柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩生物有机相_刘云田.pdf

《柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩生物有机相_刘云田.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩生物有机相_刘云田.pdf（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、文章编号: 1000 -0747(2008) 03 -0281 -08 柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩生物有机相 刘云田1, 2, 胡凯1, 曹剑1, 杨少勇2, 边立曾1, 汪立群2, 陈琰2 (1. 南京大学地球科学系; 2. 中国石油青海油田公司) 基金项目: 国家自然科学基金(40602014, 40572056, 40638042) 摘要: 柴达木盆地北缘地区侏罗系烃源岩的主要生烃显微组分包括藻类体、 角质体和孢子体, 根据这 3 种不同显微 组分在岩石中的赋存特征、 丰度, 以及它们之间的相对含量, 将侏罗系泥岩的成烃生物相分为 4 类: 富集有机质型 ( A 型) 、 有机质密集搬运

2、-沉积聚集型( B 型) 、 有机质稀疏搬运 -沉积聚集型( C 型) 、 有机质碎屑状散布型( D 型) 。从 A 型到 D 型, 有机质丰度逐渐降低, 类型逐渐变差。对油气勘探和地质研究具有重要意义的优质烃源岩是 A 型生 物相泥岩, 该类烃源岩发育较高丰度的层状藻类体, 有机碳含量大于 4. 0% , 有机质类型为 1) 2型, 一般只在下 侏罗统下部和中侏罗统七段的局部层段发育, 往往集中在几米至十几米厚的富集有机质层段, 多形成于湖泊 -三角 洲沉积体系中的闭塞环境。图 5 表 3 参 20 关键词: 优质烃源岩; 生物相; 有机地球化学; 侏罗系; 柴达木盆地北缘地区 中图分类号:

3、 P593 文献标识码: A Organic biofacies of Jurassic source rocks in northern Qaidam Basin, NW China LIU Yun -tian1, 2, HU Kai1, CAO Jian1, YANG Shao -yong2, BIAN L- i zeng1, WANG L- i qun2, CHEN Yan2 (1. Dep artment of Earth Sciences, N anj ing University , N anj ing 210093, China; 2. PetroChina Qinghai Oi

4、lf ield Comp any, Dunhuang 736202, China) Abstract: Organic petrological microscopic observation indicates that algae, cutinites and sporophytes are the main organic macerals of Jurassic mudstone source rocks in the northern Qaidam Basin. According to the occurrence and abundance of these three type

5、s of macerals in rocks as well as their relative contents, the hydrocarbon -generating biofacies are divided into four types: A (algae -bed), B (dense transport- deposit algae), C ( sparse transport- deposit algae) and D (algae -bits). From type -A to type -D rocks, the organic matter abundance grad

6、ually decreases, and the quality gets poor. The type -A source rock has the best generative potential, with TOC higher than 4. 0% and organic matter types of 1-2. It occurs only in parts (with ca. several to tens of meters) of the Lower Jurassic and the Seventh Member of Middle Jurassic strata,imply

7、ing the heterogeneity of source rocks.Lagoon environments of lake -deltaic sedimentary systems are good for its deposition. Key words: organic -rich source rock; biofacies; organic geochemistry; Jurassic; northern Qaidam Basin 0 引言 柴达木盆地北缘( 以下简称柴北缘) 地区位于柴达 木盆地东北部, 发育了一套在中国西北地区众多盆地 中普遍存在的侏罗纪煤系, 属于中亚中

8、生界油气聚集 带 1, 2。尽管有一些争议, 但多数学者认同本区油气聚 集主要来自于泥质烃源岩的贡献; 煤和炭质泥岩对原 油聚集的贡献有限, 可能是气源岩 2, 3 。因此, 对侏罗 系泥质烃源岩的评价是区域油气资源地质研究的重要 内容, 具有重要的基础理论意义与勘探指导意义, 这促 使不少学者展开了持续不断的深入研究。如有学者通 过分析典型探井的有机地球化学剖面, 指出下侏罗统 下段( 厚 180 315 m) 和中侏罗统上段( 厚几十米至近 百米) 属于优质烃源岩 2 。据此推断, 柴北缘地区应具 有很大的勘探潜力, 但多年来该区的勘探效果并不理 想 1, 2。越来越多的勘探和研究实例表明

