［收稿日期］２０１３－０９－１２　［作者简介］储阳（１９８８－），女，硕士生，现主要从事沉积学和储层地质学方面的研究工作。

　［通讯作者］李建明（１９６２－），男，教授，现主要从事沉积学及储层评价方面的教学与研究工作；Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｊｍ＠ｙａｎｇｔｚｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。

鄂尔多斯盆地天环坳陷北段下古生界生烃潜力研究 储阳，李建明，颜冠山　（长江大学地球科学学院，湖北武汉４３０１００） 余锦　（上海海洋石油局第一海洋地质调查大队，上海４３４０１２） 涂利辉　（中石油西部钻探工程有限公司，新疆乌鲁木齐８３００２６）［摘要］综合运用沉积学、有机地球化学、储层地质学等基础理论和岩石学方法，对鄂尔多斯盆地天环坳陷北段下古生界烃源岩进行分析。

研究表明，天环坳陷北段下古生界烃源岩条件好，其中以克里摩里组烃源岩品质最好；奥陶统拉什仲组、乌拉力克组和克里摩里组以腐泥类型为主，表现为Ｉ型干酪根的特征，具有较好的生烃潜力；中奥陶统和下奥陶统地层中有机质均处于高成熟阶段；烃源岩生烃强度在平面上的分布大致以中央古隆起为中心，环周分布，越靠近古隆起区域其生烃强度越小。

［关键词］鄂尔多斯盆地；天环坳陷北段；下古生界；烃源岩；生烃潜力［中图分类号］ＴＥ１２２．３［文献标志码］Ａ ［文章编号］１６７３－１４０９（２０１４）０２－００１８－０３１　区域地质概况鄂尔多斯盆地是一个比较稳定的大型叠合型沉积盆地，在盆地西北部地区不同程度地发育中晚奥陶世的碳酸盐岩沉积，局部有碎屑岩和蒸发岩的沉积。

位于鄂尔多斯盆地西北部的天环坳陷，前期勘探表明其与东邻的苏里格气田区具有相似的沉积、演化背景，具备形成岩性气藏的地质条件。

该研究区内的探井含气显示普遍，部分层段试气已获工业气流，是古生界天然气成藏的有利区带，其中天环坳陷北段奥陶系碳酸盐岩是天然气勘探的重要领域［１］，其大致范围为北至铁克苏庙以北，南至大水坑，西至吴忠，东邻定边，总的勘探区域面积约３．５×１０４ｋｍ２。

该研究区下古生界缺失志留系和泥盆系，只有奥陶系和寒武系。

气藏分布的总趋势是西厚东薄，向中央古隆起逐步超覆尖灭［２］。

天环坳陷北段地区烃源层主要包括下古生界海相碳酸盐岩、上古生界海陆过渡相碎屑岩和中生界湖盆碎屑岩共３套烃源岩，其中天环坳陷北段地区下古生界奥陶统的乌拉力克组、拉什仲组、克里摩里组烃源岩呈南北向展布，沿中央古隆起西斜坡由东向西厚度逐渐增大。

２　有机质丰度评价一般情况下，烃源岩中可溶有机质与岩石中的有机质丰度成正比。

因此，氯仿沥青“Ａ”可作为判断岩石中有机质数量的地球化学指标。

总烃是氯仿沥青“Ａ”族组分中饱和烃与芳烃之和，所以其既可做丰度参数也是判断烃源岩中有机质向油气转化程度的指标之一。

通过岩石热解分析，能够了解未成熟的烃源岩的原始产烃潜力，但对已进入成熟阶段的烃源岩尤其是达到高成熟阶段的烃源岩只能检测其残余生烃潜力，随着变质程度的加强和成熟度的提高，生烃潜量（Ｓ１＋Ｓ２）指标会明显地变小。

该研究区下古生界烃源岩形成时间长、成岩史复杂，采用通用标准不利于烃源岩实际划分与评价。

基于该研究区烃源岩的高成熟度演化的特点以及生产实际显示总有机碳含量（ＴＯＣ）低于０．３％无法作为有效烃源岩，将天环坳陷北段地区碳酸盐岩烃源岩的有机质丰度的下限值定为０．１５％，其中大于０．１５％为烃源岩类，小于０．１５％为非烃源岩类（见表１）。

·８１·长江大学学报（自科版）　２０１４年１月号石油中旬刊第１１卷第２期Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔ　Ｓｃｉ　Ｅｄｉｔ）　Ｊａｎ．２０１４，Ｖｏｌ．１１Ｎｏ．２表１　研究区下古生界碳酸盐岩烃源岩有机质丰度评价标准表烃源岩级别好中等差极差备注ＴＯＣ／％＞０．４５　０．４５～０．３　０．３～０．１５＜０．１５高成熟－过成熟Ｓ１＋Ｓ２／ｍｇ·ｇ－１＞０．５　０．５～０．２５　０．２５～０．１５＜０．１５高成熟－过成熟 沉积岩中含有足够数量的有机质是油气形成的重要前提。

