柴达木盆地北缘中、下侏罗统烃源岩生烃潜力

柴达木盆地北缘中、下侏罗统烃源岩生烃潜力
曹剑;边立曾;刘云田;胡凯;杨少勇;汪立群;陈琰;孙平安
【摘要】通过对柴达木盆地北缘中、下侏罗统烃源岩地球化学特征的详细对比分析表明,中侏罗统的沉积范围大干下侏罗统,且水体更深,构成了更大范围的连通湖盆.中侏罗统烃源岩生烃母质中的藻类体丰度较下侏罗统烃源岩的高,而角质体含量相对较低.据此,中侏罗统烃源岩的有机质类型好于下侏罗统烃源岩.但根据现今残余烃源岩的分布和有机质丰度特征,下侏罗统烃源岩的生烃基础却好于中侏罗统,前者在生烃凹陷区日前已进入高过成熟演化阶段(R>2.0%),而后者在不同构造单元以差异热演化为特征.综合对比分析认为,两套烃源岩均具有良好的生烃潜力,在今后的油气勘探和地质研究中,应将两套烃源岩置于同等重要位置.
【期刊名称】《新疆石油地质》
【年(卷),期】2009(030)001
【总页数】4页(P21-24)
【关键词】柴达木盆地;北缘;侏罗系;烃源岩;成烃特征;生烃潜力
【作者】曹剑;边立曾;刘云田;胡凯;杨少勇;汪立群;陈琰;孙平安
【作者单位】南京大学地球科学系,南京,210093;南京大学地球科学系,南
京,210093;南京大学地球科学系,南京,210093;中国石油青海油田分公司,甘肃,敦煌,736202;南京大学地球科学系,南京,210093;中国石油青海油田分公司,甘肃,敦煌,736202;中国石油青海油田分公司,甘肃,敦煌,736202;中国石油青海油田分公司,甘肃,敦煌,736202;南京大学地球科学系,南京,210093
【正文语种】中文
【中图分类】TE112.114
对于柴达木盆地北缘的侏罗系油气勘探，查明中、下侏罗统烃源岩的生烃潜力具有重要意义[1－4]。

长期以来一直认为，下侏罗统烃源岩的生烃潜力高于中侏罗统烃源岩[2－4]。

这在一定程度上表明，本区油气勘探应以下侏罗统含油气系统为重点。

然而多年来，在单一下侏罗统含油气系统区，勘探工作一直未获重大突破，反而在可能的中、下侏罗统复合含油气系统区取得了一系列重要发现(如马海－南八仙地区)[5－7]，加之油源对比研究结果表明油气聚集有来自中侏罗统烃源岩的贡献[7]。

因此，最近数年来，中、下侏罗统烃源岩的生烃潜力问题引起了众多学者的关注[5,8,9]①包建平，汪立群，陈琰，等.柴北缘马海－大红沟隆起区油气源对比研究,
青海油田公司勘探事业部科研报告，2004.。

本文在前人工作基础上，根据目前能够掌握的烃源岩地质与地球化学资料，尝试比较全面地对比分析中、下侏罗统烃源岩的生烃潜力，以期为区域油气深入勘探，以及西北地区侏罗系油气地质研究提供新的参考信息。

鉴于全区油气聚集主要来自于泥质烃源岩的贡献，因此，泥质烃源岩是本文剖析的重点对象。

1.1 烃源岩的分布
早侏罗世，在塔里木地块与柴达木地块的差异运动作用下，柴北缘地区区域构造应力场表现为近东西向的右行扭张，断层呈右列展布，形成了一系列右行的雁列凹陷（图1）。

其中，冷西次凹和伊北凹陷为一排，鄂博梁Ⅰ号和Ⅱ号次凹为一排。

在冷西次凹和伊北凹陷，下侏罗统残余厚度最大分别可达2 400 m和1 600 m，而
在两凹陷之间，残余下侏罗统减薄至600 m。

在马海－南八仙凸起顶部，下侏罗
统缺失，至仙南断层以南，下侏罗统增厚至800 m之上。

冷湖－南八仙构造带是
下侏罗统的沉积上超尖灭带[10,11]（图2）。

中侏罗统的残余地层主要分布在冷湖－南八仙构造带以东和以北的赛什腾凹陷及鱼卡凹陷[6,8]。

在鱼卡凹陷内，中侏罗统厚500～1 100 m，并以鱼卡凹陷为沉积中心，地层向赛什腾凹陷等地区超覆减薄。

赛什腾凹陷中心的地层沉积厚度为500
m左右（图2）。

本区主力烃源岩，即暗色泥岩的分布在早侏罗世也是由冷湖五号构造向西逐渐减薄，根据文献[2，3]的统计数据，目前井下实际钻揭的下侏罗统泥岩最大厚度在冷科1井（近千米）。

