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塔里木盆地寒武-奧陶系有效烴源巖:多維度解析與綜合評(píng)價(jià)一、引言1.1研究背景與意義塔里木盆地作為中國(guó)西部重要的含油氣盆地,其油氣資源在國(guó)家能源格局中占據(jù)著舉足輕重的地位。盆地內(nèi)的寒武-奧陶系地層蘊(yùn)含著豐富的烴源巖,這些烴源巖是油氣生成的物質(zhì)基礎(chǔ),對(duì)塔里木盆地的油氣勘探和開(kāi)發(fā)起著關(guān)鍵作用。深入研究和準(zhǔn)確評(píng)價(jià)寒武-奧陶系有效烴源巖,對(duì)于指導(dǎo)該地區(qū)的油氣勘探工作、提高勘探成功率、保障國(guó)家能源安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。從全球能源形勢(shì)來(lái)看,石油和天然氣作為重要的化石能源,在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)仍將是能源消費(fèi)的主體。隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)油氣資源的需求持續(xù)增長(zhǎng),勘探和開(kāi)發(fā)新的油氣資源成為必然趨勢(shì)。塔里木盆地以其巨大的油氣資源潛力,吸引著眾多地質(zhì)學(xué)家和石油工作者的關(guān)注。塔里木盆地的油氣勘探歷史悠久,自20世紀(jì)50年代以來(lái),經(jīng)過(guò)多年的勘探實(shí)踐,已取得了豐碩的成果,先后在多個(gè)層系中發(fā)現(xiàn)了工業(yè)性油氣流。然而,隨著勘探程度的不斷提高,勘探難度也日益增大,尋找新的油氣資源接替區(qū)成為當(dāng)前面臨的重要任務(wù)。寒武-奧陶系烴源巖由于其特殊的地質(zhì)條件和分布特征,成為塔里木盆地油氣勘探的重點(diǎn)目標(biāo)之一。寒武-奧陶系時(shí)期,塔里木盆地處于特定的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境,經(jīng)歷了復(fù)雜的沉積演化過(guò)程,為烴源巖的形成提供了有利條件。該時(shí)期的沉積環(huán)境多樣,包括淺海、半深海和臺(tái)地等,不同的沉積環(huán)境造就了烴源巖在巖石學(xué)特征、有機(jī)質(zhì)豐度、類(lèi)型及成熟度等方面的差異。這些差異直接影響著烴源巖的生烴潛力和分布規(guī)律,使得對(duì)寒武-奧陶系有效烴源巖的評(píng)價(jià)變得復(fù)雜而關(guān)鍵。準(zhǔn)確評(píng)價(jià)寒武-奧陶系有效烴源巖,不僅有助于深入了解塔里木盆地的油氣生成和聚集機(jī)制,還能為油氣勘探提供科學(xué)依據(jù),指導(dǎo)勘探工作者更有針對(duì)性地部署勘探井位,提高勘探效率,降低勘探成本。同時(shí),對(duì)于合理開(kāi)發(fā)利用油氣資源、制定科學(xué)的能源發(fā)展戰(zhàn)略也具有重要的參考價(jià)值。綜上所述,開(kāi)展塔里木盆地寒武-奧陶系有效烴源巖評(píng)價(jià)研究,具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值,對(duì)于推動(dòng)塔里木盆地的油氣勘探開(kāi)發(fā)、保障國(guó)家能源安全具有不可忽視的作用。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn),經(jīng)過(guò)多年的研究,取得了一系列重要成果。國(guó)外方面,在烴源巖評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)理論和方法上取得了顯著進(jìn)展。例如,利用先進(jìn)的有機(jī)地球化學(xué)分析技術(shù),如氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)、熱解氣相色譜(Py-GC)等,對(duì)烴源巖的有機(jī)質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和演化進(jìn)行了深入研究,建立了較為完善的烴源巖生烴模式和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。在區(qū)域?qū)Ρ妊芯恐?,將塔里木盆地寒?奧陶系烴源巖與全球其他類(lèi)似地質(zhì)時(shí)期和構(gòu)造背景下的烴源巖進(jìn)行對(duì)比,分析其共性與特性,為塔里木盆地?zé)N源巖的研究提供了更廣闊的視野。一些學(xué)者通過(guò)對(duì)北美、歐洲等地類(lèi)似海相烴源巖的研究,總結(jié)出烴源巖在不同沉積環(huán)境和構(gòu)造演化過(guò)程中的發(fā)育規(guī)律,為塔里木盆地的研究提供了重要參考。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖也開(kāi)展了大量研究工作。在巖石學(xué)特征方面,詳細(xì)研究了烴源巖的巖石類(lèi)型、礦物組成和沉積構(gòu)造等,揭示了其沉積環(huán)境和形成機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn),寒武系烴源巖主要為泥質(zhì)巖和碳酸鹽巖,奧陶系烴源巖則以碳酸鹽巖為主,夾有少量泥質(zhì)巖。在有機(jī)質(zhì)豐度、類(lèi)型及成熟度研究方面,通過(guò)對(duì)大量樣品的分析測(cè)試,明確了烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度分布特征,確定了主要的干酪根類(lèi)型,并對(duì)烴源巖的成熟度進(jìn)行了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。研究表明,塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度總體較高,以Ⅱ型和Ⅲ型干酪根為主,成熟度普遍較高,處于高成熟-過(guò)成熟階段。在烴源巖的分布規(guī)律研究上,國(guó)內(nèi)學(xué)者利用地震、測(cè)井等地球物理資料,結(jié)合地質(zhì)分析,對(duì)烴源巖的分布范圍和厚度進(jìn)行了預(yù)測(cè)和刻畫(huà)。通過(guò)對(duì)塔里木盆地不同構(gòu)造單元的研究,發(fā)現(xiàn)寒武-奧陶系烴源巖在盆地內(nèi)的分布具有明顯的差異性,在滿加爾凹陷、塔西南坳陷等地區(qū)厚度較大,是烴源巖的主要發(fā)育區(qū)。此外,還探討了構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、沉積環(huán)境等因素對(duì)烴源巖分布的控制作用,認(rèn)為構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制了盆地的沉積格局和沉降速率,進(jìn)而影響了烴源巖的發(fā)育和分布;沉積環(huán)境則決定了烴源巖的物質(zhì)來(lái)源和有機(jī)質(zhì)的保存條件。然而,當(dāng)前研究仍存在一些不足和待解決的問(wèn)題。在樣品采集方面,由于塔里木盆地地質(zhì)條件復(fù)雜,部分地區(qū)采樣難度較大,導(dǎo)致樣品的代表性存在一定局限性,影響了對(duì)烴源巖整體特征的準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)。在評(píng)價(jià)方法上,現(xiàn)有的評(píng)價(jià)體系主要側(cè)重于有機(jī)質(zhì)豐度、類(lèi)型和成熟度等常規(guī)參數(shù),對(duì)于一些新興的評(píng)價(jià)指標(biāo),如生物標(biāo)志物的立體化學(xué)特征、分子同位素組成等,研究和應(yīng)用還不夠深入,難以全面準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)烴源巖的生烴潛力。此外,烴源巖的非均質(zhì)性研究相對(duì)薄弱,對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的變化規(guī)律認(rèn)識(shí)不足,這在一定程度上影響了對(duì)油氣生成和運(yùn)移過(guò)程的模擬和預(yù)測(cè)。在烴源巖的形成機(jī)制和演化過(guò)程研究中,雖然已經(jīng)取得了一些進(jìn)展,但對(duì)于一些關(guān)鍵地質(zhì)時(shí)期和復(fù)雜地質(zhì)條件下烴源巖的形成和演化過(guò)程,仍缺乏深入系統(tǒng)的研究。例如,在寒武-奧陶紀(jì)時(shí)期,塔里木盆地經(jīng)歷了多次海平面變化和構(gòu)造運(yùn)動(dòng),這些因素對(duì)烴源巖的形成和演化產(chǎn)生了復(fù)雜的影響,目前對(duì)其作用機(jī)制和過(guò)程的認(rèn)識(shí)還不夠清晰。在烴源巖與油氣成藏的關(guān)系研究方面,雖然已經(jīng)明確了烴源巖是油氣生成的物質(zhì)基礎(chǔ),但對(duì)于烴源巖的生烴過(guò)程、油氣運(yùn)移路徑和聚集規(guī)律等方面的研究還不夠細(xì)致,需要進(jìn)一步加強(qiáng)。綜上所述,盡管?chē)?guó)內(nèi)外在塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖研究方面取得了豐碩成果,但仍存在一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)。未來(lái)的研究需要進(jìn)一步完善樣品采集和分析方法,加強(qiáng)對(duì)新興評(píng)價(jià)指標(biāo)和烴源巖非均質(zhì)性的研究,深入探討烴源巖的形成機(jī)制和演化過(guò)程,以及其與油氣成藏的關(guān)系,為塔里木盆地的油氣勘探和開(kāi)發(fā)提供更加科學(xué)準(zhǔn)確的依據(jù)。