Question

低成熟烃源岩成烃潜力评价

Answer 1

对烃源岩进行成烃潜力评价，不外乎是针对烃源岩的有机质丰度、类型、成熟度的综合评价，低成熟烃源岩也不例外。就有机质丰度而言，目前，我国已经有一个评价淡水—半咸水湖相烃源岩的评价标准(表4-7)，咸水环境烃源岩有机质丰度的评价也曾发布有部颁标准(表4-8)。纵观这两个标准，咸水—超咸水环境烃源岩有机质丰度评价指标中氯仿沥青A、总烃含量比淡水—半咸水环境烃源岩有所提高，而有机碳含量则比淡水—半咸水烃源岩降低一个级别。

表4-7 陆相烃源岩有机质丰度评价标准

(据黄第藩等，1990)

表4-8 咸水—超咸水陆相烃源岩有机质丰度分级评价标准

(行业标准SY/T5735—1995)

可溶有机质的数量仍是评价有机质丰度的基本指标，事实上，氯仿沥青A、总烃含量与有机碳之间存在良好的正相关性(图4-13)，如氯仿沥青A含量在0.1%、总烃含量在400×10^-6时，对应的有机碳含量在0.6%；而当氯仿沥青A含量在0.2%、总烃含量在750×10^-6时，对应的有机碳含量为1.0%左右。这表明盐湖环境烃源岩若具有与淡水—半咸水烃源岩相同数量的可溶有机质时，其所需要的有机碳含量要相应降低一个级别。

盐湖环境烃源岩有机碳含量低似乎是个不争的事实，传统的观点认为咸水环境中，水体的盐度高，限制了水生生物的发育，同时陆源有机质输入较为贫乏。然而盐湖环境中确实含有不少适应盐度范围广的生物，只是其种属较为单调，其原始有机质总生物产率并不低。江继刚(1997)认为在大量存在硫酸盐类的盐湖沉积中，在其成岩阶段，硫酸根离子与有机碳之间发生氧化作用消耗了部分有机质。同时，由于硫酸盐的还原作用，在硫化物的转变过程中析出氢，由于氢化作用使有机质充分地转化为石油烃类，这是造成烃源岩有机碳含量低的主要原因。

图4-13 江汉盆地烃源岩氯仿沥青A、总烃含量、生油潜量与有机碳含量之间的关系

已有的研究表明，盐湖环境中的水体往往是分层的，分层卤水是其成盐的基本模式(金强等，1985)。这是因为在盐湖环境中，盐水的密度大于淡水，且湖泊下部水体往往比较宁静，重力作用使得盐度向下增加，形成下部是卤水，上部是微咸水的分层现象。含盐度高的水体在下沉的同时，向更深的湖底流动，并富集在最深处，而河流、雨水进入湖盆浮在盐水之上，形成分层卤水。分层卤水由上而下可分为三部分：

1.上部为稀释层

相当于半咸—咸水，大部分位于波基面以上，含氧量大，适宜于半咸水的生物繁盛。此层受太阳蒸发消耗量较大，当淡水注入量减少或盐类矿物增加时，稀释层减薄或消失。

2.中部为盐跃层

此层盐度有所增加，与稀释层有一密度界面，该层不受风浪扰动，水体宁静，浮游动物在此层受到限制，但嗜盐厌氧细菌可以大量生存。

3.卤水层

基本为饱和盐水，密度大而厚度小，与已沉积的盐类是动态平衡。是盐类的保护层和物质来源层，卤水层为高纯氯化物卤水。Ca²⁺/Cl^-和

，阳离子Na⁺＞Ca²⁺＞Mg²⁺，当其浓度达到某种盐类的结晶浓度时，就导致该盐类的沉积。

注入盐湖盆地的水体中一般均含有丰富的生物体，这些生物体在盐湖盆地表层水体中可以继续繁盛，死亡后部分沉积于水底。底部水体中由于盐度高、氧含量减少而制约了底栖生物群、食草动物和食腐动物的生存，生物扰动较弱，因而能够在咸水中生存的生物种类越来越少，只有蓝绿藻、厌氧微生物可以继续生存。由于底部水体缺氧，被带入到盐湖盆地中的有机质未被氧化或被食腐动物再循环，这些有机质被厌氧微生物分散并聚集起来。

