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【摘要】东濮凹陷古近系沙三段是一套以砂泥岩和页岩沉积为主的湖相盆地，其泥页岩既是常规油气的主力烃源岩又是页岩油气储集岩，具有较大的勘探潜力。通过基础研究、实验分析对沙三段泥页岩有机地化特征进行分析，以求指导该区泥页岩气的勘探开发。
【关键词】泥页岩 地化特征 东濮凹陷
中原油田早期阶段的钻录井过程中，在文9井、文18井、桥16等井沙三段泥页岩中均见油侵、油斑和少量油气显示，但由于当时理论缺乏和技术原因，并未引起重视。随着全球页岩油气勘探开发进入高峰，中原油田已经将东濮凹陷页岩油气勘探开发作为重点项目积极推进，并在近年钻探的濮深18-1井3255.0-3258.0m泥页岩井段用钻杆投产方式放喷，日产油约420.75m3，首次在泥页岩中获得高产油流，再次用实际证明了东濮凹陷陆相页岩油气藏的存在。由于东濮凹陷页岩油气研究起步晚，研究程度低，整体上处于起步阶段，因此对东濮凹陷页岩油气成藏条件进行综合分析和有利区预测，为今后页岩油、页岩气地大力勘探开发打下坚实基础具有十分重要的意义。
1 区域地质背景
东濮凹陷是临清坳陷南端的一个复杂构造单元，是一个克拉通内的裂陷盆地。其地理位置位于鲁西南和豫东北地区，呈北东向展布，整个凹陷具有北部窄，南部宽得特征，面积约5300km2。东濮凹陷是一个在太古界结晶基底基础上发育的多旋回盆地，其中早第三纪盐湖沉积形成东濮凹陷主要的烃源岩。其中古近系沙三段属于深陷期（ES3），主要为扩张期和主裂陷期，属于断裂的主要活动期，多数构造在该时期基本定型。该区岩性整体主要表现为泥岩、砂岩、砂泥岩互层、油页岩。
2 泥页岩有机地化特征
2.1 有机质类型
沙三1亚段泥页岩干酪根类型主要为混合型，北部地区以Ⅰ型和Ⅱ1型为主，南部地区Ⅰ型逐渐减少，Ⅲ型有所增加，仍以Ⅱ型为主。北部地区Ⅰ型占26%～67%，Ⅱ1型占14%～60%。中部和南部地区Ⅰ型主要分布在6%～10%，Ⅱ1型分布在29%～90%，Ⅱ2型分布在24%～42%，Ⅲ型13%～26%。
沙三2亚段泥页岩干酪根类型也为混合型，北部地区主要以Ⅰ型和Ⅱ1型为主，其中北部观山镇、白衣阁、卫城和濮城地区以Ⅱ1型为主，约占70%左右，Ⅰ型占27%左右。前梨园洼陷一带干酪根主要以Ⅰ型为主，约占46.76%，Ⅱ型占30.48%；徐集和文留地区则主要以Ⅱ1型和Ⅲ型为主，其中Ⅱ1型约占50%，Ⅲ型约占24%。由北向南Ⅰ型干酪根呈递减趋势，约占2%～9%，以Ⅱ1型和Ⅱ2型为主，所占比例可高达70%，Ⅲ型约24%～32%。
沙三3亚段泥页岩干酪根类型也为混合型，北部地区以Ⅱ1型和Ⅰ型为主，Ⅱ1型约占40%～67%，Ⅰ型约占5%～30%，仍主要分布在文留、户部寨、前梨园、徐镇集等盐湖及周边的半深湖沉积地区。南部地区以Ⅱ型和Ⅲ型为主，Ⅱ型约占57%～80%，Ⅲ型含量可达40%。
沙三4亚段泥页岩干酪根整体上以Ⅱ型干酪根为主，约占72%，其中Ⅱ1型占约45%、Ⅱ2型占约27%。北部地区主要以Ⅰ型和Ⅱ1型为主，其中盐湖和半深湖沉积地区南部地区Ⅰ型干酪根含量较大，分布在30%左右，Ⅱ1型含量占40%左右。南部地区主要以Ⅱ型和Ⅲ型为主，其中Ⅱ1型干酪根占很高比例可达60%，但是Ⅱ1型和Ⅲ型含量显著增加，含量分别可达30%。
2.2 有机碳含量
东濮凹陷PS18-1井、PS18-8井沙三上亚段94块泥岩岩芯有机碳含量测试表明：PS18-1井泥岩TOC分布在0.54%～4.43%，均值2.04%，PS18-8井TOC分布在0.35%～6.77%，均值1.84%。分析样品均为沙三盐间段泥页岩，具有很好的有机碳含量，在纵向上TOC高值區和低值区在纵向上基本上呈波峰、波谷交替出现，整体均值性较差。据分析结果对比，膏岩盐附近泥页岩段TOC含量较大，大部分分布在2.0%以上，局部可达6.7%，膏泥岩和含盐泥岩TOC相对较低，主要分布在0.5%～1.0%。
2.3 有机质成熟度
