四川盆地上三叠统烃源热解参数分布特征及意义

胡文俊

(长江大学工程技术学院 湖北 荆州 434020)



四川盆地上三叠统烃源热解参数分布特征及意义

胡文俊

(长江大学工程技术学院 湖北 荆州 434020)

四川盆地是我国四大盆地之一富含丰富的是油气资源，本文主要勘查的目标层段是上三叠统须家河组。通过剖析四川盆地上三叠统烃源岩特征及热解参数分布，在四川盆地以往研究资料的基础上，综合上三叠统须家河组的地质信息。对四川盆地不同区域的热解参数进行统计研究得出分布特征，总结意义。以期能为四川盆地油气田开发工作提供理论基础。

有机质丰度；有机质类型；烃源岩成熟度；热解参数

一、地质背景

四川盆地位于中国四川省东部，是中国重要的含油气盆地之一。该盆地是目前中国发现气田数目最多、年产气量最大的盆地。经历60多年的勘探，许多学者从烃源岩条件、储集特征、主控因素、沉积体系、构造演化、成藏条件等方面对四川盆地做了许多研究。近年来，在勘探方面取得了一系列重要突破。以四川盆地上三叠统须家河组为例.须家河组共六段。其中须一、须三、须五段以泥页岩为主含煤层，是主要的烃源层；须二、须四、须六段以砂岩为主，是主要的储集层。其纵向上发育3套含油气系统(须一须二含油气系统、须三须四含油气系统、须五须六含油气系统)，形成了配搭较佳的“三明治”式自生自储成藏组合，是四川盆地重要的勘探层系。

二、热解参数

热解参数是指应用仪器对岩石进行热解作用得出的各项数据。原理是对样品加温，使样品在不同温度下挥发和裂解测量气体从而检测样品中的烃类含量达到评价生油岩和储油岩的目的。1980年前后后，岩石热解参数技术及对参数的研究已经开始应用于储层岩石的含油气性研究，效果显著。目前岩石热解参数评价技术已广泛应用于石油勘探行业，在评价烃源岩的生烃潜力和含油气性方面具有经济、有效、迅速的特点。其主要参数包括总有机碳TOC、生烃潜力S1+S2、最高热解峰温Tmax值、降解率D、氢指数IH、氧指数IO等等。

三、Tmax分布特征

最高热解峰温Tmax的原理是有机质在埋藏过程中随温度和压力的升高逐步生烃时，活化低、容易成烃的部分会优先成烃。因此，随着成熟度的升高，残余有机质成烃的要求也越来越高。相应的，生烃所需的温度也逐渐升高。即Tmax逐渐升高，这是Tmax作为成熟度指标的基础。我国生油岩Tmax划分成熟度标准：未成熟<435，低成熟435-455，成熟455-480，高成熟485-510，过成熟>510。

四川盆地不同地区上三叠统须家河组烃源岩也存在一定差别。显然，这种差别主要与四川盆地不同地区煤系烃源岩的成熟度差异有关。川南地区成熟度最低，Tmax分布范围在440-500℃之间，且众数范围相对窄多在460-500℃之间；川中地区次之，范围在440-560℃之间；川西南和川西北则明显较好，尤其是川西北，众数范围在500-560℃之间。Tmax的分布，主要体现了不同地区中烃源岩成熟度之间的的差别。

四、有机碳含量(TOC)分布特征

有关四川盆地的烃源岩资料和地质特征，已经有很多学者进行了详细的探讨。根据以往的研究资料表明，须家河组烃源岩发育很不均衡。总体上，煤系泥岩和煤层的展布总体上具有西厚东薄的特点。这与盆地内须家河组发育的构造格架是完全对应了，形成了自身的气源岩发育模式(张敏等，2010)。

川西南和川西北地区属于川西前陆坳陷带。川中地区属于川中隆起带，川南地区属于隆后坳陷带和斜坡带的。在有机碳分布方面川西南、川南、川中、川北地区有很大不同。以煤系泥岩的有机碳含量特征表现最为突出。总体来说，川西南和川西北地区的有机碳含量相对较高，总有机碳(TOC)平均分别为11.08%和9.26%，而川南和川中地区TOC平均仅为5.79%和6.60%。以上资料可得，构造带特征对所属地区的烃源岩有机碳分布产生很大影响。

五、有机碳含量与氢指数(IH)、降解率(D)分布关系

在Tmax相对较低的川南、川中和川西南地区及成熟度相对略高的川西南地区，除少部分泥岩具有相对较高的氢指数外，总体上，泥岩的氢指数相对较低。这些地区的Tmax数据研究表明泥岩和煤的Tmax数据比较接近，但有机碳比较高的煤的氢指数数据要高很多。川西北地区氢指数数据的分布特征很明显。从Tmax数据的分布来看，该地区所取样品的泥岩和炭质泥岩的Tmax接近，平均分别为495.76℃和484.2℃，但煤的Tmax平均达541.6℃，显著高于该地区的泥岩和炭质泥岩。由于IH在较大程度上还受有机质成熟度的影响，从而导致该地区煤的IH明显较低。

烃源岩降解率(D)的分布特征和上述观点差不多。由此可见，总体上煤系烃源岩随着有机碳含量的增加，氢指数与降解率呈线性上升趋势且在川西南、川南、川中地区线性较好，唯有川西北地区线性较差。同时，川西南川西北地区生烃潜力较好，川南地区稍次，川中最差。

六、结论

(1)须家河组有机碳含量较高，TOC介于0%-79.41%之间，平均值8.77%,众数为1.19%；生烃潜量介于0mg/g-243.1mg/g之间，平均值7.82mg/g，众数为0.10mg/g。通过进行有机质类型分析得出，氢指数介于1mg/g-284mg/g之间，平均值48.07mg/g,众数为22.22mg/g。通过对有机质成熟度的研究分析得出，川西南部Tmax值介于434℃-571℃，平均值为483.78℃，众数为466℃；川西北部Tmax值介于441℃-577℃,平均值为495.76℃，众数为450℃；川南地区Tmax值介于399℃-589℃，平均值为474.30℃，众数为475℃；川中地区Tmax值介于441℃-560℃,平均值为485.27℃，众数为502℃。

(2)通过前述分析，四川盆地上三叠统烃源热解参数的分布特征有以下特点：四川盆地上三叠统烃源岩中，有机碳的含量自西向东提高；构造带特征对所属地区的烃源岩有机碳分布产生很大影响；在烃源岩中，氢指数和降解率本身呈线形上升趋势，但川西北地区线形趋势不太明显；在氢指数与有机碳含量的对比中，川西北、川西南地区氢指数数据大多分布有机碳含量较高的区域，而川中、川南地区的数据则大多分布在有机碳含量较低的区域；而在降解率与有机碳含量的对比中，川西南地区的数据绝大多数分布在有机碳含量高的区域，川南和川西北地区则多数至半数分布在有机碳含量高的区域，只有川中地区大多数数据分布在有机碳含量较少的区域中。

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胡文俊(1983-)，男，汉族，湖北省荆州市人，讲师，硕士，长江大学工程技术学院，研究方向：石油地质。