选用不同的有机质丰度分级评价标准，在厘定烃源岩品质、厚度和分布面积时会有很大差异，这将直接影响资源评价的结果［３］。

选取余探１井的岩石热解资料进行分析，由此了解天环坳陷北段地区有机质丰度。

由于余探１井下古生界烃源岩均已进入高成熟阶段，因而将总有机碳含量作为主要指标，结合热解生烃潜量（Ｓ１＋Ｓ２）和氯仿沥青“Ａ”，对余探１井各层组岩石的有机质丰度进行评价（见表２）。

表２　余探１井有机质丰度参数统计表热解组／块数井深／ｍ层位岩性ＴＯＣ／％氯仿沥青“Ａ”／％热解参数／ｍｇ·ｇ－１Ｓ１Ｓ２Ｓ１＋Ｓ２Ｓ２５－Ｓ２８　３８８０．４７～３８８５．７Ｏ２ｌ泥岩０．３３　０．００２　０．０１　０．０５　０．０６（２０）３８２７．７～３８８６．７８Ｏ２ｌ泥岩０．５７－０．０２６　０．０１４　０．０４Ｓ２９－Ｓ３３　３８９１．５６～３９７２．１Ｏ２ｗ泥晶灰岩０．１７　０．００２　０．０１　０．０４　０．０５（２０）３８９５．８２～３９７９．９８Ｏ２ｗ灰泥岩０．５１－０．０１５　０．０２３　０．０３８Ｓ３４－Ｓ３５　４０３９．５４～４０４８．６７Ｏ１ｋ泥质灰岩０．６５－０．０２　０．０４　０．０６ 注：Ｏ２ｌ、Ｏ２ｗ分别为中奥陶统拉什仲组和乌拉力克组；Ｏ１ｋ为下奥陶统克里摩里组。

从表２可以看出，余探１井中奥陶统乌拉力克组（Ｏ２ｗ）样品ＴＯＣ的均值为０．３４％，氯仿沥青“Ａ”的百分含量为０．００２％，生烃潜力指数为０．０４９６ｍｇ／ｇ，因而该组烃源岩属于中等偏好的烃源岩。

下奥陶统克里摩里组（Ｏ１ｋ）样品ＴＯＣ的均值为０．６５％，烃潜力指数为０．０６ｍｇ／ｇ，因而该组烃源岩为好的烃源岩。

因此，该研究区奥陶系烃源岩条件好，其中以克里摩里组烃源岩品质最好。

３　有机质类型有机质丰度是烃源岩评价的基础。

干酪根和全岩显微组分都是镜下直观的源岩有机质，二者常具有明确的正相关关系［４］。

根据源岩干酪根所表现出的化学性质，将源岩中的有机质划分为腐泥型（Ⅰ型）、过渡型（Ⅱ型）和腐殖型（Ⅲ）干酪根３种类型。

一般说来，Ｉ型干酪根主要以生成液态烃为主，Ⅲ型干酪根主要以生成气态烃为主，而介于两者之间的Ⅱ型干酪根则兼有生成油、气的能力［５］。

奥陶系沉积时，天环坳陷北段地区为斜坡－海槽沉积环境，在该环境中沉积的泥岩、泥灰岩和泥晶灰岩是主要烃源岩，其有机质含量较高，均发育在海侵体系域，受层序的控制明显。

对研究区下古生界主要探井的干酪根组分进行统计分析（见表３），发现奥陶统的拉什仲组、乌拉力克组和克里摩里组以腐泥类型为主，表现为Ｉ型干酪根的特征，具有较好的生烃潜力。

