准中地区侏罗系烃源岩地球化学特征

刘博奥

(中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院，山东 东营257000)

准中地区位于准噶尔盆地腹部，为中石化在该区域中部4个区块及其周缘地区的统称[1]。受海西、印支、燕山、喜山运动多期构造旋回的叠合作用，准中地区沉积了石炭、二叠、三叠、侏罗、白垩、古近系及新近系地区。准中地区处于盆地中央坳陷的深洼区，油气资源丰富，是西部勘探重要的接替阵地。其中侏罗系是一套冲积扇- 辫状河- 三角洲- 湖沼相含煤沉积建造，为一套以灰绿色- 灰黑色为主的碎屑岩沉积，是准中地区的主要烃源岩层系。

1 烃源岩分布特征

准中地区侏罗系烃源岩纵向厚度大，平面分布广，烃源岩集中在下侏罗统八道湾组、三工河组和中侏罗统西山窑组，其中八道湾组和西山窑组既发育暗色泥岩，又发育碳质泥岩和煤，三工河组主要发育暗色泥岩。

八道湾组暗色泥岩在盆地内广泛分布，主要位于沙湾凹陷至阜康凹陷内。中部4 区块靠近阜康凹陷中心，厚度在300～600m，向东逐渐减薄；莫西庄- 永进地区受到莫索湾凸起的分割，形成两个烃源岩厚度高值区，中1 区块内沙1、庄2 等井区厚度可达350m 以上，向西变薄延伸至四棵树凹陷内区域，四参1 井厚度小于100m。碳质泥岩厚度一般为5～10m，西北部厚度最大，可达50m。煤几乎遍布全盆地，一般累计厚度为5m，厚度最大为52m。

三工河期广泛发育浅湖- 半深湖相稳定沉积，暗色泥岩发育，厚度一般为25～200m，其中沙湾凹陷最为发育，厚度约200～300m。

西山窑组为侏罗纪又一主要的成煤期。泥质烃源岩主要分布于沙湾- 阜康凹陷中部，厚度一般为25～200m，最厚可达250m。碳质泥岩厚度一般为5～10m；煤层主要分布在斜坡区，厚度一般为2～20m，最厚可达30m。

2 烃源岩地球化学特征

2.1 有机质丰度

有机质丰度是烃源岩评价的一个重要方面。准中地区侏罗系是一套含煤沉积地层，生物群落以陆源高等植物为主，伴以少量的藻类等低等水生生物。煤系泥岩、碳质泥岩及煤的有机质丰度均较高，而有机质类型较差，生烃潜量也相对较低。因此，按照陈建平等煤系地层烃源岩评价标准[2]评价侏罗系煤系烃源岩基本地球化学特征。

准中地区中下侏罗统泥岩有机碳含量0.41%～5.83%，西山窑组有机碳含量最高，平均为2.33%，三工河组和八道湾组平均有机碳含量分别为1.55%和1.99%。西山窑组热解生烃潜量也是最高，平均为3.91mg/g，三工河组和八道湾组泥岩平均热解生烃潜量分别为1.77mg/g 和2.99mg/g。西山窑组和八道湾组碳质泥岩平均热解生烃潜量为45.42mg/g 和41.73mg/g，高于三工河组平均热解生烃潜量26.6mg/g。八道湾组煤的热解生烃潜量最高，平均为194.51mg/g，西山窑组和三工河组平均热解生烃潜量较低，分别为132.46mg/g 和105.15mg/g（表1）。

表1 准中地区侏罗系有机质丰度和类型特征

煤的有机碳含量很高，但仅代表有机质丰度，不能作为生成油气能力的标准，煤的生油气能力主要取决于煤中富氢显微组分的含量。据傅家谟等（1990）研究我国不同地区110 个煤样统计表明煤可生成石油的平均量为170mg/g[3]。吐哈盆地侏罗系煤的热解生油潜量在台北凹陷平均为167mg/g，最高达238mg/g。准中地区西山窑组和三工河组平均热解生烃潜量较低，分别为132.46mg/g 和105.15mg/g。八道湾组煤的热解生烃潜量平均为194.51mg/g，最高达263.47mg/g，说明具有一定的生成液态烃的能力。

