资源描述：
第43卷第3期 2015年6月 文章编号1001-1986201503-0038-07 煤田地质与勘探 COAL GEOLOGY 2.中国石化胜利油田分公司物探研究院，山东东营257022 摘要为了研究济阳塌陷石炭一二叠纪煤系泥页岩生炬潜力，应用地球化学、石油地质学及煤地质 学等方法，从济阳动陷石炭一二叠系残留地层分布、泥页岩有机地球化学特征和泥页岩生娃潜力对 比等方面进行研究．研究结果表明济阳场陷石炭一二叠系残余地层厚度一般在200～800m，最厚 可达900m；煤系泥页岩有机质丰度较好，为田型干酷根，有利于生气，有机质成熟度达到成熟－ 较高成熟阶段；本溪纽和太原组生短潜力较好；山西组娃源岩各凹陷均可见中－好油气源岩，但范 围局限，整体评价仍为中等．与我国其他地区对比发现，济阳塌陷石炭一二叠系煤系泥页岩生；怪能 力总体处于中等水平，具有一定的页岩气勘探潜力． 关键词济阳场陷；页岩气；生起潜力 中图分类号P618.11文献标识码ADOI 10.3969/j.issn.1001-1986.2015.03.008 Hydrocarbon generation potential uation of shale gas of Permo-Carboniferous coal bearing measures in Jiyang deprssion WANG Huiyong1,2, CHEN Shiyue1, LI Hongmei2, TANMingyou2, ZHANG Yunyin2 1. College of Geosciences and Technology, China University of Petroleum, Qingdao 266580, China; 2. Geophysical Resea，℃h Institute ofShengli Oil.field Branch Co., Sinopec, Dongying 257022, China Abstract In order to study the hydrocarbon potential of mud shale of Permo-Carboniferous coal-bearing measures in Jiyang depression, distribution of residual stratum, organic geochemical characteristics of mud shale and hydro- carbon generation potential comparison of mud shale of Permo-Carboniferous in Jiyang depression were studied in this paper with the s of geochemistry, petroleum geology and coal geology. The results showed that residual stratum of Permo-Carboniferous in Ji yang depression was thicker in the south than in the north and distributed in large expanse. The residual thickness could generally reach to 200800m, the thickest could reach to 900m. Abundance of organic ma忧erof shale was better. Kerogen was of type III and conducive to generate gas. Maturity of organic matter reached to mature-higher mature stage. Hydrocarbon potential of Benxi ation and Taiyuan ation was better and mainly distributed in northern basin. Hydrocarbon potential in Dongying, Huimin, Chezhen and Zhanhua got bet- ter in turn. There were medium-good quality oil and gas source rocks in each sunken of hydrocarbon source rocks of Shanxi ation. Comparing the characteristics of the clay shale in the study area with those in other regions in China, hydrocarbon generation ability of coal shale of Permo-Carboniferous coal beaaring-measures in Jiyang depres- sion is of the medium level. There is certain shale gas exploration potential. Key words Jiyang depression; shale gas; hydrocarbon generation potential 页岩气是指暗色泥页岩中的以吸附和游离状态 为主的天然气，本质上是连续生成的生物化学成因气、 热成因气或两者的混合（1-3］。