1.3研究?jī)?nèi)容與目標(biāo)本研究聚焦塔里木盆地寒武-奧陶系有效烴源巖,涵蓋多方面關(guān)鍵內(nèi)容。首先,全面分析烴源巖的巖石學(xué)特征,借助巖心觀察、薄片鑒定等技術(shù)手段,詳細(xì)研究巖石類(lèi)型、礦物組成以及沉積構(gòu)造。準(zhǔn)確測(cè)定有機(jī)質(zhì)豐度,運(yùn)用有機(jī)碳含量(TOC)分析、氯仿瀝青“A”含量測(cè)定等方法,明確其在不同區(qū)域和層位的分布狀況。深入剖析有機(jī)質(zhì)類(lèi)型,利用熱解分析、干酪根元素分析和紅外光譜分析等技術(shù),確定干酪根類(lèi)型,掌握其生烴特性。精確評(píng)估成熟度,借助鏡質(zhì)體反射率(Ro)測(cè)定、生物標(biāo)志物分析以及磷灰石裂變徑跡分析等方法,了解烴源巖的熱演化歷程和成熟階段。其次,結(jié)合地球化學(xué)和地球物理資料,深入剖析烴源巖的有機(jī)地球化學(xué)特征。通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)、熱解氣相色譜(Py-GC)等先進(jìn)設(shè)備,對(duì)烴源巖的生物標(biāo)志物、分子同位素組成等進(jìn)行分析,揭示其生源構(gòu)成、沉積環(huán)境以及演化過(guò)程。運(yùn)用地震、測(cè)井等地球物理資料,對(duì)烴源巖的分布范圍、厚度變化以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)和刻畫(huà),探究其空間分布規(guī)律和非均質(zhì)性。再者,綜合考慮有機(jī)質(zhì)類(lèi)型、成熟度、厚度、分布范圍等多種評(píng)價(jià)因素,建立全面的綜合評(píng)價(jià)體系。采用層次分析法、模糊數(shù)學(xué)法等方法,對(duì)各評(píng)價(jià)因素進(jìn)行權(quán)重分配,構(gòu)建評(píng)價(jià)模型,對(duì)寒武-奧陶系烴源巖的優(yōu)劣進(jìn)行量化評(píng)價(jià),劃分有效烴源巖的等級(jí)和類(lèi)別。本研究的目標(biāo)是為塔里木盆地的油氣勘探提供科學(xué)且準(zhǔn)確的依據(jù)。通過(guò)對(duì)寒武-奧陶系有效烴源巖的深入研究,明確其生烴潛力和分布規(guī)律,預(yù)測(cè)有利的油氣勘探區(qū)域,指導(dǎo)勘探工作者合理部署勘探井位,提高勘探效率,降低勘探成本,助力塔里木盆地的油氣資源開(kāi)發(fā),為國(guó)家能源安全提供有力保障。同時(shí),本研究成果也將為類(lèi)似盆地的烴源巖評(píng)價(jià)和油氣勘探工作提供寶貴的借鑒和參考。1.4研究方法與技術(shù)路線本研究綜合運(yùn)用多種研究方法,以確保對(duì)塔里木盆地寒武-奧陶系有效烴源巖的評(píng)價(jià)全面且準(zhǔn)確。在地質(zhì)調(diào)查方面,開(kāi)展野外地質(zhì)考察工作,詳細(xì)觀察塔里木盆地寒武-奧陶系地層的露頭情況。通過(guò)對(duì)露頭的觀察,記錄地層的巖性、層序、沉積構(gòu)造等信息,分析其沉積環(huán)境和沉積相特征。例如,在柯坪地區(qū)的露頭考察中,發(fā)現(xiàn)寒武系地層中存在大量的生物碎屑,表明當(dāng)時(shí)可能為淺海生物繁盛的沉積環(huán)境;奧陶系地層中出現(xiàn)的瘤狀灰?guī)r,可能與特定的沉積相和沉積作用有關(guān)。同時(shí),對(duì)盆地內(nèi)已有的鉆井資料進(jìn)行系統(tǒng)整理和分析,包括巖心描述、測(cè)井曲線等,獲取烴源巖在垂向上的特征變化信息。通過(guò)對(duì)不同井位的巖心分析,了解烴源巖的巖石類(lèi)型、厚度以及有機(jī)質(zhì)含量等在不同區(qū)域的差異。地球化學(xué)分析方法是研究烴源巖的關(guān)鍵手段之一。利用有機(jī)碳含量(TOC)分析,準(zhǔn)確測(cè)定烴源巖樣品中有機(jī)碳的含量,以此衡量有機(jī)質(zhì)的豐度。例如,通過(guò)對(duì)大量樣品的TOC分析,繪制出塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度的平面和垂向分布圖,直觀展示其分布特征。采用氯仿瀝青“A”含量測(cè)定,確定烴源巖中可溶有機(jī)質(zhì)的含量,進(jìn)一步了解有機(jī)質(zhì)的富集程度。借助熱解分析技術(shù),獲取烴源巖的生烴潛量(S1+S2)、熱解峰溫(Tmax)等參數(shù),評(píng)估其生烴潛力和成熟度。利用干酪根元素分析,確定干酪根的碳、氫、氧、氮等元素組成,進(jìn)而判斷干酪根的類(lèi)型。運(yùn)用紅外光譜分析,研究干酪根的化學(xué)結(jié)構(gòu)特征,為有機(jī)質(zhì)類(lèi)型的劃分提供更多依據(jù)。此外,通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)分析,對(duì)烴源巖中的生物標(biāo)志物進(jìn)行檢測(cè),如甾烷、萜烷等,從分子層面揭示其生源構(gòu)成、沉積環(huán)境和演化過(guò)程。地球物理方法在烴源巖研究中也發(fā)揮著重要作用。運(yùn)用地震勘探技術(shù),通過(guò)對(duì)地震反射波的分析,識(shí)別寒武-奧陶系烴源巖的地震相特征,進(jìn)而推斷其分布范圍和厚度變化。例如,根據(jù)地震剖面上的反射特征,確定烴源巖在不同構(gòu)造單元的分布情況,以及其與周?chē)貙拥慕佑|關(guān)系。利用測(cè)井資料,如自然伽馬測(cè)井、電阻率測(cè)井等,建立烴源巖的測(cè)井響應(yīng)特征,通過(guò)測(cè)井解釋技術(shù),反演烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度、厚度等參數(shù)。將地震資料和測(cè)井資料相結(jié)合,進(jìn)行聯(lián)合反演和解釋?zhuān)岣邔?duì)烴源巖分布和特征的認(rèn)識(shí)精度。在研究過(guò)程中,技術(shù)路線遵循從資料收集到成果應(yīng)用的邏輯順序。首先,廣泛收集塔里木盆地寒武-奧陶系的地質(zhì)、地球化學(xué)、地球物理等相關(guān)資料,包括前人的研究成果、野外調(diào)查數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)等。對(duì)收集到的資料進(jìn)行整理和分析,初步了解烴源巖的基本特征和分布情況。然后,通過(guò)地質(zhì)調(diào)查、地球化學(xué)分析和地球物理勘探等方法,對(duì)烴源巖進(jìn)行深入研究,獲取詳細(xì)的巖石學(xué)特征、有機(jī)質(zhì)豐度、類(lèi)型、成熟度以及分布規(guī)律等信息。基于研究結(jié)果,建立寒武-奧陶系有效烴源巖的綜合評(píng)價(jià)體系,運(yùn)用層次分析法、模糊數(shù)學(xué)法等方法,對(duì)烴源巖的優(yōu)劣進(jìn)行量化評(píng)價(jià)。最后,根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果,結(jié)合塔里木盆地的油氣勘探現(xiàn)狀,提出針對(duì)性的勘探建議和開(kāi)發(fā)策略,為油氣勘探和開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí),對(duì)研究成果進(jìn)行總結(jié)和歸納,為類(lèi)似盆地的烴源巖評(píng)價(jià)和油氣勘探工作提供借鑒和參考。二、塔里木盆地區(qū)域地質(zhì)背景2.1盆地構(gòu)造特征塔里木盆地作為中國(guó)最大的內(nèi)陸含油氣盆地,位于新疆維吾爾自治區(qū)南部,處于天山、昆侖山和阿爾金山的環(huán)繞之中,東西長(zhǎng)約1400千米,南北寬約550千米,面積達(dá)56萬(wàn)平方千米,在大地構(gòu)造位置上處于歐亞大陸板塊的南緣,是一個(gè)歷經(jīng)多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的大型復(fù)合疊合盆地。盆地內(nèi)部構(gòu)造極為復(fù)雜,斷裂和褶皺廣泛發(fā)育,這些構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)盆地的沉積格局和演化產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。斷裂系統(tǒng)是盆地構(gòu)造的重要組成部分,按走向可分為近東西向、北東向和北西向等主要斷裂帶。其中,近東西向的斷裂帶如中央斷裂帶,延伸較長(zhǎng),切割深度大,對(duì)盆地的構(gòu)造分區(qū)和沉積演化起著關(guān)鍵的控制作用。它將塔里木盆地分為塔北隆起、中央坳陷和塔南隆起等主要構(gòu)造單元,不同構(gòu)造單元在沉積厚度、地層發(fā)育和構(gòu)造變形等方面存在顯著差異。北東向的孔雀河斷裂帶和北西向的柯坪斷裂帶等,也在盆地的構(gòu)造演化中發(fā)揮了重要作用,它們控制了局部地區(qū)的沉積相分布和構(gòu)造變形樣式。這些斷裂帶不僅是地殼深部物質(zhì)運(yùn)移的通道,還影響了地層的升降運(yùn)動(dòng)和沉積環(huán)境的變遷。在斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈的區(qū)域,常形成斷陷盆地或隆起構(gòu)造,為烴源巖的沉積和保存提供了不同的地質(zhì)條件。褶皺構(gòu)造在塔里木盆地也較為發(fā)育,表現(xiàn)為一系列的背斜和向斜構(gòu)造。例如,塔北隆起上的雅克拉背斜、輪南背斜等,這些背斜構(gòu)造是油氣聚集的有利場(chǎng)所。褶皺的形成與盆地內(nèi)的擠壓應(yīng)力作用密切相關(guān),在寒武-奧陶紀(jì)時(shí)期,受周邊板塊碰撞和擠壓的影響,盆地內(nèi)部地層發(fā)生褶皺變形。