苏北盆地古近系阜宁组二段富有机质页岩特征与沉积环境

段宏亮，刘世丽，付 茜

(中国石化 江苏油田分公司，江苏 扬州 225009)

富有机质页岩是指有机碳含量大于2.0%的暗色页岩[1]，其不仅可以作为生烃层和盖层，而且可以作为储集层，聚集具有开采价值的页岩油气[2-8]，是油气勘探的新领域。

苏北盆地阜宁组(E1f)发育阜四段(E1f4)和阜二段(E1f2)两套分布广泛且稳定的泥页岩层系，其中共有227口井次见油气显示，有9口井试获油流，XX38井常规测试日产油14.4 m3，累产油1 069 t；TX96井压裂测试日产油2.3 t，累产油2 564 t(目前日产油0.7 t)，展示了良好的页岩油勘探前景[9-11]。目前对于上述泥页岩层系特征、非均质性以及富有机质页岩成因等研究认识程度较低，难以有效指导页岩油选区评价及富集机理研究。本文以阜二段为研究对象，在大量岩心及薄片观察的基础上，结合系统的有机地球化学、全岩X-衍射及微量元素等采样与测试，研究了富有机质页岩的地质、地球化学特征，分析了其沉积环境，以期为苏北盆地E1f2页岩油评价及勘探提供依据。

1 地质概况

苏北盆地属苏北—南黄海盆地的陆上部分，是晚白垩世发育起来的陆相中、新生代沉积盆地[12-13]。盆地北以嘉山—响水断裂与鲁苏隆起为界，西以郯庐断裂带与张八岭隆起为界，南邻苏南隆起，东与南黄海盆地相接(图1)，面积约35 000 km2[14]。受盆地构造演化和沉积体系控制，盆内晚白垩世—古新世拗陷沉积阶段广泛发育了泰二段(K2t2)、E1f2和E1f4三套半深湖—深湖相暗色泥页岩层系，其中E1f2页岩厚度大、分布广泛，页岩油形成条件最有利[9-11]。

表1 苏北盆地阜宁组二段页岩关键参数

图1 苏北盆地阜宁组二段富有机质页岩油气显示井分布

2 富有机质页岩特征

图2 苏北盆地E1f2富有机质页岩典型照片

含云、含灰泥岩电阻率低，曲线上呈低谷状(图1)；碳酸盐含量相对较低，黏土矿物含量高(可达50%以上)；页理发育，但主要以富含黏土和石英的暗色纹层为主，富含碳酸盐的浅色纹层发育程度及厚度均较少、较薄(图2e)，且浅色纹层碳酸盐含量相对较低(图2f)，但岩心保存完整性相对较差。页岩有机碳含量一般介于1.5%～3.0%之间，总体小于尖峰部位页岩(表2)。

表2 苏北盆地富有机质页岩特征

3 富有机质页岩沉积环境

烃源岩的质量直接受初级生产力、有机质保存条件以及沉积物沉积速率的控制，而这些控制因素又最终受构造演化、气候旋回和物源供给的影响。构造和古气候通过控制可容纳空间的形成消亡、水及沉积物的供给影响着湖盆的发育演化，同时也影响着湖泊水体的物理、化学性质以及湖泊的生物发育，最终又通过影响保存条件、古生产力和沉积物的堆积速率控制着烃源岩的发育特征[15]。

沉积物地球化学参数记录了古环境性质及其演化信息，为研究烃源岩的沉积环境提供了条件，目前已形成了古气候、古生产力、古氧化还原条件、古盐度及古水深等沉积环境的主要判识参数及指标[15-18]。如利用Sr/Cu研究古气候，Sr/Cu比值介于1～10之间指示温湿气候环境，而大于10指示干热气候环境；利用V/(V+Ni)指示氧化—还原环境；利用Sr/Ba、B元素和B/Ga指示湖水盐度，Sr/Ba比值大于1为咸水介质，Sr/Ba比值小于1为淡水介质。

3.1 阜宁组沉积环境

3.2 富有机质页岩沉积环境

表3 苏北盆地E1f2富有机质页岩沉积环境参数

4 结论

(3)沉积环境对苏北盆地阜二段烃源岩品质影响较大，造就了阜二段泥页岩层间及富有机质页岩内部岩性、电性及烃源岩品质的差异。

致谢：中国科学院古脊椎动物与古人类研究所张江永研究员为鱼化石和鸟肢化石的鉴定提供了无私的帮助，在此表示衷心的感谢！