传统观点认为，短辉、岩一 般只能生成油气却不能储存油气。但是，随着时代发 收稿日期2014-06-13 基金项目中石化股份公司项目（Pl2039 展，人们逐渐发现，；怪源岩不仅能生成天然气而且还 能大量储藏天然气（4-5］。因此，可以说页岩气藏的形成 是由于泥页岩地层的吸附作用加上较低地层渗透率等 原因形成的短类残酷5.0、而泥页岩中的裂缝、空隙等 作者简介王惠勇1977一），男，山东肥城人，博士研究生，高级工程师，从事油气储层地质学与地震预测等研究． E“mail wanghuiyong.slyt 引用格式王惠勇，陈世悦，李红梅，等．济阳拗陷石炭－二叠系煤系页岩气生短潜力评价［J］.煤田地质与勘探，2015, 433 38-44. ChaoXing 第3期王惠勇等济阳均陷石炭一二叠系煤系页岩气生炬潜力评价 39 成为油气赋存空间，因此很大－部分气都滞留于泥页 岩地层中（即“页岩气”）。济阳拗陷位于渤海湾盆地的 南部，石炭一二叠系比较发育，其本模组、太原组和 山西组发育大量的暗色泥页岩因富含有机质而成为重 要的；怪源岩（6-9）。该区石炭一二叠系砂岩储层为勘探对 象，在石盒子组砂岩中发现产自石炭－二叠系煤系源 岩的煤成气（10），但对煤页岩气研究相对较少。为此， 本文通过地球化学方法对济阳塌陷石炭一二叠系中的 泥页岩生腔潜力进行了研究，确定其页岩气资源潜力， 对该区页岩气勘探具有一定指导意义。 1 区域地质概况 济阳拗陷是渤海湾盆地内为埋宁隆起和鲁西隆 20450 20500 S-, p、D2啡, 曰断层线N 因嗣↑ 。30km 因尖灭线 吨 、D; 20550 omu－寸 DD -- y 面正予／ 20500 20550 20450 起所挟持的向西收敛向东撒开的、近东西走向的一 个一级负向构造单元［6,11），北以埋宁隆起为界，南是 鲁西隆起，东临渤海，西与临清块断盆地相连（7-9）。 塌陷内包括车镇、沾化、惠民和东营四个凹陷（12 （图1 ）。本区在早古生代奥陶纪晚期因加里东运动 而整体上升为陆地，缺失了上奥陶统、志留系、 泥盆系和下石炭统［13），从晚石炭世开始因海西运 动而沉降接受沉积形成了一套含煤沉积地层。本 区含煤地层自下而上为本溪组、太原组、山西组、 下石盒子组和上石盒子组［14-16），其中，本溪组、 太原组、山西组为含煤地层，本溪组和太原组沉 积环境为陆表海环境，而山西组形成于河控浅水 三角洲沉积环境［17）。 20600 20700 20650 omUN 寸 镇凹 ODN寸om－廿00【苛 20600 20650 20700 图1济阳拗陆构造单元图 Fig. I Tectonic unit of Jiyang depression 2 含煤地层分布 钻井资料己证实，石炭一二叠系地层在济阳塌陷 中的各凹陷均有分布（18），钻遇石炭－二叠系钻井大多 分布在北部的沾化凹陷和车镇凹陷，而南部的东营 凹陷和惠民凹陷钻遇石炭－二叠煤系的井相对较少。 而本区石炭一二叠系残余地层分布局限，受中生代末 期发育的北东向断层控制，具有南北分区或分块特 点，主要沿北东方向分布于各凹陷斜坡至洼陷带上， 由北向南为车西一大王一埋东、邵家一罗家一孤北、 滋镇一阳信、，，伍南一林樊家和东营南坡［19）。济阳拗 陷石炭－二叠系含煤地层埋深为500～7000 m，大部 分地区埋深为20006 000 ID[lO）。不同位置残留厚度 差异也比较大，如南部和北部残留厚度一般在 200-800 m，最厚可达900m。从单井钻遇地层厚度 统计看，惠民凹陷的曲古2井钻遇地层厚度最大， 达845m；沾化凹陷的义古4井钻遇地层最小，仅为 9m。从区带分布情况看，车镇凹陷多在200m 左右， 最大揭示厚度642.5m（车古31井），最小厚度25.Sm （车古11井（图2）；沾化凹陷钻遇石炭一二叠系钻井较 少，主要集中在邵家一罗家地区，钻遇最大厚 ChaoXing 40 煤田地质与勘探第43卷 智慧3 N 。20 40km D钻孔 口1地名 匹司等值线 东首 桨5 20500 20550 20600 20650 图2济阳一临清东北石炭－二叠系地层等厚图（单位m Fig.2 lsopach map of Permo-Carboniferous strata in the northeast of Ji yang depression 度为746m，最小118ID；东营凹陷钻遇石炭一二叠 系探井较少，且分布不均，最大钻遇厚度为623ID, 最小为23ID；惠民凹陷最大钻遇厚度为845ID，最 小为168m。对钻遇煤层和暗色泥岩统计发现，煤层 厚度为14～29m，暗色泥岩厚度约260m。 3 泥页岩有机地球化学特征及炬源岩评价 3.1 有机质车度 有机质丰度是用来代表岩石中有机质的相对含 量，衡量和评价岩石生短潜力，目前有三个指标来 衡量，即总有机碳含量（TOC、岩石热解生怪潜力 SlS2）和短指数（HI［牛11）。本次详细研究了本溪组、 太原组和山西组泥页岩的生短潜力。