鄂西渝东区二叠纪烃源岩研究

【摘 要】本次研究主要通过对鄂西渝东区二叠纪烃源岩的平面展布特征、地化特征等方面进行分析，认为该区烃源岩主要包括两类：泥质烃源岩及碳酸盐岩烃源岩。泥质烃源岩主要发育在下二叠统梁山组及上二叠统龙潭组中，具有厚度适中，有机质丰度较高（TOC%多为2-10%），类型较好（Ⅱ及Ⅰ型），热演化程度较高，生排烃量较大的特征；碳酸盐岩烃源岩具有厚度较大，有机质含量偏低（TOC%多大于0.4%），生排烃量稍差的特征。总体来看，鄂西渝东区二叠纪烃源岩生烃条件较好，具有形成大中型油气藏的基础。

【关键词】二叠纪；烃源岩；有机质丰度；干酪根碳同位素；生排烃量

鄂西渝东地区是指湖北恩施-建始以西、 重庆涪陵-万州以东的区域， 自西向东包括方斗山复背斜、石柱复向斜、齐岳山复背斜和利川复向斜等构造单元。[1]该区上古生界海相烃源岩已达高过成熟阶段，但在其邻区川东及川东北地区，依然发现大量的气田（如川东石炭系气田群、晚二叠世-早三叠世普光超大型碳酸盐岩气田）。本区上古生界勘探效果也较为明显，截止2016年底共探明天然气地质储量222.5亿方，其中二三叠系探明天然气地质储量201.5亿方，展示出高过成熟海相碳酸盐岩具有巨大的勘探潜力。本文从钻井、露头剖面及地球化学资料入手，对二叠系烃源岩的纵横向展布、地化特征等方面进行研究，评价该区的烃源岩情况，为进一步的油气勘探提供基础。

1 烃源岩的岩性及展布

由于海平面升降变化，研究区内二叠系主要发育两类烃源岩，即泥质烃源岩和碳酸盐岩烃源岩。泥质烃源岩主要发育在下二叠统梁山组及上二叠统龙潭组（吴家坪组），岩性为深灰色泥岩、页岩和灰黑、黑色碳质页岩，厚度一般在20-70m之间，北部及东部相对较厚。碳酸盐岩烃源岩主要分布在下二叠统，岩性主要为灰黑、黑灰、深灰、灰色灰岩、泥质灰岩等，厚度相对较厚，一般变化在200-350m之间，表现为东薄西厚的分布格局。

2 烃源岩地化特征

对于高、过成熟烃源岩许多地化指标已经不能真实反映原始有机质情况，本次研究主要采用受其影响不大的几项指标进行评价。

2.1 有机质丰度

烃源岩的有机质丰度是指单位重量烃源岩中的有机质百分含量，烃源岩有机质丰度评价常用有机碳含量（TOC ）、岩石热解参数、生烃潜量（S1+S2）。[2]本次采用受热演化程度影响不大的机碳含量（TOC ）进行评价。

对石柱地区马武剖面及龙8井系进行统采样分析，可看出马武剖面二叠系吴家坪组和茅口组有机碳含量较高，茅口组烃源岩主要为灰黑色泥灰岩，TOC最高可达4.32%；吴家坪组有机碳含量较下统略高，分布在0.39%～8.51%，其中黑色硅质、碳质泥岩有机碳含量较高。龙8井吴家坪组烃源岩最好，岩性主要为灰色泥岩，有机碳含量多在4.0%以上，最高可达29.61%；茅口组TOC一般分布在0.29%～1.36%，均值为0.84%，最高可达3.24%。

区域上二叠纪烃源岩有机质丰度变化较大。上二叠统泥质岩烃源岩TOC值普遍较高，变化多在2-10%之间，表现为东低西高的分布格局，其中石柱地区最高达10%以上。下二叠统碳酸盐岩烃源岩的有机质丰度利川地区最高，向四周逐渐降低，东部地区TOC值最低，多在0.4%以下，在万县至石柱一带升高到0.6%以上。