褶皺構(gòu)造的存在改變了地層的產(chǎn)狀和空間分布,對(duì)烴源巖的成熟度和油氣運(yùn)移也產(chǎn)生了重要影響。在背斜構(gòu)造的頂部,地層相對(duì)較薄,埋藏深度較淺,烴源巖的成熟度可能相對(duì)較低;而在向斜構(gòu)造的底部,地層厚度較大,埋藏較深,烴源巖的成熟度相對(duì)較高。這種地層厚度和成熟度的差異,導(dǎo)致了油氣在不同構(gòu)造部位的分布特征不同。多期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是塔里木盆地構(gòu)造演化的重要特點(diǎn)。加里東運(yùn)動(dòng)、海西運(yùn)動(dòng)、印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)等,對(duì)盆地的構(gòu)造格局和烴源巖演化產(chǎn)生了復(fù)雜的影響。加里東運(yùn)動(dòng)使得塔里木盆地經(jīng)歷了強(qiáng)烈的構(gòu)造變形和隆升剝蝕,對(duì)寒武-奧陶系烴源巖的早期演化產(chǎn)生了重要作用。海西運(yùn)動(dòng)期間,盆地內(nèi)部發(fā)生了大規(guī)模的海侵和海退,沉積環(huán)境發(fā)生了顯著變化,同時(shí)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致地層的褶皺和斷裂,進(jìn)一步影響了烴源巖的分布和成熟度。印支運(yùn)動(dòng)和燕山運(yùn)動(dòng)使盆地的構(gòu)造格局進(jìn)一步復(fù)雜化,形成了一些新的構(gòu)造單元和構(gòu)造樣式。喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)則是塔里木盆地近期構(gòu)造演化的重要事件,它導(dǎo)致了周邊山脈的強(qiáng)烈隆升和盆地的進(jìn)一步沉降,對(duì)烴源巖的后期演化和油氣的保存條件產(chǎn)生了重要影響。這些構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)烴源巖的形成與分布有著至關(guān)重要的控制作用。在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)期,盆地內(nèi)的沉積環(huán)境較為穩(wěn)定,有利于有機(jī)質(zhì)的大量堆積和保存,為烴源巖的形成提供了有利條件。例如,在寒武-奧陶紀(jì)的一些坳陷區(qū)域,由于構(gòu)造沉降速率適中,水體較深,生物繁盛,為烴源巖的形成提供了豐富的物質(zhì)來(lái)源。而在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍的時(shí)期,斷裂和褶皺活動(dòng)可能導(dǎo)致烴源巖的抬升剝蝕、熱演化程度改變以及油氣的重新分配。斷裂活動(dòng)可能使烴源巖與深部熱流體接觸,加速烴源巖的成熟和生烴過(guò)程;同時(shí),斷裂也可能成為油氣運(yùn)移的通道,影響油氣的聚集和分布。褶皺構(gòu)造則通過(guò)改變地層的形態(tài)和空間位置,影響烴源巖的埋藏深度和受熱歷史,進(jìn)而控制烴源巖的成熟度和生烴潛力。2.2地層發(fā)育特征塔里木盆地寒武-奧陶系地層發(fā)育廣泛,在盆地內(nèi)多個(gè)區(qū)域均有出露和鉆遇,為烴源巖的形成提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。寒武系地層在盆地內(nèi)分布較為廣泛,厚度變化較大,在不同構(gòu)造單元呈現(xiàn)出不同的特征。在塔北隆起地區(qū),寒武系厚度相對(duì)較薄,一般在200-500米左右。巖性主要為一套淺海相沉積的碳酸鹽巖和碎屑巖組合,下部以灰黑色泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主,富含三葉蟲(chóng)、腕足類(lèi)等化石,反映了當(dāng)時(shí)水體較淺、溫暖且生物繁盛的沉積環(huán)境;上部則逐漸過(guò)渡為灰白色砂巖、粉砂巖夾頁(yè)巖,砂巖分選性較好,具有明顯的交錯(cuò)層理,表明沉積環(huán)境能量有所增強(qiáng),可能受到了一定的水動(dòng)力作用影響。在塔中隆起地區(qū),寒武系厚度相對(duì)較大,可達(dá)800-1200米。巖性以碳酸鹽巖為主,包括厚層狀的白云巖、灰?guī)r,其中白云巖多為細(xì)晶-中晶結(jié)構(gòu),具有良好的儲(chǔ)集性能;灰?guī)r中常含有豐富的生物碎屑,如藻類(lèi)、棘皮動(dòng)物等,顯示了該地區(qū)在寒武紀(jì)時(shí)期為淺海臺(tái)地相沉積,水體清澈,適宜生物生長(zhǎng)和繁殖。在滿加爾凹陷地區(qū),寒武系厚度最大,可達(dá)1500-2000米。巖性主要為一套深海-半深海相的泥質(zhì)巖和碳酸鹽巖,下部為黑色頁(yè)巖、泥巖,有機(jī)質(zhì)含量較高,是重要的烴源巖發(fā)育層位,這些細(xì)粒沉積物反映了當(dāng)時(shí)水體較深、沉積速率較慢且相對(duì)缺氧的環(huán)境,有利于有機(jī)質(zhì)的保存;上部則為薄層狀的泥灰?guī)r、灰?guī)r夾硅質(zhì)巖,硅質(zhì)巖的出現(xiàn)可能與當(dāng)時(shí)的海底火山活動(dòng)或生物化學(xué)作用有關(guān)。奧陶系地層整合覆蓋于寒武系之上,在盆地內(nèi)也有廣泛分布,其厚度和巖性同樣具有明顯的區(qū)域變化特征。在塔北隆起地區(qū),奧陶系厚度一般在300-800米左右。下奧陶統(tǒng)主要為一套淺海相的碳酸鹽巖,巖性以灰色、灰白色灰?guī)r為主,含有少量白云質(zhì)灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r,生物碎屑主要為腕足類(lèi)、珊瑚等,表明沉積環(huán)境為溫暖的淺海臺(tái)地,水體能量適中;中奧陶統(tǒng)則以泥質(zhì)灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r為主,瘤狀灰?guī)r的形成可能與海平面波動(dòng)、沉積間斷以及生物擾動(dòng)等因素有關(guān),反映了沉積環(huán)境的復(fù)雜性;上奧陶統(tǒng)主要為碎屑巖,包括砂巖、粉砂巖和泥巖,砂巖成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度相對(duì)較低,分選性和磨圓度較差,表明物源較近,可能受到了周邊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響,沉積環(huán)境發(fā)生了較大變化。在塔中隆起地區(qū),奧陶系厚度在500-1000米左右。下奧陶統(tǒng)和中奧陶統(tǒng)以碳酸鹽巖為主,發(fā)育大量的礁灘相沉積,如生物礁、鮞粒灘等,生物礁主要由珊瑚、苔蘚蟲(chóng)等造礁生物組成,鮞粒灘則以鮞?;?guī)r為主要巖性,這些礁灘相沉積體具有良好的孔隙結(jié)構(gòu),是重要的儲(chǔ)集層;上奧陶統(tǒng)則為一套深海相的泥質(zhì)巖和硅質(zhì)巖,泥質(zhì)巖顏色較深,有機(jī)質(zhì)含量較高,硅質(zhì)巖呈薄層狀或透鏡狀分布,與寒武系滿加爾凹陷地區(qū)的硅質(zhì)巖類(lèi)似,可能具有相似的成因。在滿加爾凹陷地區(qū),奧陶系厚度較大,可達(dá)1200-1800米。下奧陶統(tǒng)為淺海相碳酸鹽巖,巖性與塔北隆起和塔中隆起地區(qū)的下奧陶統(tǒng)相似,但厚度更大;中奧陶統(tǒng)和上奧陶統(tǒng)主要為一套半深海-深海相的泥質(zhì)巖、泥灰?guī)r和硅質(zhì)巖,其中泥質(zhì)巖和泥灰?guī)r中有機(jī)質(zhì)含量豐富,是該地區(qū)重要的烴源巖層位,硅質(zhì)巖中常含有放射蟲(chóng)等微體化石,進(jìn)一步證明了其深海沉積環(huán)境。從縱向演化來(lái)看,寒武-奧陶系經(jīng)歷了多次海侵-海退旋回,沉積環(huán)境也隨之發(fā)生了顯著變化。在寒武紀(jì)早期,塔里木盆地整體處于海侵階段,海水逐漸淹沒(méi)陸地,沉積了一套以細(xì)粒沉積物為主的地層,為烴源巖的形成奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著海侵的持續(xù),在寒武紀(jì)中期,盆地內(nèi)的沉積環(huán)境逐漸分化,在隆起區(qū)形成了淺海臺(tái)地相沉積,而在凹陷區(qū)則為深海-半深海相沉積,這種沉積環(huán)境的差異導(dǎo)致了烴源巖在不同區(qū)域的發(fā)育特征不同。到了寒武紀(jì)晚期,海平面開(kāi)始下降,盆地進(jìn)入海退階段,沉積環(huán)境能量增強(qiáng),碎屑巖沉積增多,烴源巖的發(fā)育受到一定影響。進(jìn)入奧陶紀(jì),盆地再次經(jīng)歷海侵-海退過(guò)程。早奧陶世,海侵作用使盆地大部分地區(qū)被海水淹沒(méi),以碳酸鹽巖沉積為主;中奧陶世,海侵達(dá)到最大范圍,在一些地區(qū)形成了礁灘相沉積,同時(shí)在凹陷區(qū)繼續(xù)沉積了富含有機(jī)質(zhì)的泥質(zhì)巖和泥灰?guī)r;晚奧陶世,海退作用加強(qiáng),盆地內(nèi)沉積環(huán)境發(fā)生改變,碎屑巖沉積范圍擴(kuò)大,烴源巖的分布和發(fā)育也相應(yīng)發(fā)生變化。這些海侵-海退旋回以及沉積環(huán)境的變遷,對(duì)寒武-奧陶系烴源巖的形成、分布和演化產(chǎn)生了重要影響。在海侵期,水體加深,相對(duì)缺氧的環(huán)境有利于有機(jī)質(zhì)的保存,促進(jìn)了烴源巖的形成;而在海退期,沉積環(huán)境能量變化較大,可能導(dǎo)致烴源巖的破壞或改造。2.3沉積環(huán)境分析在寒武-奧陶紀(jì)時(shí)期,塔里木盆地發(fā)育了多種沉積相帶,不同沉積相帶具有獨(dú)特的特征與分布規(guī)律,對(duì)烴源巖的發(fā)育產(chǎn)生了顯著影響。