中上揚(yáng)子地區(qū)二疊系烴源巖評(píng)價(jià)與油氣生成

張?jiān)葡?/p>

（中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京100083）

中上揚(yáng)子地區(qū)指紅河斷裂、龍門山斷裂以東，大巴山、襄樊－廣濟(jì)斷裂以南，師宗－彌勒斷裂以西的廣袤地區(qū)，屬于中國最穩(wěn)定的3大塊體（華北、揚(yáng)子、塔里木）之一，其構(gòu)造變形帶的形成，與揚(yáng)子、華夏板塊的碰撞有關(guān)［1－2］，又以新華斷裂為界［5］，分為中揚(yáng)子和上揚(yáng)子。二者存在許多構(gòu)造－地層演化共性，古地磁接近，長(zhǎng)期在古生代華南板塊周緣分離拼合的圍限下，歷經(jīng)多期復(fù)合構(gòu)造變形，發(fā)展為相對(duì)穩(wěn)定的克拉通陸塊。二者也存在一些差異，上揚(yáng)子面積大，結(jié)晶基底有較多巖體侵入，古生代沉積環(huán)境變化大。

中上揚(yáng)子地區(qū)是目前中國南方油氣勘探中最重要的構(gòu)造單元，油氣源條件好，已經(jīng)在四川盆地發(fā)現(xiàn)了從震旦系到三疊系不同層位的天然氣藏，探明儲(chǔ)量約為1．5×108m3，在四川盆地以外的廣大地區(qū)發(fā)現(xiàn)了麻江、凱里、甕安、慈利等一批古油藏，油氣顯示眾多，主要包括瀝青、油苗、氣苗、井下油氣苗等。前人進(jìn)行過大量的科學(xué)研究以及勘探實(shí)踐活動(dòng)，但仍存在多方面的棘手難題。本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上，分析化驗(yàn)了大量二疊系烴源巖樣品，結(jié)合11條基干剖面、23條輔助剖面、15條構(gòu)造大剖面，開展了中上揚(yáng)子地區(qū)二疊系烴源巖的研究。按照有機(jī)碳含量下限標(biāo)準(zhǔn)（即碎屑巖烴源巖有機(jī)碳含量下限為0．5%，碳酸鹽巖烴源巖有機(jī)碳含量下限為0．4%），探討了烴源巖厚度、分布范圍、有機(jī)碳含量、有機(jī)質(zhì)類型及熱演化程度等，確定研究區(qū)二疊系共發(fā)育3套有效烴源巖（見表1）。

表1 中上揚(yáng)子地區(qū)二疊系烴源巖分布層位

1 下二疊統(tǒng)烴源巖評(píng)價(jià)

為區(qū)域性烴源巖。石炭紀(jì)末水退后，經(jīng)歷了短期間斷，早二疊世初逐漸海侵，在下二疊統(tǒng)底部普遍沉積了河湖沼澤和濱海沼澤相［3］，超覆在石炭系、泥盆系或下古生界之上［4］，發(fā)育了梁山組泥巖和泥灰?guī)r，有機(jī)碳含量較高，厚度小。如普光5井梁山組泥巖有機(jī)碳含量為0．5%～0．9%，但厚度僅8 m。在川西龍門山地區(qū)也發(fā)現(xiàn)多處二疊系黑色頁巖，為優(yōu)質(zhì)的烴源巖；沿考察剖面發(fā)現(xiàn)了豐富的瀝青充填，證實(shí)該層系曾發(fā)生過油氣運(yùn)移和聚集。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果看（圖1），45個(gè)采集樣品，約24%為有效烴源巖，如劍閣上寺剖面有機(jī)碳含量為8．67%的黑色泥巖，洛邦火把寨剖面有機(jī)碳含量為1．25%的暗色泥巖，以及雅安天全剖面的黑色泥巖有機(jī)碳含量為2．84%，均為優(yōu)質(zhì)烴源巖。

圖1 中上揚(yáng)子地區(qū)下二疊統(tǒng)烴源巖不同巖性比例分布

下二疊統(tǒng)烴源巖的母質(zhì)類型以Ⅰ－Ⅱ1型干酪根為主，泥質(zhì)烴源巖厚度較小，但生烴貢獻(xiàn)大。在江漢盆地東坊、慈利、蒲圻北門岔、東山雁門口、桑植－石門、安徽巢縣和宣城新田等地廣布的油苗都應(yīng)來自本套烴源巖。該套烴源巖也是四川盆地二疊系、三疊系氣藏的重要?dú)庠磶r，使得川東北地區(qū)二疊系、三疊系天然氣勘探取得了重大進(jìn)展，成為繼川東石炭系后重要接替領(lǐng)域［4，8－9］，也為川西深層天然氣勘探提供重要的氣源。

