Question

生油岩（烃源岩）特征

Answer 1

根据剖面露头地质分析，盆地内石炭系烃源岩主要有两种类型：一类为局限台地相、滨海沼泽相等还原环境下形成的黑色泥页岩（包括碳质泥页岩、煤层），另一类为开阔台地相黑色、灰黑色、深灰色碳酸盐岩（包括灰色泥质灰岩、生物碎屑泥晶灰岩）。根据区域对比分析，柴达木盆地下石炭统海侵规模大，开阔台地相碳酸盐岩沉积是主要的烃源岩层系；上石炭统海侵范围较广，次级海侵旋回较多，海陆交互环境下形成的局限台地、沼泽相黑色泥页岩、碳质页岩为主要的烃源岩层系（图11-1）。石炭系较有利烃源岩的平面分布受沉积相带的控制，从露头资料分析，下石炭统台地相碳酸盐岩烃源岩主要分布于怀头他拉、阿木尼克山、欧龙布鲁克山、扎布萨尕秀和牦牛山等地，横向分布稳定且具有良好的对比性，而以盆地南缘的大干沟剖面的分析资料来看，其烃源岩的指标较柴达木盆地东部变差，故有效的烃源岩主要分布在德令哈周缘；上石炭统海陆交互环境的局限台地、沼泽相暗色泥岩、炭质泥岩烃源岩分布范围较广泛，在德令哈—欧龙布鲁克山—大柴旦一带较广泛分布，扎布萨尕秀剖面上暗色泥岩厚度大，连续厚度可达40～55m，为主要的烃源岩，在盆地南缘乌图美仁以西、诺木洪以东也有分布。野外实测剖面及钻井资料分析统计表明，石炭系暗色细粒生油层平均厚度大于300m。其中，上石炭统生油层系的厚度在450m左右，下石炭统生油层系的厚度在350m左右；暗色泥岩（包括碳质泥岩）厚度在69.1～594m之间，占地层厚度的5.3%～43.3%；灰岩厚度在101.4～921m之间，占地层厚度的37%～70.3%。霍参1井钻井资料（未见底）及地震解释资料揭示盆地内部烃源岩厚度在141.5m以上。石炭系烃源岩主要有碳酸盐岩和暗色泥页岩两种类型，在研究区较广泛分布，下石炭统烃源岩以碳酸盐岩为主，上石炭统烃源岩以暗色泥岩为主。

图11-1 柴北缘旺尕秀煤矿上石炭统克鲁克组灰黑色页岩、碳质页岩夹灰岩

石炭系烃源岩生烃条件较有利的原因主要是：频繁的海侵、海退旋回形成了广泛分布的暗色泥岩和碳酸盐岩沉积，聚积了丰富的陆源有机质和繁盛的水生生物，奠定了烃源岩物质基础；在持续的海侵、持续的较稳定沉积阶段接受了厚度较大的碳酸盐岩或暗色泥岩沉积，烃源岩层占地层厚度的比例大，有机质丰度较高。从露头资料的统计结果分析，暗色泥岩有机质丰度较高，平均为1.14%，有机质类型以Ⅲ型和Ⅱ₂型为主，属于中等—好的烃源岩；碳酸盐岩有机质丰度偏低，平均为0.23%，但有机质类型较好，为Ⅱ₁和Ⅱ₂型，属差烃源岩；碳质泥岩和煤样有机质丰度最低，多为非烃源岩，这与较高的热演化程度和长期的分化作用有重要的影响相关。研究区除都兰地区烃源岩处于过成熟的干气阶段外（R_o值平均为2.60%），其他地区成熟度中等（R_o值平均为1.11%），烃源岩正处于成熟阶段的生、排烃高峰期。

由于所有样品均来自地表露头，受风化作用与演化作用的影响较大，与邻区巴彦浩特盆地的资料对比后，其地面样品的烃源岩地化指标基本相当，而巴彦浩特盆地巴参1井、锡1井的井下样品烃源岩指标远远高于地面样品，因此可以肯定柴达木盆地地下源岩样品的有机质丰度会更高，成熟度也可能达到成熟—高成熟阶段。根据石油大学计算的风化因子2.07进行有机碳含量校正，研究区碳酸盐岩及泥质岩烃源岩均可达到中等—好的烃源岩评价标准，而目前比较差的碳质泥岩和煤也达到了烃源岩标准，具有生烃能力，表明柴达木盆地石炭纪地层具有较好的烃源岩条件，是油气勘探的重要烃源岩层系。

烃源岩有机质丰度在平面上具有规律性变化，总体表现为北西向的石灰沟、城墙沟、旺尕秀一带最高，向北向祁连山前和向南至霍布逊坳陷霍参1井一带逐渐变小，烃源岩条件变差，如上石炭统石灰沟、城墙沟、旺尕秀一带有机质丰度为0.89～1.47，向南至穿山沟、阿木尼克山有机质丰度降低到0.46～0.51，而向北的祁连山区由于变质作用，不具备形成烃源岩条件。就露头资料的单剖面分析，烃源岩有机质丰度各露头区也存在较明显的差异，石灰沟地区烃源岩（包括暗色泥岩和碳酸盐岩）有机质丰度高，而城墙沟和扎布萨尕秀地区相对低一些，穿山沟地区最低，生烃能力最差。烃源岩成熟度中等（R_o值平均为1.11%），正处于成熟阶段的生、排烃高峰期，生烃潜力较大，具有良好的油气勘探前景。

综合烃源岩厚度及有机质丰度分布特征，研究区下石炭统在石灰沟地区发育一个Ⅰ类有利生油区，上石炭统则在石灰沟地区及扎布萨尕秀—旺尕秀地区发育两个Ⅰ类有利生油区。总体来看，石灰沟地区石炭系残留厚度大，达2500m，其中碳酸盐岩厚649.5m，暗色泥岩厚594m，分别占地层厚度的43.3％和39.6％。碳酸盐岩平均有机碳质量分数为0.31%，暗色泥岩平均有机碳质量分数为1.47%，分别达到中等—好的烃源岩标准，正处于生、排烃高峰期，具备良好的油气潜力。

总体而言，石炭系发育暗色泥岩、碳质泥岩、煤层和灰岩烃源岩，暗色泥岩的烃源岩条件优于灰岩，上石炭统烃源岩条件优于下石炭统，预测盆地内以柴东地区德令哈断陷的石炭系烃源岩条件最为优越。