镜质体反射率分析测试表明：Ro主要分布在0.86%～1.08%，平均0.96%，均处于成熟阶段。整体上随着埋深的增加，Ro逐渐增大，成较好的正相关性。根据前人研究资料显示，东濮凹陷沙三段大约在埋深2450m时Ro达到0.5%，开始进入生油阶段，埋深3150m时Ro达到0.7%，埋深4250m时Ro达到1.3%。因此小于4500m埋深的沙三段地层主要处于生油阶段，总体上以页岩油为主。
2.4 有机质显微组分
对32个样品采用全岩光片显微组分鉴定表明：Ⅰ型干酪根12个，Ⅱ1型16个，Ⅱ2型4个，以Ⅱ1型和Ⅰ型为主。其中Ⅰ型干酪根显微组分中腐泥组含量为76.64%～96.69%，均值88.19%；壳质组含量0.28%～19.63%，均值6.59%；镜质组1.51%～8.39%，均值4.88%；惰质组0～1.29%，均值0.34%。Ⅱ1型干酪根腐泥组含量为7.9%～78.7%，均值49.45%；壳质组含量为5.25%～89.67%，均值42.49%；镜质组含量为1.37%～17.26%，均值7.61%；惰质组含量为0～2.21%，均值0.45%。Ⅱ2型干酪根类型在北部地区出现频率较小，腐泥组含量为0.86%～35.16%，均值13.28%；壳质组含量为30.22%～87.11%，均值64.38%；镜质组含量为11.46%～31.59%，均值20.66%；惰质组含量为0.57～3.02%，均值1.68%。
综上分析，东濮凹陷北部地区沙三段以Ⅱ1型和Ⅰ型为主，其中Ⅰ型干酪根有机质显微组分以高腐泥质为主，含量可高达96.69%，具备很好的生油条件。
参考文献
[1] 陈波，皮定成.中上扬子地区志留系龙马溪组页岩气资源潜力评价[J].中国石油勘探，2009，3： 15-19
[2] 陈尚斌，朱炎铭，王红岩，等.中国页岩气研究现状与发展趋势.石油学报，2010，4（31）：689-694
[3] 徐国盛， 袁海锋，马永生，等.川中—川东南地区震旦系—下古生界沥青来源及成烃演化. 地质学报， 2007， 81（8）：1143-1152
[4] 薛会， 张金川， 刘丽芳，等.天然气机理类型及其分布.地球科学与环境学报，2006，18（2）： 53-57
作者简介
张长路，男，1980年5月生，2003年毕业于河北理工学院资源勘察专业，工程师，研究方向为地质录井。
【关键词】泥页岩 地化特征 东濮凹陷
中原油田早期阶段的钻录井过程中，在文9井、文18井、桥16等井沙三段泥页岩中均见油侵、油斑和少量油气显示，但由于当时理论缺乏和技术原因，并未引起重视。随着全球页岩油气勘探开发进入高峰，中原油田已经将东濮凹陷页岩油气勘探开发作为重点项目积极推进，并在近年钻探的濮深18-1井3255.0-3258.0m泥页岩井段用钻杆投产方式放喷，日产油约420.75m3，首次在泥页岩中获得高产油流，再次用实际证明了东濮凹陷陆相页岩油气藏的存在。由于东濮凹陷页岩油气研究起步晚，研究程度低，整体上处于起步阶段，因此对东濮凹陷页岩油气成藏条件进行综合分析和有利区预测，为今后页岩油、页岩气地大力勘探开发打下坚实基础具有十分重要的意义。
1 区域地质背景
东濮凹陷是临清坳陷南端的一个复杂构造单元，是一个克拉通内的裂陷盆地。其地理位置位于鲁西南和豫东北地区，呈北东向展布，整个凹陷具有北部窄，南部宽得特征，面积约5300km2。东濮凹陷是一个在太古界结晶基底基础上发育的多旋回盆地，其中早第三纪盐湖沉积形成东濮凹陷主要的烃源岩。其中古近系沙三段属于深陷期（ES3），主要为扩张期和主裂陷期，属于断裂的主要活动期，多数构造在该时期基本定型。该区岩性整体主要表现为泥岩、砂岩、砂泥岩互层、油页岩。
2 泥页岩有机地化特征
2.1 有机质类型
沙三1亚段泥页岩干酪根类型主要为混合型，北部地区以Ⅰ型和Ⅱ1型为主，南部地区Ⅰ型逐渐减少，Ⅲ型有所增加，仍以Ⅱ型为主。北部地区Ⅰ型占26%～67%，Ⅱ1型占14%～60%。中部和南部地区Ⅰ型主要分布在6%～10%，Ⅱ1型分布在29%～90%，Ⅱ2型分布在24%～42%，Ⅲ型13%～26%。
