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塔里木盆地西南地區(qū)石炭系煤系烴源巖識別與分布特征

趙永強1,2,蘇思羽3,4,蒲仁海3,4,姚威1,2,季天愚5

（1.中國石化石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質研究所,江蘇 無錫 214126；2.中國石化油氣成藏重點實驗室,江蘇 無錫 214126；3.西北大學 大陸動力學國家重點實驗室,陜西 西安 710069；4.西北大學 地質學系,陜西 西安 710069；5.中國石油勘探開發(fā)研究院,北京 100083)

(資料圖片僅供參考)

摘 要

近年來在塔里木盆地西南巴麥地區(qū)巴探5井石炭系卡拉沙依組中發(fā)現(xiàn)了多層煤層和炭質泥巖,它們具有一定的生烴潛力。由于它們發(fā)育于碳酸鹽巖與砂泥巖交互的混積臺地背景中,之前并未作為有效烴源巖加以重視,因此查明其發(fā)育規(guī)律和分布特征對尋找該區(qū)石炭系自生自儲油氣藏具有重要意義。利用鉆井巖心、巖屑樣品地球化學測試,測井巖性識別、三維地震反演等方法進行了該套煤系烴源巖生烴指標和識別分布研究。結果表明,巴探5井這套煤系烴源巖與卡拉沙依組廣泛發(fā)育的一套三角洲-潟湖沉積體系有關。煤系烴源巖最大累計厚度約20 m,其有機碳含量介于10.6%~63.2%之間,干酪根類型為II2-III,鏡質體反射率為0.78%~1.65%,其成熟度隨埋深的變化總體上呈北低南高之勢。煤、炭質泥巖、暗色泥頁巖等有效烴源巖都表現(xiàn)為聲波時差>300 μs/m、密度

100 API。井間和井外地區(qū)根據(jù)三維地震波阻抗反演值

關鍵詞

巴麥地區(qū);卡拉沙依組;煤層;三角洲;混積臺地

0 引 言

煤系一般發(fā)育多層源巖、儲層和蓋層組合,具有內(nèi)幕油氣聚集潛力,可以形成多個大型常規(guī)和非常規(guī)天然氣田[1-2]。塔里木盆地西南部巴楚隆起和麥蓋提斜坡兩個構造單元(簡稱巴麥地區(qū))的多年的勘探實踐表明,寒武系—下奧陶統(tǒng)的烴源巖為優(yōu)質烴源巖,為玉北氣田、和田河氣田、鳥山氣田和巴探5井等奧陶系氣田提供了烴源[3???-7]。巴麥地區(qū)石炭系烴源巖也具有一定的生烴作用,可能是巴什托和亞松迪油氣藏的次要烴源巖,但石炭系源巖成熟度偏低[5,8],僅在昆侖山前柯東1井附近達到了成熟階段[9]。石炭系存在淺?；旆e陸棚泥巖和碳酸鹽巖兩類烴源巖[10-11],但從未發(fā)現(xiàn)煤系烴源巖。近年來在巴探5井、巴探10井和羅西1井石炭系卡拉沙依組發(fā)現(xiàn)了煤層和炭質泥巖,它們是如果在混積臺地背景中發(fā)育和分布的,是否具備足夠的生供烴潛力尚不清楚。本文通過巖心和巖屑樣品的地球化學測試,測井和二、三維地震屬性和反演等方法進行了煤系烴源巖的識別與分布研究,同時分析了卡拉沙依組的三角洲成因及其控煤作用,為尋找與煤系烴源巖有關的油氣藏提供了地質依據(jù)。

1 區(qū)域地質概況

石炭系是塔里木盆地油氣勘探的主要層系之一[12??-15],自下而上發(fā)育巴楚組下泥巖段、生屑灰?guī)r段、中泥巖段、標準灰?guī)r段、卡拉沙依組上泥巖段、砂泥巖段、含灰?guī)r段、小海子組灰?guī)r段等(圖1(b)),在氣候干濕交替及海平面升降的作用下,主要發(fā)育深水陸棚、淺水陸棚、混積臺地、潟湖海灣等沉積環(huán)境[16-17],其主要巖性為灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r、泥巖等,局部夾煤層和膏云巖與膏泥巖[1 8?-20]。與塔河和塔中地區(qū)相比,巴麥地區(qū)的泥巖段中的碳酸鹽巖含量顯著增多,灰?guī)r段中白云巖含量增多,且局部含石膏,反映了相對咸化的環(huán)境特點[1 6,21-22]。但較為特殊的是在巴麥地區(qū)卡拉沙依組局部出現(xiàn)了較多的煤層和炭質泥巖,其形成可能與局部淡水河流的注入和三角洲沉積有關。

