川東地區(qū)下侏羅統(tǒng)自流井組東岳廟段烴源巖評價

李世臨 張文濟 李延鈞 劉 波 鄧 勇

1. 中國石油西南油氣田公司重慶氣礦 2. 成都創(chuàng)源油氣技術(shù)開發(fā)有限公司

0 引言

川東地區(qū)范圍大致包括華鎣山以東，七躍山以西、大巴山以南、重慶以北的地區(qū)，屬于川東高陡構(gòu)造帶。下侏羅統(tǒng)自流井組東岳廟段頁巖具有分布面積廣闊、埋深較淺、資源潛力大的特點。鄒才能等認為陸相頁巖油氣是中國源巖油氣最具潛力的組成類型，是中國陸上未來“進源找油”最重要的突破對象[1]。前人對四川盆地湖相頁巖氣地質(zhì)特征也進行過研究[2-7]，特別是對川中大安寨頁巖油氣成藏及儲層特征研究得較多[8-10]，并且對川東周邊東岳廟段頁巖氣也進行過研究[11-12]。中石油對川東地區(qū)雙12井和新4井通過老井上試東岳廟段直井段分別產(chǎn)氣2 000 m3/d和產(chǎn)油16 t/d。2020年5月，中石化江漢油田部署的自流井組東岳廟段的頁巖氣預(yù)探井涪頁10HF井放噴測試獲產(chǎn)氣5.58×104m3/d、產(chǎn)油17.6 m3/d的穩(wěn)定工業(yè)油氣流，實現(xiàn)了川東復興地區(qū)陸相頁巖油氣勘探的重要突破[13]?！兜谒拇斡蜌赓Y源評價》中四川盆地第四次油氣資源評價中認為，川東地區(qū)為四川盆地東岳廟段的主生烴中心，也是大安寨段的次生烴中心[14]。為了摸清川東地區(qū)東岳廟段的勘探潛力，有必要對其烴源巖展開評價，弄清烴源巖厚度、有機質(zhì)豐度、類型和成熟度，為川東地區(qū)東岳廟段油氣勘探提供重要依據(jù)。

1 烴源巖厚度與分布

川東地區(qū)東岳廟段頂部為粉砂巖與上覆馬鞍山段深灰?guī)ЬG色泥巖分界，可分為東岳廟上亞段和東岳廟下亞段，上亞段以黑色、灰黑色頁巖為主，夾泥質(zhì)介殼灰?guī)r，底以黑色頁巖與下亞段頂部泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)細砂巖接觸，為東岳廟段的烴源巖；下亞段以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，夾淺灰色、灰色砂質(zhì)泥巖，底部以深灰色泥質(zhì)粉砂巖或灰質(zhì)粉砂巖與珍珠沖段紫紅色或深灰綠色泥巖分界（圖1）。

烴源巖厚度很大程度上控制了油氣分布，其展布成為烴源巖評價的重要內(nèi)容。烴源巖厚度也是生烴量和生烴強度的主要計算參數(shù)。川東地區(qū)的中部發(fā)育深湖相暗色泥、頁巖，形成一套良好的烴源巖。東岳廟段烴源巖主要為黑色頁巖和泥巖，厚度介于25～40 m，主要分布在上亞段，較厚區(qū)域在臥龍河—沙坪場以及五百梯區(qū)塊一帶（圖1、圖2）。

圖1 川東地區(qū)東岳廟段綜合柱狀圖

圖2 川東地區(qū)東岳廟段烴源巖厚度等值線圖

2 有機質(zhì)豐度

2.1 有機質(zhì)豐度參數(shù)評價標準

烴源巖的有機質(zhì)豐度是指單位重量的烴源巖中有機質(zhì)的百分含量。巖石中有足夠數(shù)量的有機質(zhì)是形成油氣的物質(zhì)基礎(chǔ)，是決定巖石生烴能力的主要因素。本次評價根據(jù)有機碳含量（TOC）和巖石熱解參數(shù)（生烴潛量，即S1+S2）來評價有機質(zhì)豐度。

