柴达木盆地北缘石炭系烃源岩和油气地球化学特征.docVIP

柴达木盆地北缘石炭系烃源岩和油气地球化学特征 摘　要：长期以来，由于柴达木盆地北缘发现的原油大多来源于侏罗系烃源岩，所以油气勘探始终以侏罗系含油气系统为目标。石炭系在柴北缘西段分布零星，学术界一直认为其生烃能力低下而未引起重视。冷湖五号构造冷科1井钻探后，对4666m以下的地层归属产生极大争议，通过对岩性、电性、古生物等资料进行系统分析，现已确定这套地层属于石炭系，并由此认识到冷湖地区深86井也钻遇了石炭系。2004年绿梁山前钻探的尕丘1井钻遇了较厚石炭系，进一步揭示了石炭系的勘探潜力。随着对柴达木盆地北缘西段井下钻遇石炭系的确定，人们认识到在柴北缘不只存在侏罗系一套烃源岩。分析石炭系烃源岩的地球化学特征，作者发现石炭系烃源岩与侏罗系烃源岩之间存在明显不同，其中最显著的差异是石炭系烃源岩成熟度高而重排甾烷和重排藿烷含量低。通过地球化学特征，结合岩性、电性及古生物资料，可以很好地区分石炭系和侏罗系。油源对比研究还发现在柴北缘西段并不象前人所认为的那样油气都来源于侏罗系烃源岩，而是也存在少量来源于石炭系烃源岩的油气，揭示了柴北缘油气勘探的新领域。 关键词：石炭系 烃源岩　石炭系　柴达木盆地 柴达木盆地属于中国西部大型内陆湖泊沉积盆地，为阿尔金山、祁连山和昆仑山所夹持，呈不规则菱形。柴北缘位于柴达木盆地东北部，西起阿尔金山前的鄂博梁Ⅰ号构造，东至德令哈凹陷大浪－土尔岗构造带东端，北以祁连山前深大断裂系为界，南至鄂博梁南缘－陵间断裂－黄泥滩断裂－埃姆尼克山南缘山前深大断裂，属盆地一级构造单元。本文以绿梁山与埃姆尼克山之间为界将柴北缘划分为东段和西段，并以柴北缘西段为主要研究对象（图1）。 图1　柴达木盆地北缘西段地理位置略图 几十年来，柴达木盆地北缘发现的原油大多来源于侏罗系烃源岩，人们对柴北缘西段石炭系的分布一直不是很清楚。由于在2004年之前石油地质工作者认为井下从未钻遇石炭系，加之石炭系地面露头大多位于阿尔金山及祁连山南缘，分布较为零星且多存在变质现象，故石炭系烃源岩未能引起足够重视。 一、柴北缘井下钻遇石炭系的确定 1998年冷湖五号构造的科学探索井――冷科1井完钻后，大家对4666m以下的地层归属产生极大争议。尽管很多人存在不同的看法，但当时还是保守地把这套地层划归下侏罗统，不但认为其中的海相生物化石是异地搬运而来的，并且对其地球化学特征没有明确认识，只是认为属于侏罗系中较特别的一类。2004年，通过青海油田分公司组织各方专家多次会商，对岩性、电性、古生物等资料进行系统分析讨论，正式确定这套地层属于石炭系。认为4666m为冷科1井下侏罗统与石炭系分界线的依据主要有： 1) 据岩芯观察，其上岩性为正常含煤地层，其下出现灰岩、沉凝灰岩、轻变质粉砂岩等，岩性致密，广泛发育两组相交裂缝，并为方解石、石英脉所充填。此外，在4666m以下岩芯中发现个别腕足类、棘皮类、藓等海相化石碎片，反映古生代海陆交互相的特点； 2) 据电测资料，界线之下电阻率陡然升高至200--1700Ωm，远高于其上下侏罗统的电阻率； 3) 据镜质体反射率测定结果，界线之下R0为3.98-4.16，比其上侏罗系的R0值（0.8-1.4）陡然增高； 4) 从地层倾角资料来看，界线之上地层倾向北西，倾角为15-40°，而在界线之下地层产状无序，无层状特征； 5) 从地震剖面上分析，4666m以上波阻为弱反射，以下为强反射，产状相变，并有底超现象，若将本井段归侏罗系则出现局部急剧加厚的不谐调的现象； 6) 经过复查冷科1井老资料，确认4666m之上存在煤层，而之下并未发现煤层。4666m以下原先录井人员划出的两个煤层有误，因为煤层具有“三高二低”即高声波、高电阻、高中子、低密度、低伽玛的电性特征，而电测的密度、中子、声波、电阻、自然伽玛等资料不支持煤层，原先之所以会把4666m之下地层划归侏罗系下侏罗统跟这两个煤层的误识别关系很大。此外，4666m之上则根据电测资料划出3个薄煤层，原录井没有识别出。 通过冷科1井石炭系的确定，青海油田研究院对柴北缘西段钻井资料进行了系统复查对比，认识到冷湖四号构造深86井也钻遇了石炭系。 2004年在绿梁山西侧山前钻探的尕丘1井钻遇了600余米海陆交互相石炭系（未见底），在此井东南侧绿梁山前地面见有三处岩性与之相似的下石炭统露头分布。 截至目前，在柴北缘西段除了地面见到石炭系露头零星分布之外，已发现以上三口探井井下钻遇石炭系。这为柴北缘石炭系烃源岩的评价打下了基础。 石炭系烃源岩地球化学特征 基础地化特征 三口井石炭系样品均具有较高的有机质成熟度，一些反映烃源岩中有机质丰度和类型的基础地球化学参数发生了明显的变异，可能很难客观地反映这些烃源岩的本来面目。冷科1井与尕丘1井石炭系样品在岩性和热解参数上存在明显差异：如尕丘1井基本为碳酸盐