9、, 优质烃源岩 的厚度往往并不大, 仅为几米至十几米, 分布稳定的高 丰度有机质泥岩足可以形成大油气田 4, 5。因此, 假设 不考虑油气成藏的其他影响因素, 仅从烃源岩角度看, 柴北缘地区的优质烃源岩果真有近百米甚至数百米厚 吗? 应该如何去判识这些优质烃源岩? 这是区域油气 深入勘探和资源评价必须考虑的重要问题。 烃源岩的生物相代表了烃源岩的生烃母质及其在 成岩过程中埋藏、 聚集和保存的综合特征, 是解释各种 281 石 油 勘 探 与 开 发 2008 年 6 月 PETROLEUM EXPLORATION AND DEVELOPMENT Vol. 35 No. 3 岩石有机地球化学参数

10、指标的基础 6。长期以来, 国 内外众多学者应用生物相和有机地球化学相结合的思 路, 有效判识与评价了烃源岩, 如提出了不同级别烃源 岩的判识标准 7, 8, 建立了不同类型优质烃源岩的发育 模式 7, 9 , 等等。因此, 生物相与地球化学特征代表着 烃源岩品质的两方面基础信息, 研究过程中需精细对 比分析, 这是烃源岩研究的重要基础内容。 本文在柴北缘地区应用沉积有机相分析的研究思 路, 从烃源岩的生物相组成角度出发, 首先查清了侏罗 系泥岩的生物相类型, 再分析不同生物相类型泥岩的 基本有机地球化学特征, 重新精细评价了其生烃潜力, 揭示了优质烃源岩的生物相和有机地球化学特征, 提 供了

11、新的综合判识指标。研究结果显示, 优质烃源岩 只在下侏罗统下部和中侏罗统七段的局部层段发育, 往往集中在几米至十几米厚的/ 富集有机质段 4, 50, 这 与过去认为本区优质烃源岩厚达数十米到上百米的研 究结果有明显不同, 充分展示了生物相研究在烃源岩研 究中的重要性。 1 烃源岩的生物相特征 1. 1 烃源岩的生烃显微组分 全岩光薄片镜下观察表明 10 -12 : 柴北缘地区泥岩 成熟度适中( Ro值为 0. 35% 0. 63% ) , 具有丰富的壳 质组和腐泥组有机显微组分。壳质组具有明显的荧光 效应, 主要可见孢子体和角质体, 而树脂体、 木栓质体 等低熟生油组分含量低 13; 腐泥组

12、主要是藻类体, 根据 藻类的形态和结构, 又可进一步划分出结构藻类体和 层状藻类体; 镜质组和惰质组在透射光下通常分别呈 棕红色和黑色的片状或碎屑状分布, 边缘平直, 棱角分 明( 见图 1) 。 如图 1a、 1c 所示, 孢子体以小孢子体最为发育, 可 呈圆形、 椭圆形和长椭圆形等多种形态。因成熟度的 差异, 孢子体荧光颜色可呈暗黄色至亮黄绿色, 如, 图 1a中样品Ro值为0. 63% , 孢子体呈暗黄色荧光, 而图 ( a) 富集有机质型( A 型) , 岩心 LK1 -11 ( 冷科 1 井, 4321. 8 m, J1) ; ( b) 有机质密集搬运 -沉积聚集型( B 型) ,

13、岩心LK1 -2 ( 冷科1 井, 3 485. 1 m, J1) ; ( c) 有机质稀疏搬运 -沉积聚集型( C 型) , 岩心 YK25 -10 ( 鱼卡煤矿 25 井, 343. 2 m, J2) ; ( d) 有机质碎屑状散布型( D 型) , 岩心 YK5 -2 ( 鱼卡煤矿鱼卡 25 井, 326 m, J2) 图 1 柴北缘地区 4 类生物相泥岩典型有机显微特征( 荧光照片, 10 10) 282 石油勘探与开发# 油气勘探 Vol. 35 No. 3 1c中样品Ro值为 0. 44%, 孢子体荧光色稍强, 显示为较 亮的黄色。角质体( 见图 1a) 以薄壁角质体最为发育, 在