對于泥質(zhì)烴源巖，有機質(zhì)豐度中有機碳下限為0.4%～0.5%（程克明等，1982；胡見義等，1991；陳建平等，1997），較為統(tǒng)一的標準是有機碳含量的下限值為0.5%，但有機質(zhì)的熱演化程度直接影響有機碳的含量，因此不同熱演化階段的有機質(zhì)其有機碳豐度的下限值不同（表1）。

表1 烴源巖有機碳豐度評價標準

巖石熱解分析也是一項快速獲得有機質(zhì)豐度信息的有效方法，在有機質(zhì)豐度評價中最常用的熱解參數(shù)是生烴潛量。在其他條件相近的情況下，兩部分之和也隨巖石中有機質(zhì)含量的升高而增大。

2.2 有機碳含量

本次在川東及周邊地區(qū)28口井和1個露頭共106個巖心、巖屑、野外露頭樣品。通過樣品分析，川東地區(qū)東岳廟段烴源巖有機碳含量0.50%～3.44%，平均值1.61%，最高3.44%。從平均有機碳含量直方對比圖來看，川東地區(qū)東岳廟段暗色泥頁巖屬于較好—好烴源巖。從取樣散點圖來看，其中差烴源巖占6.60%，中等烴源巖占14.15%，較好烴源巖50.94%，好烴源巖占28.30%（圖 3）。

2.3 生烴潛量

川東地區(qū)及周邊27口井巖心和巖屑共95個樣品的S1+S2值為0.01～6.25 mg/g，平均2.07 mg/g（圖3）。從取樣散點圖來看，其中非烴源巖占33.68%，差等烴源巖占17.89%，中等烴源巖45.26%，較好烴源巖占3.16%（圖4）。從生烴潛量來看，川東地區(qū)東岳廟段暗色泥頁巖總體以中等—較好烴源巖。

圖3 川東地區(qū)及周邊鉆井和露頭東岳廟段平均有機碳含量直方對比圖和散點圖

圖4 川東地區(qū)及周邊鉆井東岳廟段平均生烴潛量直方對比圖和散點圖

盧雙舫[15]等認為，有機質(zhì)豐度評價主要以有機碳為主，生烴潛量為輔作為評價。綜合認為川東地區(qū)東岳廟段暗色泥頁巖屬于較好—好烴源巖。

2.4 有機質(zhì)豐度平面展布

東岳廟段烴源巖有機質(zhì)豐度評價綜合分析認為，烴源巖較好的主要分布在福祿場—大貓坪—高峰場—五百梯一帶；長壽—涪陵百勝鎮(zhèn)一帶以南以及復興場往盆地邊界方向較差（圖5）。

圖5 川東地區(qū)東岳廟段有機碳含量等值線圖

3 有機質(zhì)類型

干酪根是分散有機質(zhì)的主要賦存方式，代表了有機質(zhì)的主體類型，在有機碳指標相同的情況下，干酪根類型的差別也會造成生烴潛力的不同。生烴潛力Ⅰ型＞Ⅱ型1＞Ⅱ型2＞Ⅲ型干酪根的顯微組分可分為腐泥質(zhì)、殼質(zhì)組、鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組4個組分。本次利用有機質(zhì)鏡檢和巖石熱解參數(shù)來進行有機質(zhì)類型的劃分。

3.1 鏡檢有機質(zhì)類型

本次取川東野外剖面3個和8個巖心樣品進行顯微組份鏡檢，顯示所有野外侏羅系泥頁巖干酪根組分以腐泥組+殼質(zhì)組為主，鏡檢顯微組分以Ⅱ1、Ⅱ2型為主（表2，圖6）。巖心巖屑樣品全巖光片鏡下顯微組份特征，有機顯微組分主要以腐泥無定形和鏡質(zhì)體為主，鏡檢有機質(zhì)類型：Ⅱ1型為主，少量Ⅱ2型（圖7）。

圖6 川東地區(qū)侏羅系野外剖面泥、頁巖有機質(zhì)顯微類型區(qū)分圖

表2 川東地區(qū)侏羅系野外剖面泥頁巖有機質(zhì)類型表

3.2 巖石熱解參數(shù)劃分有機質(zhì)類型

根據(jù)東岳廟段烴源巖95個泥頁巖樣品最高熱解溫度Tmax（℃）和氫指數(shù)（IH）關(guān)系判斷，樣品的有機質(zhì)類型主要以Ⅱ1型為主，Ⅰ型和Ⅱ2型為輔，少量Ⅲ型（圖8）。

