松辽盆地东南隆起区JFD6井1000m以深白垩系青山口组油页岩特征

第３９卷　第１期２０２０年０３月 吉　林　地　质ＪＩＬＩＮＧＥＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ ３９　Ｎｏ １
Ｍａｒ ２０２０ 文章编号：１
００１—２４２７（２０２０）０１—３８—５松辽盆地东南隆起区ＪＦＤ６井１０００ｍ以深
白垩系青山口组油页岩特征
付　涛１，孙伟国１，詹天宇１，朱小锋１，刘学生１，徐银波２
１ 吉林省地质调查院，吉林长春　１３０１０２；２ 中国地质调查局油气资源调查中心，北京　１０００８３
摘要：松辽盆地油页岩资源极其丰富，ＪＦＤ６井位于松辽盆地东南隆起区，哈拉海向斜内。

通过录井资料，测试分析及测井解释，对该井青山口组油页岩的基本特征进行了分析研究。

结果显示青山口组一段油页岩质量较好，含油率属于低—中等级，而且为低硫油页岩。

表明在未来油页岩开发利用中，对周围环境的污染程度较低。

关键词：松辽盆地；油页岩；质量特征；青山口组中图分类号：Ｐ６１８ １２ 文献标识码：Ａ
收稿日期：２０２０ ０２ ０５；改回日期：２０２０ ０３ １３作者简介：付　涛（１９８９—），男，吉林长春人，吉林省地质调查院助理工程师。

ＴｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｏｉｌｓｈａｌｅｏｆｔｈｅＣｒｅｔａｃｅｏｕｓＱｉｎｇｓｈａｎｋｏｕＦｏｒｍａｔｉｏｎ
ｂｅｌｏｗ１０００ｍｉｎＷｅｌｌＪＦＤ６ｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅａｓｔｅｒｎｒｉｓｉｎｇａｒｅａｏｆＳｏｎｇｌｉａｏＢａｓｉｎ
ＦＵＴａｏ１，ＳＵＮＷｅｉ ｇｕｏ１，ＺＨＡＮＴｉａｎ ｙｕ１，ＺＨＵＸｉａｏ ｆｅｎｇ１，ＬＩＵＸｕｅ ｓｈｅｎｇ１，ＸＵＹｉｎ ｂｏ
２
１ ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙｏｆＪｉｌｉｎＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３０１０２，Ｊｉｌｉｎ，Ｃｈｉｎａ；２ ＯｉｌａｎｄＧａｓＳｕｒｖｅｙ，ＣｈｉｎａＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳｏｎｇｌｉａｏＢａｓｉｎｉｓｒｉｃｈｉｎｏｉｌｓｈａｌｅｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｔｈｅＷｅｌｌＪＦＤ６ｉｓｌｏｃａｔｅｄｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅａｓｔｕｐｌｉｆｔａｒｅａｏｆＳｏｎｇｌｉａｏＢａｓｉｎ，ｉｎｔｈｅＨａｌａｈａｉｓｙｎｃｌｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｂｅｌｔ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｌｏｇｇｉｎｇｄａｔａ，ｔｅｓｔａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｌｏｇｇｉｎｇｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅｂａｓｉｃｃｈａｒ ａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＱｉｎｇｓｈａｎｋｏｕＦｏｒｍａｔｉｏｎｏｉｌｓｈａｌｅｉｎＳｏｎｇｌｉａｏＢａｓｉｎａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｔｕｄｉｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｏｉｌｓｈａｌｅｉｎｔｈｅＳｅｃｔｉｏｎ１ｏｆＱｉｎｇｓｈａｎｋｏｕＦｏｒｍａｔｉｏｎｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｏｔｈｅｒｓ．Ｔｈｅｏｉｌｃｏｎｔｅｎｔｉｓｌｏｗ ｍｅｄｉｕｍｇｒａｄｅ，ａｎｄｔｈｅｓｕｒｖｅｙａｒｅａｉｓｍｏｓｔｌｙｌｏｗｓｕｌｆｕｒｏｉｌｓｈａｌｅ，ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｉｔｓｐｏｌｌｕｔｉｏｎｔｏｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｌｏｗｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳｏｎｇｌｉａｏＢａｓｉｎ；ｏｉｌｓｈａｌｅ；ｑｕａｌｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ＱｉｎｇｓｈａｎｋｏｕＦｏｒｍａｔｉｏｎ
０　引言
松辽盆地油页岩资源极其丰富［１］。

