奈曼凹陷奈1井九佛堂組烴源巖特征與勘探潛力

劉海艷，李德華，王一鳴，錢麗欣，王智勇

(中國石油遼河油田分公司 勘探開發研究院，遼寧 盤錦 124010)

1 石油地質概況

奈曼油田位于內蒙古自治區通遼市奈曼旗境內，構造上位于開魯盆地西南側，是一個以海西期褶皺為基底的中生代凹陷[1-2]，其形成主要受紅山—八里罕和西拉木倫河斷裂控制，西北與張三園子—新廟以及陸家堡凹陷相望，東與八仙筒凹陷為鄰，整體呈NNE向，面積約800 km2，呈狹長帶狀分布，自西向東劃分為西部陡坡帶、中央洼陷帶、東部斜坡帶三個二級構造帶(見圖1)。奈曼凹陷地層自下而上依次為：前中生界基底，中生界下三疊統哈達陶勒蓋組，中侏羅統海房溝組，下白堊統義縣組、九佛堂組、沙海組、阜新組，上白堊統，新生界。奈1井位于奈曼凹陷中央洼陷帶的北部，2005年完鉆，在九佛堂組獲得工業油氣流[3-6]，并在奈1塊上報規模儲量，勘探效果較好。為了明確奈1井九佛堂組烴源巖的基本特征，筆者對其九佛堂組烴源巖的有機質豐度、有機質類型和演化程度進行詳細分析，確定了奈1井九佛堂組生烴能力，認為奈1塊生儲蓋配置良好，展示了奈曼凹陷北部具有較大勘探潛力，為下步勘探目標選擇提供了指導建議。

2 九佛堂組烴源巖特征

2.1 九佛堂組下段、上段烴源巖分布

奈1井主要發育兩套烴源巖，即九佛堂組下段和上段烴源巖。九佛堂組下段(簡稱“九下段”)烴源巖為盆地早期發育的產物，沉積時期處于凹陷演化的快速斷陷期，湖盆底部凹凸不平，暗色泥巖受沉積中心控制，主要分布在凹陷中央偏北部。完鉆井揭示，九下段泥巖累計厚度為100～650 m。九下段自下而上分為Ⅰ期、Ⅱ期，Ⅰ期泥巖厚度為50～350 m，Ⅱ期泥巖厚度為50～300 m，泥巖以深灰白色、灰色、深灰色凝灰質泥巖、灰色、深灰色泥巖、粉砂質泥巖為主，夾白云質泥巖、灰質泥巖、含灰泥巖、灰褐色油頁巖、灰色碳質泥巖等，九下段暗色泥巖的顯著特點是單層沉積厚度薄，凝灰質含量高，與淺灰色凝灰質粉、細砂巖呈互層出現，泥巖單層厚度一般為2～5 m，最厚為15 m左右。

九佛堂組上段(簡稱“九上段”)處于湖盆擴大生長發育階段，完鉆井揭示，累計泥巖厚度在100～400 m。泥巖巖性主要為灰色、深灰色泥巖、粉砂質泥巖、含灰粉砂質泥巖、深灰白色凝灰質泥巖等，局部含有灰褐色油頁巖、灰黑色碳質泥巖等。九上段暗色泥巖的顯著特點是顏色以灰綠色為主，質不純，多為粉砂質泥巖，與砂礫巖、粉砂巖互層出現，最小厚度為1 m，最大厚度13 m左右。

2.2 奈1井有機質豐度

有機質豐度代表巖石中有機質的相對含量，可以定量地衡量和評價巖石的生烴潛力。奈1井九下段烴源巖有機碳含量平均為1.57%，氯仿瀝青“A”平均為0.276 5%，生烴潛量平均為6.00 mg/g，總烴平均為1 814.76 mg/kg(見表1)。根據我國陸相烴源巖有機質豐度評價標準，九下段烴源巖已經達到好烴源巖的標準。

奈1井九上段烴源巖有機碳含量平均為1.16%，氯仿瀝青“A”平均為0.006 4%，生烴潛量平均為2.83 mg/g，總烴平均為22.66 mg/kg(見表1)。其中，氯仿瀝青“A”和總烴含量較低。根據我國陸相烴源巖有機質豐度評價標準，九上段烴源巖為一般～較好烴源巖。

表1 奈1井九佛堂組烴源巖有機質豐度參數表

2.3 奈1井有機質類型

根據干酪根顯微組分鑒定方法，對奈1井13個九佛堂組烴源巖樣品有機顯微組分的組成進行分析，結果見表2，其中，九下段腐泥組含量高，分布在85.3%～91.0%，平均值為88.6%，殼質組含量極少，鏡質組含量在8.7%～14.7%，平均值為10.9%，惰質組含量較少；九上段腐泥組含量分布在44.0%～62.7%，平均值為51.8%，較九下段含量少，殼質組含量極少，鏡質組含量在34.0%～53.0%，平均值為44.5%，惰質組含量極少。腐泥組又叫類脂組，主要來自藻類，由類脂體組成，具有較高的生烴能力。奈1井九佛堂組烴源巖干酪根中，腐泥組含量高，且以無定形體為主。