淺海相沉積在塔里木盆地寒武-奧陶系中較為常見(jiàn),主要分布于盆地的邊緣和部分隆起區(qū)域。在塔北隆起和塔中隆起的部分地區(qū),寒武系和奧陶系的淺海相沉積較為發(fā)育。其巖石類(lèi)型主要為碳酸鹽巖,包括灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r等,常含有豐富的生物碎屑,如三葉蟲(chóng)、腕足類(lèi)、珊瑚等生物化石。這些生物的繁盛表明淺海環(huán)境適宜生物生存和繁衍,為烴源巖提供了一定的有機(jī)質(zhì)來(lái)源。淺海相沉積的水體相對(duì)較淺,水動(dòng)力條件相對(duì)較強(qiáng),氧化作用較為明顯,不利于有機(jī)質(zhì)的大量保存。但是,在一些相對(duì)閉塞的淺海海灣或?yàn)a湖環(huán)境中,水體循環(huán)不暢,底層水相對(duì)缺氧,有利于有機(jī)質(zhì)的保存,從而形成烴源巖。例如,在寒武紀(jì)早期,塔北隆起的部分淺海海灣地區(qū),由于受到局部地形的限制,水體交換緩慢,形成了富含有機(jī)質(zhì)的泥質(zhì)巖和碳酸鹽巖烴源巖。半深海相沉積主要分布于盆地的凹陷區(qū)域,如滿加爾凹陷等。該相帶的巖石類(lèi)型以泥質(zhì)巖和泥灰?guī)r為主,顏色較深,通常為黑色或灰黑色。半深海相沉積的水體較深,水動(dòng)力條件較弱,沉積速率相對(duì)較慢。由于水體較深,底層水相對(duì)缺氧,生物擾動(dòng)作用較弱,有利于有機(jī)質(zhì)的保存。在滿加爾凹陷的寒武-奧陶系地層中,半深海相泥質(zhì)巖和泥灰?guī)r的有機(jī)質(zhì)含量較高,是重要的烴源巖發(fā)育層位。這些烴源巖的形成與半深海環(huán)境中生物的大量繁殖以及有機(jī)質(zhì)的緩慢沉積和保存密切相關(guān)。在寒武紀(jì)中期,滿加爾凹陷處于半深海環(huán)境,海洋中的浮游生物大量繁殖,死亡后沉入海底,在缺氧的環(huán)境下逐漸堆積形成有機(jī)質(zhì)豐富的沉積物,經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)作用,最終形成了烴源巖。臺(tái)地相沉積在塔里木盆地寒武-奧陶系中也有廣泛分布,包括臺(tái)地邊緣、臺(tái)地內(nèi)部等亞相。臺(tái)地邊緣相主要發(fā)育生物礁、鮞粒灘等沉積體,巖石類(lèi)型以礁灰?guī)r、鮞?;?guī)r為主。這些沉積體具有較高的孔隙度和滲透率,是良好的儲(chǔ)集層,但由于其沉積環(huán)境能量較高,不利于有機(jī)質(zhì)的保存,烴源巖發(fā)育相對(duì)較差。例如,在塔中隆起的奧陶系臺(tái)地邊緣,發(fā)育了大量的生物礁和鮞粒灘,雖然儲(chǔ)集性能良好,但烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度較低。臺(tái)地內(nèi)部相的沉積環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定,水體能量適中,巖石類(lèi)型主要為碳酸鹽巖和泥質(zhì)巖。在臺(tái)地內(nèi)部的一些低洼區(qū)域,水體相對(duì)較深,且相對(duì)缺氧,有利于有機(jī)質(zhì)的保存,可形成烴源巖。在寒武系臺(tái)地內(nèi)部的一些凹陷區(qū)域,沉積了富含有機(jī)質(zhì)的泥質(zhì)巖和碳酸鹽巖,成為潛在的烴源巖。沉積環(huán)境對(duì)烴源巖發(fā)育的影響是多方面的。首先,沉積環(huán)境控制了有機(jī)質(zhì)的來(lái)源。在淺海和半深海環(huán)境中,海洋生物的繁盛為烴源巖提供了豐富的生物有機(jī)質(zhì)。浮游生物、底棲生物等在生長(zhǎng)過(guò)程中吸收海水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),通過(guò)光合作用或其他方式合成有機(jī)質(zhì),死亡后沉積到海底,成為烴源巖的物質(zhì)基礎(chǔ)。臺(tái)地相中的生物礁和鮞粒灘雖然以碳酸鹽巖沉積為主,但其中也含有一定量的生物有機(jī)質(zhì),對(duì)烴源巖的形成有一定貢獻(xiàn)。其次,沉積環(huán)境影響了有機(jī)質(zhì)的保存條件。在相對(duì)缺氧的半深海和部分淺海海灣、臺(tái)地內(nèi)部低洼區(qū)域,有機(jī)質(zhì)能夠避免被氧化分解,得以較好地保存下來(lái)。而在水動(dòng)力條件較強(qiáng)、氧化作用明顯的淺海開(kāi)闊區(qū)域和臺(tái)地邊緣,有機(jī)質(zhì)容易被破壞,不利于烴源巖的形成。沉積速率也對(duì)有機(jī)質(zhì)的保存有重要影響,在沉積速率適中的環(huán)境中,有機(jī)質(zhì)能夠與沉積物一起快速掩埋,減少氧化時(shí)間,有利于其保存;而沉積速率過(guò)快或過(guò)慢都可能不利于有機(jī)質(zhì)的保存。沉積環(huán)境還影響了烴源巖的巖石類(lèi)型和礦物組成。不同的沉積環(huán)境會(huì)導(dǎo)致不同類(lèi)型的沉積物堆積,從而形成不同的烴源巖巖石類(lèi)型。淺海相和臺(tái)地相以碳酸鹽巖沉積為主,形成的烴源巖多為碳酸鹽巖烴源巖;半深海相以泥質(zhì)巖沉積為主,形成的烴源巖主要為泥質(zhì)巖烴源巖。巖石中的礦物組成也與沉積環(huán)境密切相關(guān),例如,在蒸發(fā)作用較強(qiáng)的臺(tái)地邊緣或淺海海灣環(huán)境中,可能會(huì)形成富含石膏等蒸發(fā)礦物的烴源巖,這些礦物的存在會(huì)影響烴源巖的物理性質(zhì)和生烴過(guò)程。三、寒武-奧陶系烴源巖特征分析3.1巖石學(xué)特征3.1.1巖石類(lèi)型塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖主要包括碳酸鹽巖、泥巖和頁(yè)巖等類(lèi)型,不同巖石類(lèi)型在礦物組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造上各具特色。碳酸鹽巖烴源巖在寒武-奧陶系中廣泛分布,是重要的烴源巖類(lèi)型之一。其礦物組成主要為方解石和白云石,此外還含有少量的黏土礦物、石英、長(zhǎng)石等雜質(zhì)礦物。在塔中地區(qū)的寒武系碳酸鹽巖烴源巖中,方解石含量可達(dá)70%-80%,白云石含量在10%-20%左右。這些碳酸鹽巖烴源巖的結(jié)構(gòu)多樣,常見(jiàn)的有粒屑結(jié)構(gòu)、生物骨架結(jié)構(gòu)、泥晶結(jié)構(gòu)和晶粒結(jié)構(gòu)等。粒屑結(jié)構(gòu)的碳酸鹽巖烴源巖中,粒屑主要包括內(nèi)碎屑、鮞粒、生物碎屑等。在奧陶系的一些碳酸鹽巖烴源巖中,可見(jiàn)大量的鮞粒,鮞粒呈圓形或橢圓形,大小較為均一,直徑一般在0.2-0.5毫米之間,由核心和同心層組成,同心層主要由方解石組成。生物骨架結(jié)構(gòu)的碳酸鹽巖烴源巖則主要由造礁生物,如珊瑚、苔蘚蟲(chóng)等的骨骼組成,這些生物骨骼相互交織,形成了復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu),為有機(jī)質(zhì)的儲(chǔ)存和油氣的生成提供了空間。泥晶結(jié)構(gòu)的碳酸鹽巖烴源巖中,泥晶方解石或泥晶白云石粒徑細(xì)小,一般小于0.03毫米,巖石質(zhì)地細(xì)膩,常含有豐富的有機(jī)質(zhì)。晶粒結(jié)構(gòu)的碳酸鹽巖烴源巖中,晶體大小不一,從細(xì)晶到粗晶均有發(fā)育,晶體之間的孔隙大小和連通性也有所不同,對(duì)烴源巖的儲(chǔ)集性能產(chǎn)生重要影響。泥巖烴源巖也是塔里木盆地寒武-奧陶系的重要烴源巖類(lèi)型,主要分布于盆地的凹陷區(qū)域,如滿加爾凹陷等。泥巖烴源巖的礦物組成以黏土礦物為主,含量可達(dá)50%-80%,常見(jiàn)的黏土礦物有蒙脫石、伊利石、高嶺石等。此外,還含有一定量的石英、長(zhǎng)石、云母等碎屑礦物,以及少量的碳酸鹽礦物。在庫(kù)南1井的寒武系泥巖烴源巖中,黏土礦物含量約為65%,其中蒙脫石含量較高,約占黏土礦物總量的40%。泥巖烴源巖的結(jié)構(gòu)較為致密,顆粒細(xì)小,一般為泥質(zhì)結(jié)構(gòu)。其構(gòu)造主要為水平層理和頁(yè)理構(gòu)造,水平層理是在水動(dòng)力條件相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境下,由沉積物的周期性沉積形成的,層理面平整,反映了沉積環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定性。頁(yè)理構(gòu)造則是泥巖在壓實(shí)作用和應(yīng)力作用下,礦物顆粒定向排列形成的,頁(yè)理面薄而清晰,有利于有機(jī)質(zhì)的富集和保存。頁(yè)巖烴源巖在寒武-奧陶系中也有一定分布,與泥巖烴源巖有相似之處,但也具有自身特點(diǎn)。頁(yè)巖烴源巖的礦物組成同樣以黏土礦物為主,同時(shí)富含石英、長(zhǎng)石等碎屑礦物。與泥巖相比,頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)含量通常更高,且具有更發(fā)育的頁(yè)理構(gòu)造。在塔東1井的寒武系頁(yè)巖烴源巖中,有機(jī)質(zhì)含量可達(dá)3%-5%,明顯高于泥巖烴源巖。頁(yè)巖的頁(yè)理構(gòu)造更為細(xì)膩,頁(yè)理間距更小,一般在0.1-0.5毫米之間,這種細(xì)密的頁(yè)理構(gòu)造為有機(jī)質(zhì)的賦存提供了更多的空間,也有利于油氣的吸附和儲(chǔ)存。此外,頁(yè)巖中還常含有一些特殊的礦物,如黃鐵礦等,黃鐵礦的存在可能與沉積環(huán)境中的氧化還原條件有關(guān),對(duì)烴源巖的地球化學(xué)特征和生烴過(guò)程產(chǎn)生一定影響。3.1.2巖石結(jié)構(gòu)與構(gòu)造巖石的粒度和分選性等結(jié)構(gòu)特征對(duì)烴源巖的儲(chǔ)集性能有著重要影響。在塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖中,不同巖石類(lèi)型的粒度和分選性存在差異。對(duì)于碎屑巖類(lèi)烴源巖,粒度大小和分選性直接關(guān)系到其孔隙結(jié)構(gòu)和滲透性。以塔北隆起地區(qū)的寒武系砂巖烴源巖為例,其粒度主要為細(xì)砂-中砂級(jí),粒徑一般在0.1-0.5毫米之間。分選性較好的砂巖,顆粒大小較為均勻,孔隙之間的連通性較好,有利于油氣的運(yùn)移和儲(chǔ)存。通過(guò)薄片鑒定和壓汞實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn),分選系數(shù)小于1.2的砂巖烴源巖,其孔隙度和滲透率相對(duì)較高,平均孔隙度可達(dá)10%-15%,滲透率可達(dá)1-10毫達(dá)西。而分選性較差的砂巖,顆粒大小混雜,小顆粒充填在大顆粒之間的孔隙中,導(dǎo)致孔隙連通性變差,儲(chǔ)集性能降低。分選系數(shù)大于1.5的砂巖烴源巖,孔隙度一般小于8%,滲透率小于1毫達(dá)西。碳酸鹽巖烴源巖的結(jié)構(gòu)特征更為復(fù)雜,除了顆粒粒度外,還涉及到晶體大小、晶間孔隙等因素。在塔中地區(qū)的奧陶系生物礁灰?guī)r烴源巖中,造礁生物的骨骼形成了較大的孔隙空間,這些孔隙大小不一,從幾毫米到幾厘米不等。同時(shí),生物礁灰?guī)r中還存在著晶間孔隙,晶體大小和排列方式影響著晶間孔隙的大小和連通性。細(xì)晶結(jié)構(gòu)的生物礁灰?guī)r,晶間孔隙相對(duì)較小,但數(shù)量較多,孔隙度一般在15%-20%之間;而粗晶結(jié)構(gòu)的生物礁灰?guī)r,晶間孔隙較大,但數(shù)量相對(duì)較少,孔隙度可達(dá)20%-30%。然而,由于碳酸鹽巖的成巖作用較為復(fù)雜,如膠結(jié)作用、溶蝕作用等,會(huì)對(duì)其孔隙結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)集性能產(chǎn)生顯著影響。強(qiáng)烈的膠結(jié)作用會(huì)使孔隙被充填,降低儲(chǔ)集性能;而溶蝕作用則可能形成次生孔隙,改善儲(chǔ)集性能。巖石的層理和結(jié)核等構(gòu)造特征也與烴源巖的儲(chǔ)集性能密切相關(guān)。層理是沉積巖中最常見(jiàn)的構(gòu)造之一,在塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖中,水平層理、交錯(cuò)層理和韻律層理等均有發(fā)育。水平層理常見(jiàn)于泥巖和頁(yè)巖烴源巖中,它反映了沉積環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定,在這種環(huán)境下,有機(jī)質(zhì)能夠均勻地分布在沉積物中,有利于烴源巖的形成和保存。交錯(cuò)層理主要發(fā)育在砂巖和部分碳酸鹽巖烴源巖中,它是由水流方向的周期性變化形成的。在塔北隆起的奧陶系砂巖烴源巖中,可見(jiàn)明顯的交錯(cuò)層理,交錯(cuò)層理的存在增加了巖石的非均質(zhì)性,對(duì)油氣的運(yùn)移和聚集產(chǎn)生一定影響。韻律層理則是由不同巖性的沉積物周期性交替沉積形成的,常見(jiàn)于海陸交互相沉積的烴源巖中。在塔里木盆地邊緣的一些寒武-奧陶系烴源巖中,韻律層理表現(xiàn)為砂巖與泥巖的交替出現(xiàn),這種韻律層理為油氣的運(yùn)移提供了良好的通道,同時(shí)也有利于油氣的分層聚集。結(jié)核構(gòu)造在烴源巖中也時(shí)有發(fā)現(xiàn),常見(jiàn)的有碳酸鹽結(jié)核、硅質(zhì)結(jié)核和黃鐵礦結(jié)核等。結(jié)核的形成與沉積環(huán)境中的化學(xué)條件和生物作用密切相關(guān)。在塔里木盆地的寒武-奧陶系烴源巖中,黃鐵礦結(jié)核較為常見(jiàn),尤其是在泥巖和頁(yè)巖烴源巖中。黃鐵礦結(jié)核的存在表明沉積環(huán)境為還原環(huán)境,有利于有機(jī)質(zhì)的保存。研究發(fā)現(xiàn),含有黃鐵礦結(jié)核的烴源巖,其有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較高,生烴潛力較大。結(jié)核的大小和分布對(duì)烴源巖的儲(chǔ)集性能也有一定影響。較小的結(jié)核均勻分布在巖石中,可能會(huì)增加巖石的致密性,降低儲(chǔ)集性能;而較大的結(jié)核局部聚集,可能會(huì)形成局部的高孔隙區(qū),有利于油氣的聚集。3.2有機(jī)質(zhì)豐度3.2.1評(píng)價(jià)指標(biāo)與方法在評(píng)價(jià)塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度時(shí),主要采用有機(jī)碳含量(TOC)、氯仿瀝青“A”和總烴含量(HC)等指標(biāo),這些指標(biāo)從不同角度反映了烴源巖中有機(jī)質(zhì)的含量和潛在生烴能力。有機(jī)碳含量(TOC)是衡量烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度最常用的指標(biāo),它直接反映了巖石中有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。通過(guò)對(duì)塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖樣品進(jìn)行TOC分析,能夠準(zhǔn)確了解有機(jī)質(zhì)在巖石中的相對(duì)含量。在實(shí)際測(cè)試中,通常采用元素分析儀進(jìn)行分析。首先,將烴源巖樣品粉碎至一定粒度,以保證樣品的均勻性。然后,在高溫有氧環(huán)境下對(duì)樣品進(jìn)行燃燒,使其中的有機(jī)碳完全氧化為二氧化碳。通過(guò)檢測(cè)產(chǎn)生的二氧化碳的量,根據(jù)相應(yīng)的計(jì)算公式,即可得出樣品中的有機(jī)碳含量。該方法具有分析精度高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn),能夠?yàn)闊N源巖有機(jī)質(zhì)豐度的評(píng)價(jià)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。氯仿瀝青“A”是指巖石中可溶于氯仿的有機(jī)質(zhì),它代表了烴源巖中已經(jīng)形成的、相對(duì)穩(wěn)定的可溶有機(jī)質(zhì)部分。測(cè)定氯仿瀝青“A”含量,有助于了解烴源巖中已轉(zhuǎn)化為可溶態(tài)的有機(jī)質(zhì)的富集程度。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,采用索氏抽提器對(duì)烴源巖樣品進(jìn)行抽提。將樣品放入抽提器中,用氯仿作為溶劑,在一定溫度下進(jìn)行反復(fù)抽提,使樣品中的氯仿瀝青“A”充分溶解于氯仿中。抽提結(jié)束后,通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀等設(shè)備去除氯仿,得到氯仿瀝青“A”的殘留物,再通過(guò)稱重等方法確定其含量。這種方法操作相對(duì)復(fù)雜,但能夠較為準(zhǔn)確地測(cè)定氯仿瀝青“A”的含量,對(duì)于評(píng)估烴源巖的生烴轉(zhuǎn)化程度具有重要意義??偀N含量(HC)是指巖石中所有烴類(lèi)物質(zhì)的含量,包括飽和烴、芳香烴等。它反映了烴源巖中已經(jīng)生成的烴類(lèi)的總量,是評(píng)價(jià)烴源巖生烴潛力的重要指標(biāo)之一。在測(cè)試總烴含量時(shí),一般采用氣相色譜儀進(jìn)行分析。首先將樣品進(jìn)行前處理,使其中的烴類(lèi)物質(zhì)釋放出來(lái)。然后,將處理后的樣品注入氣相色譜儀中,通過(guò)色譜柱的分離作用,將不同類(lèi)型的烴類(lèi)分離開(kāi)來(lái)。最后,利用檢測(cè)器對(duì)分離后的烴類(lèi)進(jìn)行檢測(cè),根據(jù)峰面積等數(shù)據(jù),通過(guò)相應(yīng)的定量方法計(jì)算出總烴含量。氣相色譜儀具有分離效率高、分析速度快等優(yōu)點(diǎn),能夠準(zhǔn)確測(cè)定總烴含量,為烴源巖的評(píng)價(jià)提供關(guān)鍵信息。3.2.2豐度特征及分布規(guī)律通過(guò)對(duì)塔里木盆地多個(gè)地區(qū)和不同層位的寒武-奧陶系烴源巖樣品的分析測(cè)試,獲取了大量的有機(jī)質(zhì)豐度數(shù)據(jù),從而總結(jié)出其豐度特征及分布規(guī)律。在不同地區(qū),有機(jī)質(zhì)豐度存在顯著差異。滿加爾凹陷作為塔里木盆地重要的烴源巖發(fā)育區(qū),寒武-奧陶系烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度普遍較高。其中,寒武系烴源巖的有機(jī)碳含量(TOC)平均值可達(dá)2.5%-3.5%,氯仿瀝青“A”含量平均值在0.2%-0.3%之間,總烴含量(HC)平均值為1500-2500μg/g。這些較高的有機(jī)質(zhì)豐度數(shù)據(jù)表明,滿加爾凹陷在寒武紀(jì)時(shí)期具備良好的有機(jī)質(zhì)富集條件,沉積環(huán)境有利于有機(jī)質(zhì)的保存和積累。該地區(qū)在寒武紀(jì)時(shí)為半深海-深海相沉積環(huán)境,水體較深,底層水相對(duì)缺氧,生物擾動(dòng)作用較弱,使得大量的生物有機(jī)質(zhì)能夠在沉積物中保存下來(lái),為烴源巖的形成提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。塔中隆起地區(qū)的寒武-奧陶系烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度相對(duì)滿加爾凹陷略低,但仍具有一定的生烴潛力。寒武系烴源巖的TOC平均值在1.5%-2.5%之間,氯仿瀝青“A”含量平均值為0.1%-0.2%,HC平均值為800-1500μg/g。