２００５年至
２０１２年间，吉林省地质调查院在松辽盆地东南隆起区开展了油页岩详查及相关研究，发现超大型油
页岩矿床４处，探明油页岩资源量超千亿吨［２］
，含
矿层位主要发育在上白垩统青山口组一段和嫩江组
一、二段，矿层深度均位于１０００ｍ以内［３］。

由于
当年没有开展测井工作，针对这一问题，本次研究选取２０１８年中国地质调查局油气资源中心在松辽
盆地东南隆起区布置的ＪＦＤ６井，通过对１０００ｍ以深油页岩特征、测井资料等进行研究，了解了松辽盆地东南隆起区１０００ｍ以深青山口组油页岩品质及物性特征。

１　区域地质背景
松辽盆地是一个发育在古生代褶皱基底之上白垩纪以来形成的大型中新生代沉积盆地。

盆地经历
了断陷、坳陷和萎缩三个不同的沉积演化阶段［４］。

根据盆地发生、发展过程将其划分为西部斜坡区、
北部倾没区、中央凹陷区、西南隆起区、东北隆起区和东南隆起区。

东南隆起区基底（中生界底板）相对隆起，中、新生界沉积盖层薄，侏罗系分布零
星，第四系厚小于５０ｍ，ＪＦＤ６井位于哈拉海向斜中（图１
）。

图１　ＪＦＤ６井构造位置图（底图据文献［５］）Ｆｉｇ １　ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌｌｏｃａｔｉｏｎｍａｐｏｆＷｅｌｌＪＦＤ６（ａｆｔｅｒ［５］）
２　油页岩基本特征
２ １　地层特征
松辽盆地油页岩层主要赋存在上白垩统嫩江组
一、二段、青山口组一段地层中［５］。

本次共施工１
口１０００ｍ以深油页岩地质调查井：ＪＦＤ６井。

共见到６层油页岩。

嫩江组见有１层油页岩矿体，厚
度为６ ８０ｍ，平均含油率４ １％，单样最高为４ ９％。

青山口组共见油页岩矿５层，位于青山口组一段。

矿体厚度最大为５ ００ｍ，平均含油率最高为５ ０％，单样最高含油率１０ ５％，累计见矿体厚度１０ ３０ｍ。

研究认为本井白垩系青山口组一段为优质含矿层段，矿层深度、含油率、矿层厚度等详见表１。

９
３第１期 付　涛，等：松辽盆地东南隆起区ＪＦＤ６井１０００ｍ以深白垩系青山口组油页岩特征
表１　ＪＦＤ６井见矿情况
Ｔａｂｌｅ１　ＭｉｎｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆＷｅｌｌＪＦＤ６
序号采样位置（ｍ）自至平均含油率（
％）本层单样最高含油率（％）矿体厚度（ｍ）
矿体编号
层位１３９２ １０
３９８ ９０
４ １４ ９６ ７２嫩江组二段
２１０５８ ６０１０６１ ９０６ ３８ ５３ ３①３１０６２ ９０１０６３ ９０３ ６３ ６１ ０①－１４１０６８ ９０１０７２ ９０６ ２１０ ５４ ０②青山口组一段
５１０７３ ９０１０７４ ９０３ ５３ ５１ ０②－１６
１０７８ ９０１０７９ ９０
３ ６
３ ６
１ ０
③
由表１可以看出青山口组一段的油页岩厚度大，含油率较高，为优质油页岩矿层，但埋深较深。

嫩江组油页岩厚度相对较小，但埋深较浅。

２ ２　岩石学特征
油页岩多呈灰黑色、灰褐色，泥质结构，层状或块状构造，发育水平层理，质量较轻，硬度低，
富含介形虫、叶肢介、双壳类等生物化石碎屑，火烧可闻到轻微沥青味。