表３　研究区下古干酪根组分鉴定数据井号样品编号层位统组有机显微组分／％镜质组惰质组壳质组腐泥组Ｔｉ指数干酪根类型鄂７　１９９６－０９１１３２７４中奥陶统Ｏ２ｗ　６１．６　２．６　０．６　３５．２－１３．５Ⅲ鄂７　１９９６－０９１１３２７５下奥陶统Ｏ１ｋ　２　０　０　９８　９６．５Ⅰ鄂７　１９９６－０９１１３２７６Ｏ１ｋ　１　０　０　９９　９８．２５Ⅰ余探１ＹＴ１－Ｓ１６中奥陶统Ｏ２ｌ　０　０　０　１００　１００Ⅰ余探１ＹＴ１－Ｓ１７　０　０　０　１００　１００Ⅰ余探１ＹＴ１－Ｓ１８　０　０　０　１００　１００Ⅰ余探１ＹＴ１－Ｓ１９Ｏ２ｗ　０　０　０　１００　１００Ⅰ余探１ＹＴ１－Ｓ２０　０　０　０　１００　１００Ⅰ余探１ＹＴ１－Ｓ３９下奥陶统Ｏ１ｋ　０　０　０　１００　１００Ⅰ鄂１９　２００７－０６０１０１～４６７中奥陶统Ｏ２ｗ　０．２　０　０　９９．８　９９．６Ⅰ鄂１９　２００７－０６０１０１４８５Ｏ２ｗ　０．４　０　０　９９．６　９９．２Ⅰ４　有机质成熟度有机质热演化程度与烃源岩所经历的有效埋藏深度有关，同时沉积叠加对有机质演化和成熟作用有·９１·第１１卷第２期储阳等：鄂尔多斯盆地天环坳陷北段下古生界生烃潜力研究决定性影响［５］。

目前，主要通过检测生油岩镜质体反射率（Ｒｏ）来鉴定有机质成熟度，划分标准如下：Ｒｏ＜０．５０％为未成熟阶段，Ｒｏ在０．５０％～０．７０％为低成熟阶段，Ｒｏ在０．７０％～１．３０％为成熟阶段，Ｒｏ在１．３０％～２．００％为高成熟阶段，Ｒｏ＞２．００％为过成熟阶段。

通过统计余探１井分析化验资料，得知余探１井中奥陶统拉什仲组Ｒｏ均值为１．５１３％，乌拉力克组Ｒｏ均值为１．５７４％，下奥陶统克里摩里组Ｒｏ均值为１．８０４％。

因此，该研究区中奥陶统和下奥陶统地层中有机质均处于高成熟阶段。

图１天环北段下古生界烃源岩生烃强度图５　生烃强度评估鄂尔多斯盆地边缘变形较强，内部变形构造很微弱，只存在地层间断或剥蚀，区域构造呈现为西倾的平缓大单斜。

根据地质构造特征，该盆地可划分为伊蒙隆起、渭北隆起、晋西挠褶带、陕北斜坡、天环坳陷和西缘逆冲带６个一级构造单元，其中陕北斜坡是油气富集的主要单元。

鄂尔多斯盆地从石炭纪到二叠纪经历了一个海陆过渡环境转变为陆相环境的过程。

在这一时期，沉积相带展布由东西向差异转变为南北向差异为主。

石炭系、二叠系为连续沉积，二叠与下中三叠为假整合接触。

天环坳陷北段地区下古生界烃源岩生烃强度在平面上的分布，大致以中央古隆起为中心，环周分布，越靠近古隆起区域其生烃强度越小（见图１）。

６　结论（１）天环坳陷北段下古生界烃源岩条件好，其中以克里摩里组烃源岩品质最好。

（２）天环坳陷北段下古生界奥陶统的拉什仲组、乌拉力克组和克里摩里组以腐泥类型为主，表现为Ｉ型干酪根的特征，具有较好的生烃潜力。

（３）天环坳陷北段下古生界中奥陶统和下奥陶统地层中有机质均处于高成熟阶段。

（４）天环坳陷北段下古生界烃源岩生烃强度在平面上的分布，大致以中央古隆起为中心，环周分布，越靠近古隆起区域其生烃强度越小。

［参考文献］［１］田华．鄂尔多斯天环坳陷北段天然气成藏分析［Ｄ］．青岛：山东科技大学，２０１１．［２］冯增昭．鄂尔多斯盆地奥陶纪碳酸盐岩地层岩石岩相古地理［Ｍ］．北京：地质出版社，１９９８：８－１４２．［３］张水昌，梁狄刚，张大江．关于古生界烃源岩有机质丰度的评价标准［Ｊ］．石油勘探与开发，２００２，２９（２）：８－１２．［４］王铁冠，钟宁宁，熊波，等．源岩生烃潜力的有机岩石学评价方法［Ｊ］．石油学报，１９９４，１５（４）：１１－１４．［５］Ｔｈｏｍｐｓｏｎ　Ｃ　Ｌ，Ｗｏｏｄｓ　Ｒ　Ａ．Ｍｉｃｒｏｓｐｅｃｔｒｏ　ｆｌｕｏｒｅｃｅｎｃｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｃｏａｌｓ　ａｎｄ　ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　ｓｏｕｒｃｅ　ｒｏｃｋｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎ　Ｊ　Ｃｏａｌ　Ｇｅｏｌ，１９８７，７：８５－１０４．［编辑］　李启栋·０２·　石油中旬刊 石油地质与地化２０１４年１月。