川北閬中-南部地區(qū)千佛崖組烴源巖地球化學(xué)特征及勘探方向

袁東山,黃開創(chuàng)

(1.中國(guó)石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院,四川 成都 610041;2.中國(guó)石化西南油氣分公司地質(zhì)中心實(shí)驗(yàn)室,四川 成都 610041)

四川盆地北部中石化西南油氣分公司閬中-南部區(qū)塊在20世紀(jì)80年代侏羅系自流井組大安寨段取得勘探突破后[1-2],一直未在陸相其他層系中取得突破,近年來川北地區(qū)在侏羅系地層頁(yè)巖油氣勘探取得發(fā)現(xiàn)[3],在閬中-南部地區(qū),三疊系須家河組油氣成藏地質(zhì)條件異常復(fù)雜,侏羅系沙溪廟組及以上地層缺乏有效溝通烴源巖的斷層,但在侏羅系千佛崖組烴源巖和儲(chǔ)層砂體均發(fā)育,不僅具備自生自儲(chǔ)的良好成藏條件,而且具有常規(guī)、非常規(guī)油氣勘探潛力。本文主要通過對(duì)千佛崖組烴源巖地球化學(xué)特征的研究,為油氣勘探提供依據(jù)和方向。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

中石化西南油氣分公司閬中-南部區(qū)塊區(qū)域構(gòu)造上屬于四川盆地川中隆起北部斜坡帶,整體構(gòu)造呈向北東的斜坡。區(qū)內(nèi)構(gòu)造格局基本定型于燕山中晚期至喜山期,發(fā)育一系列走向近東西、北東-南西和北西-南東向的短軸狀、鼻狀和箱狀平緩褶皺。陸相地層由上至下分別為侏羅系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組、遂寧組、中統(tǒng)上沙溪廟組、下沙溪廟組、千佛崖組、下統(tǒng)自流井組、三疊系上統(tǒng)須家河組二段～五段(六段)和小塘子組,須家河組～侏羅系累計(jì)沉積厚度約4 000 m。千佛崖組沉積時(shí)沉積環(huán)境主要為濱淺湖、淺湖以及半深湖,暗色泥巖發(fā)育。

2 千佛崖組烴源巖有機(jī)地球化學(xué)特征

根據(jù)巖性組合及電性特征,研究區(qū)千佛崖組自上而下分為千三段(J2q3)、千二段(J2q2)和千一段(J2q1)。各段泥巖發(fā)育,泥巖厚度占段厚80%以上,但千三段、千一段泥巖主要為綠灰色、棕色泥巖,灰黑色、黑色泥頁(yè)巖主要發(fā)育在千二段,暗色泥頁(yè)巖單層厚度1.50～35.50 m不等。通過對(duì)閬中-南部地區(qū)單井千二段暗色泥巖厚度統(tǒng)計(jì),千二段烴源巖厚度在40～60 m之間(圖1)。

圖1 閬中-南部地區(qū)千佛崖組千二段烴源巖厚度等值線圖

2.1 有機(jī)質(zhì)豐度

有機(jī)碳含量(TOC)和生烴潛量(S1+S2)是目前公認(rèn)的評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)豐度最有效的指標(biāo)[4-9]。閬中-南部地區(qū)千二段烴源巖TOC值分布在0.01%～3.66%之間,平均值為1.11%,其中23%的樣品TOC值小于0.5%,33%的樣品TOC值分布在0.5%～1.0%之間,44%的樣品TOC值在1.0%以上(圖2);千二段烴源巖S1+S2值分布在0.01～10.53 mg/g之間,平均值為2.31 mg/g,其中32.8%的樣品S1+S2值小于0.5 mg/g,55.5%的樣品S1+S2值分布在0.5～6.0 mg/g之間,11.7%的樣品S1+S2值在6.0 mg/g以上(圖3);按照中國(guó)湖相泥巖有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),閬中-南部地區(qū)千二段烴源巖整體為中等～好烴源巖。