２ ３　岩石地球化学特征２ ３ １　化学组分
本次工作在ＪＦＤ６井青山口组油页岩中共采集２件全分析样品，分析结果见表２。

表２　ＪＦＤ６井油页岩化学成分分析结果表
Ｔａｂｌｅ２　ＣｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｏｆｏｉｌｓｈａｌｅｉｎＷｅｌｌＪＦＤ６
样品号矿层分析项目ｗ（
Ｂ）／１０－２
ＳｉＯ２ＴＦｅ２Ｏ３ＴｉＯ２Ａｌ２Ｏ３ＣａＯＭｇＯＫ２ＯＮａ２ＯＭｎＯＰ２Ｏ５ＬＯＳＪＦＤＨ６１３２５７ ５８４ ７７０ ５４１２ １１３ １９１ ５１２ ２７１ ８６０ １５０ ２７１５ ６８ＪＦＤＨ６７２
①５０ ７５５ ２４０ ５４１５ ３０２ ９４２ ２５２ ４９２ ７２０ ０６０ ４０１７ ３６均值
５４ １６
５ ０１
０ ５４
１３ ７１
３ ０７
１ ８８
２ ３８
２ ２９
０ １０
０ ３４
１６ ５２
分析结果表明，油页岩化学组分主要以ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３为主，其次为Ｆｅ２Ｏ３和ＣａＯ。

ＳｉＯ２平均质量分数为５４ １６％，Ａｌ２Ｏ３平均质量分数为１３ ７１％，两者之和占总量的６７ ８７％。

说明油页岩矿石主要以铝硅酸盐矿物为主要存在形式，与黏土矿物化学
组分相近。

亦说明油页岩具有高灰分特点。

２ ３ ２　微量元素特征
本次工作在ＪＦＤ６井嫩江组２号矿层和青山口组①号矿层中共采集了３件微量元素样品，按矿层统计各元素质量分数，平均值见表３。

表３　ＪＦＤ６井油页岩矿层微量元素分析结果表
Ｔａｂｌｅ３　ＡｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｒａｃｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎｏｉｌｓｈａｌｅｓｅａｍｏｆＷｅｌｌＪＦＤ６
样品编号
含油率
矿层ＢｅＶＣｒＣｏＮｉＣｕＺｎＧａＭｏＰｂＪＦＤＨ６１０３ ７％ＪＦＤＨ６１４４ ９％２２ ２８
９０ ９０
４９ ２０１１ ７０３４ ２０４４ ２０７７ ６０１７ ６０３ １２２２ ６０２ １１１０８ ００４７ ００１２ ６０４２ ４０５７ ２０７５ ４０１５ ７０５ ４７２０ ３０ＪＦＤＨ６７４５ ６％
①
０ ９７８６ ６０１９ ８０１３ ５０４７ ５０４５ ７０３４ ７０８ ３１１６ ５０３７ ２０均值１ ７９
９５ ０４
３８ ６７１２ ５７４１ ３７４９ ０３６２ ５８１３ ８７８ ３６２６ ７１泥（页）岩
２ ３０１１５ ００
７２ ００
１４ ００
３４ ００
２９ ００
８０ ００
２０ ５０
０ ９３
２３ ００
注：各元素值×１０
－６
０
４ 吉　林　地　质 第３９卷
对比发现，Ｃｕ、Ｍｏ元素质量分数均高于同类岩石的克拉克值。

２ ３ ３　稀土元素
本次研究在嫩江组２号矿层和青山口组①号矿层共采集了３件稀土元素样品，矿层各元素质量分数平均值及相关参数见表４、表５。

由表５可知，矿层稀土元素总量（
不含Ｙ）在（１５３ ３４～２０５ ０６）×１０－６之间，平均值为１７２ ４４
×１０－６。

ＬＲＥＥ／ＨＲＥＥ比值为７ ３９～８ １８，均值为
７ ６８，ＬａＮ／ＹｂＮ比值为４ ７９～９ ７５，均值为７ ７６，说明油页岩中明显富集轻稀土，轻重稀土分馏明显，曲线为右倾型（图２）。

