鄂尔多斯盆地西缘奥陶系烃源岩综合评价

摘要：

鄂尔多斯西缘处于中国东西两大构造域的结合部，构造演化非常复杂，奥陶系的海相沉积发育。受构造活动、沉积环境等因素的影响，奥陶系不同层段烃源岩的地球化学特征和测井响应特征都表现出明显的差异。

在烃源岩评价方面主要采取地化测试技术和分析的手段，通过对烃源岩光学性质、干酪根碳同位素、有机碳总量、固体沥青反射率等参数的分析、对比，对其有机质类型、有机质丰度、热演化程度等方面进行研究。结果表明研究区内奥陶系烃源岩主要分布在中奥陶统平凉组，岩性主要为碳酸盐岩，有机质类型主要为I - Ⅲ型，有机质丰度为中等―差；热演化程度处于成熟一过成熟阶段。

本文根据采集的野外露头样品和井下岩心样品的分析化验资料并结合研究区前期研究成果，对鄂尔多斯盆地西缘奥陶系烃源岩（特别是下古生界海相烃源岩）地球化学特征进行系统分析研究，为勘探部署和生产开发提供有利的科学依据。

关键词：鄂尔多斯；奥陶系；烃源岩

中图分类号：P618.13 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（a）-0000-00

1研究区概况

鄂尔多斯盆地西缘地区西始贺兰山西麓―青铜峡固原断裂一线，东抵定边；北起内蒙瞪口，南经宁夏银川、同心、固原☂、平凉等地，止于陕西陇县，东西宽约50～100km，南北长约600km，总面积达50000km2，地跨陕西、甘肃、宁夏、内蒙古四省区，主体部分位于宁夏回族自治区境内。

2鄂尔多斯盆地烃源岩

目前对于鄂尔多斯盆地西缘的研究成果认为，下古生界烃源岩层主要包括中

奥陶统的平凉组，下奥陶统的马家沟组以及寒武系的张夏组；上古生界烃源岩主要为石炭-二叠系的煤系烃源岩，岩性类型主要为泥岩、碳质泥岩和煤。由于鄂尔多斯盆地西缘在地质演化历史中具有其特殊的沉积和构造特征，因此导致不同层系不同地区烃源岩特征有所差异。本课题根据采集的野外露头样品和井下岩心样品的分析化验资料并结合研究区前期研究成果，对鄂尔多斯盆地西缘奥陶系烃源岩（特别是下古生界海相烃源岩）地球化学特征进行系统分析研究，为勘探部署和生产开发提供有利的科学依据。

2.1有机质类型

有机质类型是评价烃源岩的质量指标，可以从烃源岩的母质来源以及元素组成上的特征两方面来确定。烃源岩原始母质类型的准确鉴别一般也可以利用δ13C值来确定。δ13C干酪根能够反应原始生物母质特征，研究表明，次生同位♀素分馏效应不会严重掩盖原始生源母质的同位素特征，普遍认为是划分高-过成熟烃源岩有机质类型的有效指标。一般认为，当δ13C-24‰（PDB）为Ⅲ型母质。

富县区井下样品的热解数据显示，S2基本都在0.1mg/g以下，氢指数（HI）极低，最大值才达到16.29mg/g。因此，已经很难用氢指数和T-max的关系从总体上对来该地区样品的有机质类型进行准确划分。

2.2有机质丰度

烃源岩中的有机质是油气生成的物质基础，有机质丰度是衡量和评价烃源岩生烃潜力的最重要、最基础的指标。目前常用的有机质丰度指标主要包括总有机碳含量（TOC）、氯仿沥青“A”、总烃含量（HC）和生烃潜力（S1+S2）等。目前对中国古生界海相烃源岩的研究认为，烃源岩普遍演化成熟度较高（高～过成熟演化阶段），有机质丰度低（实验测得的残余有机质含量低），因此中国古生界海相烃源岩研究的重点问题就主要集中在说明低丰度、高成熟度碳酸盐岩仍能作为有效烃源岩上，即能否科学解释现今低丰度、高演化的海相烃源岩（海相碳酸盐岩烃源岩）是否曾以生烃并排烃的有效烃源岩状态存在过，其中的焦点就是如何有效的评价烃源岩的有机质丰度。

S1+S2代表的是生油岩中的有机质在热解时所产生的烃类（油+气）总和，即岩石中已存在烃（可溶烃）S1和岩石中有机质热解烃S2之和，是直接评价生烃能力好坏的一个重要指标。对于碎屑岩烃源岩（泥页岩）来说，一般认为该值低于0.5mg/g就不属于烃源岩，对于未成熟-成熟的碳酸盐岩烃源岩来说，下限值为2mg/g。氯仿沥青“A”是指可溶于氯仿的可溶有机质含量，一般认为该值小于500×10-6就属于差～非烃源岩，小于100×10-6就基本属于非烃源岩了。

2.3有机质成熟度

有机质的热演化程度是有机地球化学研究的重要内容之一。当所研究的烃源岩的有机质丰度和类型得到确定，那么有机质成熟度就成为该套烃源岩能否生成大量石油或天然气的关键。

镜质体反射率（Ro）是反映有机质热演化程度最主要的光性标志之一，是目前应用最多而且最为可靠的成熟度指标。按照镜质组反射率（Ro）对有机质的演化及烃类形成阶段进行划分：Ro< 0.6%属于未成熟阶段；ro="0.6%～2.0%属于成熟阶段；Ro">2.0%则属于过成熟阶段。热解数据Tmax值同样也可以用来研究烃源岩的受热史，一般认为，Tmax为400℃～435℃时，有机质处于未熟～低熟阶段，Tmax为435℃～455℃时为成熟阶段，大于455℃～465℃时为高成熟阶段。

鄂尔多斯西缘地区所测样品为地表野外露头 ヅ样品，主要进行了海相镜质组反射率的测定。王飞宇等（1996）在对塔里木盆地海相碳酸盐岩烃源岩长期研究的基础上，认为海相镜质组反射率和镜质组反射率之间存在一定的对应关系，即：

VRo = 0.533VLRo + 0.667

式中：VRo为镜质组反射率；VLRo为海相镜质组反射率。

因此只要得到可信的海相镜质组反射率数据，通过公式换算，就可以得到相应的镜质组反射率数据，从而可以反映海相烃源岩的热演化程度。 ☺

3结论

鄂尔多斯西缘奥陶系烃源岩的有机质主要属于I型（即腐泥型），也存在部分Ⅱ型（即腐植―腐泥型），生烃母质相对较好，但受某些地质因素的影响，其生烃能力达不到典型同类型干酪根的标准。烃源岩的沥青反射率和岩石热解Tmax值的测定显示，奥陶统烃源岩热演化总体为高成熟一过成熟阶段，有机质热演化整体呈现北高南低的特点。泥质烃源岩的有机质丰度要好于碳酸盐岩烃源岩。碳酸盐岩烃源岩的有机质丰度与碳酸盐岩的泥质含量呈正相关关系，故碳酸盐岩烃源岩的泥质含量决定着研究区奥陶系碳酸盐岩烃源岩的质量。

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