段宏亮，劉世麗，付 茜

(中國石化 江蘇油田分公司，江蘇 揚州 225009)

富有機質(zhì)頁巖是指有機碳含量大于2.0%的暗色頁巖[1]，其不僅可以作為生烴層和蓋層，而且可以作為儲集層，聚集具有開采價值的頁巖油氣[2-8]，是油氣勘探的新領域。

蘇北盆地阜寧組(E1f)發(fā)育阜四段(E1f4)和阜二段(E1f2)兩套分布廣泛且穩(wěn)定的泥頁巖層系，其中共有227口井次見油氣顯示，有9口井試獲油流，XX38井常規(guī)測試日產(chǎn)油14.4 m3，累產(chǎn)油1 069 t；TX96井壓裂測試日產(chǎn)油2.3 t，累產(chǎn)油2 564 t(目前日產(chǎn)油0.7 t)，展示了良好的頁巖油勘探前景[9-11]。目前對于上述泥頁巖層系特征、非均質(zhì)性以及富有機質(zhì)頁巖成因等研究認識程度較低，難以有效指導頁巖油選區(qū)評價及富集機理研究。本文以阜二段為研究對象，在大量巖心及薄片觀察的基礎上，結合系統(tǒng)的有機地球化學、全巖X-衍射及微量元素等采樣與測試，研究了富有機質(zhì)頁巖的地質(zhì)、地球化學特征，分析了其沉積環(huán)境，以期為蘇北盆地E1f2頁巖油評價及勘探提供依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

蘇北盆地屬蘇北—南黃海盆地的陸上部分，是晚白堊世發(fā)育起來的陸相中、新生代沉積盆地[12-13]。盆地北以嘉山—響水斷裂與魯蘇隆起為界，西以郯廬斷裂帶與張八嶺隆起為界，南鄰蘇南隆起，東與南黃海盆地相接(圖1)，面積約35 000 km2[14]。受盆地構造演化和沉積體系控制，盆內(nèi)晚白堊世—古新世拗陷沉積階段廣泛發(fā)育了泰二段(K2t2)、E1f2和E1f4三套半深湖—深湖相暗色泥頁巖層系，其中E1f2頁巖厚度大、分布廣泛，頁巖油形成條件最有利[9-11]。

表1 蘇北盆地阜寧組二段頁巖關鍵參數(shù)

圖1 蘇北盆地阜寧組二段富有機質(zhì)頁巖油氣顯示井分布

2 富有機質(zhì)頁巖特征

圖2 蘇北盆地E1f2富有機質(zhì)頁巖典型照片

含云、含灰泥巖電阻率低，曲線上呈低谷狀(圖1)；碳酸鹽含量相對較低，黏土礦物含量高(可達50%以上)；頁理發(fā)育，但主要以富含黏土和石英的暗色紋層為主，富含碳酸鹽的淺色紋層發(fā)育程度及厚度均較少、較薄(圖2e)，且淺色紋層碳酸鹽含量相對較低(圖2f)，但巖心保存完整性相對較差。頁巖有機碳含量一般介于1.5%～3.0%之間，總體小于尖峰部位頁巖(表2)。

表2 蘇北盆地富有機質(zhì)頁巖特征

3 富有機質(zhì)頁巖沉積環(huán)境

烴源巖的質(zhì)量直接受初級生產(chǎn)力、有機質(zhì)保存條件以及沉積物沉積速率的控制，而這些控制因素又最終受構造演化、氣候旋回和物源供給的影響。構造和古氣候通過控制可容納空間的形成消亡、水及沉積物的供給影響著湖盆的發(fā)育演化，同時也影響著湖泊水體的物理、化學性質(zhì)以及湖泊的生物發(fā)育，最終又通過影響保存條件、古生產(chǎn)力和沉積物的堆積速率控制著烴源巖的發(fā)育特征[15]。

沉積物地球化學參數(shù)記錄了古環(huán)境性質(zhì)及其演化信息，為研究烴源巖的沉積環(huán)境提供了條件，目前已形成了古氣候、古生產(chǎn)力、古氧化還原條件、古鹽度及古水深等沉積環(huán)境的主要判識參數(shù)及指標[15-18]。如利用Sr/Cu研究古氣候，Sr/Cu比值介于1～10之間指示溫濕氣候環(huán)境，而大于10指示干熱氣候環(huán)境；利用V/(V+Ni)指示氧化—還原環(huán)境；利用Sr/Ba、B元素和B/Ga指示湖水鹽度，Sr/Ba比值大于1為咸水介質(zhì)，Sr/Ba比值小于1為淡水介質(zhì)。

3.1 阜寧組沉積環(huán)境

3.2 富有機質(zhì)頁巖沉積環(huán)境

表3 蘇北盆地E1f2富有機質(zhì)頁巖沉積環(huán)境參數(shù)

4 結論

(3)沉積環(huán)境對蘇北盆地阜二段烴源巖品質(zhì)影響較大，造就了阜二段泥頁巖層間及富有機質(zhì)頁巖內(nèi)部巖性、電性及烴源巖品質(zhì)的差異。

致謝：中國科學院古脊椎動物與古人類研究所張江永研究員為魚化石和鳥肢化石的鑒定提供了無私的幫助，在此表示衷心的感謝！