Sigsby(1976)曾指出沉积于超咸的、低起伏的潮上到浅滩潮间环境的沉积物，由于接受来自干旱陆地的碎屑物较少，这种超咸的环境却限制了动物群落的生长，但却可使藻类群落广泛生长。同时，他还强调维持闭塞环境的底层水是保存有机质的必要条件。

从江汉盆地古近纪的古植物来说，潜四段～潜二段沉积时以落叶阔叶植物Quercus、Ulmus为主，针叶植物Taxodiaceae、Pinaceae常见，Melia、Magnolia、Sapindaceae、Myrta-ceae、Euphorbiacites等少见，属于落叶阔叶针叶混交林，常伴有绿阔叶树种植被类型，潜一段～荆河镇组沉积时以落叶阔叶植物Quercus、Ulmus、Juglans、Pterocarya等为主，常伴有常绿阔叶植物Rutaceae、Sapindaceae、Mytraceae等，针叶植物Taxodiaceae常见，Pi-naceae少见，属于落叶与针叶混交林的植被类型。从其古生物来说，古近系地层中均发育有介形虫、轮藻、沟鞭藻、绿藻、疑源类、有孔虫、腹足类等生物。这些均表明盐湖盆地中有机质的输入并不贫乏。在我们采集的52 块样品中，有机碳含量平均为1.9%，进一步证明了盐湖环境烃源岩有机质含量并不低。江继纲等对江汉盆地146 口井1200 多块烃源岩样品的统计表明，在发现有未—低熟油的潜江、小板、江陵凹陷中，烃源岩有机质丰度普遍较高，有机碳平均值为1.0%，氯仿沥青A 平均值大于0.1%，总烃含量大于200×10^-6，生油潜量平均值在8mg烃/g有机碳；而潜江组未见未熟—低熟油显示的沔阳、陈沱口凹陷的烃源岩均属非生油岩。由此可见，高有机质丰度是形成未熟—低熟石油的必要条件。

由于盐湖环境独特的古生态群落和沉积条件，其有机质的来源主要是盐湖盆地水体中的低等生源，如硅藻、绿藻、细菌等，现代盐湖盆地也已证实藻类、细菌的适应盐度的范围是颇宽的，由地表径流带来的陆源有机质也是盐湖盆地有机质的来源之一，特别是在滨浅湖地带，但是这部分有机质占总有机质的比例是比较低的，因为若地表径流作用很强，就不可能形成盐湖沉积。

低等生源(如藻类、细菌)对盐湖环境有机质的贡献是很大的，江汉盆地也不例外，在我们研究的样品中，80%左右的样品均为Ⅰ型、Ⅱ型有机质，江继刚对江汉盆地有低熟油产出的凹陷中烃源岩有机质类型的研究后指出，Ⅰ型有机质约占样品总数的60%～70%，Ⅱ型有机质约占样品总数的20%～30%，这表明江汉盆地有机质类型好是由其独特的生源构成所决定的。

对于江汉盆地低成熟烃源岩来说，其镜质体反射率R_o介于0.3%～0.6%之间，此时，干酪根尚未发生明显的热降解作用，其烃类的来源主要是可溶有机质的贡献。热模拟实验表明，可溶有机质对未熟油的贡献至少占79%(陈奇等，1998)。因而，未—低熟阶段成熟度差异对于未—低熟烃源岩的生烃潜力并无本质上的影响。

由上可知，盐湖环境烃源岩多具有较高的有机质丰度、良好的有机质类型，它们无疑属于优质烃源岩的范畴，当然具有较高的生烃潜力，能否成为有效的烃源岩，发生排烃并聚集成藏，还需要一定的储、盖条件。若盐湖长期封闭，无一定的碎屑物供给，造成剖面中泥岩与盐岩、石膏占优势，烃源岩多被盐层所分隔，排烃运移条件差，常不能形成有工业价值的油藏，在盆地湖水咸化、淡化交替的情况下，由于生、储、盖条件匹配，排烃条件好，才能形成圈闭系数高和有较大工业价值的油藏。