在平面上，中上揚(yáng)子下二疊統(tǒng)烴源巖發(fā)育在被北部秦嶺南部隆起、西部康滇古陸－寶興隆起、南部黔中隆起和東南部江南雪峰隆起包圍的深水－次深水陸棚，遠(yuǎn)離隆起區(qū)的中上揚(yáng)子克拉通盆地內(nèi)，存在較為明顯的兩排近東西向以及北西西向的烴源巖沉積中心，呈帶狀展布；而在黔中隆起南側(cè)水城－鎮(zhèn)寧－安順一帶，發(fā)育三個(gè)彼此孤立、單獨(dú)存在的北西－南東向烴源巖沉積中心，且沉積范圍較小（圖2），反映了當(dāng)時(shí)的古構(gòu)造及海相沉積背景。該套烴源巖主要處于高、過成熟的熱演化階段，上揚(yáng)子地區(qū)有機(jī)質(zhì)Ro值為1．76%～2．14%，中揚(yáng)子地區(qū)有機(jī)質(zhì)Ro值為0．70%～3．27%。

圖2 南方中上揚(yáng)子地區(qū)下二疊統(tǒng)烴源巖評(píng)價(jià)

2 上二疊統(tǒng)烴源巖評(píng)價(jià)

晚二疊世早期，華南陸塊南部邊緣的拉張幾乎停止，海水退縮，中上揚(yáng)子地區(qū)晚二疊世沉積格局發(fā)生了很大變化［5］，東南浙閩粵地區(qū)（華夏古陸）和西南康滇地區(qū)（康滇古陸）進(jìn)一步隆升，范圍擴(kuò)大，并且形成云開隆起，晚二疊世早期（龍?zhí)镀冢┰诼∑饚Ш蛽P(yáng)子淺海臺(tái)地之間發(fā)育兩條海陸交互相沉積帶：一是近南北向稍偏北東東向的川中－黔西－滇東帶，另一是北東東向的贛－閩西地區(qū)。沉積環(huán)境對(duì)烴源巖的發(fā)育具有明顯的控制作用，研究區(qū)大隆組優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育［6］。根據(jù)烴源巖的平面展布（圖3）、縱向上的沉積巖相組合及其有機(jī)質(zhì)特征，將中上揚(yáng)子上二疊統(tǒng)烴源巖劃分為三部分：①受特提斯大洋向東俯沖以及大洋關(guān)閉的影響，在龍門山區(qū)以東發(fā)育綿羊－南充－廣安－華鎣山三角洲相烴源巖，由西北向東南嵌入到中上揚(yáng)子克拉通盆地中。②伴隨秦嶺由擴(kuò)張轉(zhuǎn)為消減俯沖，以川東北為沉積中心，發(fā)育一套西起巴中東南至建始－巴東地區(qū)的龍?zhí)督M近海沼澤相煤系地層，其中泥質(zhì)巖和煤層是良好的烴源巖。河壩1井揭穿了二疊系全部地層850 m，其中上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M煤系地層厚近100 m，有機(jī)碳含量均在0．5%～6．0%之間。往東南的普光5井，上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M厚度增加至170 m左右，有機(jī)碳含量介于0．5%～5．0%。繼續(xù)向東南的云安19井，龍?zhí)督M有機(jī)碳含量一般大于2．0%，除去20 m砂巖薄夾層，龍?zhí)督M烴源巖厚度約170 m。再向東南外側(cè)，厚度減薄，有機(jī)質(zhì)豐度漸低，烴源巖變得不太發(fā)育。③近南北向展布的川南－黔西北～滇東－黔中地區(qū)，主要為近海障壁湖盆以及深水泥質(zhì)陸棚發(fā)育的沼澤煤系地層。川南三泉地區(qū)的龍?zhí)督M底部為泥巖、碳質(zhì)泥巖夾煤層，有機(jī)碳含量一般在1．0%以上，中部為泥巖、灰質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r和砂質(zhì)灰?guī)r互層，該區(qū)厚度一般小于60 m，向南厚度逐漸增大，在習(xí)水良村厚度90 m，以泥巖和碳質(zhì)泥巖為主。

圖3 南方中上揚(yáng)子地區(qū)上二疊統(tǒng)烴源巖評(píng)價(jià)