圖1 巴麥地區(qū)構造單元劃分圖(a)巴麥地區(qū)上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)綜合柱狀圖(b)

研究區(qū)包含三個三維地震勘探區(qū)塊,分別為XBZ三維區(qū)(面積約600 km2)、Lx1井三維區(qū)(面積約350 km2)、BT5井三維區(qū)(面積約400 km2)(圖1(a)),地震資料主頻約35 Hz。包含18條二維地震測線和15口探井資料,其中9口鉆井位于三維地震區(qū)內(nèi)。鉆井揭示的上古生界地層包括二疊系庫普庫茲滿組、南閘組、小海子組、石炭系卡拉沙依組、巴楚組,這些地層組分別以地震反射界面T52、T54、T56、T57為其底界(圖1(b))。鉆井在石炭系目的層平均每5 m有一包鉆屑混合樣品。BT5井取心井段為2 077.5~2 084 m,頂部主要分布灰黑色炭質泥巖,中下部發(fā)育深灰色泥巖夾灰黑色炭質泥巖及淺灰色粉砂質條帶,局部斷面見灰黑色植物印模(圖2)。煤巖樣品來自于巖屑,呈暗黑色,小顆粒狀、玻璃光澤且染手,由后續(xù)的地化測試確定其巖性。

圖2 巴探5井石炭系卡拉沙依組鉆井綜合剖面圖

2 方法

在巖心庫采集石炭系巖芯巖屑樣品30個,重點采集了BT5、BT10、BT7等5口井卡拉沙依組的煤、炭質泥巖和暗色泥巖樣品。在完成樣品整理、篩選等前期處理步驟后,選出石炭系卡拉沙依組和巴楚組的巖屑樣品12個,巖心樣品2個。所有14塊樣品均在西北大學大陸動力學國家重點實驗室完成了有機質提取和熱解實驗,測定了各樣品的有機碳含量、類型和成熟度。

在全區(qū)測井資料標準化基礎上,根據(jù)BT5、BT10井巖心、巖屑錄井和測井解釋等成果建立AC-GR和RD-DEN測井交會圖與巖性識別圖版,確定測井資料定量識別煤層、炭質泥巖、頁巖、砂巖和碳酸鹽巖的閥值。

然后對工區(qū)內(nèi)的鉆井制作合成地震記錄完成井震標定,對巴探5三維區(qū)進行測井約束的疊后波阻抗反演。在反演數(shù)據(jù)體上根據(jù)煤層、炭質泥巖和砂巖波阻抗提取卡拉沙依組相關巖性百分含量和厚度。

根據(jù)不同鉆井所測定的不同深度烴源巖樣品的Ro值和井深的線性關系以及卡拉沙依組底面構造圖,得到研究區(qū)目的層烴源巖成熟度隨深度的變化趨勢。

在煤系烴源巖分布和沉積相分析基礎上,探討混合臺地地區(qū)三角洲發(fā)育特殊性及其對煤系烴源巖的控制。

3 結果分析

3.1 烴源巖地球化學特征

BT5、BT10、KT1、BT7、BT9井石炭系卡拉沙依組和巴楚組的樣品測試結果表明,卡拉沙依組煤的有機碳含量介于58.1%~63.2%,平均值為60.65%,Ro值介于0.93%~1.29%,平均1.11%。炭質泥巖的有機碳含量為10.6%~18.5%,平均14.43%,Ro值介于0.78%~1.65%之間,平均1.00%。暗色泥巖有機碳含量介于0.01%~2.36%之間,平均值為0.91%,Ro介于0.80%~1.33%之間,平均1.00%。依據(jù)IH-Tmax圖解[23?-25]計算結果,絕大多數(shù)的煤層、炭質泥巖的有機質類型為III型,個別炭質泥巖為II2-III型(表1)。

表1 研究區(qū)不同巖性TOC含量、Ro及有機碳類型測定結果

綜合石炭系卡拉沙依組煤和暗色泥巖的測試結果,其有機碳含量介于0.15%~63.2%之間,有機質類型為II2-III型,Ro值介于0.80%~1.65%,達到成熟-高成熟階段。Tmax值介于 424 ~ 437 ℃,平均值為430 ℃,比Ro指示的成熟度偏低。

