小草湖洼陷八道灣組資源潛力評價及有利區預測

摘要：為明確小草湖洼陷八道灣組資源潛力，根據測井及地球化學數據資料，本研究應用測井技術（Δlog R）明確八道灣組優質烴源巖展布，預測生烴強度，通過多圖疊合法圈定有利生烴區，預測資源潛力。結果表明，研究區八道灣組生烴環境優越，生烴強度高，石油和天然氣資源潛力分別為3 242萬～5 241萬t、80.7億～124.31億m3。小草湖洼陷八道灣組西北部將是下一步油氣勘探重點層位。

關鍵詞：小草湖洼陷；煤系烴源巖；八道灣組；生烴強度；資源潛力

中圖分類號：P618.51 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）05-00-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.05.013

Abstract： In order to determine the resource potential of Badaowan Formation in Xiaocaohu Depression， according to logging and geochemical data， this study uses logging technology （ΔlogR） to determine the distribution of high-quality source rock in Badaowan Formation， predict the hydrocarbon generation intensity， delineate favorable hydrocarbon generation areas through multi map superposition method， and predict the resource potential. The results indicate that the Badaowan Formation in the study area has a superior hydrocarbon generation environment and high hydrocarbon generation intensity， the resource potential of oil and natural gas is 32.42 million to 52.41 million tons and 8.07 billion to 12.431 billion m3，"respectively. The northwest part of the Badaowan Formation in the Xiaocaohu Depressio will be the next key layer for oil and gas exploration.

Keywords： Xiaocaohu Depression; coal measure source rock; Badaowan Formation; hydrocarbon generation intensity; resource potential

小草湖洼陷位于吐哈盆地臺北凹陷東部，北部為巴里坤山和博格達山[1]。研究區侏羅系發育多套生儲蓋組合，水西溝群的八道灣組為一套重要的烴源巖層，經歷印支期、燕山期和喜山期三期構造運動，造就現今構造格局，即小草湖、疙瘩臺和紅臺構造帶[2]。經煤系烴源巖評價，八道灣組暗色泥巖、碳質泥巖分別評價為中等、中等—差，泥巖和煤干酪根類型分別為Ⅱ2—Ⅲ型、Ⅲ型，其煤系烴源巖演化程度高。小草湖洼陷油氣勘探開發從1993年開發HT2井至今，該區八道灣組僅在離沉積中心較遠的部分井位鉆穿，前人對該區該組資源潛力分析時鉆井較少，其預測結果較粗，加強該區八道灣組生烴能力及資源潛力評價，對進一步擴大勘探有著至關重要的作用。本文采用測井技術（Δlog R）提取有效烴源巖，計算有效生烴強度，然后結合研究區的有機碳（TOC）含量、鏡質體反射率、有效生烴強度展布，圈定有利生烴區并計算其面積，進而對八道灣組資源量及有利區進行預測。

1 測井技術預測優質烴源巖

依靠Δlog R技術預測烴源巖有機碳并劃分出優質烴源巖，進而根據式（1）和式（2）計算有效生烴強度[3]。

式中：Δlog R為實測曲線間距在對數電阻率坐標上的讀數；R為電阻率；R基為基線對應的電阻率；ΔT為傳播時間；ΔT基為基線對應的傳播時間；CTOC為計算的有機碳含量；R0為鏡質體反射率。

采用上述公式計算時選取基線尤為重要，因此只留下暗色泥巖及碳質泥巖的聲波和電阻率數據，有效減弱砂巖及煤對有機碳預測結果誤差的影響，預測重點井位（Ge14等）泥巖有機碳含量。以Ge14井八道灣組預測為例，Ge14井13個實測TOC值與預測TOC大小及起伏基本一致，實測值（y）與預測值（x）的擬合方程為y=0.859 9x+0.225 4，相關系數r2為0.867 8，擬合優度高，平均誤差為15.6%（在合理界限20%內），優質烴源巖（中等烴源巖界限及以上）占該組厚度的比例為43.05%，占該組泥巖厚度的比例為68.19%。同時，預測D2、Ge1和Y1等重點井的有機碳含量，預測效果均良好，凸顯Δlog R技術在研究區應用的優越性，該測井技術可以在研究區廣泛使用。經預測，該組優質烴源巖厚度介于50～200 m，在沉積中心達300 m，煤厚度介于5～15 m，同時繪制TOC分布圖，如圖1所示。