δＥｕ值为０ ６２～０ ６５，均小于１，Ｅｕ呈负异常。

δ
Ｃｅ值为０ ８７～２ ０６，均值为１ ２９，无明显异常，说明是在缺氧环境下形成。

表４　ＪＦＤ６井各元素质量分数平均值表
Ｔａｂｌｅ４　ＡｖｅｒａｇｅｖａｌｕｅｓｏｆｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｅａｃｈｅｌｅｍｅｎｔｉｎＷｅｌｌＪＦＤ６
样品编号
含油率
矿层
分析结果（Ｗ×１０－６
）
ＹＬａＣｅＰｒＮｄＳｍＥｕＧｄＴｂＤｙＨｏＥｒＴｍＹｂＬｕ
ＪＦＤＨ６１０３ ７％ＪＦＤＨ６１４４ ９％２２３ ６３３ ３６３ ６７ ７６３０ ３５ ５３１ １１５ １６０ ８１４ ６３０ ８６２ ６３０ ３８２ ４５０ ３９２８ ５３２ ８５８ １７ ５７２９ ８５ ６４１ １６５ １７０ ８６４ ８９０ ９５２ ８７０ ４３２ ６９０ ４１ＪＦＤＨ６７４５ ６％
①
３８ ５２４ ９１１２６ ８８２９ ７６ ０８１ ２８５ ８２１ １６６ ９７１ ３６４ ０４０ ５８３ ７３０ ５６
表５　ＪＦＤ６井各元素相关参数表
Ｔａｂｌｅ５　ＲｅｌｅｖａｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｅａｃｈｅｌｅｍｅｎｔｏｆＷｅｌｌＪＦＤ６
样品号样品名Σ
ＲＥＥＬＲＥＥ
ＨＲＥＥＬＲＥＥ／ＨＲＥＥＬａＮ／ＹｂＮ
δ
Ｅｕδ
Ｃｅｔ１
ｔ３
ｔ４
ＴＥ１，３ＴＥ３，４ＪＦＤＨ６１０２１５８ ９１１４１ ６０１７ ３１８ １８９ ７５０ ６２０ ９４０ ９６１ ０２０ ９４０ ９９０ ９８ＪＦＤＨ６１４２１５３ ３４１３５ ０７１８ ２７７ ３９８ ７５０ ６４０ ８７０ ９３１ ０２０ ９８０ ９７１ ００ＪＦＤＨ６７４
①２０５ ０６１８０ ８４２４ ２２７ ４７４ ７９０ ６５２ ０６１ ４１１ １２０ ９６１ ２６１ ０４均值
１７２ ４４１５２ ５０１９ ９３
７ ６８
７ ７６
０ ６４１ ２９１ １０１ ０５０ ９６
１ ０７
１ ００
注：ＲＥＥ值×１０
－
６
图２　稀土元素球粒陨石标准化分布模式图Ｆｉｇ ２　Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｏｆｒａｒｅｅａｒｔｈ
ｃｈｏｎｄｒｉｔｅｓ
２ ３ ４　总有机碳
油页岩中含有大量的有机质，其中，总有机碳的质量分数直接影响着油页岩的质量。

本次研究在青山口组采取了２
０件样品测试了有机碳含量。

分析表明，总有机碳与含油率之间呈正相关关系，见
图３。

相关系数为０ ７０５１，含油率随着有机碳的含量增高而变大。

图３　ＪＦＤ６井有机碳与含油率相关性图
Ｆｉｇ ３　Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎａｎｄｏｉｌｃｏｎ
ｔｅｎｔｏｆＷｅｌｌＪＦＤ６
ＪＦＤ６井油页岩总有机碳质量分数在５ ４６％～１０ ００％之间，平均值为７ １２％。

样品中含油率小于３ ５％的样品（即顶底板和夹层）总有机碳质量分数为５ ９５％；含油率大于３ ５％且小于５％的样品总有机碳质量分数在５ ４６％～８ １６％之间，平均值为６ ４５％；含油率大于５％的样品总有机碳质量分数在６ ０２％～１０ ００％之间，平均值为８ ４４％。

１
４第１期 付　涛，等：松辽盆地东南隆起区ＪＦＤ６井１０００ｍ以深白垩系青山口组油页岩特征
３　工业指标评价
３ １　含油率
含油率是指油页岩中页岩油（焦油）所占的质量分数，是界定油页岩最重要的评价指标。

２００６年“全国油页岩资源评价”将油页岩含油率边界品位定为ｗ＞３ ５％，并将其分为低、中、高三个品质：３ ５％＜ｗ≤５％、５％＜ｗ≤１０％、ｗ＞１０％。

本次工作共采集样品１１６件，其中青山口组含油率最高为１０ ５０％，平均５％。

３ ２　全硫特征
全硫质量分数是指油页岩中各种硫分的总和，是评价油页岩利用时潜在环境污染程度的重要指标。

全硫质量分数越高，油页岩利用时的潜在环境污染程度越大。

根据全硫质量分数可将油页岩的硫分为五级：特低硫油页岩ｗ（Ｓ）≤１ ０％，低硫油页岩１ ０％＜ｗ（Ｓ）≤１ ５％，中硫油页岩１ ５％＜ｗ（Ｓ）≤２ ５％，富硫油页岩２ ５％＜ｗ（Ｓ）≤４ ０％，高硫油页岩ｗ（Ｓ）＞４ ０％。