14、 岩石中呈细长条状, 锯齿状边缘不甚清晰, 产出状态除了 图1a 中的成层分布外, 亦可为单体不连续散布。薄壁角 质体的出现指示了侏罗纪温暖潮湿的古气候环境 1, 2 。 结构藻类体, 从形态上看, 相当于 Stach 提出的 Pila 藻 10 , 在荧光下多显示圆形) 椭圆形。群体大小变化较 大, 直径从数微米到数百微米皆有发现。因处在成熟门 限附近, 所以具有强的正荧光变化和明显的形态, 荧光色 比较均一, 为 黄色) 黄绿色, 成熟度 较高者 ( Ro为 0.63%) 显示暗黄色荧光( 见图 1a) , 成熟度较低者( Ro为 0.44% ) 显示为亮黄色( 见图 1c) 。根据周凤英

15、等对本区 大煤沟野外剖面中侏罗统泥岩的干酪根镜检结果 14, 并 结合侏罗纪柴北缘地区为一淡水湖盆的沉积背景 1, 2 , 推测 这 类 结 构 藻 类 体 的 生 源 可 能 属 于 丛 粒 藻 ( Botryococcous) 。丛粒藻是一种在低成熟演化阶段即可 生油的显微组分 14, 在鱼卡地区由于生排烃期与圈闭形 成期匹配较好, 发现了一定储量的低熟石油 1。层状藻 类体也是本区较常见的一种显微组分, 主要呈较密集的 薄纹层分布, 似蠕虫状, 长度从数微米到二十微米不等 ( 见图 1a、 1b) 。蓝光激发下, 具较强的黄色荧光, 呈强的 荧光正变化。层状藻类体的概念由 Hutton

16、于 1980 年首 次提出, 以表达一种只有在荧光显微镜下观测全岩光片 时才能清晰可辨并呈层状产出的藻类体, 在垂直层理的 切面上, 具有可辨的层状和不可辨的结构 15。目前国内 发现的层状藻类大多形成于浅湖相至深湖相的还原环 境, 是腐泥煤、 油页岩和烃源岩中一种常见的有机显微组 分, 有机岩石学也将其归类为无结构藻类体或藻类体 B10, 属于极好的生油显微组分, 广泛分布于中国准噶尔 盆地二叠系湖相黑色泥页岩、 鄂尔多斯盆地三叠系湖相 泥岩, 以及胜利油田、 江苏油田、 南黄海和香港海域的白 垩系) 第三系湖相地层中, 其含量通常在 70% 以上, 有 机质类型为) 1型 7 。比较而言,

17、 柴北缘地区烃源岩中 的层状藻类体含量相对较低, 通常在 20% 之下, 烃源岩 的有机质类型多数属于2) 型, 最好可达1型 1 -3 。 综上, 在柴北缘地区, 藻类体、 孢子体和角质体是主 要的生烃显微组分, 这与陈建平等针对我国西北地区侏 罗纪煤系单显微组分的生烃潜力的研究结果一致 13。 1. 2 烃源岩的生物相特征 在本区 3 种主要生烃显微组分中, 藻类体的生烃 潜力相对最高 13, 纯度为 91% 的藻类体生烃潜力( S1 + S2) 可达 475. 34 mg/ g; 孢子体和角质体的生烃潜力 相对低一些, 但二者之间的差异不大, 纯度为 72% 的孢 子体和纯度为 80%

18、的角质体生烃潜力分别为 226. 65 mg/ g 和 229. 71 mg/ g( 其他相关地球化学基本参数见 文献 13 ) 。在此基础上, 根据 3 种显微组分在岩石中 的赋存状态、 丰度, 以及它们之间的相对含量, 将柴北 缘地区的成烃生物相分为四大类型: 富集有机质型( A 型) 、 有机质密集搬运 -沉积聚集型( B 型) 、 有机质稀疏 搬运 -沉积聚集型( C 型) 、 有机质碎屑状散布型( D 型) ( 见表 1) 。 表 1 柴北缘地区 4 类生物相泥岩有机显微组成基本特征 生物相结构藻类体层状藻类体孢子体角质体 A 型+ + + + + + + + + B型+ + + +

19、 + + + C 型+ +-+ + + D 型+ +-+ 注: + + + 为多见, + + 为常见, + 为偶见,-为未见 如表 1和图 1 所示, 从A 型到D 型, 腐泥组和壳质 组的发育程度越来越差。其中, A 型生物相发育似原 地生长的有机质纹层; B 型和 C 型生物相是原地和异 地成因有机质的混合类型, 但 B 型比 C 型的荧光有机 质含量更高; 而 D 型生物相则以异地成因有机质为主, 主要为陆源高等植物碎屑, 生烃显微组分相对最不发 育( 见图 1) 。表 1 是不同生物相烃源岩中主要生烃显 微组分的相对组成, A 型生物相泥岩以层状藻类体相 对最发育为特色, 而 C 型和