晚二疊世晚期，海侵?jǐn)U大，臺(tái)地內(nèi)先期斷陷再生［5］，發(fā)育兩類烴源巖，一類是泥硅質(zhì)烴源巖，發(fā)育在拉張斷陷內(nèi)和南部邊緣，有機(jī)質(zhì)豐度較高，川北－鄂北帶殘余有機(jī)碳較高。第二類為泥質(zhì)碳酸鹽巖，即黑長(zhǎng)興，分布在斷陷或邊緣盆地與淺海臺(tái)地之間的過渡帶，但在河壩1井長(zhǎng)興組以灰?guī)r為主，有機(jī)碳含量絕大多數(shù)低于0．2%，基本為非烴源巖。

中上揚(yáng)子地區(qū)烴源巖母質(zhì)類型以Ⅱ2－Ⅲ型干酪根為主，處于高－過成熟階段。中揚(yáng)子大部分地區(qū)Ro為1．3%～2．0%，四川盆地Ro一般在2．0%～3．0%；南盤江地區(qū)演化程度最高，Ro多在3．0%以上；向四周變低，以1．3%～2．0%為主。

3 二疊系烴源巖與油氣生成

中上揚(yáng)子地區(qū)二疊系烴源巖的生烴高峰發(fā)生在中侏羅世，目前已普遍進(jìn)入高－過成熟的熱演化階段，生成的烴類以天然氣為主。上揚(yáng)子地區(qū)的中心是四川盆地，其中，在川北地區(qū)、川東地區(qū)，二疊系烴源巖是普光、羅家寨、渡河口、鐵山坡、鐵山、福成寨等地飛仙關(guān)組氣藏和長(zhǎng)興組氣藏的主力氣源巖（戴金星等，2000）［11］，該區(qū)已是近年四川盆地的重點(diǎn)勘探區(qū)域。在川東南地區(qū)，二疊系烴源巖具有良好的生烴潛力，也有一些氣田相繼發(fā)現(xiàn)，因而具有較好的勘探前景。在川西南和川南發(fā)現(xiàn)和開發(fā)了多個(gè)二疊系自生自儲(chǔ)型氣藏，儲(chǔ)層為縫洞型碳酸鹽巖，如納溪?dú)獠?、陽高寺氣藏等?/p>

中揚(yáng)子地區(qū)江漢盆地保存條件好，在二疊系烴源巖沉積、生烴中心附近或距離較近的范圍內(nèi)，處于相對(duì)有利的油氣聚集區(qū)，可能存在一定的含油氣前景，如江漢盆地東坊背斜茅口組油苗，慈利縣回太鄉(xiāng)鳳鶴山煤礦采石場(chǎng)油苗，蒲圻北門岔茅口組油苗和東山雁門口二疊系油苗均來自本套烴源巖；至于湘鄂渝黔地區(qū)，綜合分析生儲(chǔ)蓋特征和保存條件，推測(cè)可能具有油氣勘探前景的地區(qū)主要包括利川、花果坪、桑植－石門等地。

4 結(jié)論

（1）原型盆地性質(zhì)、演化疊合過程、大洋缺氧沉積事件、古構(gòu)造環(huán)境、古氣候變遷、古動(dòng)植物繁盛程度等因素與烴源巖的發(fā)育密切相關(guān)，并控制了中上揚(yáng)子地區(qū)二疊系海相烴源巖的分布。

（2）下二疊統(tǒng)烴源巖分布廣泛，為一套區(qū)域性烴源巖，沉積于深水－次深水陸棚，母質(zhì)類型以Ⅰ－Ⅱ1型干酪根為主。江漢盆地東坊背斜茅口組油苗，慈利縣回太鄉(xiāng)鳳鶴山煤礦采石場(chǎng)油苗，蒲圻北門岔茅口組油苗和東山雁門口二疊系油苗均來自本套烴源巖；該套烴源巖也是四川盆地二疊系、三疊系氣藏的重要?dú)庠磶r。

（3）上二疊統(tǒng)烴源巖在中上揚(yáng)子的大部分地區(qū)都有分布，主要包括龍?zhí)督M、大隆組，為該區(qū)的主力烴源巖，以泥質(zhì)巖夾煤層為主要特征，母質(zhì)類型以Ⅱ2－Ⅲ干酪根為主，處于高、過成熟的熱演化階段。

（4）我國的海相碳酸鹽巖油氣勘探日益重要，根據(jù)烴源巖的發(fā)育條件控制油氣運(yùn)聚，可以不斷地開拓思路，為中上揚(yáng)子地區(qū)增儲(chǔ)上產(chǎn)呈現(xiàn)廣闊的油氣勘探前景。

［1］馮常茂，劉進(jìn)．中上揚(yáng)子地區(qū)構(gòu)造變形帶成因機(jī)制及有利油氣勘探區(qū)域預(yù)測(cè)［J］．地球?qū)W報(bào)，2008，29（2）：199－204．

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