徐家围子断陷深层源岩生烃特征及天然气成因

王玉奎 WANG Yu-kui

（大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，大庆 163712）

摘要： 通过对松辽盆地徐家围子断陷深层源岩大量的地球化学实验数据分析基础上，结合前人研究成果建立了有效烃源岩评价标准和评价图版，精细刻画了源岩的空间分布，圈定了有效源岩的分布范围，研究了源岩非均质性及源岩的地球化学特征，为研究源岩生烃提供了基础。

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关键词 ： 徐家围子断陷；烃源岩；天然气

中图分类号：P618.13 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）23-0073-04

作者简介：王玉奎（1988-），男，山东高密人，2011年毕业于吉林大学地质学专业，现就职于大庆油田勘探开发研究院。

0 引言

近年来，徐家围子深层勘探一直是大庆油田持续稳产的重要支撑，松辽盆地徐家围子断陷深层源岩生烃特征及天然气成因的研究对徐家围子深层勘探具有重要指导意义，通过个性化取样，在实验室进行地球化学数据采集、处理、分析，可以对徐家围子断陷深层源岩生烃特征及天然气成因得到更系统准确的认识。

1 徐家围子地质概况

研究区徐家围子断陷位于松辽盆地三肇凹陷内，西邻中央古隆起，该断陷东陡西缓、西断东超的箕状断陷，面积约为5350km2（图1）。徐家围子断陷深层天然气发育，至今已在该断陷气井中见到不同程度的油气显示，为源岩生烃研究提供了依据。徐家围子断陷深层气发育下白垩系统沙河子组（K1sh）和营城组（K1yc）两套源岩。

2 源岩生烃条件

2.1 有机质丰度

从岩石样品分析结果及研究区TOC含量频率分布直方图（表1、图2）看出：徐家围子断陷沙河子组泥质烃源岩有机质丰度高于营城组泥质烃源岩。根据泥质气源岩评价标准和陆相烃源岩评价标准，营城组肇深17井属于好烃源岩，营城组芳深11井属于差烃源岩；沙河子组达深303井、达深14井、徐深35井属于好气源岩，沙河子组芳深11井属于好烃源岩。

III型烃源岩在高过成熟演化阶段残余TOC含量为原始含量的80%【Bordenave, M.L., 1993. Applied petroleum geochemistry. Editions TECHNIP.】，结合陆相烃源岩有机质丰度评价指标，可以将III型高过成熟烃源岩TOC含量评价指标划分为：低于0.48%为差烃源岩，0.48%-0.8%为一般烃源岩，0.8%-1.6%为好烃源岩，大于1.6%为最好烃源岩。依据以上评价指标对高过成熟烃源岩评价版图中TOC含量评价指标进行了重新确定。

从结合二者的叠合图（图3）分析徐家围子断陷烃源岩总体为好烃源岩。

2.2 有机质类型

从研究区烃源岩有机质类型划分图与达深14井干酪根显微组分分类三角图（图4、图5）可以看出，徐家围子断陷不同层位的源岩有机质呈现富氧贫氢，氢指数含量低，氧指数含量高的特征，有机质显微组分中，镜质组占明显优势，有机质类型以腐泥型III型干酪根为主，源岩母质主要来自陆地高等植物，徐家围子断陷营城子和沙河子组埋藏较深，源岩生烃主要表现为生产天然气。

2.3 有机质成熟度及热演化阶段

营城组肇深17井，源岩的镜质体反射率为2%，属于高-过成熟阶段。沙河子组达深14井，源岩的镜质体反射率平均值为1.53%，达深303井镜质体反射率为1.61%，属于高成熟阶段，随埋深程度的增大，沙河子组徐深35井，源岩的镜质体反射率为2.27%，源岩演化阶段为过成熟阶段。

芳深11井没有获取有效的镜质体反射率测试数据，根据Tmax值来判断（平均为472℃），芳深11井营城组和沙河子组源岩演化阶段为高成熟阶段。研究区徐家围子断陷营城组和沙河子组源岩镜质体反射率平均值为1.85%，成熟度以高-过成熟为主。（表2）

3 天然气分析

徐家围子断陷不同层位营城组和沙河子组的天然气组分中甲烷含量占绝对优势，甲烷含量分布区间为91.79%-98.37%之间，重烃气（C2+）占总体积的2.79%-4.24%，非烃气体占总体积的1.63%-8.21%，主要为氮气和二氧化碳。

从天然气同位素与组分分析（表3）可以看出，δ13C1含量分布在-27.99~-23.35之间，结合天然气的主要指标和标准[据戴金星，2000]分析徐家围子断陷天然气类型主要为煤型气。结合13C1与C1/（C2+C3）判断天然气成因图、δ13C1-δ13C2-δ13C3判断天然气成因图、δ13C1-CH4甲烷成因识别图（图5、图6）也可以看出徐家围子断陷天然气类型主要为煤型气。从二氧化碳成因划分图，看出研究区二氧化碳成因既有无机成因也存在有机成因。综合分析认为研究区徐家围子断陷天然气类型以煤型气为主。

4 研究结果

①徐家围子断陷营城组和沙河子组具有充足的烃源岩，其烃源岩TOC含量总体分布在0.8%-3.2%之间，有机质风度较高，研究区烃源岩总体为好烃源岩。

②徐家围子断陷营城组和沙河子组有机质类型呈现出富氧贫氢特征，显微组分分析中镜质组优势明显，分析为III型干酪根，成气为主。

③徐家围子断陷营城组和沙河子组埋藏较深，镜质体反射率在1.53%-2.27%之间，平均值为1.85%，烃源岩成熟度以高-过成熟为主。

④徐家围子断陷营城组和沙河子组天然气中甲烷占优势，含有少量二氧化碳，其天然气类型主要以煤型气为主，二氧化碳无机成因与有机成因均存在。

5 结论

通过对徐家围子断陷深层源岩样品实验测试产生的地球化学数据进行有机质丰度、有机质类型、有机质丰度及热演化阶段和天然气分析，对徐家围子断陷深层源岩生烃特征和天然气成因产生比较深入的了解，认为其为好烃源岩、烃源岩成熟度以高-过成熟为主，天然气类型主要以煤型气为主，二氧化碳无机成因与有机成因均存在。对徐家围子断陷深层勘探具有指导意义。

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