20、 D 型生物相泥岩中未发现 层状藻类体, B 型生物相泥岩则介于二者之间, 这反映 了烃源岩有机质输入量和保存条件的差异。 2 烃源岩的有机地球化学特征 为揭示不同生物相烃源岩的生烃潜力, 本文选择 了柴北缘不同地区、 不同层位( 深度) 和不同生物相类 型的 21 块典型岩心样品进行了基础有机地球化学特 征分析, 其中各有 5 块、 7 块、 4 块和 5 块样品分别属于 A、 B、 C 和 D 型生物相( 见表 2) 。 表 2 柴北缘地区 4 类生物相泥岩主要成烃地球化学参数特征 生物相样品数 T OC / % 范围平均值 S1+S2/ ( mg # g- 1) 范围平均值 氯仿沥青/

21、A0含量/ (Lg # g- 1) 范围平均值 H I/ ( mg # g- 1) 范围平均值 A54. 07 9. 246. 6713. 62 40. 4124. 171 621. 39 2 505. 571 862. 88220 551356 B73. 04 5. 934. 324. 43 13. 038. 3574. 74 832. 75533. 19115 304189 C41. 88 2. 682. 382. 60 7. 554. 69332. 13 1 207. 06566. 6696 265190 D50. 03 0. 540. 210. 01 0. 200. 0738. 61

22、144. 86101. 4211 65 32. 6 283 2008 年 6 月 刘云田 等: 柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩生物有机相 从 A 型到 D 型, 烃源岩 T OC 值和生烃潜量均呈 下降趋势, 氯仿沥青/ A0含量和氢指数( H I) 也大致呈 减小趋势( 见表 2) , 表明从生物相角度划分烃源岩的级 别是合适的。在柴北缘地区, 藻类体、 孢子体和角质体 的发育程度、 展布特征及相对组成决定了烃源岩的生 烃物质基础。 按照中国西北地区煤系湖相泥岩评价标准 8 , A 型生物相的泥岩基本都达到了好) 很好烃源岩的标 准。有机碳含量的最低值( 4. 07% ) 超过了好烃源岩的 下限

23、 3. 0%, 而平均值 6. 67% 更是达到了很好烃源岩 的标准( 6. 0%) 。生烃潜量和氯仿沥青/ A0含量也是如 此, 平均值分别为 24. 17 mg/ g 和 1 862. 88 Lg/ g, 都已 达到很好烃源岩的级别( 分别为大于 20 mg/ g 和大于 1 200 Lg/ g) 。A 型生物相烃源岩的氢指数为 220 551 mg/ g, 平均值为 356 mg/ g, 属1) 2型有机质。 与 A 型生物相的烃源岩相比, B 型生物相泥岩样 品的有机碳含量为 3. 04% 5. 93%, 平均值为4. 32% , 虽然低于 A 型生物相的有机碳含量, 但也达到了好烃

24、源岩的级别, 生烃潜量和氯仿沥青/ A0含量分别为4. 43 13. 03 mg/ g 和 74. 74 832. 75 Lg/ g, 基本属于中 等) 好烃源岩。其中, 氯仿沥青/ A0的含量与有机质类 型及热演化程度相关, 所以变化范围相对较大。烃源 岩氢指数为 115 304 mg/ g, 平均值为 189 mg/ g, 属 1型有机质, 较 A 型生物相烃源岩中所含腐殖质成分 更多。 所分析的 4 块 C 型生物相烃源岩的有机碳含量为 1. 88% 2. 68% ( 平均值为 2. 38% ) , 生烃潜量和氯仿 沥青/ A0 含量平均值分别为 4. 69 mg/ g 和 566. 6

25、6 Lg/ g。据此, C 型生物相烃源岩应属于中等级别的烃 源岩。烃源岩氢指数分布在 96 265 mg/ g, 平均值为 190 mg/ g, 属 1型有机质。与 B 型生物相的各项指标 特征相比, C 型生物相泥岩的有机碳含量和生烃潜量 要比 B 型稍低, 但氯仿沥青/ A0含量和氢指数并不比 B 型低, 这可能与不同生物相生烃显微组分的类型及其 相对含量有关。 从 D 型生物相 5 块泥岩样品的地球化学参数特征 来看, 其有机碳、 生烃潜量、 氯仿沥青/ A0含量的平均值 分别只有 0. 21% 、 0. 07 mg/ g 和 101. 42 Lg/ g。氢指数 为 11 65 mg/