2.2 有机质类型

2.2.1 干酪根碳同位素

对于高、过成熟的烃源岩来说，干酪根碳同位素是确定有机质类型的最有效参数。因干酪根碳同位素在热演化过程中变化不大，一般变重 1～2‰，最大不超过 3‰，所以能反映原始有机质生源构成和类型。本次研究采用许怀先等人观点[3，4]，将海相烃源岩Ⅰ型与Ⅱ型干酪根的δ13C 界限值定在-28‰。

对鄂西渝东区多个钻井及剖面进行干酪根碳同位素分析，下二叠统茅口组和栖霞组灰岩的 δ13C 值为多为-26.8～-28.8‰，平均值为-28.0‰，有机质类型多为Ⅱ及Ⅰ型，少量为Ⅲ型。上二叠统干酪根碳同位素比值多分布在-26.1～-28.7‰，平均值为-27.8‰，有机质类型以Ⅱ及Ⅰ型为主，少量为Ⅲ型。

2.2.2 干酪根显微组分及母质类型

干酪根类型的划分是根据干酪根中腐泥组、壳质组、镜质组和惰质组四个组分的相对含量来确定，一般划分为腐泥型、腐殖腐泥型、腐泥腐殖型、腐殖型四种类型。腐泥组、壳质组相对含量较高，干酪根类型较好；镜质组、丝质组相对含量较高，干酪根类型较差。

利页1井、龙8井等井干酪根镜检结果显示，干酪根显微组份均以腐泥组为主（达到60%以上），镜质组和壳质组含量少，惰性组没有。类型指数在0.9-87.2，多为Ⅱ型干酪根，烃源岩母质类型较好。

2.3 有机质成熟度

鄂西渝东地区二叠系烃源岩的有机质热演化程度较高，均达到高成熟晚期至过成熟阶段。其中石柱、利川复向斜镜质体反射率普遍大于2.0%，处于过成熟早期干气阶段。

2.4 生烃强度

研究区泥质烃源岩呈区域性展布，厚度较大，大部分地区为20-70m；富含有机质，TOC平均值达5.33%；有机质类型较好，主要为Ⅱ型；平均Ro值为2.2%，热演化程度总体上处于过成熟早期干气阶段。该套烃源岩的实际产气率在400m3/t上下，通过计算，泥质岩烃源岩生气强度变化在5-35×108m3/km2范围。碳酸盐岩烃源岩在研究区厚200-350m；局部地区TOC值较高，可达1.0%以上；有机质类型以Ⅱ型为主；平均Ro值多在2.0%以上，热演化程度总体上处于过成熟早期干气阶段。二叠纪碳酸盐岩实际产气率在300m3/t左右，计算的生气强度主要为12-18×108m3/km2。两套烃源岩累计生烃强度估计在25-48×108m3/km2左右，具备形成大中型气田的物质基础。

3 结论

综上所述，鄂西渝东区二叠系烃源岩主要为下二叠统梁山组、上二叠统龙潭组的泥质烃源岩及下二叠统的碳酸盐岩烃源岩。泥质烃源岩厚度适中，有机质丰度较高，类型较好，热演化程度较高，生排烃量较大，为区内主要生烃层；碳酸盐岩烃源岩厚度较大，有机质含量偏低，但大部分地区均达到了生烃界线，具有一定的生烃能力。由此可见，鄂西渝东区烃源岩生烃条件较好，具有形成大中型油气藏的基础。

【参考文献】

[1]胡晓凤，冯畅，丁青，等.鄂西渝东及邻区寒武系盐下层烃源演变特征[J]. 海相油气地质，2016，21（2）：29-38.

[2]王文通.渤海撑璧厍喽凹陷古近纪烃源岩评价[J].西安科技大学学报，2015，35（1）：83-88.

[3]许怀先，陈丽华，万玉金，等.石油地质试验测试技术与应用[M].北京：石油工业出版社，2001.

[4]包建平，王铁冠，王金渝，等. 下扬子地区海相中、古生界有机地球化学[M].重庆：重庆大学出版社，1996.