巴布亞盆地中上侏羅統烴源巖油氣地球化學特征研究

黎彩鳳，曠理雄，郭建華　(中南大學地球科學與信息物理學院，湖南 長沙 410083)

蔡文杰　(中海油研究總院，北京 100027)

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巴布亞盆地中上侏羅統烴源巖油氣地球化學特征研究

黎彩鳳，曠理雄，郭建華(中南大學地球科學與信息物理學院，湖南 長沙 410083)

蔡文杰(中海油研究總院，北京 100027)

[摘要]以現代石油地質理論為指導，利用研究區巖心資料和鉆井油氣地球化學資料，系統研究了巴布亞盆地中上侏羅統烴源巖特征。研究表明，盆地中上侏羅統烴源巖主要發育在Imburu組、Koi-Iange組、Barikewa組和Magobu組，沉積厚度較大，平均厚度368m，巖性主要為海相、海陸過渡相頁巖和泥巖。研究區烴源巖有機質豐度整體中等，局部較高，全區有機碳含量范圍為0.40%～2.25%，平均有機碳含量1.57%；有機質類型以Ⅲ型為主，Ⅱ2型次之，有機質熱演化普遍達到成熟階段，局部為高成熟-過成熟(Ro為0.5%～1.3%，局部高達2.1%)，具有較好的生烴潛力，表明該區具有良好的油氣勘探前景。

[關鍵詞]巴布亞盆地；中上侏羅統；有機質豐度；有機質類型；成熟度；生烴潛力

巴布亞盆地形成于澳大利亞大陸板塊邊緣，為一北西-南東向展布的中-新生代疊合型盆地，面積約64×104km2[1]。盆地在古生界花崗巖基底之上，沉積了一套2000～6000m厚的中、新生界(見表1)，受澳大利亞板塊和太平洋板塊斜向碰撞作用影響，盆地西部中生界分布廣泛，盆地東部新生界沉積巨厚。

巴布亞盆地的石油地質勘探始于上個世紀30年代，但因資料精度與認識程度的限制，盆地整體勘探程度仍較低。近年來，國內學者對盆地構造特征與構造演化的研究逐漸加深，但對沉積環境、烴源巖形成條件及生烴潛力等的研究工作卻仍不夠深入，這嚴重困擾了該區的油氣勘探[2～4]。下面，筆者以現代石油油氣地質理論為指導，綜合利用研究區巖心資料和鉆井油氣地球化學資料，系統研究了該區中上侏羅統烴源巖特征及生烴潛力，以便為該區進一步勘探提供科學依據。

1烴源巖展布特征

巴布亞盆地中上侏羅統烴源巖主要發育在Imburu組、Koi-Iange組、Barikewa組和Magobu組地層中，主要沉積在前三角洲亞相、臨濱亞相、上陸棚亞相、下陸棚亞相等沉積相中，巖性主要為泥巖、頁巖。根據地震、單井鉆井資料，結合沉積相分析，選取了盆地內3口典型鉆井對研究區中上侏羅統烴源巖厚度進行統計，結果顯示，Magobu組發育最好，其次為Barikewa 組，而Imburu組、Koi-Iange組烴源巖發育相對較差(見表2)。

表2　巴布亞盆地中生界中上侏羅統地層厚度及烴源巖厚度統計表

從全區來看，研究區烴源巖主要分布于Fly臺地和Papuan褶皺帶，有效分布面積12.6×104km2，Fly臺地東部地區烴源巖沉積厚度普遍為500～1100m，最厚達1122m(Dibiri-1井區)；Papuan褶皺帶烴源巖厚200～700m；研究區平均烴源巖厚度為368m，具有“東厚西薄”的特點(見圖1)。

圖1　巴布亞盆地中上侏羅統烴源巖厚度等值線圖

2烴源巖有機地球化學特征

2.1有機質豐度

主要選用總有機碳含量(TOC)作為有機質豐度的評價指標，而將氯仿瀝青“A”含量、總烴(HC)含量、生烴潛量(S1+S2)等作為輔助評價指標。巴布亞盆地中上侏羅統地層主要發育在Papuan褶皺帶和Fly臺地，該段地層的烴源巖有機質豐度較高，總有機碳含量為0.40%～2.25%，平均1.57%。其中，Papuan褶皺帶烴源巖總有機碳含量為0.80%～1.60%，絕大部分區域總有機碳含量為1.00%～1.60%，而Fly臺地烴源巖總有機碳含量為0.40%～2.25%。

選取了Anchor Cay-1、Dibiri-1、Magobu Island-1等3口典型井的共106個烴源巖樣品(巖心)進行分析，結果表明：Imburu組烴源巖平均有機碳含量為0.87%，綜合評價該組地層為中等烴源巖；Koi-Iange組烴源巖平均有機碳含量1.23%，綜合評價該組地層為中等-好烴源巖；Barikewa組烴源巖總有機碳含量為0.5%～1.5%，平均1.33%，平均生烴潛量0.39mg/g，綜合評價該組地層為中等-好烴源巖；Magobu組烴源巖總有機碳含量普遍為0.6%～2.2%，局部井區高達4.5%，平均1.87%，平均生烴潛量為3.66mg/g，平均總烴含量2612×10-6，平均氯仿瀝青“A”含量為1.04%，綜合評價該組地層為好-很好烴源巖。綜合評價表明，巴布亞盆地中上侏羅統烴源巖有機質豐度較高，其主體是中等-好烴源巖，且Magobu組烴源巖有機質豐度最高。