26、 g, 平均值为 32. 6 mg/ g, 为 2型有机 质。从这些指标参数来看, D 型生物相的泥岩不属于 生油岩。 综上所述, A 型生物相发育的烃源岩在柴北缘地 区属于相对最富有机质的烃源岩, 所检出的藻类体、 角 质体和孢子体等煤系中的主要生烃组分含量高 13, 所 以属于柴北缘地区的优质烃源岩。 从烃源岩有机碳含量与生烃潜量的相关关系可见 ( 见图 2) , 大致以 T OC 值等于 4. 0% 为界, 当 T OC 值 小于 4. 0% 时, TOC 和 S1+S2之间呈一定的线性关 系, 而当 T OC 值大于 4. 0% 时, S1+S2数据点明显上 跳, 这一特征与文献中报道

27、的黄骅坳陷孔二段以及内 蒙古开鲁盆地陆东凹陷下白垩统九佛堂组上段的油页 岩特征基本一致 16。鉴于所分析样品的成熟度都在成 熟门限( Ro值为 0. 5%) 附近, 因此图 2 所展示的特征 在一定程度上说明, TOC 值大于 4. 0% 的 A 型生物相 烃源岩不仅有机碳含量高, 而且有机质类型也相对稍 好。因此 A 型生物相烃源岩可能是柴北缘地区最有效 的烃源岩, 既可以生成大量的干酪根裂解烃类, 而且有 产生低熟油的可能 16 。 图 2 柴北缘地区典型烃源岩有机碳含量和生烃潜量相关图 3 讨论 3. 1 柴北缘地区烃源岩评价 根据从生物相和有机地球化学两个方面所建立的 柴北缘地区优质烃

28、源岩评价标准, 对本次工作所采集 的全部 37 块烃源岩样品进行评价( 见表 3) 。为了进行 对比分析, 研究的样品既有来自侏罗系的泥岩样品, 还 包括石炭系和第三系泥岩样品。 所分析的下侏罗统烃源岩样品主要分布在冷湖三 号构造、 四号构造和五号构造地区( 见图 3) , 前两个地 区除了 1 块样品( B 型生物相, 深 86 井, 3 306 m) 的有 机质丰度表现为中等 ) 好外, 其他泥岩样品的生烃潜 力都比较差( C 型和 D 型生物相) 。在冷湖五号构造的 冷科 1 井中发现了质量很好的烃源岩, 如 LK1 -11 样品 的有机碳含量可达9. 24% , S1+ S2为30.

29、09 mg/ g。因 此, 从平面上看, 若目前所分析的样品具有代表性, 则 从冷湖三号构造, 到四号构造, 再到五号构造, 烃源岩 284 石油勘探与开发# 油气勘探 Vol. 35 No. 3 的质量相对越来越好。从垂向上看, 以烃源岩质量相 对最好, 样品数量相对最多的冷科 1 井为例, 分析的 5 块泥岩样品的质量差异大, 自上而下为: 中等 ) 好烃源 岩( B 型 生物相, 2 块 岩心, 分 别取自 3 485. 1 m、 3 541. 3 m 深度) , 中等烃源岩( C 型生物相, 1 块岩心, 4 235. 9 m 深度) , 好 ) 很好烃源岩( A 型生物相, 1 块

30、岩心, 4 321. 8 m 深度) , 以及差烃源岩( D 型生物相, 1 块岩心, 4 381. 7 m 深度) 。这说明, 在冷科 1 井所钻揭 的厚达近 1 000 m 的泥岩中, 并非处处都是优质烃源 岩, 质量相对最好的烃源岩分布在通过有机地球化学 剖面分析所提出的下侏罗统下段( 4 195 4 666 m) 内 2 。烃源岩的质量存在显著的差异性, 不大可能存在 厚达数十至上百米的优质烃源岩, 真正具有高有机质丰 度的优质烃源岩往往集中分布, 如LK1 -11样品附近。 表 3 柴北缘侏罗系泥岩生物有机相研究样品基础数据表 井号岩心编号取样深度/ m地层井号岩心编号取样深度/m地

