长7层的暗色泥岩、张家滩页岩、李家畔页岩是本探区最主要的有效烃源层;长6层暗色泥岩也是本区的较好烃源岩，长4+5层暗色泥岩为较差烃源岩。
（2）有機质类型最好的是长7烃源岩，有机质类型主要为Ⅰ型（腐泥型）—Ⅱ1（腐植-腐泥型）;长6烃源岩有机质类型主要为Ⅲ型（腐殖型）—Ⅱ2（腐泥-腐植型），次为Ⅰ型（腐泥型）—Ⅱ1（腐植-腐泥型）;长4+5烃源岩有机质类型主要为Ⅲ型（腐殖型）—Ⅱ2（腐泥-腐植型），次为Ⅱ1（腐植-腐泥型）。
（3）使用成因法计算公式，结合生烃强度展布范围，使用铜川露头长7油页岩及井下长7油页岩做生烃模拟实验，获取的生烃参数，计算了长7段的资源量：长7烃源岩面积为359.044Km2，地质资源量为106.62×106t。同样计算出长9烃源岩面积为330.414Km2，地质资源量为49.58×106t。
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