此外，除了深17井和仙3井的泥岩厚度较薄（＜50 m）外，其
余各井钻揭的泥岩厚度都基本在100 m之上。

相比而言，中侏罗统暗色泥岩的厚
度在50~100 m，与下侏罗统泥岩厚度相比，仅为其1/4左右。

研究表明，中侏罗统七段烃源岩沉积时期为最大湖侵期，岩性以泥页岩为主，26
块烃源岩样的有机碳含量平均为11.0%[5]。

并且，这套地层在赛什腾凹陷西北端
的潜西地区缺失，其他地区普遍发育[9]。

由此可见，中侏罗统烃源岩具备良好的
生烃潜力。

综合上述，从烃源岩的分布特征来看，下侏罗统的生烃潜力要比中侏罗统好，但中侏罗统发育有一套生烃品质优异的泥页岩
1.2 烃源岩的沉积
根据杨永泰等（2001）给出的地震剖面资料，柴北缘地区下侏罗统从冷湖构造带
向赛什腾凹陷方向超覆尖灭[10]，说明冷湖和陵间等断裂控制了下侏罗统的展布，反映了此期断陷沉积的特征。

此时的沉积环境主要包括湖相和湖沼相，由于靠近山前，加之气候干湿交替[8]，使得扇三角洲和辫状河三角洲也较发育，主要是冲积
扇或辫状河直接入湖而形成。

如图2a，浅湖相沉积分布最为广泛；而深湖-半深湖相沉积主要分布于昆特依凹陷和伊北凹陷，地层厚度向沉积中心增厚，形成了较厚的暗色泥岩沉积，是早侏罗世的2个沉降中心。

中侏罗世盆地也主要发育有扇三角洲、滨湖、浅湖、半深湖、深湖和沼泽等沉积环
境，沉积体系的平面展布似碟形，从赛什腾凹陷北端的潜西到鱼卡地区，表现为辫状河-曲流河-正常三角洲、滨浅湖-半深湖、深湖，其中，赛什腾和鱼卡凹陷是烃
源岩的主要沉积中心（图2b）[3]。

与下侏罗统相比（图2a，2b），中侏罗统的
分布范围要比下侏罗统广，在一些地区（如大煤沟），下-中侏罗统连续沉积，反
映了中侏罗世柴北缘地区可能具有更大范围的连通湖盆，指示着伸展坳陷型盆地性质[8,11]。

此外，与早侏罗世相比，中侏罗世几乎未大规模发育沼泽相沉积环境，反映控制地层发育和展布的岩相古地理特征已由早侏罗世的断陷湖盆为主逐渐转变为中侏罗世的坳陷型湖盆，距离物源区较远，沉积的水体更深，粒度相对更细。

因此，根据沉积背景判断，中侏罗统烃源岩的有机质类型要比下侏罗统好，这得到了显微镜下有机岩石学观测结果的印证。

全岩光薄片显微镜下观测发现，柴北缘地区泥岩（Ro为0.35%~0.63%）中发育
有丰富的腐泥组和壳质组有机显微组分。

腐泥组主要是藻类体。

根据藻类的形态和结构，又可进一步划分出结构藻类体和层状藻类体。

壳质组具有明显的荧光效应，主要可见孢子体和角质体，而树脂体、木栓质体等早期低熟生油组分[12]含量低。

至于镜质组和惰性组，它们在镜下通常分别呈棕红色和黑色，以片状或碎屑状分布，不是好的生油母质。

总体而言，在柴北缘地区，藻类体（结构+层状）、孢子体和角质体是主要的生烃显微组分。

从分布上来看，对于同属腐泥组的结构和层状藻类体，尤其是层状藻类体，在中侏罗统七段烃源岩中的丰度要高于下侏罗统烃源岩。

而反映陆源有机质的角质体，其分布特征与藻类体的分布恰恰相反，即在中侏罗统烃源岩中的含量要低于下侏罗统烃源岩。

这种生烃母质的分布特征较好地反映了烃源岩沉积时的古地理环境，即在早侏罗世，柴北缘地区总体属于断陷近岸沉积，水体较浅，至中侏罗世，逐渐转变为坳陷沉积，湖盆沉积中心距岸较远，水体较深[3,8]，因而使得陆源有机质的沉
积/输入量相对较低。

对于上述3种主要生烃显微组分，根据文献[13]的研究结果，纯度91%藻类体的产烃潜力（S1+S2）可达475.34 mg/g，纯度72%的孢子体和纯度80%的角质体的产烃潜力（S1+S2）分别为226.65 mg/g和229.71 mg/g，因此，藻类体的生烃潜力相对最高，而孢子体和角质体的生烃潜力相对要低一些，但孢子体和角质体二者之间的差异不大。