31、层 鄂 I -2EI2 - 34 048. 2E1+ 2鱼卡 25YK25 -6299. 0J2d7 石深 25SS25 -21 278. 5J1鱼卡 25YK25 -5320. 0J2d7 石地 22SD22 - 4487. 4J1鱼卡 25YK25 -4323. 1J2d7 石地 22SD22 - 31 110. 3J1鱼卡 25YK25 -3329. 3J2d7 冷四 1L 四 1 -62 834. 0J1鱼卡 25YK25 -7338. 3J2d7 深 86S86 -11 385. 7E31鱼卡 25YK25 -10343. 2J2d7 深 86S86 -23 032. 0 J1 鱼卡

32、 25YK25 -9353. 6 J2d7 深 86S86 -33 057. 0 J1 鱼卡 25YK25 -14449. 1 J2d7 深 86S86 -53 306. 0J1鱼卡 25YK25 -15490. 0J2d7 深 86S86 -74 461. 0C鱼卡 25YK25 -16519. 9J2d7 冷科 1LK1 -23 485. 1J1鱼卡 25YK25 -17559. 0J2d7 冷科 1LK1 -103 541. 3J1鱼卡 25YK25 -18563. 9J2d7 冷科 1LK1 -124 235. 9J1鱼卡 25YK25 -20619. 0J2d7 冷科 1LK1 -1

33、14 321. 8J1鱼卡 25YK25 -21630. 1J2d7 冷科 1LK1 -74 381. 7J1鱼33Y33 -31 397. 8J2 冷科 1LK1 -84 954. 8C圆丘 1YQ1 -22 605. 3J2 仙 5X5 - 12 836. 6E31大煤沟野外剖面DMG - 1地表露头 J2d7 仙 6X6 - 32 855. 3E31大煤沟野外剖面DMG - 3地表露头 J2d7 潜参 2QC2 -12 882. 0J2 图 3 柴北缘地区侏罗系烃源岩分布示意图 285 2008 年 6 月 刘云田 等: 柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩生物有机相 所研究的中侏罗统样品主要分布

34、在鱼卡、 园丘和 大煤沟等地区。分析发现, 优质烃源岩主要发育于鱼 卡和大煤沟地区的大煤沟组七段( J2d7) , 但与下侏罗 统类似, 并不是所有 J2d7段暗色泥岩的生烃潜力都 高。如鱼卡煤矿鱼卡 25 井的 14 块泥岩样品, 由上 至下, 有机质丰度变化规律为: 高 ) 低 ) 较高 ) 低 ) 较高 ) 低 ) 较高, 至少包括了 3 个旋回, 这进一步说 明了优质烃源岩的局限分布特征。于 YK25 -6 样品 ( 鱼卡 25 井, 299 m) 中发现了与下侏罗统 LK1 -11 样品质量相当的烃源岩, 其 T OC 值为 7. 28% , S1+ S2为 40. 41 mg/ g

35、。 所分析的 4 块第三系泥岩样品都属于 D 型生物相 ( 以图 4a 所示的仙 6 井样品为代表) , 即有机质呈碎屑 状散乱分布, 这在一定程度上说明, 烃源岩中的有机质 丰度低是本区第三系泥岩不能成为烃源岩的重要原 因 1, 2 。 对石炭系 2两块样品进行了鉴定分析, 结果表明, 冷 湖三号构造的石炭系泥岩不是有效烃源岩, 而冷科 1 井 的石炭系烃源岩质量也仅为中等( 见图 4b), 不属于优质 烃源岩。石炭系烃源岩在本区可能曾发生过生烃和运聚 成藏过程 17。因此, 关于本区石炭系烃源岩的生烃潜力 及其是不是有效烃源岩有待作进一步研究工作。 图 4 柴北缘地区第三系和石炭系典型泥岩

36、生物相特征( 荧光照片) 冷湖构造属于凸起, 因此虽有优质烃源岩发现, 但 从地质背景以及地震资料推断, 烃源岩主要发育在昆 特依和伊北凹陷。 3. 2 优质烃源岩发育的环境 柴北缘地区早侏罗世古气候表现为干、 湿交替, 而 中侏罗世总体则比较温暖潮湿 1, 18。因此, 烃源岩可能 形成于 3 类环境中: 湖泊, 包括浅湖、 半深湖、 深湖; 发育于与湖泊演化有关的湖沼环境; 与河流沉积 作用及其演化有关的河沼环境中 19, 20。 根据对烃源岩的评价结果, 可知在本次工作所分 析的样品中, 优质烃源岩主要发育在类似 LK1 -11 和 YK25 -6 等的样品中。LK1 -11 样品所在井

