贝尔凹陷优质烃源岩的发现及其地质意义

贝尔凹陷优质烃源岩的发现及其地质意义李敬生【摘要】贝尔凹陷是海拉尔盆地南部最富油的凹陷之一.通过对贝尔凹陷烃源岩特征的研究,发现下白垩统南屯组第一段存在优质烃源岩.该烃源岩为暗色泥岩、泥灰岩、油页岩和含钙泥岩的互层,有机质丰度高,有机质类型好,生烃潜力大,排烃效率高,是形成大规模油气聚集的物质基础.该层段代表了白垩纪早期的缺氧事件,是贝尔凹陷重要的地层对比标志层.南屯组第一段优质烃源岩范围控制了贝尔凹陷油气的平面分布,优质烃源岩层上下油气最为富集.%The Bei'er sag is one of the most rich oil sags in the south of Hailaer Basin in China.The author of the paper focuses on the research of the source rock feature of the Bei'er sag,and finds that there are high-quality source rock in Member 1 of Lower Cretaceous Nantun Formation of the sag.This source rock is the alternating beds of the dark peat,muddy limestone,oil shale and calcium shale,and the source rock has the high abundance of organic matter,good organic matter type,high hydrocarbon-generating potential and high hydrocarbon-exhausting efficiency.All of these are the material base to form the large scale oil and gas accumulation.The formation represents the anoxic event early in Cretaceous period and is the significant stratigraphic correlation marker bed of the Bei'er sag.In Member 1 of Nantun Formation,the high-quality source rock controls the plane distribution of the oil and gas.Above and below the high-quality source rock bed,the oil and gas are very rich.【期刊名称】《成都理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(040)003【总页数】7页(P326-332)【关键词】烃源岩;贝尔凹陷;有机质丰度;排烃效率【作者】李敬生【作者单位】大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆163712【正文语种】中文【中图分类】TE122.112近年来，“优质源岩控藏论”已经在油气藏勘探过程中被越来越多的石油地质学家和地球化学家所重视[1－5]。

优质烃源岩在陆相盆地勘探中具有重要作用，它能为大油气田聚集成藏提供重要的烃类基础，往往能形成“小而肥”的油田，其规模及分布控制着油气藏的大小及分布[6]。

对优质烃源岩的研究，有助于科学评价含油气盆地的资源潜力和优选勘探靶区，提高勘探效益。

贝尔凹陷位于海拉尔盆地南部，是最富油的凹陷之一，勘探程度较高。

前人对贝尔凹陷的烃源岩评价[7，8]、成藏规律、主控因素等作了深入细致的研究，并且有效地指导了该区油气勘探。

但从目前的勘探效果来看，贝尔凹陷资源量为0.163×109 t，目前提交探明储量已经接近0.16×109 t，资源探明率达到97.5%，且仍有多口井获得新的工业发现，预计资源探明率将超过100%，这明显存在极大矛盾。

为了弄清贝尔凹陷的资源潜力，为下一步勘探提供依据，笔者通过对贝尔凹陷烃源岩特征进行深入研究，发现贝尔凹陷存在优质烃源岩层段，是形成大规模油气聚集的物质基础。

在此基础上，剖析优质烃源岩与成藏的关系，揭示贝尔凹陷的勘探潜力，不仅对该凹陷乃至海拉尔盆地的油气勘探都具有重要的指导意义。

1 区域地质特征贝尔凹陷位于海拉尔盆地中部断陷带，是海拉尔盆地的二级构造单元之一。

西部为嵯岗隆起，北接乌尔逊凹陷，东、南部与蒙古国接壤，面积3 010km2。

由西到东可划分为贝西斜坡带、呼和诺仁构造带、贝西次凹、苏德尔特构造带、贝北次凹、贝中次凹、布勒洪布斯隆起带、贝东次凹等8个构造单元（图1）。

该区沉积地层主要为白垩系，下白垩统包括铜钵庙组（K1t）、南屯组（K1n）、大磨拐河组（K1d）和伊敏组（K1y），上白垩统为青元岗组（K2q）。

贝尔凹陷经历了断陷发育阶段（铜钵庙组—南屯组沉积期）、断拗转化阶段（大磨拐河组—伊敏组沉积期）和拗陷发育阶段（青元岗组沉积期），具有中新生代“断－拗”叠合的组合特征[9]。

南屯组为主要勘探层系，所提交的探明储量近60%都集中在南屯组第一段（简称“南一段”）。

图1 海拉尔盆地贝尔凹陷构造单元划分Fig.1 Tectonic division of the Bei'er sag in Hailaer Basin贝尔凹陷白垩系发育大磨拐河组、南屯组、铜钵庙组3套储层。

