结构最复杂的烃 复杂断陷盆地生烃洼槽预测与评价

　　摘 要：近几年来随着陆相断陷盆地天然气勘探程度的提高，富烃洼槽与油气富及程度之间的关系被逐渐认识到。本文从沉积演化角度出发研究地层的沉积特征，并考虑火山活动对沉积过程的影响，对沉积岩厚度进行真厚度校正，预测出原始的生烃洼槽位置与范围。对有机质丰度进行恢复之后，按各个生烃洼槽内的烃源岩生烃潜力评价结果，优选出富烃洼陷区。
　　关键词：断陷盆地；生烃洼槽；烃源岩
　　中图分类号：TE12 文献标识码：A
　　2005年吉林探区长岭气田的发现拉开了松辽盆地南部深层天然气勘探的新序幕。近年来，在深层的不同断陷上钻探了一批井。通过钻探实践发现，烃源岩的分布控制着工业气井的分布，富烃洼陷控制着油气富集程度。
　　深层的断陷类型有两种：一种为沉积沉降较一致的稳定断陷，其埋藏深度一般较大，构造演化稳定，如双辽断陷；另一种其沉积期间常伴随强烈的构造运动或者火山活动、构造演化快而强烈，一般经历过后期反转，如德惠、英台等断陷。稳定断陷其生烃洼槽位置和烃源岩展布在地震剖面上较容易识别，暗色泥岩为弱振幅、弱反射、连续性比较好，展布较为稳定，区域上可追踪。而复杂断陷盆地其洼槽和烃源岩的分布在地震上难以识别，只能从沉积演化角度进行分析，找出洼槽的位置，进一步对其洼槽烃源岩进行评价，最终得出洼槽的富烃程度。
　　德惠断陷是位于松辽盆地南部东部断陷带中的一个复杂断陷盆地，其深层勘探程度相对较高，岩心资料和地化数据较为丰富，所以本次以德惠断陷为例对深层复杂生烃洼槽进行研究，以期形成一套研究思路和技术流程应用于其他复杂断陷盆地中。
　　1沉积沉降演化
　　德惠断陷整体上是由东西两条大断裂控制的双断式断陷，断陷结构在横向上变化较大。沙河子组沉降中心位于断陷的西北部，地层最厚可达1400m；营城组沉降中心位于断陷的东北部，地层最厚可达800m。
　　沙河子组沉积时期，构造较为稳定，西边断裂控制着沉积沉降格局，沉积中心与沉降中心一致。而营城组沉积时期，构造和火山活动强烈，断裂活动频繁，断陷周边特别是东断裂附近大量火上活动使得地层抬升剥蚀。由于这些因素，使得营城组沉积沉降中心出现了差异。首先，在地层接受正常湖相沉积的同时也接受火山活动喷发的火山物质，这就导致了营城组地层为沉积岩夹火山岩的地层特征。火山物质的大量填充可能使原来构造沉降主体的可容空间减小，削弱了正常沉积的填平补齐作用，使得沉积沉降中心出现差异。并且营城组的构造抬升活动，使得沙河子组地层剥蚀，原始沉积沉降主体的厚底层可能遭受强烈的剥蚀作用而变薄，使得原始沉积沉降中心无法直接体现。
　　为了解决沉积沉降中心的差异性，从沉积演化的角度寻找当时的富烃洼陷，采用了相应的技术流程（图1）。在此技术流程中，沉积岩厚度展布图和地层剥蚀恢复是两项关键技术。在沉积岩厚度展布图的编制中，首先在地层中剥离火上岩的厚度只读取沉积岩厚度来反映地层沉积特征。然后再进行地层真厚度取值。这是由于工作站软件计算厚度是地层的视厚度，但是等厚的地层由于倾斜程度的不同视度会有很大的差别（图2），而复杂断陷往往构造运动强烈，地层倾角很大。图中A点由于地层产状近于水平所以地层的视厚度等于真厚度，然而B点由于地层倾角较大，导致视厚度与真厚度差别很大，这样如果直接用视厚度来反映地层的真实沉积特征必然会出现很大的差异。例如图中本位等厚沉积的一套地层，但是用视厚度来反映就为洼槽式沉积了。本次地层厚度的测量剥离了火山岩，只测量沉积岩的厚度这样就更为准确的反映出来原始的沉积特征。
