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试析如何进行油页岩地层识别评价

2020-06-01 444 上传者：管理员

摘要：大庆油田经过多年的开采，目前已进入开发后期，主力区块勘探程度越来越高，原油持续高产稳产压力越来越大，急需寻找新的接替资源。松辽盆地含有丰富的页岩油资源，近几年越来越受到重视，为了进一步提升页岩油勘探效果，总结了油页岩地层评价方法，以松辽盆地南部油页岩地层为研究对象，系统分析油页岩地层特征、地球化学特征等，具有一定现实意义。

关键词：
地化特征
地层学
地球化学
油页岩
识别评价
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1、概述

经过六十多年的勘探与开发，大庆油田已进入开发后期，地层含水率不断上升，原油开采成本较高。由于主力区块勘探程度较高，勘探重点转向构造复杂断块、低孔低渗油气藏、非常规油气藏等[1]。大庆油田含有丰富的页岩油资源，受限于页岩油开采技术，页岩油资源关注度不高。近年来，随着页岩油开发技术的进步，特别是原位开采技术成为研究重点[2]，页岩油资源得到重视，油田加大了页岩油资源勘探的力度，页岩油有望成为油田重要的接替资源。为了进一步提升页岩油勘探效果，需要总结页岩油勘探经验，提炼油页岩地层评价方法，以松辽盆地南部油页岩为研究对象，系统分析油页岩地层特征、地球化学特征等，具有一定现实意义。

2、松辽盆地南部油页岩地层特征

2.1嫩江组

嫩江组形成于松辽盆地下降时期，此时湖盆面积变大，属于水进沉积，嫩江组沉积多为湖泊相沉积，嫩一、嫩二段地层沉积多为暗色泥岩，到嫩三、嫩四、嫩五段沉积时，由于盆地抬升，湖泊水体变浅，沉积泥岩颜色由深变浅[3]。

嫩江组油页岩主要发育在嫩一、嫩二段，嫩一段岩性主要为黑色泥岩、页岩及油页岩，还有少量的粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩。嫩二段岩性主要为灰黑色、黑灰色泥岩、黑色油页岩及少量泥质粉砂岩、粉砂岩，嫩二段大量发育油页岩，局部厚度可达15m，是区域上重要的标志层，在地层对比、岩屑归位方面发挥重要作用。嫩二段油页岩在中央坳陷区都有分布，厚度介于5～15m。

2.2青山口组

青山口组沉积时期松辽盆地整体下沉，形成广泛的湖泊相沉积。在青一段沉积时期，盆地下沉较为明显，湖盆面积变大，属于水进沉积，形成深湖相沉积，生成大量的深黑色泥岩，往上颜色变浅。青二、三段湖泊面积开始收缩，属于水退沉积，由于水体变浅，沉积形成的泥岩颜色也变浅。总体上，青山口组岩性以深灰色、灰黑色泥岩、页岩为主，下部发育油页岩，底部岩性以粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主[4]。青一段沉积水体较深，油页岩主要发育在青一段。平面上，青一段油页岩主要分布在长春岭背斜、扶新等地区，油页岩地层厚度介于5～15m之间，在长春岭背斜、新民等地区，局部厚度可达15m。

3、油页岩地化特征分析

油页岩中有机质的生烃能力具有重要的参考价值，为了系统评价油页岩生烃能力，采用有机质丰度、有机质类型和有机质成熟度作为评价烃源岩生烃潜力的重要指标，油页岩生烃潜力对于分析页岩油成藏模式及富集条件具有重要意义。

3.1有机质丰度

油页岩有机质丰度越高，生烃能力越强，有机质丰度与生烃能力成正比。通常采用总有机碳（TOC）、氯仿沥青“A”、生烃潜力（S1+S2）来评价有机质丰度，评价标准如表1所示。有机质是形成油页岩的重要物质基础，在富含优质的油页岩中，能够形成较好的原油富集。

表1有机质丰度评价标准下载原表

表1有机质丰度评价标准

当油页岩中含有充足的有机质，在烃类部分排出后，岩石中仍有残留有机质，此时，测定残余有机碳（TOC），可作为评价有机质丰度的关键。通过对松辽盆地南部地区油页岩分析，该地区青一段油页岩中TOC含量多在1%以上，平均值在2.5%左右，反映油页岩中有机质丰度较高，具有较好的生烃潜力。青二、三段油页岩中TOC含量多在0.4%以上，生烃能力较好。