大磨拐河组沉积时期，贝尔凹陷发育三角洲沉积，砂体厚度薄，物性好，岩石类型为长石岩屑砂岩，埋藏浅，发育原生孔隙。

南屯组沉积时期，主要发育扇三角洲沉积，扇三角洲前缘砂体是主力储层。

岩石类型为长石岩屑砂岩或岩屑砂岩，成熟度低。

在斜坡带和中央隆起带由于埋藏浅，原生孔隙得以保存；而风化剥蚀淋滤作用形成次生孔隙有效改善储层物性，形成优质储层。

孔隙类型主要为原生孔隙、粒间溶蚀孔、岩屑粒内溶蚀孔、长石粒内溶孔、铸模孔等。

在深洼槽区由于埋深普遍超过2.5km，物性相对较差，但发育次生溶蚀孔隙改善储层。

铜钵庙组主要发育冲积扇和扇三角洲沉积，主要为凝灰质砂岩、砂砾岩，次生孔隙发育。

南屯组沉积时期为裂陷强烈发育期，沉积了分布较广的厚层暗色泥岩。

南一段暗色泥岩累计厚度为100～400m，南二段暗色泥岩累计厚度为50～200m，南一段为主要的烃源岩层。

贝尔凹陷的泥岩有机碳含量非常高，有机碳质量分数＜0.5%的占21.2%，有机碳质量分数为0.5%～1.0%的占15.7%，有机碳质量分数为1.0%～2.0%的占36.7%，有机碳质量分数＞2.0%的占26.4%。

根据489个样品的统计中，氯仿沥青“A”的质量分数＜0.015%的非生油岩占32%，氯仿沥青“A”的质量分数位于0.015%～0.050%的占34%，氯仿沥青“A”的质量分数位于0.050%～0.100%的占11%，氯仿沥青“A”的质量分数位于0.100%～0.200%的占14%，氯仿沥青“A”的质量分数＞0.200%的占9%。

根据中国陆相生油岩有机质丰度评价标准（表1），贝尔凹陷有近15%的烃源岩达到优质烃源岩标准。

表1 陆相生油岩有机质丰度评价标准（SY／T 5735－1995）Table1 Organic abundance evaluation standard of the continental source rocks生油岩类别中等好很好wTOC／% [0.4，0.6） [0.6，1） [1，2）≥2差w“A”／‰ [0.15，0.5） [0.5，1） [1，2）≥2 wS1＋S2／‰ ＜2 [2，6） [6，20）≥202 优质烃源岩及其识别标志2.1 优质烃源岩的识别标志图2 B39井南一段地球化学剖面Fig.2 Geochemical profile of Member 1of Nantun Formation through Well B39笔者在研究贝尔凹陷南一段烃源岩特征时发现，在贝尔凹陷发育一套相对稳定、岩性特征及电性特征相似、特征明显的暗色泥岩（图2）。

以B39井为例，南一段在深度为2 319.77～2 324.77m的岩性为灰黑色泥岩、粉砂质泥岩，滴酸强烈反应。

实验室岩矿分析结果是方解石化砂质泥岩，具砂质泥状结构。

次生方解石溶蚀交代碎屑颗粒，砂屑基本被完全交代呈现其假象。

在镜下鉴定发现，含钙泥岩中发育大量的微晶方解石。

从测井曲线上看，具有高自然伽马、中高电阻率和高声波时差的特点，呈0.15～0.35m的薄层特征，与常规高自然伽马低阻泥岩不同，且含钙泥岩与正常泥岩呈互层状出现。

经过对贝尔凹陷进行精细地层对比发现，该套地层在贝尔凹陷大部分地区均有分布，且有多口井在该段还发育油页岩，在此将该套泥岩称为“特殊泥岩段”。

统计表明，该段泥岩不论是有机质含量、有机质类型都达到优质烃源岩的标准。

如B10井，该段泥岩有机碳的质量分数平均在4.0%以上，氯仿沥青“A”的质量分数在0.5%以上，H／C原子比为1.3～1.5，有机质丰度和有机质类型明显优于同井其他层段暗色泥岩，属于优质烃源岩。

从地震反射特征上看，特殊泥岩段对应一组高频、中－高连续、强振幅的特征。

2.2 优质烃源岩特征优质烃源岩与普通烃源岩相比较，有机质丰度明显变高。

通过对“特殊泥岩段”有机质丰度统计发现，残留有机碳的质量分数达到0.16%～4.73%，平均为2.45%；生烃潜量为0.03‰～33.65‰，平均为13.68‰；氯仿沥青“A”的质量分数为0.080%～0.835%，平均为0.258%；有机质类型为Ⅰ－Ⅱ1 型（图3），Ro 在0.7%～1.1%。

笔者对贝尔凹陷贝西次凹南一段烃源岩丰度进行研究发现，优质烃源岩有机碳的质量分数是普通烃源岩的2.91倍，氢指数是普通烃源岩的2.54倍，降解潜力是普通烃源岩的2.40倍。

若以这3个指标中任意2个的乘积计算，则贝西次凹优质烃源岩的生烃潜力是普通烃源岩生烃潜力的6.09～7.38倍以上。

图3 贝尔凹陷南一段优质烃源岩层段有机质类型划分Fig.3 The division of organic types of high－quality source rocks from Member 1of Nantun Formation in the Bei'er sag经过对贝尔凹陷4口井优质烃源岩样品进行全岩镜检分析发现，在有机质丰度（wTOC）＞2%的所有优质烃源岩样品中，有机质均呈层状富集，显微组分以层状藻为主，含有少量壳质组、镜质组及惰质组（图4）。