其中，本溪组 与太原组都是陆表海环境下产物，而山西组是三角 洲环境形成［18），为此，本文结合沉积环境，从本溪 与太原组、山西组两部分讨论其生；怪潜力。 3.1.1 本溪组及太原组有机质丰度 东营凹陷本溪组和太原组泥岩TOC大部分小 于1.5,SlS2小于0.6mg/g，碳质泥岩中TOC和 SlS2值均较高，因为10-100，总体属于差等气源岩。 惠民凹陷泥页岩TOC一般为0.5～2.5, SlS2一般也在lmg饵，最高达14.66mg饵，总体 上为中等一差气源岩。 沾化凹陷泥页岩普遍表现为中等一较好气源岩。 泥岩中TOC－般大于1,SlS2大部分为0.5-4mg/g 岩石，HI较低，一般小于100。分地区而言，罗家 地区石炭系TOC为0.6～1,SlS2基本小于 0.5，大部分为中一差气源岩，R。值达4（表1）。 义和庄地区泥页岩TOC一般分布于1～6,SlS2 一般为lmg饵，最大可达15.32mg/g，成熟度R。为 0.8～1.35，属于中一好的气源岩。孤北地区石炭 系泥岩TOC含量较高，为5～8，成熟度R。为 1.5～1.8，属于较好气源岩（表1）。 通过TOC、SlS2、HI频率分析发现，本溪组 和太原组泥岩的TOC多小于4，集中分布区间为 0.6～4，为中一差气源岩（图3）。其中TOC主要 在0.6～1.5，占49，最大峰值0.8。SlS2值 3 mg饵，占绝大多数，评价为中一差气源岩，其中 本溪组和太原组最大峰值在0.1mg/g左右，山西组 略好，约为0.6mg/g。HI以＜100为主，中等一好气 源岩约为40，整体评价为中一差气源岩。同时， 研究也揭示，本溪组和武原组泥岩总体评价为盆地北 部好于南部，东营、惠民、车镇、沾化依次变好（表1）。 3.1.2 山西组有机质丰度 东营凹陷二叠系发育碳质泥岩，TOC质量分数 均较高，为1.21～30.81，碳质泥岩的TOC一般 大于10,SlS2一般大于3mg/g，为中一好气源 岩（表1）。 ChaoXing 第3期王惠勇等；济阳蝴陷石炭－二叠系煤系页岩气生蛙潜力评价 41 表1济阳蝴陆泥页岩地球化学特征及怪源岩评价表 Table 1 Geochemical characteristics of mud shale in Jiyang depression 层位TOC质量分数／ 山西组 地区 东营 惠民 f占化（罗家） 沾化（义庄） 沾化（孤北） 东营 惠民 车镇 沾化（孤北） 沾化（孤商）0.83.0 1.0 SlS2 /mgg 1 0.6 0.31.5 0.5 1.015.32 0.5110.33 1.5 HI 10100 40-60 40 100 2.0 大气田 2005, 262 5-7. [4］戴金星我国天然气资源、及其前最［巧天然气工业，1999, 191 3-6. [5］张金Jll，金之钩，袁明生．页岩气成藏机理和分布［J］.天然气 工业，2004,247 15-18. [6］张林畔，李政，朱日房，等．济阳拗陷古近系存在页岩气资源 的可能性［J］.天然气工业，2008,2812 26-29. [7］俞家声，王普伟，林玉祥青东凹陷油气资源潜力［几汹气地 质与采收率，2001,81 5-8. [8］时圣同，方旭庆，陈涛，等．青东凹陷石油地质特征和勘探方 向分析［J］.西南石油大学学报自然科学版，2009,31 5 43-48. [9］王文君，李伟，冯德永，等．青东凹陷古近纪构造演化与盆地 转型向大地构造与成矿学，2012,361 32-38. [10］张善文，隋风贵，林会喜，等．渤海湾盆地前古近系油气地质 与远景评价［M].北京地质出版社，2008 49-81. [II）王秉海，钱凯．胜利油区地质研究与勘探实践［M].东营石油 大学出版社，199254-59. [12］朱伟林，王国纯．渤海浅层油气成藏条件分析问．中国海上油 气地质，2000,14 6 367- 374. [13］李圣龙陆相断陷盆地汹气地质与勘探［M].北京石油工业出 版社，200350-120. [14）王会丽，王伟锋，王新．青东凹陷古近系地震相与沉积相初 探［J].石油天然气学报，2009,315 250-254. [15］黄铮，吴智平，李伟，等－青东凹陷新生代垂向地层序列及展 布特征［凡高校地质学报，2010,161 94-102. [16］王伟，吴奎，张中巧，等．青东凹陷沙河街组三、四段储层成 岩作用及孔隙演化［巧．矿物岩石，2012,323 94-102. [1η李增学，曹忠祥，王明镇，等济阳拗陷石炭一二叠系埋藏条件及 煤型气源岩分布特征［巧．煤田地质与勘探，2004,324 4-6. [18］刘金，xlJ玉亮，陈红汉，等．临南地区煤型气成藏主控条件 分析［J）.油气地质与采收率，2002,94 42-44. [19）张德林．地震资料油气显示研究原理与实践［M].北京石油工 业出版社，2000142-145 [20）林小云，陈倩岚，李静．南华北地区二叠系短源岩分布及地化 特征［巧．海洋地质前沿，2oil,274, 21- 2s. [21］李小彦，司胜利，鄂尔多斯盆地煤的热解生经潜力与成经母 质［月煤田地质与勘探，2008,363 1-11. [22］张善文，张林烨，李政．济阳拗陷孤北潜山煤成气成藏过程分 析［巧．天然气地球科学，2009,20 5 670-677. （责任编辑晋香兰） ChaoXing
展开阅读全文