沙三2亚段泥页岩干酪根类型也为混合型，北部地区主要以Ⅰ型和Ⅱ1型为主，其中北部观山镇、白衣阁、卫城和濮城地区以Ⅱ1型为主，约占70%左右，Ⅰ型占27%左右。前梨园洼陷一带干酪根主要以Ⅰ型为主，约占46.76%，Ⅱ型占30.48%；徐集和文留地区则主要以Ⅱ1型和Ⅲ型为主，其中Ⅱ1型约占50%，Ⅲ型约占24%。由北向南Ⅰ型干酪根呈递减趋势，约占2%～9%，以Ⅱ1型和Ⅱ2型为主，所占比例可高达70%，Ⅲ型约24%～32%。
沙三3亚段泥页岩干酪根类型也为混合型，北部地区以Ⅱ1型和Ⅰ型为主，Ⅱ1型约占40%～67%，Ⅰ型约占5%～30%，仍主要分布在文留、户部寨、前梨园、徐镇集等盐湖及周边的半深湖沉积地区。南部地区以Ⅱ型和Ⅲ型为主，Ⅱ型约占57%～80%，Ⅲ型含量可达40%。
沙三4亚段泥页岩干酪根整体上以Ⅱ型干酪根为主，约占72%，其中Ⅱ1型占约45%、Ⅱ2型占约27%。北部地区主要以Ⅰ型和Ⅱ1型为主，其中盐湖和半深湖沉积地区南部地区Ⅰ型干酪根含量较大，分布在30%左右，Ⅱ1型含量占40%左右。南部地区主要以Ⅱ型和Ⅲ型为主，其中Ⅱ1型干酪根占很高比例可达60%，但是Ⅱ1型和Ⅲ型含量显著增加，含量分别可达30%。
2.2 有机碳含量
东濮凹陷PS18-1井、PS18-8井沙三上亚段94块泥岩岩芯有机碳含量测试表明：PS18-1井泥岩TOC分布在0.54%～4.43%，均值2.04%，PS18-8井TOC分布在0.35%～6.77%，均值1.84%。分析样品均为沙三盐间段泥页岩，具有很好的有机碳含量，在纵向上TOC高值區和低值区在纵向上基本上呈波峰、波谷交替出现，整体均值性较差。据分析结果对比，膏岩盐附近泥页岩段TOC含量较大，大部分分布在2.0%以上，局部可达6.7%，膏泥岩和含盐泥岩TOC相对较低，主要分布在0.5%～1.0%。
2.3 有机质成熟度
镜质体反射率分析测试表明：Ro主要分布在0.86%～1.08%，平均0.96%，均处于成熟阶段。整体上随着埋深的增加，Ro逐渐增大，成较好的正相关性。根据前人研究资料显示，东濮凹陷沙三段大约在埋深2450m时Ro达到0.5%，开始进入生油阶段，埋深3150m时Ro达到0.7%，埋深4250m时Ro达到1.3%。因此小于4500m埋深的沙三段地层主要处于生油阶段，总体上以页岩油为主。
2.4 有机质显微组分
对32个样品采用全岩光片显微组分鉴定表明：Ⅰ型干酪根12个，Ⅱ1型16个，Ⅱ2型4个，以Ⅱ1型和Ⅰ型为主。其中Ⅰ型干酪根显微组分中腐泥组含量为76.64%～96.69%，均值88.19%；壳质组含量0.28%～19.63%，均值6.59%；镜质组1.51%～8.39%，均值4.88%；惰质组0～1.29%，均值0.34%。Ⅱ1型干酪根腐泥组含量为7.9%～78.7%，均值49.45%；壳质组含量为5.25%～89.67%，均值42.49%；镜质组含量为1.37%～17.26%，均值7.61%；惰质组含量为0～2.21%，均值0.45%。Ⅱ2型干酪根类型在北部地区出现频率较小，腐泥组含量为0.86%～35.16%，均值13.28%；壳质组含量为30.22%～87.11%，均值64.38%；镜质组含量为11.46%～31.59%，均值20.66%；惰质组含量为0.57～3.02%，均值1.68%。
综上分析，东濮凹陷北部地区沙三段以Ⅱ1型和Ⅰ型为主，其中Ⅰ型干酪根有机质显微组分以高腐泥质为主，含量可高达96.69%，具备很好的生油条件。
参考文献
[1] 陈波，皮定成.中上扬子地区志留系龙马溪组页岩气资源潜力评价[J].中国石油勘探，2009，3： 15-19
[2] 陈尚斌，朱炎铭，王红岩，等.中国页岩气研究现状与发展趋势.石油学报，2010，4（31）：689-694
[3] 徐国盛， 袁海锋，马永生，等.川中—川东南地区震旦系—下古生界沥青来源及成烃演化. 地质学报， 2007， 81（8）：1143-1152
[4] 薛会， 张金川， 刘丽芳，等.天然气机理类型及其分布.地球科学与环境学报，2006，18（2）： 53-57
作者简介
张长路，男，1980年5月生，2003年毕业于河北理工学院资源勘察专业，工程师，研究方向为地质录井。