圖2 閬中-南部地區(qū)千佛崖組千二段烴源巖TOC分布特征

圖3 閬中-南部地區(qū)千佛崖組千二段烴源巖S1+S2分布特征

2.2 有機(jī)質(zhì)類型

干酪根組分常用來進(jìn)行烴源巖有機(jī)質(zhì)類型的判別[10]。閬中-南部地區(qū)千二段烴源巖干酪根鏡下鑒定結(jié)果表明,千二段烴源巖顯微組分中腐泥組+殼質(zhì)組相對(duì)含量為3.6%～85.6%,鏡質(zhì)組相對(duì)含量為9.3%～52%,惰質(zhì)組相對(duì)含量為1.9%～74%(圖4),類型指數(shù)為-87.35～73.7,顯微組分與類型指數(shù)數(shù)據(jù)顯示,千二段烴源巖類型多樣,Ⅲ型、Ⅱ2型、Ⅱ1型干酪根均有。

圖4 閬中-南部地區(qū)千佛崖組千二段烴源巖顯微組分三角圖

巖石熱解參數(shù)也可用于判別有機(jī)質(zhì)的類型。通過氫指數(shù)與S1+S2相關(guān)分析(圖5),也表明千二段烴源巖有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅲ型、Ⅱ2型和Ⅱ1型。

圖5 閬中-南部地區(qū)千佛崖組千二段烴源巖氫指數(shù)與S1+S2相關(guān)圖

2.3 有機(jī)質(zhì)成熟度

鏡質(zhì)體反射率(Ro)是判斷陸相泥質(zhì)烴源巖有機(jī)質(zhì)成熟度最成熟的指標(biāo)。閬中-南部地區(qū)千二段烴源巖Ro值在0.95%～1.19%之間,處于成熟演化階段。

3 有利勘探方向分析

閬中-南部地區(qū)從晚侏羅世開始位于川中古隆起與川北坳陷之間的斜坡帶,是油氣運(yùn)移的指向區(qū),具備形成大中型油氣田的有利構(gòu)造條件。但是勘探實(shí)踐證實(shí),閬中-南部地區(qū)只在侏羅系自流井組大安寨段取得較好的油氣勘探成果,這主要與大安寨段具有良好的油氣成藏組合條件有關(guān),該地區(qū)后期在陸相須家河組等層系也進(jìn)行了勘探部署工作,部分探井也取得了一定油氣成果,但是須家河組儲(chǔ)層致密、產(chǎn)水明顯等不利因素以及下沙溪廟組以上地層缺乏有效油氣運(yùn)移通道,導(dǎo)致閬中-南部地區(qū)油氣勘探工作一直無法有效開展。

隨著勘探思路的轉(zhuǎn)變以及臨區(qū)頁(yè)巖油氣勘探取得顯著成果,閬中-南部地區(qū)侏羅系千佛崖組成為有利勘探目標(biāo)。從千佛崖組烴源巖特征分析可知,千佛崖組主要發(fā)育泥巖,夾多層薄層細(xì)粒石英砂巖及細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑石英砂巖,烴源巖主要分布在千佛崖組中部的千二段,有機(jī)質(zhì)豐度較高,有機(jī)質(zhì)類型既有利于生氣的Ⅲ型干酪根,又有利于生油的Ⅱ1型干酪根,有機(jī)質(zhì)成熟度目前處于成熟階段,而臨區(qū)取得油氣突破的平安1井所在區(qū)域,千佛崖組有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ1-Ⅱ2型為主,腐泥組和殼質(zhì)組含量高,烴源巖成熟度高(RO在1.5%以上),頁(yè)巖產(chǎn)層裂縫發(fā)育。因此閬中-南部地區(qū)千佛崖組勘探可以常規(guī)、非常規(guī)并舉,在千佛崖組千二段可以開展非常規(guī)頁(yè)巖油氣勘探,在千三段可以開展常規(guī)油氣勘探,水平井的實(shí)施可取得更加良好的勘探效果。

4 結(jié)語

(1)閬中-南部區(qū)塊千佛崖組烴源巖主要分布在千二段,烴源巖厚40～60 m,TOC平均值為1.11%,為中等-好烴源巖,烴源巖有機(jī)質(zhì)類型多樣,主要為Ⅲ型、Ⅱ2型和Ⅱ1型,烴源巖Ro值在0.95%～1.19%之間,處于成熟演化階段,未達(dá)到高成熟演化階段。

(2)閬中-南部地區(qū)千佛崖組勘探可以常規(guī)、非常規(guī)并舉,千佛崖組千二段以非常規(guī)頁(yè)巖油氣勘探為主,千三段以常規(guī)油氣勘探為主,實(shí)施水平井可取得更加良好的勘探效果。