塔中隆起在寒武-奧陶紀(jì)時(shí)期主要為淺海臺(tái)地相沉積,水體相對(duì)較淺,水動(dòng)力條件相對(duì)較強(qiáng),氧化作用較為明顯,這在一定程度上不利于有機(jī)質(zhì)的保存。然而,在臺(tái)地內(nèi)部的一些低洼區(qū)域,由于水體相對(duì)較深且相對(duì)缺氧,仍有一定量的有機(jī)質(zhì)得以保存,形成了具有一定生烴潛力的烴源巖。在塔北隆起地區(qū),寒武-奧陶系烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度相對(duì)較低。寒武系烴源巖的TOC平均值一般在0.5%-1.5%之間,氯仿瀝青“A”含量平均值小于0.1%,HC平均值為300-800μg/g。塔北隆起在寒武-奧陶紀(jì)時(shí)期沉積環(huán)境較為復(fù)雜,受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和沉積相變化的影響較大,部分地區(qū)沉積速率較快,有機(jī)質(zhì)被稀釋?zhuān)瑫r(shí)水體的氧化作用較強(qiáng),導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)的保存條件較差,從而使得烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度相對(duì)較低。從地層縱向變化來(lái)看,寒武系烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度整體上呈現(xiàn)出從下往上逐漸降低的趨勢(shì)。下寒武統(tǒng)烴源巖的TOC平均值可達(dá)3.0%-4.0%,中寒武統(tǒng)TOC平均值在2.0%-3.0%之間,上寒武統(tǒng)TOC平均值則降至1.0%-2.0%。這種變化趨勢(shì)與寒武紀(jì)時(shí)期的沉積環(huán)境演化密切相關(guān)。下寒武統(tǒng)沉積時(shí)期,塔里木盆地整體處于海侵階段,海水逐漸加深,沉積環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定,有利于有機(jī)質(zhì)的大量堆積和保存。隨著海侵的持續(xù)和沉積環(huán)境的變化,到了中寒武統(tǒng)和上寒武統(tǒng)時(shí)期,沉積環(huán)境的能量逐漸增強(qiáng),氧化作用加劇,有機(jī)質(zhì)的保存條件變差,導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)豐度逐漸降低。奧陶系烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度在縱向變化上也有一定規(guī)律。下奧陶統(tǒng)烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度相對(duì)較高,TOC平均值在1.5%-2.5%之間。這一時(shí)期,盆地內(nèi)以碳酸鹽巖沉積為主,在一些相對(duì)閉塞的海灣或臺(tái)地邊緣的凹陷區(qū)域,水體相對(duì)缺氧,有利于有機(jī)質(zhì)的保存。中奧陶統(tǒng)烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度略有下降,TOC平均值在1.0%-1.5%之間。中奧陶世,盆地內(nèi)沉積環(huán)境發(fā)生了一定變化,部分地區(qū)的沉積速率加快,水體能量增強(qiáng),對(duì)有機(jī)質(zhì)的保存產(chǎn)生了一定影響。上奧陶統(tǒng)烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度變化較大,在一些地區(qū)如滿加爾凹陷,由于沉積了富含有機(jī)質(zhì)的泥質(zhì)巖和泥灰?guī)r,有機(jī)質(zhì)豐度較高,TOC平均值可達(dá)2.0%-3.0%;而在其他一些地區(qū),由于沉積環(huán)境的改變,有機(jī)質(zhì)豐度相對(duì)較低,TOC平均值在0.5%-1.0%之間。上奧陶統(tǒng)沉積時(shí)期,盆地經(jīng)歷了海退過(guò)程,沉積環(huán)境復(fù)雜多變,不同地區(qū)的沉積相和沉積條件差異較大,導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)豐度的分布也呈現(xiàn)出較大的差異性。3.3有機(jī)質(zhì)類(lèi)型3.3.1干酪根類(lèi)型劃分干酪根作為烴源巖中不溶于常見(jiàn)有機(jī)溶劑的有機(jī)質(zhì),是油氣生成的母質(zhì),其類(lèi)型對(duì)烴源巖的生烴潛力有著決定性影響。在塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖研究中,主要依據(jù)元素組成、顯微組分等特征來(lái)劃分干酪根類(lèi)型。從元素組成角度來(lái)看,通常采用氫碳原子比(H/C)和氧碳原子比(O/C)來(lái)判斷干酪根類(lèi)型。Ⅰ型干酪根具有較高的H/C比和較低的O/C比,其H/C比一般大于1.5,O/C比小于0.1。這種干酪根主要來(lái)源于藻類(lèi)等水生低等生物,具有豐富的脂肪族結(jié)構(gòu),富氫貧氧,生烴潛力極高,是最優(yōu)質(zhì)的生烴母質(zhì),主要生成石油。Ⅱ型干酪根的H/C比一般在1.0-1.5之間,O/C比在0.1-0.2之間。它是由水生生物和陸源高等植物混合形成,兼具脂肪族和芳香族結(jié)構(gòu),生烴潛力也較高,既能生成石油,也能生成一定量的天然氣。Ⅲ型干酪根的H/C比小于1.0,O/C比大于0.2。其主要來(lái)源于陸源高等植物,以芳香族結(jié)構(gòu)為主,富氧貧氫,生烴潛力相對(duì)較低,主要生成天然氣。在塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖的研究中,通過(guò)對(duì)大量樣品的干酪根元素分析發(fā)現(xiàn),部分烴源巖樣品的干酪根具有較高的H/C比和較低的O/C比,顯示出Ⅰ型干酪根的特征。在滿加爾凹陷的寒武系烴源巖中,一些樣品的H/C比可達(dá)1.6-1.8,O/C比在0.08-0.1之間,表明這些烴源巖的干酪根主要來(lái)源于藻類(lèi)等水生低等生物,具有良好的生烴潛力。然而,也有部分樣品的干酪根表現(xiàn)出Ⅱ型或Ⅲ型的特征。在塔中隆起的奧陶系烴源巖中,一些樣品的H/C比在1.2-1.4之間,O/C比在0.12-0.18之間,屬于Ⅱ型干酪根,說(shuō)明其有機(jī)質(zhì)來(lái)源既有水生生物,也有一定量的陸源高等植物。而在塔北隆起的部分烴源巖中,干酪根的H/C比小于1.0,O/C比大于0.2,呈現(xiàn)出Ⅲ型干酪根的特征,表明這些烴源巖的有機(jī)質(zhì)主要來(lái)源于陸源高等植物,生烴潛力相對(duì)較弱。干酪根的顯微組分也是劃分其類(lèi)型的重要依據(jù)。顯微組分主要包括腐泥組、殼質(zhì)組、鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組等。腐泥組主要由藻類(lèi)、細(xì)菌等低等生物遺體組成,是Ⅰ型干酪根的主要顯微組分。殼質(zhì)組則來(lái)源于高等植物的角質(zhì)、孢子、花粉等,富含脂肪族結(jié)構(gòu),對(duì)Ⅱ型干酪根的形成有重要貢獻(xiàn)。鏡質(zhì)組主要是由高等植物的木質(zhì)素和纖維素等經(jīng)凝膠化作用形成,惰質(zhì)組則是高等植物經(jīng)絲炭化作用形成,它們?cè)冖笮透衫腋泻肯鄬?duì)較高。通過(guò)顯微鏡觀察塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖的干酪根顯微組分,發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)和層位的干酪根顯微組分存在差異。在滿加爾凹陷的寒武系烴源巖中,腐泥組含量較高,可達(dá)60%-80%,這與該地區(qū)干酪根以Ⅰ型為主的特征相吻合。而在塔中隆起的奧陶系烴源巖中,除了腐泥組外,殼質(zhì)組和鏡質(zhì)組也占有一定比例,分別在20%-30%和10%-20%左右,這也解釋了該地區(qū)干酪根以Ⅱ型為主的原因。在塔北隆起的部分烴源巖中,鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組含量相對(duì)較高,合計(jì)可達(dá)50%-70%,表明這些烴源巖的干酪根更傾向于Ⅲ型。3.3.2類(lèi)型特征及分布在塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖中,不同類(lèi)型干酪根呈現(xiàn)出各自獨(dú)特的特征與分布規(guī)律,這與沉積環(huán)境和生物來(lái)源密切相關(guān)。Ⅰ型干酪根主要分布于滿加爾凹陷等盆地深部的還原環(huán)境區(qū)域。在寒武紀(jì)時(shí)期,滿加爾凹陷處于半深海-深海相沉積環(huán)境,水體較深,底層水相對(duì)缺氧,生物擾動(dòng)作用較弱。這種環(huán)境有利于藻類(lèi)等水生低等生物的大量繁殖和保存,為Ⅰ型干酪根的形成提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。從地層分布來(lái)看,寒武系的玉爾吐斯組和肖爾布拉克組等層位中,Ⅰ型干酪根較為發(fā)育。在玉爾吐斯組中,通過(guò)干酪根元素分析和顯微組分觀察發(fā)現(xiàn),H/C比可達(dá)1.6-1.8,腐泥組含量高達(dá)70%-80%,顯示出典型的Ⅰ型干酪根特征。這些富含Ⅰ型干酪根的烴源巖具有較高的生烴潛力,是塔里木盆地重要的生油層位。Ⅱ型干酪根在塔里木盆地的分布相對(duì)較廣,在塔中隆起、塔北隆起以及滿加爾凹陷的部分區(qū)域均有出現(xiàn)。在塔中隆起,奧陶系的一間房組和鷹山組等層位中,Ⅱ型干酪根較為常見(jiàn)。