圖8 東岳廟段烴源巖熱解參數(shù)類型劃分圖

通過鏡檢有機質(zhì)類型和巖石熱解參數(shù)劃分有機質(zhì)類型認為，川東地區(qū)東岳廟段機質(zhì)類型主要以Ⅱ1型為主，Ⅰ型和Ⅱ2型為輔，少量Ⅲ型。

4 烴源巖成熟度與生烴成藏相態(tài)

干酪根的鏡質(zhì)體反射率（Ro）是最直觀的表征有機質(zhì)成熟度的參數(shù)之一；巖石Tmax也常用于有機質(zhì)或地層熱演化程度的判斷，但它受到的影響因素很多，諸如巖性、有機質(zhì)豐度、可溶有機質(zhì)含量、瀝青分布與充填等。

成藏相態(tài)判別前提一是自生自儲油氣藏，無外來油氣輸入；二與地層溫度壓力有關(guān)，溫壓高則相同條件趨于氣相。常用石油工程氣油比或凝析油含量判別和PVT實驗直接判斷。

中石化江漢油田涪頁10HF井放噴測試求產(chǎn)，獲得日產(chǎn)氣5.58×104m3、日產(chǎn)油17.6 m3的穩(wěn)定工業(yè)油氣流。東上地層壓力系數(shù)大于 1.75，屬于超高壓系統(tǒng)。地層溫度為 73.86℃，為低地溫梯度系統(tǒng)。井流物組分 CH4占76.43%，輕質(zhì)組分含量高；C+占2.79%，重組分含量低。生產(chǎn)氣油比為1 746.19 m3/m3，脫氣原油密度為 0.775 2 g/cm3，φ1值為 15.35，C2+為 22.98，C2/C3為 2.7，結(jié)合流體相圖綜合判斷涪頁10井東上亞段中的氣藏類型為凝析氣藏（圖9）。

圖9 涪頁10HF井地層流體PVT相圖

本次利用川東及周圍地區(qū)31口井51個數(shù)據(jù)點做出Ro等值線圖，從圖中可以看出，東岳廟段Ro高值區(qū)在云陽一帶，次高值區(qū)出現(xiàn)在福祿場一帶（圖10）。統(tǒng)計顯示Ro小于1.1%占比22.6%，1.1%～1.4%占比58.1%，1.4%以上占比19.3%。東岳廟段烴源巖屬于成熟晚期到高熟早期階段，以凝析油氣—濕氣為主。通過實際油氣產(chǎn)出相態(tài)與成熟度標定，由于有機質(zhì)類型上的差異，已有產(chǎn)出油氣井與成熟度對比分析，實際上侏羅系油藏與凝析氣藏成熟度界限在1.1%，相應(yīng)的凝析氣藏與濕氣藏界限在1.4%左右。由此，可預(yù)測東岳廟段區(qū)域上生烴以凝析氣、濕氣為主，液烴油不足13.0%（圖8），表明川東地區(qū)東岳廟段以頁巖氣藏為主要勘探目標。

圖10 川東地區(qū)東岳廟段鏡質(zhì)體反射率等值線圖

5 結(jié)論

1）東岳廟段烴源巖主要為黑色頁巖和泥巖，厚度約為25～40 m，主要分布在上亞段，較厚區(qū)域在臥龍河—沙坪場以及五百梯區(qū)塊一帶。

2）綜合烴源巖有機碳含量和生烴潛量（S1+S2）來看，川東地區(qū)東岳廟段暗色泥頁巖屬于較好—好烴源巖。

3）通過干酪根鏡檢有機質(zhì)類型和巖石熱解參數(shù)類型劃分，東岳廟段烴源巖有機質(zhì)類型主要以Ⅱ1型為主、Ⅱ2型為輔。

4）東岳廟段烴源巖處于成熟晚期到高熟早期階段，可預(yù)測東岳廟段區(qū)域上生烴以凝析氣、濕氣為主，頁巖氣藏為川東地區(qū)東岳廟段主要勘探目標。