川东北地区飞仙关组_长兴组储层沥青反射率及含硫量特征_刘文斌

第82卷 第3期

2008年3月

地 质 学 报 ACT A GEOLOGICA SINICA

V ol.82 N o.3M ar . 2008

注:本文为国家重点基础研究发展计划/9730项目(编号2005C B422102)资助成果。收稿日期:2007-11-22;改回日期:2008-01-16;责任编辑:周健。

作者简介:刘文斌,男,1966年生。博士研究生,高级工程师,有机岩石学专业。通讯地址:214151,江苏省无锡市惠钱路210号;Email:njulw b@ 。

川东北地区飞仙关组-长兴组储层

沥青反射率及含硫量特征

刘文斌

1,2)

,秦建中2),孟庆强3),李志明

2)

,

腾格尔2)

,付小东2)

,蒋小琼2)

,胡凯

1)

1)内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室,南京大学地球科学系,南京,210093;2)中国石化集团石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所实验研究中心,江苏无锡,214151;

3)中国石油大学(北京)盆地与油藏研究中心,北京,102249

内容提要:川东北地区飞仙关组-长兴组储层沥青主要为焦沥青,按光性特征可分为均质沥青、均匀长条状沥青、镶嵌结构沥青、小球体沥青、针状结构沥青、香肠状沥青、微粒状沥青;均匀长条状沥青各向异性强,$R 大于015%,具有强的各向异性小球体沥青的$R 大于112%,它们BR max 和BR min 的方差往往小于0108,其平均值可作为成熟度的评价指标;沥青中硫含量高,可能是小球体沥青形成的一个重要因素,研究硫与沥青之间的关系对该区高含硫化氢气藏的成因研究具有重要的意义。

关键词:中间相小球体沥青;沥青反射率;硫;飞仙关组;长兴组;川东北

在缺乏镜质组的地层中,沥青反射率可用作成熟度的指标,国内外学者做了大量的工作(丰国秀,

1988;肖贤明等,1988;Jacob,1989;Riediger,1993;刘德汉等,1994;Parnell et al.,1996),获得了镜质组反射率(VR o )与沥青反射率(BR o )的换算公式。沥青在低成熟阶段,在油浸反光下显示均一状结构,呈各向同性;当沥青反射率大于1150%~210%后,转变成各向异性沥青,发育各种光学结构;在我国早古生代碳酸盐岩生油岩中发现有不少高反射各向同性沥青,反射率总是介于各向异性沥青B R max 与BR min 之间(肖贤明等,1991)。肖贤明等(1988)曾将各向异性沥青划分为5种光学结构:中间相小球体,镶嵌结构体,片状体,纤维状体及流动型;具有各向异性沥青的反射率的最大值和最小值的差($R )可达9173%(Goodar zi et al.,1992)或13135%(Komo rek et al.,2003),且$R 与成熟度之间没有明显的关系(Parnell et al.,1996),往往只能作参考指标(肖贤明等,1991);另外,在压力和应力的影响下,较低温时形成的具有中间相的次石墨颗粒很难有高质量的抛光面,其反射率不能正确反映热演化程度(Khorasani et al.,1990)。

应用沥青反射率作为成熟指标时,国内学者通常按丰国秀(1988)、Jaco b(1989)、刘德汉等(1994)的换算公式求出等效镜质组反射率(VR eq )。Riedig er (1993)研究加拿大西部沉积盆地No rdegg 组中固体沥青反射率时发现:沥青反射率小于0152%(或VR eq U 0172%)时可以用Jacob (1989)换算公式,在沥青反射率大于0152%时,镜质组反射率与沥青反射率之间的关系为VR eq =01227B R o %-0157。Parnell 等(1996)研究爱尔兰石炭纪烃源岩成熟度时,发现中等成熟度时,根据Jacob 的公式换算得到的等效镜质组反射率与实测的镜质组反射率接近,在高成熟时,实测镜质组反射率远高于等效镜质组反射率。由于沥青的成因复杂,在不同的地区,沥青反射率与镜质组反射率之间的关系是不同的(Riediger,1993)。

川东北地区飞仙关组-长兴组储层中孔隙极为发育,以晶间孔和晶间溶蚀扩大孔占绝对优势,局部呈/筛状结构0。岩心样品孔隙度最高的大于20%(王一刚等,2002;陈更生等,2005;马永生等,2005a,2005b;冉隆辉等,2005),为最好的储集岩,储层中不同程度地含有固体沥青(谢增业等,2004b;蔡勋育,

