Question

下古生界烃源岩有机质丰度及其生烃潜力

Answer 1

对研究区6个层系峰峰组、马家沟组、亮甲山组、冶里组、张夏组和府君山组分别进行了有机碳、生烃潜力和氯仿沥青“A”统计（表3-2-10），并相应作了频率分布图。经综合分析，主要有三个特点：

表3-2-10 华北地区各系烃源岩地化指标统计表

1.有机质丰度总体偏低，原始生烃潜量相对较高

（图3-2-8a）是寒武系源岩残余有机碳频率分布图，107个样品中残余有机碳含量＜0.1%者38%；含量在0.1%～0.2%之间者占44%；含量在0.2%～0.3%者占10%。这意味着92%以上的寒武系源岩残余有机碳含量并未达到一般生油岩标准。对其原始有机碳含量进行恢复（图3-2-8b）后，原始有机碳含量＜0.2%者占29%；0.2%～0.4%者占50%；而仅有21%的样品原始有机碳含量≥0.4%，达到一般生油岩标准。

图3-2-8c是华北地区奥陶系马家沟灰岩和峰峰组灰岩121个样品残余有机碳含量频率分布，其中含量＜0.1%者占29%；0.1%～0.2%者占47%；0.2%～0.3%者占9%；0.3%～1.0%者占15%。能达到一般生油岩标准者也不过24%。对其原始有机碳含量恢复后（图3-2-8d），含量＜0.2%者占22%；0.2%～0.4%者占45%；0.4%～0.6%者占17%；0.6%～1.8%者约占16%。表明奥陶系灰岩中有33%的样品可达到一般至较好生油岩标准。

总起来看，华北地区下古生界海相源岩有机碳含量普遍偏低。即便是恢复其原始含量，也达不到上古生界灰岩残余有机碳（54块样品平均0.79%）含量。更与我国塔里木盆地寒武系—震旦系海相主力油气源层（过成熟阶段，砂屑白云岩和灰岩残余有机碳含量平均值1.96%～2.04%）难以相比拟。

需要指出的是，虽然华北地区下古生界源岩有机碳总体含量偏低，但其原始生烃潜力（S₁+S₂）却不容忽视。如（图3-2-9）所示，寒武系97个样品和奥陶系125个样品残余生烃潜量S₁+S₂一般在0.1～0.2kg/t岩石之间。但经恢复其原始生烃潜力后，寒武系原始生烃潜量＜1kg/t者仅占10%；1～2kg/t者占39%；2～3kg/t者占28%；＞3kg/t者占23%。表明寒武系源岩中，51%属中等生油岩；39%已达到较差生油岩标准。奥陶系原始生烃潜量＜1kg/t者仅占7%；1～2kg/t者占26%；2～4kg/t者占45%；＞4kg/t者占22%；表明奥陶系67%的源岩达到中等和好生油岩标准。究其原因，一是海相源岩生烃母质好，烃转化率高；二是源岩热演化程度高，所测定的样品t_max＞475℃，R_o＞1.5%，绝大多数已生成的油气已脱离生烃母体。

图3-2-8 华北地区古生界寒武-奥陶系源岩有机碳恢复前后频率变化图

图3-2-9 华北地区古生界寒武-奥陶系源岩生烃潜力恢复前后频率变化图

2.峰峰组和马家沟组是主要生油气层

华北地区下古生界各源岩有机质丰度在纵向分布上具有明显的分层性。峰峰组和马家沟组源岩在六个组段（表3-2-10）中有机质丰度最高。残余有机碳含量均值分别为0.28%和0.23%；氯仿沥青“A”均值分别为218×10^-6和115×10^-6；原始有机碳含量均值分别为0.71%和0.56%，已达到一般—较好生油岩丰度标准，是下古生界主力生油气层。冶里组、张夏组和府君山组残余有机碳含量均值在0.101%～0.125%之间；氯仿沥青“A”含量多＜100×10^-6；原始有机碳含量均值为0.238%～0.294%，多属差—非生油岩之列。亮甲山组源岩虽然有机质丰度也相对比较高，但源岩厚度小，分布局限，总体上难以构成全区主力油气源层。

3.黄骅-文安、莘冠-东濮、济源-太康地区是下古生界主要生油气区

对华北下古界8条有机地球化学剖面（程克明等，1996）以及各块坳分层系有机质丰度等值线图、统计表（表3-2-11）分析对比结果表明：第一，被中、新生界覆盖的下古生界源岩有

表3-2-11 下古生界分区分层烃源岩有机质丰度及生烃潜量对比表

续表

机质丰度相对较高，而露头区的各项指标（残余有机碳含量≤0.15%；氯仿沥青“A”含量≤50×10^-6；热解S₁+S₂含量≤0.05kg/t）普遍较低。第二，源岩有机质丰度在平面变化上具有明显的分区分带性。源岩有机质高丰度分布区主要集中在黄骅-文安、莘冠-东濮、济源-太康等地区。残余有机碳含量一般在0.15%～0.40%，氯仿沥青“A”含量在（200～2500）×10^-6。这对于下古生界油气生成和富集成藏十分有利。