湖相烃源岩原始有机质恢复和排烃效率定量研究-以东营凹陷沙四段为例.pdfVIP

湖相烃源岩原始有机质恢复与排烃效率定量研究 一以东营凹陷沙四段为例 刘庆，张林晔，徐兴友，王茹，李政，朱日房 中国石化股份有限公司胜利油田地质科学研究院，山东东营257015 中国东部中新生代的许多富油凹陷已进入较高勘探程度阶段，对盆地油气资源潜力的重新评价成为指 导勘探决策的关键。在资源评价方法中，成因法是相对可靠、在国内应用最为广泛的一种方法，但长期以 来该评价方法的可靠性受到一些关键参数的限制，其中就包括烃源岩原始有机质恢复系数和生排烃效率。 对烃源岩中原始有机质恢复与生排烃效率计算存在多种方法，如模拟实验法、化学动力学法、自然演 化剖面法、物质平衡法等等，各有其优缺点。如物质平衡法是根据对自然剖面中不同成熟度和演化程度样 品的对比分析，根据物质守衡原理进行计算，由于可以回避复杂的机理，计算结果相对较为可靠。但该方 法有一个重要前提，即需要具有原始地化特征相同或基本相同的从未成熟到成熟乃至高过成熟的样品对或 完整样品系列。对于海相烃源岩来说，由于其分布稳定，烃源岩有机相变化小，容易实现，因而存在一些 较好的研究实例(如Bordenave，1993：Coolsetal，1986)。而对于湖相烃源岩来说，非均质性强，有 机相变化快，建立相同类型烃源岩自然演化剖面比较困难，使该方法的应用受到较大程度的限制。笔者认 为对于较高勘探程度的地区，通过加强对湖相烃源岩形成机制的研究，建立不受成熟度影响的烃源岩沉积 地球化学分类，消除烃源岩非均质性带来的影响，可以有效解决自然演化剖面建立这一问题。 东营凹陷作为中国东部典型的富油凹陷，具有勘探程度和研究程度高、基础资料丰富的特点。尤其是 近年来，在隐蔽油气藏勘探过程中，对深层高成熟烃源岩进行了较多的取芯，为建立完整的自然演化地球 化学剖面奠定了基础。本文根据张林哗等(2011)研究成果，在对烃源岩沉积有机相精细划分和评价的基 础上，优选沙四段优质烃源岩样品开展了系统地球化学分析，建立了完整的自然演化地球化学剖面，分析 了不同地化参数之间的相互关系，并借鉴国外相关领域的一些成果，开展了原始有机质恢复和生排烃效率 研究。 对于深层烃源岩来说，由于热演化程度较高，常规地球化学方法，如镜鉴、热解分析和同位素分析等 对于烃源岩有机质类型的判定均受到不同程度的限制，而烃源岩的沉积岩石学特征可以从一定程度上弥补 其不足。本次研究是在对烃源岩微观构造、有机质赋存方式、以及测井综合评价基础上，进行沉积有机相 精细评价的基础上开展的。对沉积有机相划分的方法详见(张林晔等，2011；刘庆等，2009)研究成果。 东营凹陷沙四段优质烃源岩有两套，分别为沙四段上亚段咸化湖相和沙四段下亚段顶部的盐湖相烃源岩。 前者烃源岩埋藏深度和取芯深度范围跨度较大，而后者埋藏深度范围较为局限，埋藏深度一般大于3500m， 主要处于高过成熟阶段，缺少低成熟样品。考虑到二者沉积环境及烃源岩特征的相似性。故建立一条自然 演化剖面进行计算。根据样品优选，所建立自然演化地球化学剖面的样品埋藏深度从1000m左右到4300m， 包含了未熟、低熟、成熟至高成熟的热演化阶段。 图1为所选择不同埋藏深度(成熟度样品)热解S。与总有机碳的关系，从中可以看出以下特点：①相 近成熟度的烃源岩两种参数之间具有较有的相关关系，这在未成熟和低成熟低段表现的更加明显，表明基 于沉积有机相分析基础上的样品筛选是非常有效的，即获得了未熟的样品和经过产烃和排烃的烃源岩样品 对；②随着样品埋藏深度的增大其斜率逐渐降低，表明随着成熟度的增高，烃源岩发生了生烃作用，其生 烃潜力逐渐降低。与浅埋的样品相比，深埋的样品生烃潜力存在明显的下降，尤其是埋藏深度3500m以下， 烃源岩的生烃潜力发生大幅度的降低，部分样品的生烃潜力已基本耗尽。与其相对应，烃源岩的有机碳含 量也呈现出逐渐下降的特点，显然这种差异与生烃过程的发生存在重要关系，因而对深埋烃源岩样品的原 始有机质丰度进行恢复是非常必要的。 et 在对烃源岩地化参数进行校正的基础上，利用Coolsal(1986)的方法，开展了原始有机质恢复和 的样品，虽然已开始生烃，其部分生烃潜力已发生转化，但由于排烃量很低，热解S-+Sz可认为未发生变 化。考虑到湖相烃源岩的非均质性较强，在具体计算时进行了分段平均处理，以保证计算结果更加可靠。 生排烃效率和原始有机质恢复系数计算结果见图2。根据本次定量计算，沙四段