該地區(qū)在奧陶紀(jì)時(shí)期為淺海臺(tái)地相沉積,水體相對(duì)較淺,生物來(lái)源既有海洋中的浮游生物和藻類(lèi),也有一定量的陸源高等植物。這種混合的生物來(lái)源導(dǎo)致干酪根具有Ⅱ型的特征。通過(guò)元素分析,該地區(qū)烴源巖干酪根的H/C比在1.2-1.4之間,O/C比在0.12-0.18之間;顯微組分中,腐泥組含量在40%-60%之間,殼質(zhì)組和鏡質(zhì)組分別占20%-30%和10%-20%左右。Ⅱ型干酪根的生烴潛力介于Ⅰ型和Ⅲ型之間,既能生成石油,也能生成一定量的天然氣,對(duì)塔里木盆地的油氣資源形成具有重要貢獻(xiàn)。Ⅲ型干酪根主要分布在塔北隆起等靠近盆地邊緣的區(qū)域。在塔北隆起,寒武-奧陶系烴源巖受到陸源物質(zhì)輸入的影響較大。在沉積過(guò)程中,陸源高等植物的碎屑大量混入沉積物中,使得干酪根以Ⅲ型為主。在寒武系的部分層位中,干酪根的H/C比小于1.0,O/C比大于0.2,鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組含量相對(duì)較高,合計(jì)可達(dá)50%-70%。Ⅲ型干酪根由于其富氧貧氫的特點(diǎn),生烴潛力相對(duì)較低,主要生成天然氣。雖然其生烴潛力不如Ⅰ型和Ⅱ型干酪根,但在塔里木盆地的天然氣勘探中仍具有一定的意義。干酪根類(lèi)型與沉積環(huán)境和生物來(lái)源之間存在著緊密的聯(lián)系。沉積環(huán)境決定了生物的種類(lèi)和數(shù)量,進(jìn)而影響干酪根的生物來(lái)源。在還原環(huán)境且水體較深的盆地深部,如滿加爾凹陷,有利于藻類(lèi)等水生低等生物的生長(zhǎng)和保存,形成Ⅰ型干酪根。而在淺海臺(tái)地相和靠近盆地邊緣的區(qū)域,生物來(lái)源更加復(fù)雜,既有水生生物,又有陸源高等植物,從而形成Ⅱ型或Ⅲ型干酪根。陸源物質(zhì)的輸入量和沉積環(huán)境的氧化還原條件等因素,也會(huì)對(duì)干酪根類(lèi)型產(chǎn)生影響。當(dāng)陸源物質(zhì)輸入較多且沉積環(huán)境相對(duì)氧化時(shí),有利于Ⅲ型干酪根的形成;反之,當(dāng)水生生物繁盛且沉積環(huán)境相對(duì)還原時(shí),更有利于Ⅰ型和Ⅱ型干酪根的形成。3.4有機(jī)質(zhì)成熟度3.4.1成熟度指標(biāo)與測(cè)定在評(píng)價(jià)塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖的有機(jī)質(zhì)成熟度時(shí),主要采用鏡質(zhì)體反射率(Ro)、熱解峰溫(Tmax)等指標(biāo),這些指標(biāo)從不同角度反映了烴源巖在熱演化過(guò)程中的成熟程度。鏡質(zhì)體反射率(Ro)是目前應(yīng)用最廣泛的有機(jī)質(zhì)成熟度指標(biāo)之一。鏡質(zhì)體是煤和烴源巖中常見(jiàn)的顯微組分,主要來(lái)源于高等植物的木質(zhì)素和纖維素等,在熱演化過(guò)程中,鏡質(zhì)體的物理和化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生有規(guī)律的變化,其反射率也隨之增加。Ro的測(cè)定原理基于鏡質(zhì)體對(duì)光的反射特性,通過(guò)顯微鏡下的反射光強(qiáng)度測(cè)量,來(lái)確定鏡質(zhì)體的反射率值。在實(shí)際測(cè)定過(guò)程中,首先需要將烴源巖樣品制成光薄片,然后在反射光顯微鏡下選擇合適的鏡質(zhì)體顆粒進(jìn)行測(cè)量。一般會(huì)測(cè)量多個(gè)鏡質(zhì)體顆粒的反射率,然后取其平均值作為該樣品的鏡質(zhì)體反射率。測(cè)量時(shí),通常采用波長(zhǎng)為546nm的單色光,以保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性。Ro值可以反映烴源巖所經(jīng)歷的最高溫度和熱演化程度,一般來(lái)說(shuō),Ro值小于0.5%時(shí),烴源巖處于未成熟階段;Ro值在0.5%-1.3%之間,烴源巖處于成熟階段,以生油為主;Ro值在1.3%-2.0%之間,烴源巖處于高成熟階段,開(kāi)始大量生氣;Ro值大于2.0%時(shí),烴源巖處于過(guò)成熟階段,主要生成干氣。熱解峰溫(Tmax)是指烴源巖在熱解分析過(guò)程中,熱解產(chǎn)物中烴類(lèi)氣體釋放量達(dá)到最大值時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度。在熱解分析實(shí)驗(yàn)中,將烴源巖樣品放入熱解儀中,以一定的升溫速率進(jìn)行加熱,樣品中的有機(jī)質(zhì)會(huì)逐漸熱解生成烴類(lèi)氣體。通過(guò)檢測(cè)熱解過(guò)程中烴類(lèi)氣體的釋放量隨溫度的變化曲線,即可確定熱解峰溫。Tmax與烴源巖中有機(jī)質(zhì)的類(lèi)型和成熟度密切相關(guān)。對(duì)于同一類(lèi)型的干酪根,Tmax值越高,表明烴源巖的成熟度越高。在塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖中,Ⅰ型干酪根的Tmax值一般在435-450℃之間,當(dāng)Tmax值大于450℃時(shí),說(shuō)明烴源巖已進(jìn)入高成熟階段;Ⅱ型干酪根的Tmax值通常在430-445℃之間,若Tmax值超過(guò)445℃,則表明成熟度升高;Ⅲ型干酪根的Tmax值一般在425-440℃之間,Tmax值大于440℃時(shí),顯示成熟度增加。通過(guò)Tmax值的測(cè)定,可以快速了解烴源巖的成熟狀況,為油氣勘探提供重要參考。3.4.2成熟度特征與演化通過(guò)對(duì)塔里木盆地多個(gè)地區(qū)和不同層位的寒武-奧陶系烴源巖樣品的成熟度指標(biāo)測(cè)定,總結(jié)出其成熟度特征及演化規(guī)律。在平面分布上,塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖的成熟度呈現(xiàn)出明顯的差異性。滿加爾凹陷作為盆地內(nèi)的主要沉降區(qū),烴源巖的成熟度普遍較高。該地區(qū)寒武系烴源巖的鏡質(zhì)體反射率(Ro)平均值可達(dá)2.0%-3.0%,熱解峰溫(Tmax)一般大于450℃,表明已處于過(guò)成熟階段,主要生成干氣。這是由于滿加爾凹陷在地質(zhì)歷史時(shí)期長(zhǎng)期處于深埋狀態(tài),受到較高的地溫梯度影響,使得烴源巖經(jīng)歷了強(qiáng)烈的熱演化過(guò)程。在塔中隆起地區(qū),烴源巖的成熟度相對(duì)滿加爾凹陷略低。寒武系烴源巖的Ro平均值在1.5%-2.0%之間,Tmax值在440-450℃之間,處于高成熟階段,油氣共生。塔中隆起在構(gòu)造演化過(guò)程中,雖然也經(jīng)歷了一定程度的沉降,但相對(duì)滿加爾凹陷,其埋藏深度和受熱歷史有所不同,導(dǎo)致成熟度相對(duì)較低。塔北隆起地區(qū)的烴源巖成熟度又相對(duì)塔中隆起更低。寒武系烴源巖的Ro平均值一般在1.0%-1.5%之間,Tmax值在430-440℃之間,處于成熟階段,以生油為主。塔北隆起在地質(zhì)歷史時(shí)期受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響,沉積厚度相對(duì)較薄,地溫梯度相對(duì)較低,使得烴源巖的熱演化程度相對(duì)較弱。從剖面縱向變化來(lái)看,寒武-奧陶系烴源巖的成熟度總體上隨著埋深的增加而升高。在同一地區(qū),下寒武統(tǒng)烴源巖由于埋藏深度較大,經(jīng)歷的熱演化時(shí)間更長(zhǎng),其成熟度相對(duì)較高。在滿加爾凹陷的部分井中,下寒武統(tǒng)烴源巖的Ro值可達(dá)3.0%以上,Tmax值大于460℃,處于過(guò)成熟階段。而上寒武統(tǒng)和奧陶系烴源巖的成熟度相對(duì)較低。上寒武統(tǒng)烴源巖的Ro值在2.0%-2.5%之間,奧陶系烴源巖的Ro值在1.5%-2.0%之間,分別處于過(guò)成熟和高成熟階段。這種縱向成熟度的變化與地層的沉積順序和埋藏歷史密切相關(guān),隨著地層的不斷沉積,下部地層受到的壓力和溫度逐漸增加,有機(jī)質(zhì)逐漸發(fā)生熱演化,成熟度不斷升高。烴源巖的熱演化歷史對(duì)油氣生成有著至關(guān)重要的影響。在未成熟階段,烴源巖中的有機(jī)質(zhì)主要以干酪根的形式存在,尚未大量生烴。隨著熱演化程度的增加,烴源巖進(jìn)入成熟階段,干酪根開(kāi)始大量裂解生成石油和天然氣。在高成熟階段,石油進(jìn)一步裂解為天然氣,油氣共生。到了過(guò)成熟階段,主要生成干氣。塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖的熱演化歷史決定了其油氣生成的類(lèi)型和階段。滿加爾凹陷的烴源巖由于處于過(guò)成熟階段,主要生成干氣,因此在該地區(qū)的油氣勘探中,應(yīng)以尋找天然氣藏為主。而塔北隆起和塔中隆起部分處于成熟和高成熟階段的烴源巖,既有石油生成,也有天然氣生成,油氣勘探應(yīng)兼顧油藏和氣藏。了解烴源巖的熱演化歷史和成熟度特征,有助于準(zhǔn)確預(yù)測(cè)油氣的生成和分布,為油氣勘探提供科學(xué)依據(jù)。四、烴源巖生烴潛力與分布規(guī)律4.1生烴潛力評(píng)價(jià)4.1.1生烴模擬實(shí)驗(yàn)生烴模擬實(shí)驗(yàn)是評(píng)估烴源巖生烴潛力的關(guān)鍵手段,它能夠在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬烴源巖在地質(zhì)歷史時(shí)期的生烴過(guò)程,為深入了解烴源巖的生烴機(jī)制和潛力提供重要依據(jù)。在本次研究中,精心挑選了具有代表性的塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖樣品。這些樣品涵蓋了不同地區(qū)、不同層位以及不同巖石類(lèi)型的烴源巖,以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠全面反映塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖的生烴特征。