2.2有機質類型

主要采用HI指數(氫指數)來鑒別干酪根類型，但考慮到研究區部分地區處于高成熟度條件下，因此以干酪根透射光鏡檢以及干酪根碳同位素特征作為劃分干酪根類型的輔助指標[5]。根據巴布亞盆地Anchor Cay-1、Dibiri-1、Magobu Island-1等3口井63個樣品研究分析，得中上侏羅統烴源巖有機質類型，如圖2和表3所示。從圖2和表3可以看出，Imburu組烴源巖主要為Ⅲ型干酪根，Ⅱ2型干酪根較少；Koi-Iange組烴源巖以Ⅲ型干酪根為主；Barikewa組烴源巖主要為Ⅲ型干酪根，部分井區含Ⅱ2型干酪根；Magobu組烴源巖干酪根類型以Ⅲ型為主，其次為Ⅱ2型。總的來說，巴布亞盆地中上侏羅統烴源巖的有機質類型總體評價為Ⅱ2-Ⅲ型，其中，以Ⅲ型干酪根為主，Ⅱ2型次之。

圖2　巴布亞盆地中上侏羅統烴源巖干酪根類型分布圖

井名 層位干酪根類型ⅠⅡ1Ⅱ2Ⅲ 干酪根顯微組分碳同位素/%PDBMagobuIsland-1Imburu組///100/3惰質組、無定形腐殖質/Koi-Iange組///100/2惰質組-26.30～-27.10Barikewa組///100/7惰質組和鏡質組-26.26～-27.31Magobu組//5.9/194.1/16惰質組、鏡質組、無定形腐殖質-25.71～-26.33AnchorCay-1Magobu組//26.7/473.3/11Dibiri-1Magobu組/16/3 16/368/13

注：100/3為所占百分比/樣品塊數。

2.3有機質成熟度

選用鏡質體反射率(Ro)來判別有機質的成熟度。通過分析研究區內23口井299個樣品，巴布亞盆地中生界烴源巖鏡質體反射率在平面上的分布情況如圖3所示。可以看出，Ro一般為0.5%～1.3%，為低成熟-成熟階段，隨地層厚度加大，部分區域達高-過成熟階段(Dibiri-1井在4600m以深其Ro最高達2.1%)。Fly臺地東部、Papuan褶皺帶西南部處于低成熟-成熟階段，Ro為0.5%～1.1%；Fly臺地東部Dibiri-1井區一帶以及Aure活動帶西北部為成熟階段，Ro為1.2%～1.3%。

圖3　巴布亞盆地中上侏羅統烴源巖成熟度平面分布圖

3結論

1)巴布亞盆地中上侏羅統烴源巖主要沉積在Papuan褶皺帶與Fly臺地地區，分布面積廣，沉積厚度大。其中，Magobu組烴源巖沉積最厚，發育最好，有機質豐度最高，是研究區的主力烴源巖。

2)巴布亞盆地中上侏羅統烴源巖有機質豐度中等，局部豐度較高，為中等-好烴源巖，有機質類型為Ⅱ2-Ⅲ型，且以Ⅲ型干酪根為主，Ⅱ2型次之。有機質熱演化成熟度普遍達到成熟階段，局部達到高成熟-過成熟階段。綜合評價巴布亞盆地中上侏羅統烴源巖為較好烴源巖，具有良好的油氣勘探遠景。

[參考文獻]

[1]李杰，曠理雄，郭建華，等.巴布亞盆地Fly臺地上侏羅統Imburu組層序地層與油氣關系研究[J].長江大學學報(自科版)，2014，11(13)：30～32.

[2] 楊磊，康安.巴布亞盆地安特洛普生物礁氣田地質特征和成礁模式[J].新疆石油地質，2011,32(2)：207～209.

[3] 劉湘，郭建華.巴布亞盆地構造演化研究[J].長江大學學報(自科版)，2014，11(26)：12～15.

[4] Moyra E J W，Dale L，O’Karo Y，et al. Development of a Papua New Guinean onshore carbonate reservoir：A comparative borehole image (FMI) and petrographic evaluation[J].Marine and Petroleum Geology，2013，44：164～195.

[5] 陳建平，梁狄剛，張水昌，等.中國古生界海相烴源巖生烴潛力評價標準與方法[J].地質學報，2012，86(7)：1132～1141.

[編輯]洪云飛

[文獻標志碼]A

[文章編號]1673-1409(2016)07-0013-04

[中圖分類號]TE122.113

[作者簡介]黎彩鳳(1991-)，女，碩士生，現主要從事石油地質方面的研究工作；E-mail：eternity29@126.com。

[基金項目]國家科技重大專項(2011ZX05030-002-005)。

[收稿日期]2015-10-10

[引著格式]黎彩鳳，曠理雄，郭建華，等.巴布亞盆地中上侏羅統烴源巖油氣地球化學特征研究[J].長江大學學報(自科版)，2016,13(7)：13～16.