一直以来,碳酸盐岩烃源岩的评价标准存在较大争论,所以,基于油气成藏角度,对华北前古近系碳酸盐岩进行模拟试验以确定研究区碳酸盐岩烃源岩的评价标准,对于准确测算油气资源潜力、优选有利目标是十分必要的。
(一)确定了碳酸盐岩烃源岩标准,完善了烃源岩评价标准系列
从石油天然气成藏的角度,通过模拟试验、测试分析与统计相结合的方法,建立了碳酸盐岩烃源岩不同分类评价标准的下限。其中最低气源岩有机碳下限标准为0.13%,最低油源岩有机碳下限标准为0.18%;有效气源岩有机碳下限标准为0.25%,有效油源岩有机碳下限标准为0.35%;可能形成大规模油气田的烃源岩下限标准为1.0%。此外,还确定了不同演化阶段煤岩烃源岩评价标准,完善了华北前古近系烃源岩的评价标准系列。
(二)建立了前古近系烃源岩综合地化剖面,明确了其空间展布
在收集前人数据(8150个)和本项目分析数据(4306个)的基础上,建立了华北地区前古近系烃源岩综合地化剖面(图7-4),厘定了华北前古近系4套有效烃源岩。结合沉积和构造环境分析,确定了各套烃源岩的展布范围。
图7-4 华北地区前古近系烃源岩综合地化剖面图
1.中—新元古界烃源岩
中—新元古界下马岭组(TOC平均1.67%)、铁岭组(TOC平均2.39%)、洪水庄组(TOC平均4.19%)页岩为好烃源岩,铁岭组、高于庄组碳酸盐岩达到了有效气、油源岩评价标准。
上述烃源岩分布范围广,以蓟县为中心呈北东东向展布,厚达800m,面积约10×104km2。有机质成熟度相对较低,大多数区域主要处于成熟—高成熟阶段,以生油和凝析油为主。
2.寒武系—奥陶系烃源岩
奥陶系峰峰组(TOC平均0.18%)、马家沟组(TOC平均0.21%)有机质丰度较高,达到有效气、油源岩的标准。根据沉积相分析,局限台地环境的碳酸盐岩有机质丰度最高,浅滩环境形成的碳酸盐岩有机质丰度最低,开阔海台地、泥灰坪等环境形成的碳酸盐岩有机质介于二者之间,而下马家沟组、上马家沟组和峰峰组均发育有利于烃源岩沉积的局限台地亚相。尤其是峰峰组中黏球形藻(G.prisca)的发现,为寻找奥陶系优质烃源岩提供了有利的佐证。
奥陶系峰峰组主要分布于ⅰ型构造区东部、ⅱ型构造区南部,厚度一般为30~90m;马家沟组主要分布于ⅰ型构造区东部、ⅱ型构造区,厚度一般为80~120m,TOC大于0.16%,分布面积约52000km2,大多数区域均达到了高—过成熟阶段,仅冀南、临清北部、东濮北部、济阳西部等区域有机质成熟度略低。
3.石炭系—二叠系烃源岩
石炭系—二叠系太原组和山西组有机质丰度较高,为差—中等油源岩,较好—好的气源岩,与我国主要煤成气盆地相比,济阳、冀中、东濮等地区石炭系—二叠系煤处于较好水平,泥岩中等。根据沉积有机相分析,随覆水由浅变深,烃源岩生烃潜力逐步增大,即陆地森林沼泽相烃源岩生烃潜力最小,流水森林沼泽相烃源岩生烃潜力最大。渤海湾盆地整体为浅沼森林沉积有机相,深沼森林有机相、深沼芦苇沉积有机相、流水沼泽沉积有机相等在冀中、黄骅、临清等坳陷发育。
太原组煤层厚度变化在4~18m之间,最厚处位于南皮、惠民凹陷,暗色泥岩厚度在60~80m之间,最厚处位于济阳坳陷、黄骅坳陷,暗色泥岩TOC分布西好东差,一般大于1.0%,冀中坳陷大于5%;山西组的煤层厚度一般在5~15m,最厚处位于廊固凹陷,暗色泥岩厚度一般为20~80m,最厚处位于黄骅南部,暗色泥岩为TOC分布西好东差,一般大于1.0%,冀南巨鹿地区大于3%。石炭系—二叠系有机质成熟度一般大于1.0%,太原组南高北低,山西组南高北低。
4.中生界烃源岩
中生界发育2套不同性质的烃源岩,一套是中下侏罗统煤系烃源岩,为差油源岩,中等—较好气源岩,主要以生气为主;另一套是下白垩统湖相烃源岩,为较好—好油源岩,以生油为主。烃源岩由西南向东北逐渐变好。
中下侏罗统煤层不连续,一般为6~12m,最大厚度40m(埕北-歧口凹陷区、霸州凹陷区),暗色泥岩变化大,一般20~30m,最大厚度200m(东营、惠民地区);下侏罗统—上白垩统暗色泥岩呈现“多厚度中心”,一般厚50~100m,最大厚度可达600m以上,整体向东北厚度增大。中生界暗色泥岩有机碳自西南向东北逐渐变好、增大,并主要处于生油-生成凝析油阶段。