据此，中侏罗统烃源岩的生烃品质好于下侏罗统，这与前述从沉积相方面的分析结果一致。

3.1 有机质丰度
从烃源岩的有机碳含量（TOC）判断，下侏罗统烃源岩的有机碳含量为
2.62%~9.24%，平均5.05%，要高于中侏罗统烃源岩（有机碳含量为
1.88%~7.28%，平均4.19%）。

并且无论是依据湖相泥岩[14]，还是从煤系泥岩[15]的烃源岩有机质丰度角度评价，它们都达到了好烃源岩的标准（表1）。

其次，下侏罗统烃源岩样品的（S1+S2）分布在7.55~30.09 mg/g（平均14.11 mg/g），中侏罗统烃源岩样品的（S1+S2）分布在2.60~40.41 mg/g（平均11.82 mg/g）。

因此，与TOC的分布特征类似，依然是下侏罗统烃源岩样品的生烃潜力相对高一些，并且达到了中等-好级别烃源岩的标准。

冷科1井和鱼卡25井部分样品中的氯仿沥青A含量超过1 000×10-6，达到了好烃源岩的标准，而其余样品的沥青A含量在600×10-6之下，属于中等质量的烃源岩。

并且相比而言，下侏罗统烃源岩的氯仿沥青A含量较之中侏罗统烃源岩要高一些。

以上可见，柴北缘地区的中、下侏罗统烃源岩均具有较高的有机质丰度，并且以下侏罗统烃源岩相对更好一些。

但需要注意的是，中侏罗统七段在部分地区存在和下侏罗统烃源岩有机质丰度相当的好质量烃源岩，如根据鱼28井的测试结果，其氯仿沥青A含量平均值高达14740×10-6，属于非常好质量的烃源岩[2]。

3.2 有机质类型
如图3，泥岩的氢指数HI和降解率D变化均较大，分别为96~551 mg/g和
0.10~0.50.在所有分析的15块样品中，仅有1块和3块样品的有机质类型属于Ⅰ型；3块属于Ⅱ1型；其余11块样品皆表现为Ⅱ2型，即偏腐殖的混合型[3]，这
与显微镜下的有机岩石学鉴定结果一致（评价标准据文献[3]）。

从不同地区、不
同层位烃源岩的有机质类型来看，冷科地区的4块样品均属于Ⅱ2型，而鱼卡地区的烃源岩有机质类型变化比较复杂，从Ⅱ型到Ⅲ型皆有分布，但大部分还是属于
Ⅱ2型，最好可至Ⅱ1型。

因此，中侏罗统烃源岩的有机质类型要好于下侏罗统烃源岩，这与前述从烃源岩沉积环境以及有机岩石学两方面的分析结果一致。

3.3 有机质热演化
如表1，15块实测烃源岩样品的Ro值分布在0.35%~0.63%，全岩热解峰温分布在424~483℃，总体表现为成熟度不高[15]。

但在凹陷区，根据前人研究结果[3]1），在鱼卡地区烃源岩目前还处于生油窗，尚未到达成烃高峰，在其他地区均已普遍经历过生排烃高峰（图4）。

因此，在冷西、伊北、赛什腾、尕丘和尕西凹陷周边，应注意寻找原生型高熟油气或次生型成熟原油，而在鱼卡凹陷周边应以原生原油勘探为主。

1）王廷栋,李延钧,陈新领,等.柴北缘马海地区油气成藏地球化学研究.青海油田公司勘探开发研究院科研报告，2005.
（1）从有机质丰度看，中、下侏罗统的部分烃源岩都达到了好烃源岩的标准，并且下侏罗统烃源岩的有机质丰度平均值高于中侏罗统烃源岩，但需要注意的是，中侏罗统七段（）在部分地区存在相对最高有机质丰度的好烃源岩。

从有机质类型看，下侏罗统烃源岩近Ⅱ2-Ⅲ1型，中侏罗统烃源岩近Ⅱ1-Ⅱ2型，因此中侏罗统烃源岩的有机质类型要稍好于下侏罗统。

有机质的热演化研究表明，生烃凹陷区内的烃源岩已进入高过成熟演化阶段（Ro>2.0%），并且中侏罗统烃源岩在不同构造单
元处于差异热演化阶段，既可生油亦可生气。

（2）在反映烃源岩生烃潜力的数项地球化学特征中，有些是下侏罗统烃源岩好，有些是中侏罗统烃源岩好，因此综合对比分析认为，在今后的油气勘探和地质研究中，应将中、下侏罗统烃源岩置于同等重要位置。

【相关文献】
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