37、段( 4 321. 8 m) 附近碎屑岩中常见递变层理、 冲刷面、 甚至丘状交错 层理, 泥质岩中多为水平层理, 岩性特征说明烃源岩沉 积时水体较深, 属于三角洲前缘向浅湖的过渡带。结 合该井段内还发育有一定厚度煤层的现象, 综合判断 该地区优质烃源岩沉积于分流间湾环境。YK25 -6 样 品所在的中侏罗统大煤沟组七段发育了大段的灰色和 深灰色 ) 褐色泥质岩, 同层位的野外大煤沟露头见油 页岩, 水平层理和季节性韵律层理发育, 有时形成块状 层理, 所以沉积环境也应属于分流间湾。综合对比分 析可知, 中侏罗统优质烃源岩的有机质沉积、 保存环境 相对好于下侏罗统烃源岩, 尽管样品的 T OC

38、值相对低 ( 为 7. 28% , 小于 LK1 -11 样品的 9. 24% ) , 但其生烃潜 量却更高( 为 40. 41 mg/ g, 大于 LK1 -11 样品的 30. 09 mg/ g) 。 此外, 优质烃源岩中有机质广泛发育, 并几乎成层 分布( 见图 1a) , 必然形成于一个水体比较安静的环境。 而 B 型和 C 型生物相( 搬运 -沉积型) 的部分有机质来 自于浅水区有机质的搬运或河流携带的陆源有机质, 聚集在相对较深水区。 柴北缘地区优质烃源岩的发育模式见图 5, 由图可 见, 湖泊 -三角洲沉积体系中的闭塞间湾是本区优质烃 源岩发育的最佳环境。需要指出, 该示意性模式

39、尚有 待更多的地质地球化学证据来检验、 丰富、 发展和完 善, 以更客观地反映地质事实, 指导油气勘探。 286 石油勘探与开发# 油气勘探 Vol. 35 No. 3 图 5 柴北缘地区优质烃源岩发育模式示意图 287 2008 年 6 月 刘云田 等: 柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩生物有机相 4 结论 柴北缘地区侏罗系泥岩的生烃显微组分主要包括 结构藻类体、 层状藻类体、 角质体和孢子体。依据它们 在岩石中的赋存状态、 丰度, 以及相互之间组成的差 异, 可将侏罗系泥岩划分 4 种不同类型的生物相: 富集 有机质型( A 型) 、 有机质密集搬运 -沉积聚集型( B 型) 、 有机质稀疏搬运

40、 -沉积聚集型( C 型) 、 有机质碎屑状散 布型( D 型) 。在 4 类生物相泥岩中, 富集有机质的 A 型泥岩属于好) 很好质量的优质烃源岩, B 型有机质呈 密集搬运 -沉积聚集的生物相泥岩属于中等 ) 好质量的 烃源岩, C 型有机质稀疏搬运 -沉积聚集的生物相泥岩 属于中等质量的烃源岩, 而有机质碎屑状散布的 D 型 生物相泥岩不是有效烃源岩。 A 类生物相烃源岩是本区的优质烃源岩, 其典型 生物相特征表现为有机质成层分布, 且层状藻类体的 丰度相对最高, 有机地球化学特征表现为有机碳含量 通常大于 4. 0% , 生烃潜量大于 13 mg/ g, 有机质类型 为1) 2型。这类

41、优质烃源岩对本区油气聚集的贡 献最大, 只在局部层段发育。 因此, 对某一地区的某几套烃源岩而言, 不同品质 烃源岩对成烃的有效性是有差异的, 研究工作中应避 免形成/ 烃源岩厚度巨大所以生烃量大0的笼统认识, 需注意寻找高丰度有机质的优质烃源岩。优质烃源岩 的确认必须尽可能综合多学科的研究结果, 出现高丰 度有机质时并不一定指示优质烃源岩, 应首先分析其 成因, 再综合判识。在柴北缘地区, A 型富集有机质生 物相泥岩与高丰度有机质对应较好, 为优质烃源岩层 段, 是今后该区油气地质研究与勘探应重点关注的 目标。 参考文献: 1 党玉琪, 胡勇, 余辉龙, 等. 柴达木盆地北缘石油地质 M