2005,2006)。飞仙关组鲕滩储层中的沥青是古油藏原油裂解成气后的残留物(秦建中等,2007),储层储集性能好的层段沥青含量高,并与富气带之间存在正相关关系(谢增业等,2004b)。高含硫化氢是川东北地区飞仙关组-长兴组气藏共同的特点(王一刚等, 2002;冉隆辉等,2005;朱光有等,2004,2005,2006a, 2006b;侯路等,2005,谢增业等,2004a;杨天泉等, 1999;江兴福等,2002)。然而该区储层沥青的有机岩石学特征及其石油地质学意义尚没有系统的研究和报道。本文试图通过研究川东北地区储层沥青的有机岩石学特征、能谱特征,探讨小球体沥青的反射率作为有机质热演化程度评价的可行性,以及小球体形成与硫含量之间的关系,其反射率对缺乏镜质组的储层的热史恢复具有重要意义(钟建华等,2004)。

1样品与实验

样品采自普光2井、普光5井、丁山1井、河坝1井、毛坝3井岩心岩屑样品和樊哙地区羊鼓洞生物礁、盘龙洞剖面野外露头的岩石样品,另外收集到了一批热模拟样品残渣,原样为普光2井岩心样,加热温度点为350e、400e、450e、500e、550e,升温速率为6e/m in,恒温24h后自然冷却。

将岩样制成全岩光片在显微镜下观察其光性特征并测定其反射率,最大反射率与最小反射率的测试方法参照Kilby(1988),仪器型号为M PV-Ó显微光度计,油浸反光,高压700V,测量灯电流为714 A,电压为9153V,双标样为钇铝石榴子石(0190%)和钆镓石榴子石(1172%);能谱分析是在SEM-XL30型高真空扫描电镜上完成的,喷金,加速高压为10kV。

2实验结果

2.1沥青的分类(光性特征)

川东北地区飞仙关组-长兴组储层中沥青的反射率均大于0172%,按Jacob(1989)的分类,均属于英普逊焦沥青(impsonite)。因此,这里仅根据其镜下的光性特征和形态作分类。根据沥青油浸反光的镜下光性特征和形态,研究区的沥青可分为均质沥青、均匀长条状沥青、镶嵌结构沥青、小球体沥青、针状结构沥青、香肠状沥青、微粒状沥青(动物沥青)等(表1)。

表1川东北地区沥青的分类及特征

Table1classification and characteristics of bitumen in Northeast Sichuan 分类特征描述

均质沥青均匀各向同性不消光

均匀长条状沥青均匀强各向异性不消光或消光具多色性镶嵌结构沥青镶嵌结构弱的各向异性星点状消光具多色性小球体沥青单球或复球、包络结构强的各向异性波状消光具多色性香肠状沥青长条状强的各向异性波状消光具多色性针状结构沥青针状结构各向同性不消光

微粒状沥青微粒状,产于动物体硬体中各向同性不消光

2.2均质沥青的反射率

沥青反射率作为缺乏镜质组的烃源岩或海相烃源岩或储层中有机质热演化评价指标,往往指的是均质沥青的反射率。研究区域内烃源岩或储层中均质沥青的反射率从01351%到81137%,其反射率的最大值与最小值之差($R)均小于015%,且其差值随反射增大而增加,不过最大值或最小值的标准方差在0~012之间(表2、3),反映了反射率值的离散度小。

2.3均匀长条状沥青的反射率

均匀长条状沥青反射率的最大值与最小值之间的差值($R)较大,往往大于015%,其标准方差也较大(表2),但其平均值与同一样品中的均匀块状沥青的反射率的平均值近似。因此在测定均匀长条状沥青反射率时,可测出同一测点的最大值与最小值,求其平均值作为评价指标。

2.4小球体沥青的反射率

川东北地区飞仙关组、长兴组碳酸盐岩中的沥青主要是中间相沥青,多呈球粒结构和镶嵌结构。

球粒结构有两类,一类为单一球体,直径一般在15~40L m之间,最大可达117L m(图1a),油浸反光下呈均匀状或花斑状,旋转物台反射色具显著多色性,由暗黄或肉红色到亮兰灰色或灰白色;正交偏光(落射光)呈现波状消光,消光位的反射色呈暗黄或肉红色,物台旋转90b后,反射色呈亮兰灰色或灰白色。另一种球粒结构为复球体,复球体往往有包络层,内部呈镶嵌结构,复球大小可达150L m,由大小不等的小球体构成,个体较大的小球体的直径

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