渤中凹陷东营组烃源岩特征及有机质富集模式

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单位1中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室;2中国石油大学(北京)地球科学学院;3中海石油(中国)有限公司天津分公司
来源第十六届全国古地理学及沉积学学术会议
出版年2021
摘要
陆相优质烃源岩的形成条件及其富集机理是非常规油气地质领域研究中的热点问题。渤海湾盆地是我国东部重要的含油气盆地,而渤中凹陷是该盆地最重要的富烃凹陷之一。近年来勘探实践陆续找到了渤中19-6、渤中13-2等一系列大型油气田,更为重要的是发现凹陷近源斜坡处相当一部分油气来源于渐新统东营组烃源岩。然而,目前对于该套烃源岩品质和形成条件研究还不够深入,明确其特征及发育模式对于推动渤中凹陷常规-非常规油气勘探具有重要意义。本文通过对渤中凹陷东营组烃源岩样品进行有机-无机地球化学实验、全岩-黏土和孢粉分析测试,评价该套烃源岩品质并分析其形成时期的古沉积环境和古生产力,建立东营组独特的烃源岩发育模式。具体研究方法包括:(1)选取东营组典型泥页岩样品进行全岩和黏土XRD分析;利用有机碳含量(TOC)、热解生烃潜量(Pg)、氢指数(HI)、碳氢氧原子比(H/C、O/C)、镜质体反射率(Ro)和热解峰温(Tmax)综合评价研究区东营组烃源岩品质;(2)采用Sr/Cu、CIA、C值以及孢粉组合综合表征东营组沉积时期古气候变化;(3)采用Mn/Fe、Co/Fe、Al/Mg比值定性结合Co、La元素定量恢复东营组古水深变化;(4)采用Sr含量、Ca/Mg、伽马蜡烷指数表征古湖盆盐度变化;(5)采用Si/Al、Ti/Al和C24四环萜烷/C26三环萜烷分析东营组烃源岩的陆源影响程度;(6)采用TOC、Ba/Al、P/Ti、抽提物δ13C同位素、藻类化石/孢粉含量并对比国内外典型盆地综合判断东营组古生产力高低;(7)利用古环境判别指标与TOC相关性对比分析优质烃源岩发育主控因素,建立东营组独特的烃源岩发育模式。研究结果表明:1)东营组泥岩整体以石英、长石为主(平均47%),碳酸盐矿物含量较低,而黏土矿物含量较高,达到32%。东一东二段长英质矿物含量高,而东三段黏土矿物含量高,达到41.5%,黏土矿物中以伊利石和伊蒙混层为主;2)东营组东三段与东二段下部属于优质烃源岩,有机质丰度高(0.6-6.15%,平均1.4%),有机质类型以Ⅱ1-Ⅱ2型为主,达到成熟-高熟阶段;东二段上部及东一段品质较差,属于一般烃源岩;3)从东三段-东一段均为温湿古气候,水体盐度逐渐变淡,水深逐渐变浅,由东三段(70.1 m)变为东二段(41.7 m)、东一段(26.7 m),陆源侵入和水体氧化条件呈现逐渐增强的趋势,古生产力依次为东三段(高)>东二段(中)>东一段(低);4)高生产力、还原保存条件主导东营组有机质的富集,而古气候、水深、盐度和陆源输入对有机质的富集产生间接影响;5)东三段沉积时期,凹陷进入断坳转换期,湖盆泛滥水深高,气候温湿,陆源输入较弱,利于藻类等水生生物的繁殖,古生产力最高,湖盆底部出现微弱分层和弱还原现象,这对有机质的生成和保存极为有利,使得东三段的有机质富集最为优越;东二段沉积时期,各次级断裂形成的小洼陷被填平,湖盆统一起来,陆源侵入程度和氧化条件加深,古生产力中等,有机质富集程度中等;东一段沉积时期,陆源侵入程度继续加大,湖盆边缘中小型三角洲进积,古生产力低等,有机质富集条件被破坏。基于本文的研究,相较与凹陷内主力烃源岩沙河街组,明确了东营组下部(东三段与东二段下部)同样具有良好的烃源岩品质,揭示了东营组烃源岩有机质富集的主控因素,并建立了独特的烃源岩发育模式。研究成果对东营组展开近源和源内(致密油/页岩油)勘探有重大意义。

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