姬源—陇东地区三叠系延长组长7烃源岩研究

宋 平

(西北大学地质学系/大陆动力学国家重点实验室，陕西 西安 710069)

烃源岩作为油气形成的第一地质条件，成为油气勘探的重要依据[1]。厚度较大的优质烃源岩能够为临近储层提供持续的油气供应，使得油气藏能够保存至今。能够提供工业油气聚集的烃源岩为有效生油岩，其具有一定量的有机质、良好的有机质类型和足够的有机质热演化[2]。烃源岩有机质丰度与厚度对实际油气藏的勘探更为重要。

三叠系延长组长7时期，鄂尔多斯盆地构造活动剧烈，基底快速下沉，湖盆发育达到鼎盛时期，湖水覆盖面积达到10×104km2，深湖面积达到 5.5 ×104km2，最大水深 60 m，形成60～70 m厚的黑色泥岩沉积[3]，成为盆地三叠系主要烃源岩形成时期。姬源—陇东地区位于厄尔多斯盆地的中—西部，北至盐池，南达宁县，西临马家滩，东到旦八镇，，为半深湖—深湖湖盆主要发育区，区域面积达5×104km2，半深湖—深湖环境形成的致密砂岩为研究区的主要储层[4]，同生同储特征使得致密储层与烃源岩处于交叉与叠置关系，致密储层研究的同时，烃源岩的发育区域成为重要的油藏控制因素。

1 烃源岩的测井识别

姬源—陇东地区烃源岩发育于半深湖—深湖环境，岩心具有颜色深，粒度细，不含砂等特点，岩性主要是深灰色、灰黑色泥岩或油页岩。快速准确地识别烃源岩一直是研究的热点。岩心样品分析虽能提供准确的烃源岩地球化学指标，但受样品来源和分析化验经费的限制，单井往往难以获得连续的分析数据，测井资料具有纵向分辨率高、资料连续准确的特点，利用岩心资料对测井资料进行标定，找出烃源岩的测井响应特征，进而在单井上进行烃源岩的识别。

烃源岩在常规组合测井曲线上表现为“五高一低”的特点，即高自然自然伽玛(GR)、高光电截面指数(PE)、高声波时差(AC)、高补偿中子(CNL)、高感应电阻率、低密度(DEN)(见图1)。深感应(RILD)与英制声波时差(AC)重叠图可以看出，在纯泥岩层段，深感应曲线和英制声波时差曲线基本重叠无幅度差，在烃源岩发育层段，深感应和英制声波时差曲线有明显的幅度差，与岩心观察油页岩或黑色泥岩有着很好的对应关系，尤其在长73层段更加明显。

图1 烃源岩测井识别剖面

2 烃源岩的地球化学特征与分类

姬源—陇东地区烃源岩有机质类型以低等水生生物为主，富含铁、硫、磷等元素，以Ⅰ、Ⅱ1型干酪根为主，且含量在15%～35%[5]。烃源岩富含有机质，残余有机碳含量(TOC，%)为 2% ～18% ，平均值为 6.4%;氯仿沥青“A”(EOM，%)在 0.4% ～1% 之间[6];早白垩世处于最大埋深阶段(约3 000 m)，成熟度适中，Ro值一般为0.9% ～1.1%，进入生排烃高峰阶段[5]。长7油页岩具有高产烃率(产油率达400 kg/t)、高排烃效率(一般为55% ～90%)、广覆式生烃的特征，为一套优质烃源岩。

根据研究区实际资料获取情况，研究区以残余有机碳TOC对烃源岩丰度进行评价，TOC值远大于陆相烃源岩有机质丰度评价指标(石油天然气行业标准)，因此需制定与研究区烃源岩相符的划分标准。长71、长72与长73TOC值分布区间图(见图2)表现出长71到73TOC值不断增大，图中总体看出其具有分段式特征，将烃源岩根据TOC值划分为优等烃源岩、中等烃源岩与差等烃源岩三类(见表1)。