氯仿沥青“A”是通过使用有机溶剂抽提的方式从油页岩中分离出来的有机质，反映了油页岩中可溶有机质的丰度。研究区青一段油页岩中氯仿沥青“A”测定结果表明含量多大于0.2%，反映油页岩中有机质丰度较高，与TOC测定结果对应较好。青二、三段油页岩中氯仿沥青“A”测定结果大部分分布在0.2%以上，反映有机质丰度较高。

生烃潜力是对油页岩样品进行热解分析，分别测定岩石样品中S1（游离烃）和S2（热解烃），S1与S2能够在一定程度上反映油页岩的生烃能力，研究表明，青一段油页岩中S1+S2含量多分布在6～20mg/g之间，反映生烃潜力好。青二、三油页岩中S1+S2含量多小于2mg/g，生烃潜力较差。

综上所述，青山口组油页岩中有机质丰度较高，生烃潜力好，其中，青一段油页岩评价结果为最好烃源岩，其机质丰度及生烃潜力整体上强于青二、三段。

3.2有机质类型

油页岩生烃需要大量的有机质，源岩中有机质的成分及来源不同，影响生成的烃类物质的组成、性质及生烃量，源岩中有机质是藻类或腐泥质时，生成的烃类物质以环烷烃和石蜡环烷烃为主，基本不生气；源岩中有机质为高等植物腐质时，主要生成芳香族或石蜡基石油，并且生产一定量的天然气。通常将有机质类型分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型三类，不同的有机质类型能够分析有机质的沉积来源。有机质类型较好的地区通常大量富集油页岩。

通过分析青山口组油页岩中氢指数（HI）及热解分析的Tmax，建立HI-Tmax图版，对有机质类型进行分类，分析结果如图1所示。从图中可以看出，青山口组一段油页岩中有机质类型主要为Ⅰ型和Ⅱ型，基本无Ⅲ型，反映有机质类型较好；青二、三段有机质类型分布较全，Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型都有，以Ⅱ型有机质为主。

图1青山口组有机质类型分布直方图

3.3有机质成熟度

源岩中有机质成熟度反映了其生烃的演化程度，生烃演化程度决定了区块生油区的分布，对于勘探有利区优选具有指示意义。因此，在有利区优选时分析有机质成熟度是关键因素之一，通常采用Ro（镜质体反射率）来评价有机质成熟度。有机质成熟度通常分为未熟、成熟、高成熟和过成熟，它是评价烃源岩的重要指标，在一定程度上反映了从有机质到石油天然气的演化程度。烃源岩中有机质只有达到一定成熟度才能大量生烃，这个界限称为生烃门限，烃源岩成熟度评价标准如表2所示。

研究表明，青一段烃源岩中有机质多处于成熟阶段，满足油气富集条件。

4、结束语

随着油田进入开发后期，主力区块勘探程度越来越高，复杂断块、超低渗透油气藏、非常规油气资源等越来越受到重视。页岩油勘探及开发技术的不断进步，使得其有望成为重要的接替资源。通过总结松辽盆地南部油页岩地层勘探经验，结果表明，青山口组油页岩中有机质丰度较高，生烃潜力好，其中，青一段油页岩评价结果为最好烃源岩，其机质丰度及生烃潜力整体上强于青二、三段；青山口组一段油页岩中有机质类型主要为Ⅰ型和Ⅱ型，基本无Ⅲ型，反映有机质类型较好；青二、三段有机质类型分布较全，Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型都有，以Ⅱ型有机质为主；青一段烃源岩中有机质多处于成熟阶段，满足油气富集条件，具有较好的勘探开发潜力。

表2烃源岩成熟度评价标准

参考文献：

[1]柳波,吕延防,冉清昌,等.松辽盆地北部青山口组页岩油形成地质条件及勘探潜力[J].石油与天然气地质,2014,35(2):280-285.

[2]冯雪威,陈晨,陈大勇.油页岩原位开采技术研究新进展[J].中国矿业,2011,20(6):84-87.

[3]董清水,王立贤,于文斌,等.油页岩资源评价关键参数及其求取方法[J].吉林大学学报:地球科学版,2006(6):899-903.

[4]郭东鑫.松辽盆地青山口组油页岩成矿规律及资源潜力分析[D].中国地质大学(北京),2012.

李嘉妍.油页岩地层识别评价方法探讨[J].西部探矿工程,2020,32(06):52-53+56.