前期樣品篩選工作中發(fā)現(xiàn)石炭系巴楚組中、下泥巖段的所采巖屑樣品大多數(shù)不滿足純暗色泥巖的送樣條件,或者與干化泥漿難以區(qū)分,或者為帶褐色調的氧化色。中、下泥巖段各只有一個樣品滿足測試條件(見圖3黃色深度處)。根據(jù)有機質熱演化特征,綜合分析得出石炭系巴楚組中、下泥巖段暗色泥巖有機碳含量較低,介于0.01%~0.15%,平均值為0.08%,不具備生烴條件(表1)。

圖3 KT1、BT5、BT10井巴楚組連井剖面圖(剖面位置見圖1)

為了研究卡拉沙依組上部烴源巖成熟度的分布規(guī)律,利用所測Ro與所采樣品深度(H)(表1),通過線性擬合得到Ro-H之間的線性關系Ro=0.0001H+0.622。通過井震標定二、三維地震地震解釋的卡拉沙依組雙程時間T56和時深轉換可以制作出巴麥地區(qū)卡拉沙依組底界的深度圖。利用Ro-H的線性關系,可以把卡拉沙依組頂面深度圖轉換為鏡質體反射率等值線平面圖(圖4)。該圖反映巴麥地區(qū)卡拉沙依組烴源巖Ro值介于0.7%~1.3%,具有朝西南增高之勢。

圖4 巴麥地區(qū)石炭系卡拉沙依組頂面鏡煤反射率等值線平面圖

3.2 石炭系烴源巖測井識別

從測井曲線(圖4)和巖性AC-GR交會圖(圖5)上,可以看出煤、暗色泥巖的共同點為低密度、高聲波時差和低電阻率,其聲波時差值均大于300 μs/m,電阻率值均小于50 Ω·m,且在測井曲線的形態(tài)上易于識別,表現(xiàn)為高聲波時差和低密度的高幅尖刺狀,其密度值一般小于2.3 g/cm3。煤、炭質泥巖、暗色泥頁巖的不同則主要表現(xiàn)在自然伽馬值的大小上,煤層GR值小于75 API,炭質泥巖GR值介于75~100 API;泥頁巖GR值大于100 API(圖3,圖4)。因此,依據(jù)高幅尖刺狀的AC、DEN測井曲線特征和GR值的大小可以識別出煤、炭質泥巖和暗色泥巖,依據(jù)上述測井特征識別出BT5井煤層2層,累加厚度約6 m;炭質泥巖5層,累加厚度約10 m;暗色泥巖9層,累加厚度約50 m,三者總厚約66 m,其中煤層和炭質泥巖占比24.2%。砂巖在測井曲線上表現(xiàn)為箱狀,AC

圖5 塔西南卡拉沙依組不同巖性的AC-GR和RD-DEN交會圖

3.3 卡拉沙依組煤系烴源巖的三維地震識別與分布

根據(jù)研究區(qū)測井識別圖版分析得到的卡拉沙依組煤層和炭質泥巖測井曲線閥值AC>300 μs/m、DEN

圖6 BT5三維地震區(qū)波阻抗小于閥值的卡拉沙依組煤系烴源巖百分含量圖

利用Landmark的SUM模塊統(tǒng)計了13口鉆井井點卡拉沙依組烴源巖累計厚度并通過三維地震區(qū)反演得出的煤層、炭質泥巖和暗色泥巖百分含量的約束下,勾畫出研究區(qū)煤層、炭質泥巖厚度等值線圖(圖7)。該圖顯示研究區(qū)內(nèi)卡拉沙依組煤系烴源巖厚度為0~20 m,從北西向南東加厚,厚煤層(局部大于20 m)的面積約40 km2。

圖7 巴麥地區(qū)石炭系C1k煤層和炭質泥巖累加厚度等值線圖

4 三角洲對煤系烴源巖的控制

BT5三維區(qū)石炭系卡拉沙依組存在疊瓦狀前積反射,自北西朝東南方向前積,三維區(qū)可識別出5個中強振幅前積波峰同相軸的疊置 (圖8)。對5期前積體的地震反射同相軸進行精細的追蹤解釋、閉合,得到5期前積體的平面展布(圖9)。碎屑巖地層的前積反射可存在于多種沉積環(huán)境[23??-26]。BT5、BT10分別位于第一和第二前積葉上,其對應卡拉沙依組向上變粗的三角洲前緣(圖4),故該套前積體應屬于三角洲反射。結合區(qū)域鉆井資料和前人研究,該套三角洲發(fā)育在潟湖沉積背景中,周邊為潮坪和障壁環(huán)境,由來自北西方向的淡水河流注入形成。