图2 TOC值分布区间图

表1 烃源岩分类指标

3 残余有机碳含量测井解释

残余有机碳含量作为烃源岩评价一种有效的手段得到广泛应用，然而实测残余有机碳含量的数据受到取芯、采样量与分析成本的影响，只有较少的数据，很难大范围应用。通过建立测井数据与残余有机碳含量的关系，运用多元回归公式[7](公式1)求取 TOC测井解释方程，进而对烃源岩段计算TOC值。

式中:T 为因变量;β0，β1，β2，β3，β4…βn为 T 对 X 的回归系数;X1，X2，X3，X4…Xn为自变量;ε 为随机变量。

回归后的TOC测井计算公式并非统一计算公式，随着区域的不同，回归公式亦发生着转变，其原因是不同地区烃源岩的组分差异、密度不同使得测井曲线的反映程度也不尽相同，经多元线性回归后相关测井类型与系数亦发生改变。通过分区建立TOC回归方程，近似认为邻近区域具有相同的烃源岩特征，能够使用测试井的 TOC回归方程，分区计算可消除因秋雨不同所引起的计算误差，提高TOC值计算的精确程度。

4 烃源岩分布特征

经过TOC数值分类将烃源岩分为优等、中等与差等烃源岩，TOC数值范围确定的情况下通过烃源岩的厚度便可判断优势烃源岩的区域分布范围。研究区长71一类烃源岩(优等烃源岩)、二类烃源岩(中等烃源岩)、三类烃源岩(差等烃源岩)分布图(见图3A)表现出长71一类、二类烃源岩分布很少，主要集中在华池的北面和白豹地区的东面与西面。72一类烃源岩、二类烃源岩、三类烃源岩分布图(见图3B)表现出长72一类、二类烃源岩分布较长71面积有所扩大，主要分布在华池周围与姬源的东南两侧。73一类烃源岩、二类烃源岩、三类烃源岩分布图(见图3C)表现出长73一类、二类烃源岩分布面积最大，主要分布在姬源－华池－正宁一带。

研究区烃源岩分布主要受到沉积相的控制，一类烃源岩主要集中在长73深湖平原内，且延湖盆的西北－东南方向展布，部分发育在相对较深的间湾内，总体反应深水、稳定、还原环境。长73到长72西南与南边提供大量沉积物，进入湖盆的沉积物携带少量空气，破坏领了湖底的还原环境，加上湖深变浅，使得一类烃源岩发育环境面积大范围减少且向东北方向迁移，到长71一类烃源岩只有在零星的局部区域发育。总体反应出深水还原环境向华池－白豹地区收缩。

图3 长7烃源岩分布图

5 结语

姬源—陇东地区三叠系延长组长7段根据深感应曲线和声波时差测井曲线重叠图特征可以有效识别烃源岩。分区运用实测TOC值与测井数据进行多元线性回归，能够较准确的计算TOC。烃源岩可根据 TOC值划分为三类:TOC＞10，为优质烃源岩;10＞TOC＞6，为中等烃源岩;6＞TOC＞2，为差等烃源。一类烃源岩主要集中在长73深湖平原内，且延湖盆的西北－东南方向展布，与其共生的致密储层为致密油气藏勘探的重点。

[1]高岗，柳广弟，付金华，等.确定有效烃源岩有机质丰度下限的一种新方法—以鄂尔多斯盆地陇东地区上三叠统延长组湖相泥质烃源岩为例[J].西安石油大学学报(自然科学版).2012，27(2):22－26.

[2]张厚福，方朝亮，高先志.石油地质学[M].第一版.北京:石油工业出版社.1999:86.

[3]何自新.鄂尔多斯盆地演化与油气[M].北京:石油工业出版社.2003:97－101.

[4]杨华，李士祥，刘显阳.鄂尔多斯盆地致密油、页岩油特征及资源潜力[J].石油学报.2013，34(1):2－9.

[5]姚泾利，邓秀芹，赵彦德，等.鄂尔多斯盆地延长组致密油特征[J].石油勘探与开发.2013，40(2):150－156.

[6]杨华，张文正.论鄂尔多斯盆地长7段优质油源岩在低渗透油气成藏富集中的主导作用:地质地球化学特征[J].地球化学.2005，34(2):147－153.

[7]康永尚，沈金松.现代数学地质[M].第一版.北京:石油工业出版社.2005:54－60.