本次工作在ＪＦＤ６井主要矿层中共采集３件样品。

通过测试分析，ＪＦＤ６井嫩江组２号矿层全硫均值为１ ２４％，为低硫油页岩；青山口组①号矿层全硫均值为１ ２８％，为低硫油页岩（表６）。

表６　ＪＦＤ６井主要矿层全硫质量分数一览表
Ｔａｂｌｅ６　ＴｏｔａｌｓｕｌｆｕｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆｍａｉｎｏｒｅｂｅｄｏｆＷｅｌｌＪＦＤ６井号层位矿体编号全硫均值ｗ（Ｓ）／１０－２
ＪＦＤ６井
嫩江组２１ ２４青山口组①１ ２８
综上，ＪＦＤ６井中的油页岩为低硫油页岩，表明在未来开发过程中，对周围环境的污染程度较低。

４　油页岩测井响应特征
（１）ＪＦＤ６井钻遇嫩江组、姚家组、青山口组、泉头组地层。

参考录井资料显示及岩心含油率测试结果，根据测井响应特征全井解释嫩江组油页岩６ ４ｍ，其埋藏顶部深度为３９１ｍ；青山口组油页岩２１ ８ｍ，其埋藏顶部深度为１０５４ｍ。

（２）ＪＦＤ６井油页岩测井曲线均具有“三高一低”的测井响应特征，即高自然伽马、高声波时差、中高电阻率、低密度值。

本井嫩江组油页岩层自然伽马曲线（ＧＲ）测井值≥１４０ＡＰＩ、密度（ＤＥＮ）曲线测井值≤２ ２５ｇ／ｃｍ３、声波时差（ＡＣ）曲线测井值≥４００μｓ／ｍ，深侧向电阻率（ＲＬＬＤ）曲线测井值≥７ ５Ω·ｍ；青山口组油页岩层自然伽马曲线（ＧＲ）测井值≥１６０ＡＰＩ、密度（ＤＥＮ）曲线测井值≤２ ４ｇ／ｃｍ３、声波时差（ＡＣ）曲线测井值≥３７５μｓ／ｍ，深侧向电阻率（ＲＬＬＤ）曲线测井值≥７ ５Ω·ｍ。

综合对比分析可以看到：测井解释岩性与地质录井及化验分析资料基本吻合。

５　结论
（１）白垩系上统青山口组一段见有５层油页岩矿体，其中①、②为主矿体。

①号矿层平均含油率６ ３％，厚度３ ３０ｍ，单样含油率最高为８ ５％；
②号矿层平均含油率６ ２％，厚度４ ００ｍ，单样含油率最高为１０ ５％。

青山口组①、②矿层为低硫油页岩，表明未来开采过程中对周围环境的污染程度较低。

所以①、②号矿层为原位开采首选层位。

（２）ＪＦＤ６井油页岩有机质丰度较高，通过对油页岩品质的分析表明，油页岩的含油率与有机碳，灰分等具有一定相关性。

（３）油页岩测井曲线具有中高电阻率、高声波时差、高自然伽马、低密度的特征。

参考文献：
［１］吉林省地质矿产局．吉林省区域地质志［Ｍ］．北京：地质出版社，１９８８：１ ６９８．
［２］吉林省地质调查院．吉林省扶余县长春岭油页岩矿详查报告［Ｒ］．２００７．
［３］吉林省地质矿产局．全国地层多重划分对比研究（２２）—吉林省岩石地层［Ｍ］．武汉：中国地质大学
出版社，１９９７：１ ３２４．
［４］刘招君，杨虎林，董清水，等．中国油页岩［Ｍ］．北京：石油出版社，２００９：１４ ３７．
［５］温志良，姜福平，钟长林，等．松辽盆地东南隆起超大型油页岩矿床特征及成因［Ｊ］．吉林大学学报（地
球科学版），２０１６，４６（３）：６８１ ６９１．
２
４ 吉　林　地　质 第３９卷。