圖8 過巴探5-巴探10井的南東向卡拉沙依組三角洲前積反射地震剖面圖(剖面位置見圖6)

圖9 五期前積反射平面疊合圖(半透明色填充)

筆者統(tǒng)計了研究區(qū)內(nèi)卡拉沙依組13口測井的砂巖百分含量,結合三維地震巖性反演制作了巴麥地區(qū)卡拉沙依組沉積相平面圖(圖10)。該圖顯示研究區(qū)卡拉沙依組整體為潟湖沉積背景,其內(nèi)發(fā)育三個來自北西的三角洲前緣朵體,三角洲部位的砂巖百分含量較高,介于25%~45%之間。研究區(qū)西部過渡為混合臺地潮坪沉積。

圖10 巴麥地區(qū)石炭系卡拉沙依組沉積相平面圖

比較圖7和圖10可以看出,巴麥地區(qū)的煤系烴源巖較厚區(qū)與三角洲前緣分布區(qū)基本吻合,說明在塔西南地區(qū)卡拉沙依組整體為混合臺地內(nèi)的潟湖沉積背景,巴探5井區(qū)存在一個來自北西淡水河流的注入,局部形成了三角洲沉積。不僅形成了三角洲前緣河口壩、分流河道等砂巖沉積,而且在三角洲平原上沉積了一定厚度的沼澤煤層和炭質泥巖。煤層與前三角洲-潟湖相的暗色泥巖一起構成了該區(qū)石炭系的烴源巖。由于煤層和炭質泥巖的有機質含量遠高于潟湖相暗色泥巖,所以三角洲沉積區(qū)的煤系烴源巖比周邊其他地區(qū)應該具有更好的生烴潛力。

巴探5井和巴探10井卡拉沙依組發(fā)育沼澤煤層的同時還沉積了一定厚度的三角洲前緣砂體,它們朝北西上傾方向尖滅,砂巖儲層和煤系烴源巖可以構造較好的生儲蓋組合,具備形成自生自儲巖性或復合圈閉油氣藏的條件,是下一部油氣勘探的一個重要方向。

4 結 論

(1)巴麥地區(qū)卡拉沙依組發(fā)育煤系烴源巖,該套煤系烴源巖有機碳含量為10.6%~63.2%,干酪根類型為II2-III,鏡質體反射率介于0.78%~1.65%之間,是一套較好的低成熟-高成熟烴源巖。

(2)卡拉沙依組煤層和炭質泥巖具有低密度、高時差以及低波阻抗特征,卡拉沙依組煤系烴源巖厚度為0~20 m,從北西向南東加厚,厚煤層的面積約40 km2。

(3)卡拉沙依組烴源巖發(fā)育于三角洲-潟湖環(huán)境,其中三角洲平原相沉積了煤層和炭質泥巖,而前三角洲和潟湖則發(fā)育了暗色泥巖,它們可為三角洲前緣砂巖儲層提供烴源,有望形成自生自儲的復合圈閉油氣藏。

參考文獻：

[1]李勇, 許衛(wèi)凱, 高計縣, 等.“源-儲-輸導系統(tǒng)”聯(lián)控煤系氣富集成藏機制--以鄂爾多斯盆地東緣為例[J]. 煤炭學報, 2021, 46(8): 2440-2453.

[2]李勇, 王延斌, 孟尚志, 等.煤系非常規(guī)天然氣合采地質基礎理論進展及展望[J]. 煤炭學報, 2020, 45(4): 1406-1418.

[3]ZHANG Kang, WANG Darui.Tectonics and prospects of oil and gas in Tarim Basin[J]. AAPG Bulletin, 1996, 80: 1.

[4]佘曉宇, 施澤進, 劉高波.巴楚-麥蓋提地區(qū)油氣成藏的輸導系統(tǒng)[J]. 石油與天然氣地質, 2003, 24(4): 346-350.

[5]高志農(nóng).塔里木盆地巴楚隆起烴源巖特征及其油氣源研究[J]. 石油實驗地質, 2000, 22(4): 319-324.