42、. 北 京: 地质出版社, 2003. 2 王玉华, 侯启军, 孙德君, 等. 柴达木盆地北缘地区中新生代地 层油气生成与资源评价 M . 北京: 科学出版社, 2004. 3 包建平, 汪立群, 刘云田, 等. 柴北缘马海) 大红沟隆起区油气 源对比研究 R . 敦煌: 青海油田公司, 2004. 4 张水昌, 梁狄刚 张大江. 关于古生界烃源岩有机质丰度的评价标 准 J . 石油勘探与开发, 2002, 29( 2): 8 - 12. 5 张文正, 杨华, 李剑锋, 等. 论鄂尔多斯盆地长7段优质油源岩在 低渗透油气成藏富集中的主导作用) 强生排烃特征及机理分 析 J . 石油勘探与开发,

43、 2006, 33( 3) : 289 - 293. 6 边立曾. 海相烃源岩生烃母质生物构成特征 A . 关德范, 秦建 中, 曹寅, 等. 石油地质样品分析测试技术及应用 C . 北京: 石 油工业出版社, 2006. 269 -290. 7 黄第藩, 李晋超. 中国陆相油气生成 M . 北京: 石油工业出版 社, 1982. 68 - 188. 8 陈建平, 赵长毅, 何忠华. 煤系有机质生烃潜力评价标准探讨 J . 石油勘探与开发, 1997, 24( 1) : 1 - 5. 9 梁狄刚, 陈建平, 张宝民, 等. 塔里木盆地库车坳陷陆相油气的 生成 M . 北京: 石油工业出版社,

44、2004. 34 -40. 10 Stach E, Mackowsky M T H, Teichmuller M, et al. Stach. s textbook of coal petrology M . Berlin: Stuttgart, 1982. 11 肖贤明. 有机岩石学及其在油气评价中的应用 M . 广州: 广东 科学技术出版社, 1992. 12 王铁冠, 钟宁宁, 熊波, 等. 源岩生烃潜力的有机岩石学评价方 法 J . 石油学报, 1994, 15( 4) : 9 -16. 13 陈建平, 邓春萍, 王汇彤, 等. 中国西北侏罗纪煤系显微组分生 烃潜力、 产物地球化学特征

45、及其意义 J . 地球化学, 2006, 35 ( 1) : 1 -5. 14 周凤英, 彭德华, 边立曾, 等. 柴达木盆地未熟) 低熟石油的生 烃母质研究新进展 J . 地质学报, 2002, 76( 1) : 107 -113. 15 Hutton A C, Kantsler A J, Cook A C, et al. McKirdy organic matter in oil shales J . APEA Journal, 1980, 20( 1) : 44 -67. 16 冯国忠, 胡凯, 张巨兴. 内蒙古开鲁盆地陆东凹陷低熟石油地球 化学特征 J . 石油勘探与开发, 2006,

46、 33( 4) : 454 -460. 17 邵文斌, 彭立才, 汪立群, 等. 柴达木盆地北缘井下石炭系烃源 岩的发现及其地质意义 J . 石油学报, 2006, 27( 4) : 36 -39. 18 杨平, 杨玉芹, 马立协, 等. 柴达木盆地北缘侏罗系沉积环境演 变及其石油地质意义 J . 石油勘探与开发, 2007, 34( 2) : 160 - 164. 19 T issot B P, Welte D. Petroleum formation and occurrence: A new approach to oil and gas ex ploration M . Berlin:

47、 Springer - Verlag , 1978. 20 郑亚东, 莫午零, 张文涛, 等. 柴达木盆地油气勘探新思路 J . 石 油勘探与开发, 2007, 34(1) : 13 - 18. 第一作者简介: 刘云田( 1962 -) , 男, 山东潍坊人, 博士, 中国石油青 海油田公司高级工程师, 现为南京大学地球科学系在站博士后, 主要从 事油气地质勘探综合研究。地址: 甘肃省敦煌市七里镇, 青海油田公司 勘探事业部, 邮政编码: 736202。E -mail: liuytqh petrochina. com. cn 联系作者: 胡凯。地址: 江苏省南京市汉口路 22 号, 南京大学地球 科学系, 邮政编码: 210093。E -mail: kaihu nju. edu. cn 收稿日期: 2007 - 08 -29 修回日期: 2008 -03 -17 ( 编辑 王大锐 绘图 付改荣) 288 石油勘探与开发# 油气勘探 Vol. 35 No. 3