2 生烴強度

預測高質量生烴強度為研究區八道灣組資源量再評價提供重要參數依據，有效生烴強度計算公式為

式中：Q生為有效生烴強度，kg/km2；H為優質烴源巖及煤厚度，m；ρ為泥巖及煤密度，g/m3；C為TOC含量，%；g為產烴率，mg/g TOC。

產烴率及密度依據臺北凹陷侏羅系煤和煤系泥巖的有機質生烴演化模式選定[4-5]，其余參數以圖1（a）為準。預測結果顯示，研究區生烴強度呈條帶狀分布，介于5億～45億kg/km2。研究區距山前帶較近的HT9井預測值達31.9億kg/km2，南端Y1井僅為1.44億kg/km2，顯示該區濱淺湖-沼澤相內優質烴源巖較厚，有機碳含量高，計算生烴強度普遍較高，因此八道灣組生烴能力強，如圖1（b）所示。

3 資源潛力預測

根據小草湖洼陷八道灣組現有資料，本次預測方案采用成因法中的熱壓模擬-生聚法。資源潛力預測公式為

Q資源=S×Q生×γ（4）

式中：Q資源為資源潛力，億t；S為八道灣組有利生烴面積，km2；Q生為有效生烴強度，億t/km2；γ為油氣運聚系數。

3.1 方案參數選定

參數選定直接影響預測結果的可信度，根據小草湖洼陷資源潛力預測時所用油氣運聚系數，確定有效生烴強度[5]。根據有效生烴強度的控制因素，如烴源巖厚度、有機質成熟度、有機碳及沉積相等，預測有利生烴區，確定有利生烴面積。圈定有利生烴區前，首先厘定各定量控制因素的下限。油田系統普遍將劃分有利生烴區的烴源巖厚度界限設為40 m，本研究在剔除差烴源巖后確定優質烴源巖下限，因此其較烴源巖下限更小，設為30 m。鏡質體反射率以生油門限0.5%為下限，有機碳以煤系泥巖中等烴源巖TOC（1.5%）為下限。研究區八道灣組埋深較大，最大古地溫梯度為3.8 ℃/100 m，生烴環境優越，因此八道灣組較西山窯組有效生烴強度下限（25億kg/km2）低[6]，設為20億kg/km2。各參數平面分布圖疊合后，依據下限圈定有利生烴區（見圖2），經Surfer軟件測定，其面積為727 km2。

3.2 八道灣組資源及有利區預測

經預測，八道灣組油、氣資源潛力分別介于3 242萬～5 241萬t、80.7億～124.31億m3。泥巖生氣資源量較前人預測值[5]高26.12%，煤生氣資源量變小，總生油資源量最高值占前人預測值[5]的比重大于46.88%。煤系泥巖有機質豐度好，成熟度高，生烴環境優越，預測油氣資源潛力較前人更高。研究區喜山期構造活動微弱，目的層埋藏較深，保存條件好。紅臺-疙瘩臺構造帶呈弧形展布于研究區有利生烴區東南部，使得油氣源源不斷向構造帶輸送，兩構造處于辮狀河三角洲前緣、平原，儲層砂體發育，儲層發育。該組近東西向斷層較為發育，使得油氣運移及封堵，容易形成有效圈閉。該組一段頂面泥巖和七克臺大段泥巖處于研究區較為穩定蓋層，因此八道灣組在小草湖洼陷生烴能力強，其油氣資源豐富，同時紅臺-疙瘩臺構造帶儲層發育且在油氣運輸的優勢通道上，蓋層發育。經分析，研究區八道灣組西北部低開發區具有較高油氣潛力。

4 結論

小草湖洼陷八道灣組優質烴源巖和煤巖厚度分別介于50～200 m、5～15 m，生烴強度介于5億～45億kg/km2，預測石油資源量為3 242萬～5 241萬t，預測天然氣資源量為80.7億～124.31億m3。小草湖洼陷八道灣組優質烴源巖厚度大，油氣資源潛力大，斷層發育，紅臺-疙瘩臺構造帶處于優勢運移通道，研究區八道灣組西北部為下一步油氣勘探的重點區域。

參考文獻

1 劉俊田，靳振家，李在光，等.小草湖地區巖性油氣藏主控因素分析及油氣勘探方向[J].巖性油氣藏，2007（3）：44-47.

2 金愛民，樓章華，曹飛鳳，等.吐哈盆地紅臺構造帶氣田成藏機制[J].天然氣工業，2007（10）：12-14.

3 趙桂萍，李 良.杭錦旗地區基于測井響應特征的泥質烴源巖有機質豐度評價研究[J].石油物探，2016（6）：879-886.

4 郭貴安，陳義才，張代生，等.吐哈盆地侏羅系熱模擬生烴演化特征研究[J].西南石油學院學報，2005（4）：13-15.

5 袁明生，梁世君，燕列燦，等.吐哈盆地油氣地質勘探與實踐[M].北京：石油工業出版社，2002：35-36.

6 常 通，程開虎，白 棟，等.小草湖次凹西山窯組烴源巖特征及資源量再評價[J].西安文理學院學報（自然科學版），2022（4）：95-101.