　　利用地层趋势延伸法对剥蚀区进行恢复，得到沉积岩的原始厚度图。例如某井区在沙河子组时期为一个洼槽，沉积了较厚的地层，随着沙河子未期一营城组时期的构造抬升剥蚀了较多的地层而使残余地层反映不出来原始沉积的特点。所以经过地层厚度恢复之后可以更好地在平面上反映沉积时期洼槽的分布范围和位置（图3）。
　　在沉积厚度的基础上，结合相标志来确定断陷期的沉积相展布。结合前人研究的观点，德惠断陷沙河子-营城组为断陷湖沉积体系，靠近边界断层发育扇三角洲体系。根据沉积相进而划分出了半深湖-湖相发育区，也就是生烃洼槽的发育位置。分为A、B、C、D四个洼槽，其中A洼槽面积最大，D洼槽最小。而B洼槽经过后期构造运动改造大部分被火山岩事件破坏。
　　2生烃洼槽评价
　　在弄清了生烃洼槽的分布范围和位置的基础上对各个洼槽烃源岩的有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度等进行评价分析，以期对各个洼槽的烃源岩质量和生烃能力。
　　2.1有机质丰度
　　本次利用陈建平1997年建立的煤系地层有机质丰度评价标准来进行评价。比评价标准把煤系地层烃源岩分为煤系泥岩、煤系炭质泥岩、煤岩三类。
　　煤系泥岩的基础指标主要是S1+S2，其他指标都是以它为基准。从权值来看S1+S2>TOC>总烃>氯仿沥青“A”。从各个洼槽综合来看，德惠断陷沙河子组泥岩有机质丰度中度等、类型为Ⅱ型、生烃潜力中等、处于大量生气的高成熟阶段。营城组泥岩较沙河子组差，为中等偏差的烃源岩。从泥岩有机质丰度、厚度、展布面积指标把各个洼槽进行对比，综合评价结果（表1）。
　　2.2有机质类型
　　由于深层烃源岩有机质演化程度很高，所以常规的范式图版法不能用于干酪根类型的判定，本次研究主要采用干酪根显微组分法。
　　营城组干酪根类型参数TI几乎全小于0，为III型；沙河子组在农101井、农103井的半深湖区有少量I型干酪根，大部分III型，部分II型。从图3、图4中可以看出，A洼槽的有机质类型明显好于C洼槽，这是因为A洼槽半深湖亚相分布范围较广，而C洼槽基本处于滨浅湖亚相中，同时说明了沉积相控制着有机质类型的分布，水体越深，越闭静沉积环境，有机质类型越好。
　　2.3有机质成熟度
　　镜质体反射率被认为是确定有机质成熟度最权威的指标。一般认为Ro=0.7-1.3%对应着主要的生油期，Ro>1.3%以生气为主。德惠断陷营城组-沙河子组埋深为1800-3300m（其中营城组的埋深范围主要为1800-2300m沙河子组为(2300-3300m），Ro值为1%～2%，处于高成熟阶段对成气十分有利。
　　Ro高值区主要集中在断陷的中北部，而低值区主要分布在断陷的西部和西南部的隆起带，这也与实际中西部构造带上普遍分布的油井相符合。
　　结语
　　由于复杂断陷盆地构造演化强烈，沉积 沉降中心常常不一致，所以需要对剥蚀地层进行恢复，并考虑火山活动影响，找出原始沉积生烃中心；断陷盆地中将煤、炭质泥岩、泥岩分别按照煤系地层生烃标准进行评价，准确性和可比性更高，并且 S1+S2的评价权重应最高；对德惠断陷各个洼槽烃源岩进行综合评价后，在进行优先排队，生烃能力高低分别是A洼槽>C洼槽>B洼槽>D洼槽。
　　参考文献
　　[1]张厚福.石油地质学[M].北京：石油工业出版社，1999.
　　[2]冯子辉，李景坤，李振广.大庆探区煤系烃源岩的生烃条件研究[J].大庆石油地质与开发，2000.
　　[3]陈建平，赵长毅，何忠华.煤系有机质生烃潜力评价标准探讨［J］.石油勘探与开发，1997.