河南省陕渑煤田山西组太原组有机地球化学特征分析

张 超 司庆红 王善博

（中国地质调查局天津地质调查中心，天津 30000117700）

中国北方上古生界近期成为页岩气地质工作者关注的重点层位，其中发育海陆交互相暗色泥页岩的山西组、太原组被作为重要的生烃层位。岩层中有机质是油气形成的物质基础，其有机制的数量及质量是评价烃原岩和油气资源潜力的重要参数指标。本文通过对河南陕渑煤田钻孔ZK302、ZK402样品数据分析，研究评价其石炭-二叠系海陆交互相泥页岩的生烃潜力。

1 区域地质概况

河南省渑池-洛阳地区处于洛阳-伊川盆地，洛阳-伊川盆地位于华北地台区西南缘，是印支运动末期开始发展起来的中、新生代断陷盆地；区域上处于中国中东部秦岭-大别造山带东北缘、华北板块西南缘；晚古生代发育一套海陆过渡相含煤碎屑岩沉积，主要由滨海泻湖环境下的石炭系上统和陆表海-滨浅湖环境下的二叠系下、中、上统构成［1］。

该位于东秦岭-大别造山带北部（南华北地区）；处于伏牛山隆起北侧，吕梁隆起和太行山隆起南侧，以及太康隆起的西部，工作区西北为吕梁隆起，北部与太行山隆起相望，东北与东濮坳陷相连，南部隔着嵩山-箕山与临汝凹陷相接，西南为东秦岭的伏牛山隆起；其构造演化与伏牛山、吕梁山、太行山和嵩山-箕山等造山带的构造变革及其深层地球物理特征密切相关。

选取该区煤炭勘查钻孔，针对石炭-二叠系地层编录取样，进行有机地球化学分析测试，开展烃源岩的相关研究。

2 烃原岩的地球化学特征

烃源岩的地球化学特征包括有机质丰度、成熟度、干酪根类型等，本章将从以上几个方面开展对研究区页岩气储层的研究。页岩气藏都存在差异，控制其成藏的因素也有较大差别。有机质含量、成熟度、矿物组成对评价分析这些参数的作用和影响对合理评价页岩气藏具有重要的意义。

2.1 有机质丰度

有机质丰度指的是烃源岩中有机质的富集程度，是油气形成最基本的物质基础，是烃源岩评价的重要组成部分。岩石中有机质的含量达到多少才能成为烃源岩，是有机质丰度评价的主要内容。

评价有机质丰度常用的指标包括：有机碳（TOC）。山西组、太原组富有机质泥页岩有机碳含量分布在0.49%～9.67%之间，平均值为1.1%。综合考虑，该烃原岩以达到中等-好烃源岩标准。山西组一般厚度50～60m，太原组厚度一般为70～100m。

2.2 镜质体反射率

有机质的整个演化过程中，镜质体反射率的变化表现具有随成熟度增加而增大的不可逆特性，烃源岩的评价中被广泛应用。本次研究的山西组、太原组为石炭-二叠纪，发育大量高等植物，使用镜质体反射率测定有机质成熟度具有较高的可信度及可行性。

山西组、太原组富有机质泥页岩Ro值介于0.9～1.67之间，平均值为1.29，表明当前的烃源岩热演化程度处于高成熟。

综上所述，河南陕渑煤田地区山西组、太原组暗色泥页岩产出于一套泥质、粉砂质泥页岩与砂岩、粉砂岩频繁互层的海陆交互相沉积中，这套暗色泥页岩有机制丰度较高，TOC均在1.1以上，有机质类型为III型，根据镜质体反射率判定，其热演化程度处于高成熟至过成熟演化阶段，达到生气阶段。

3 渗透率

渗透率：在区内钻孔岩芯中选取20个砂岩及粉砂岩样品，在室温23℃，湿度50%，大气压力为1 025hPa的条件下进行渗透率测试实验。测得密度范围在2.38～2.79g/cm3，平均2.59g/cm3。样品的有效孔隙度变化范围为0.2%～9.1%，一般为低-极低有效孔隙度，有3个样品孔隙度在5%～10%，属于中等有效孔隙度。样品渗透率除两个样品因裂缝的影响，渗透率数值较大，分别为0.69mD和3.72mD；其余一般在2.3×10-3～70×10-3mD之间，平均7.4×10-3mD，多属于中低渗透率。具有连续型油藏的特点，借鉴鄂尔多斯盆地中古生界致密砂岩岩性油气藏勘探的经验，具有开展致密砂岩油气藏勘探的条件。

4 山西组、太原组埋深

河南渑池-新安县地区煤系地层（C-P），泥页岩埋藏深度一般500～3 000m或更深，新安盆地常袋断层以北泥页岩埋藏深度一般小于2 000m，以南一般大于3 000m。义马盆地泥页岩埋藏深度一般小于3 000m，陕-新向斜南翼泥页岩埋藏深度一般大于3 000m。

平面上厚度渑池-洛阳为400～1 300m，新安东南部较厚可达1 600m，一般仅800m左右。具有生成页岩气的条件且可能形成相当规模的气田，因此也可作为非常规油气勘探的目标层考虑。研究区北侧济源盆地内1958-1984年在孟1、孟5、孟7、沁3、沁7、济基1、济2、济3等井中见有油气显示及可疑油层，南侧伊川屯1井亦见三叠纪油气显示［2］。

5 结论

河南渑池-洛阳地区石炭-二叠系山西组、太原组烃源岩有机制丰度较高，有机制类型以III型为主，有机制热演化程度较高，进入高成熟-过成熟阶段，山西组、太原组埋深在1 094.97～1 189.34m左右可作为有效的气源岩，且2004-2009年国土资源部油气战略中心对东秦岭-大别造山带两侧油气勘查选区进行研究。洛阳一伊川凹陷、造山带北侧有利的勘探区带，具有勘探潜力，综上该区具有较大的页岩气成藏潜力。

［1］刘司红，刘西宁，李平和.洛阳/伊川盆地构造演化特征及含油气远景评价［J］地质与资源，2003（4）：1671-1947.

［2］焦大庆，张洪年，谢晓安，等.华北南部油气地质条件［M］.北京：地质出版社，2009.