表2 奈1井九佛堂組烴源巖干酪根鏡鑒組分統計表

通過干酪根鏡下TI值法分類標準判定，奈1井九佛堂組烴源巖干酪根類型主要為Ⅰ型和Ⅱ型，類型較好。其中，九下段主要為Ⅰ型和Ⅱ1型，九上段多為Ⅱ2型。

2.4 奈1井有機質熱演化程度

通過對奈1井18個樣品點進行鏡質體反射率(Ro)測定，分析認為，奈1井烴源巖在1 000 m左右(相當于沙海組中下部)，Ro值為0.5%左右，進入低成熟演化階段；當深度大于1 480 m時(相當于九佛堂組頂界)，烴源巖Ro值基本大于0.7%，說明九佛堂組烴源巖已經完全進入了成熟演化階段(見圖2)。

2.5 生物標志物化合物中甾烷、萜烷演化特征

生物標志化合物中甾烷、萜烷為環狀結構，具有穩定的碳骨架結構，能夠反映原始生油母質中先驅化合物的基本面貌，可以作為可靠的生物標志化合物。隨著成熟度的增加，甾、萜烷中的原始構型會向成熟型轉化，即低穩定的構型(aa型、R型)逐漸向熱力學較穩定的立體構型(ββ、20S、22S)轉化，穩定構型與低穩定構型的比值隨有機質熱演化程度增加呈一定規律的變化，因此甾、萜烷異構化參數的變化可以作為有機質成熟度標尺[7]。從奈1井的烴源巖甾、萜烷演化剖面看(見圖3)，甾烷aaaC29中均有較高含量的S型異構成分，所有樣品的aaaC2920S/(20S+20R)的值均大于0.1，主要分布在0.103～0.504，平均值為0.28；甾烷C29ββ/(ββ+aa)的值基本大于0.2，主要分布在0.193～0.415，平均值為0.266。而且，樣品中未檢測到藿烯、ββ型藿烷。尤其在九下段，個別樣品的aaaC2920S/(20S+20R)的值大于0.4，甚至達到0.504，說明達到成熟演化階段。在所有的樣品中，均可以見到甾烷熱降解產物——孕甾烷系列化合物。

另一方面，樣品中藿烷異構體比值的變化也可以對成熟度的劃分起到很好的指導作用。奈1井樣品的aβC3122S/(22S+22R)值大多在0.3以上，主要分布在0.279～0.617，平均值為0.502。從沙海組底部開始已經達到0.55以上，最高值已經達到0.617，所以，將奈1井沙海組底界深度1 480 m劃定為成熟門限的深度。總的說來，根據甾烷、萜烷生物標志化合物來判斷，奈1井從沙海組中下部1 000 m左右開始，有機質進入了低成熟演化階段；到1 480 m時，進入九佛堂組，達到成熟演化階段。

3 奈曼北部勘探潛力

奈1塊及其北部九下段儲層巖性以凝灰質細砂巖、凝灰質粉砂巖、含礫砂巖等為主，巖性偏細，位于扇三角洲前緣相帶，碎屑顆粒磨圓一般，為次棱～次圓，點、線接觸為主，膠結類型為孔隙型。孔隙類型為原生殘余粒間孔、粒間和粒內溶蝕孔等。碎屑成分以中酸性火山巖巖屑為主，含量一般在70%以上，含有泥質等雜基和碳酸鹽巖膠結物，非穩定組份含量極高，造成孔隙不連通，滲透性較差，儲層物性一般，反映了快速水流近距離搬運的特點[8-11]。

由于研究區九佛堂組基本處在生油窗部位，有機質成熟度高，形成的有機酸溶解作用增強，為次生孔隙的形成創造了良好條件，在一定程度上改善了儲層物性。九上段沉積較穩定，區域上沉積了一套相對穩定的泥巖，可以作為良好的蓋層。所以，研究區具有良好的生儲蓋配置關系，可圍繞奈1塊周邊進行勘探，尤其是向北部進行勘探，尋找有利區帶。

4 結論

1)奈曼凹陷奈1井九佛堂組烴源巖發育，九下段泥巖厚度100～650 m，有機碳含量平均為1.57%，氯仿瀝青“A”平均為0.276 5%，生烴潛量平均為6.00 mg/g，總烴平均為1 814.76 mg/kg，達到好烴源巖標準。

2)九上段泥巖厚度100～400 m，有機碳含量平均為1.16%，氯仿瀝青“A”平均為0.006 4%，生烴潛量平均為2.83 mg/g，總烴平均為22.66 mg/kg，氯仿瀝青“A”和總烴含量較低，且由于泥巖顏色以灰綠色為主，質不純，只能作為一般～較好烴源巖。

3)根據干酪根顯微組分鑒定，九下段干酪根類型主要為Ⅰ型和Ⅱ1型，九上段多為Ⅱ2型。

4)從演化程度來看，奈1井從沙海組中下部1 000 m左右開始，有機質進入了低成熟演化階段，到九佛堂組，進入成熟演化階段。

5)九佛堂組烴源巖為奈曼凹陷北部提供了充足的油源，可以向奈1塊及其北部進行勘探，尋找有利區帶。