2.2 有机质类型

2.2.1 有机显微组分组成

准中地区侏罗系各组显微组分平均构成为类脂组（腐泥组+壳质组）38%～54%，镜质组41%～60%和惰质组2%～5%。泥岩、碳质泥岩和煤的显微组分构成非常分散，各种显微组成含量变化都很大，基本上没有规律性。泥岩有机质中腐泥组主要以菌解无定形为主，含量最高达85%，还有少量结构藻类体，荧光下呈黄- 黄褐色，壳质组主要是孢子体、角质体碎屑，发黄、黄绿色荧光。镜质组主要为无结构镜质组，矿物沥青基质呈深棕褐色荧光，其中还可见黄色荧光的渗出沥青体。不同岩性泥岩中有机质的显微组分中类脂组含量最高，碳质泥岩中类脂组含量略低于泥岩，而煤的类脂组含量则最低。西山窑组和八道湾组有机质的显微组分平均含量相似，类脂组含量较高，有机质类型以Ⅲ型和Ⅱ2 型为主，含有少量Ⅱ1 型。三工河组类脂组含量较低，镜质组含量较高，主要以Ⅲ型为主。

2.2.2 岩石热解氢指数特征

烃源岩热解氢指数是评价烃源岩有机质类型的良好参数，常用氢指数与热解最高峰温相关图来判断烃源岩的有机质类型。准中地区侏罗系泥岩、碳质泥岩和煤的热解氢指数总体上比较低，样品基本上在400mg/g(TOC)以下，绝大多数样品Tmax小于460℃，因此氢指数基本上反映了烃源岩的有机质类型与生烃能力。整体上，侏罗系烃源岩有机质类型以Ⅲ型和Ⅱ2 型为主，西山窑组和八道湾组有少量Ⅱ1 型。

2.2.3 干酪根碳同位素组成

研究表明，影响有机质碳稳定同位素组成的主要因素是有机质来源，热演化期间的同位素分馏效应对有机质碳同位素的组成影响较小。因此，δ13C 值的差异可有效反映烃源岩有机质类型的差别。准中地区侏罗系烃源岩碳同位素组成相对较重，分布范围较广，δ13C 主要为-27‰～-21‰，以Ⅱ2 型和Ⅲ型为主，少量Ⅱ1 型。不同层位干酪根碳同位素组成有一定差异，八道湾组碳同位素较为集中，范围在-26‰～-22‰，三工河组分布范围较大，西山窑组总体上要重于八道湾组和三工河组。不同岩性也存在一定差异，煤与碳质泥岩的碳同位素偏重，芳烃一般大于-26‰，泥岩的碳同位素较轻，芳烃一般小于-26‰，最小为-30.1‰。

2.3 有机质成熟度

准中地区烃源岩埋藏深度变化较大，相同层系烃源岩在不同地区成熟度差异可能很大。八道湾组有机质整体成熟度相对较高，Ro＞0.7%，Tmax＞440℃，基本上属于成熟阶段；西山窑组的成熟度最低，Ro 范围为0.6%～0.7%，处于低成熟- 成熟阶段；三工河组成熟度介于两者之间，大部分处于成熟阶段。

3 结论

3.1 西山窑组和八道湾组烃源岩有机质丰度较高，以好- 中等烃源岩为主，三工河组烃源岩有机质丰度相对较低，以差烃源岩为主。

3.2 侏罗系主要为煤系烃源岩，有机质类型较差，主要为Ⅱ2-Ⅲ型有机质。

3.3 八道湾组烃源岩已经达到成熟阶段，西山窑组和三工河组烃源岩处于低成熟- 成熟阶段。

3.4 八道湾组烃源岩有机质丰度高、类型较好，达到成熟阶段，具有较好的生烃潜力。