[6]MI Jingkui, ZHANG Shuichang, CHEN Jianping, et al.The distribution of the oil derived from Cambrian source rocks in Lunnan area,the Tarim Basin,China[J]. Chinese Science Bulletin, 2007, 52(1): 133-140.

[7]金之鈞.從源-蓋控烴看塔里木臺盆區(qū)油氣分布規(guī)律[J]. 石油與天然氣地質, 2014, 35(6): 763-770.

[8]丁勇, 宮繼萍, 王輝.塔里木盆地西南坳陷生油巖綜合評價[J]. 石油實驗地質, 1999, 21(4): 336-339.

[9]李士超. 塔里木盆地西南地區(qū)石炭-二疊系沉積特征與烴源巖評價[D]. 北京: 中國地質大學(北京), 2011.

[10]李世臻, 康志宏, 邱海峻, 等.塔里木盆地西南坳陷油氣成藏模式[J]. 中國地質, 2014, 41(2): 387-398.

[11]李京昌, 吳疆, 何宏, 等.塔里木盆地石炭系卡拉沙依組烴源巖研究[J]. 石油實驗地質, 2017, 39(4): 511-519.

[12]馬慶佑, 呂海濤, 蔣華山, 等.塔里木盆地臺盆區(qū)構造單元劃分方案[J]. 海相油氣地質, 2015, 20(1): 1-9.

[13]QIU Nansheng, JIANG Guang, MEI Qinghua, et al.

Tectono-thermal evolution in the Bachu uplift, Tarim Basin, China[J]. Acta Geologica Sinica, 2010, 84(5): 1286-1293.

[14]張光亞, 趙文智, 王紅軍, 等.塔里木盆地多旋回構造演化與復合含油氣系統(tǒng)[J]. 石油與天然氣地質, 2007, 28(5): 653-663.

[15]黃太柱, 蔣華山, 馬慶佑.塔里木盆地下古生界碳酸鹽巖油氣成藏特征[J]. 石油與天然氣地質, 2014, 35(6): 780-787.

[16]LIN Changsong, YANG Haijun, LIU Jingyan, et al.

Paleostructural geomorphology of the Paleozoic central uplift belt and its constraint on the development of depositional facies in the Tarim Basin[J]. Science China Earth Sciences, 2009, 52(6): 823-834.

[17]許璟, 蒲仁海, 楊林, 等.塔里木盆地石炭系泥巖沉積時的古鹽度分析[J]. 沉積學報, 2010, 28(3): 509-517.

[18]WU Xiaoqi, TAO Xiaowan, HU Guoyi.Geochemical characteristics and source of natural gases from Southwest Depression of the Tarim Basin, NW China[J]. Organic Geochemistry, 2014, 74: 106-115.

[19]魏國齊, 楊威, 李劍, 等.中國陸上天然氣地質特征與勘探領域[J]. 天然氣地球科學, 2014, 25(7): 957-970.

[20]PANG Xiongqi, CHEN Junqing, LI Sumei, et al.Evaluation method and application of the relative contribution of marine hydrocarbon source rocks in the Tarim basin: A case study from the Tazhong area[J]. Marine and Petroleum Geology, 2016, 77: 1-18.

[21]ZHANG Shuichang, GAO Zhiyong, LI Jianjun, et al.

Identification and distribution of marine hydrocarbon source rocks in the Ordovician and Cambrian of the Tarim Basin[J]. Petroleum Exploration and Development, 2012, 39(3): 305-314.

[22]劉占紅, 陳榮, 宋成兵, 等.塔里木盆地石炭系卡拉沙依組旋回地層與層序地層綜合研究[J]. 地球科學--中國地質大學學報, 2012, 37(5): 1051-1065.

[23]MUKHOPADHYAY PRASANTA K, WADE JOHN A, KRUGE MICHAEL A.Organic facies and maturation of Jurassic/Cretaceous rocks, and possible oil-source rock correlation based on pyrolysis of asphaltenes, Scotian Basin, Canada[J]. Organic Geochemistry, 1995, 29(4): 490-497.

[24]許懷先. 石油地質實驗測試技術與應用[M]. 北京: 石油工業(yè)出版社, 2001.

[25]盧雙舫. 油氣地球化學[M]. 北京: 石油工業(yè)出版社, 2008.

[26]蒲仁海.前積反射的地質解釋[J]. 石油地球物理勘探, 1994, 29(4): 490-497.