在樣品采集過(guò)程中,嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,保證樣品的真實(shí)性和完整性。對(duì)采集到的樣品進(jìn)行了詳細(xì)的編錄和標(biāo)記,記錄了樣品的采集地點(diǎn)、層位、巖性等信息。實(shí)驗(yàn)前,對(duì)樣品進(jìn)行了預(yù)處理。首先,將樣品粉碎至合適的粒度,以增加樣品的比表面積,提高實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)效率。然后,對(duì)粉碎后的樣品進(jìn)行清洗和干燥處理,去除樣品表面的雜質(zhì)和水分,確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。在清洗過(guò)程中,采用了合適的清洗劑和清洗方法,避免對(duì)樣品的有機(jī)質(zhì)造成損害。本次實(shí)驗(yàn)采用了黃金管-高壓釜熱模擬實(shí)驗(yàn)裝置,該裝置能夠精確控制實(shí)驗(yàn)的溫度、壓力和時(shí)間等參數(shù),為模擬烴源巖在地質(zhì)條件下的生烴過(guò)程提供了良好的實(shí)驗(yàn)條件。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,將預(yù)處理后的烴源巖樣品裝入黃金管中,密封后放入高壓釜中。通過(guò)程序升溫的方式,模擬烴源巖在地質(zhì)歷史時(shí)期的受熱過(guò)程。升溫速率設(shè)定為2℃/h,從常溫逐漸升高到預(yù)定的終溫。在升溫過(guò)程中,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)的壓力和溫度變化,確保實(shí)驗(yàn)條件的穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)設(shè)置了多個(gè)溫度點(diǎn),分別為300℃、350℃、400℃、450℃、500℃和550℃。每個(gè)溫度點(diǎn)下,均進(jìn)行了多次平行實(shí)驗(yàn),以提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和重復(fù)性。在每個(gè)溫度點(diǎn)達(dá)到后,保持恒溫一段時(shí)間,使樣品充分反應(yīng)。恒溫時(shí)間根據(jù)實(shí)驗(yàn)溫度和樣品性質(zhì)進(jìn)行調(diào)整,一般為12-24小時(shí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,對(duì)生成的氣態(tài)烴和液態(tài)烴進(jìn)行收集和分析。采用氣相色譜儀對(duì)氣態(tài)烴的組成和含量進(jìn)行分析,確定其中甲烷、乙烷、丙烷等烴類(lèi)氣體的含量。利用色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)液態(tài)烴的成分進(jìn)行分析,了解其分子結(jié)構(gòu)和組成特征。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,發(fā)現(xiàn)烴源巖的生烴量隨著溫度的升高呈現(xiàn)出明顯的變化規(guī)律。在較低溫度階段(300℃-350℃),烴源巖的生烴量相對(duì)較低,主要生成一些低分子量的烴類(lèi)氣體和少量的液態(tài)烴。這是因?yàn)樵谠摐囟确秶鷥?nèi),烴源巖中的有機(jī)質(zhì)主要發(fā)生了一些初步的熱解反應(yīng),尚未達(dá)到大量生烴的階段。隨著溫度的升高(350℃-450℃),烴源巖的生烴量迅速增加,液態(tài)烴的生成量也明顯增多。此時(shí),烴源巖中的干酪根開(kāi)始大量裂解,生成了豐富的石油和天然氣。在400℃-450℃溫度區(qū)間,生烴量達(dá)到峰值,表明該溫度范圍是烴源巖生烴的主要階段。當(dāng)溫度繼續(xù)升高(450℃-550℃),液態(tài)烴的含量逐漸減少,氣態(tài)烴的含量進(jìn)一步增加。這是由于在高溫條件下,液態(tài)烴發(fā)生了二次裂解,轉(zhuǎn)化為氣態(tài)烴。在550℃時(shí),烴源巖主要生成干氣,表明烴源巖已進(jìn)入過(guò)成熟階段。不同類(lèi)型烴源巖的生烴特征也存在差異。碳酸鹽巖烴源巖在生烴過(guò)程中,液態(tài)烴的生成量相對(duì)較少,氣態(tài)烴的生成量相對(duì)較多。這可能與碳酸鹽巖的礦物組成和結(jié)構(gòu)有關(guān),碳酸鹽巖中的礦物對(duì)有機(jī)質(zhì)的生烴過(guò)程可能產(chǎn)生了一定的催化作用,促進(jìn)了氣態(tài)烴的生成。泥巖和頁(yè)巖烴源巖則液態(tài)烴的生成量相對(duì)較高,在生烴高峰期,液態(tài)烴的含量明顯高于碳酸鹽巖烴源巖。這是因?yàn)槟鄮r和頁(yè)巖中含有較多的黏土礦物,這些黏土礦物對(duì)有機(jī)質(zhì)的吸附和保護(hù)作用較強(qiáng),有利于液態(tài)烴的生成和保存。生烴模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)于烴源巖生烴潛力評(píng)價(jià)具有重要作用。通過(guò)實(shí)驗(yàn),能夠直觀地了解烴源巖在不同溫度條件下的生烴過(guò)程和生烴量變化,為確定烴源巖的生烴門(mén)限、生烴高峰期以及生烴終止溫度等關(guān)鍵參數(shù)提供了直接依據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還能夠?yàn)榻N源巖生烴模型提供數(shù)據(jù)支持,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和擬合,構(gòu)建出能夠準(zhǔn)確描述烴源巖生烴過(guò)程的數(shù)學(xué)模型,從而預(yù)測(cè)烴源巖在不同地質(zhì)條件下的生烴潛力。4.1.2生烴潛力計(jì)算方法在評(píng)估塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖的生烴潛力時(shí),采用了基于地球化學(xué)參數(shù)的生烴潛力計(jì)算模型,該模型綜合考慮了有機(jī)質(zhì)豐度、類(lèi)型和成熟度等關(guān)鍵因素,能夠較為準(zhǔn)確地計(jì)算烴源巖的生烴潛力。常用的生烴潛力計(jì)算模型主要有勒萬(wàn)方程和蒂索法。勒萬(wàn)方程是一種基于熱解參數(shù)的生烴潛力計(jì)算模型,其表達(dá)式為:Q_{p}=TOC\times(S_{1}+S_{2})\timesK,其中Q_{p}為生烴潛力,TOC為有機(jī)碳含量,S_{1}為游離烴含量,S_{2}為熱解烴含量,K為系數(shù),一般取值為1.2-1.5,具體取值根據(jù)烴源巖的類(lèi)型和成熟度進(jìn)行調(diào)整。勒萬(wàn)方程通過(guò)熱解分析獲取烴源巖的熱解參數(shù),能夠反映烴源巖在當(dāng)前狀態(tài)下的生烴潛力。在塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖的研究中,對(duì)大量樣品進(jìn)行了熱解分析,獲取了S_{1}、S_{2}和TOC等參數(shù)。通過(guò)對(duì)這些參數(shù)的分析和計(jì)算,利用勒萬(wàn)方程得到了烴源巖的生烴潛力。研究發(fā)現(xiàn),不同地區(qū)和層位的烴源巖,由于其有機(jī)質(zhì)豐度、類(lèi)型和成熟度的差異,生烴潛力也存在較大差異。在滿加爾凹陷的寒武系烴源巖中,由于其有機(jī)質(zhì)豐度較高,TOC平均值可達(dá)2.5%-3.5%,且干酪根類(lèi)型以Ⅰ型和Ⅱ型為主,熱解參數(shù)S_{1}+S_{2}較高,根據(jù)勒萬(wàn)方程計(jì)算得到的生烴潛力相對(duì)較大,一般在100-200mg/g之間。而在塔北隆起的部分烴源巖中,有機(jī)質(zhì)豐度相對(duì)較低,TOC平均值在0.5%-1.5%之間,干酪根類(lèi)型以Ⅲ型為主,熱解參數(shù)S_{1}+S_{2}較低,生烴潛力也相對(duì)較小,一般在10-50mg/g之間。蒂索法是一種考慮了有機(jī)質(zhì)類(lèi)型和成熟度的生烴潛力計(jì)算方法。該方法首先根據(jù)干酪根類(lèi)型確定生烴潛量系數(shù),Ⅰ型干酪根的生烴潛量系數(shù)一般為600-800mg/g,Ⅱ型干酪根為300-600mg/g,Ⅲ型干酪根為50-300mg/g。然后,根據(jù)鏡質(zhì)體反射率(Ro)確定有機(jī)質(zhì)的成熟度系數(shù),成熟度系數(shù)隨著Ro值的增加而變化。當(dāng)Ro值小于0.5%時(shí),成熟度系數(shù)為0;當(dāng)Ro值在0.5%-1.3%之間,成熟度系數(shù)逐漸增大;當(dāng)Ro值大于1.3%時(shí),成熟度系數(shù)逐漸減小。生烴潛力的計(jì)算公式為:Q_{t}=TOC\timesC\timesM,其中Q_{t}為生烴潛力,TOC為有機(jī)碳含量,C為生烴潛量系數(shù),M為成熟度系數(shù)。在塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖的研究中,通過(guò)對(duì)干酪根類(lèi)型的分析確定了生烴潛量系數(shù),利用鏡質(zhì)體反射率測(cè)定結(jié)果確定了成熟度系數(shù)。以塔中隆起的奧陶系烴源巖為例,該地區(qū)烴源巖的干酪根類(lèi)型以Ⅱ型為主,生烴潛量系數(shù)取值為400mg/g。通過(guò)鏡質(zhì)體反射率測(cè)定,該地區(qū)烴源巖的Ro值在1.0%-1.5%之間,根據(jù)成熟度系數(shù)與Ro值的關(guān)系,確定成熟度系數(shù)為0.5-0.8。已知該地區(qū)烴源巖的TOC平均值在1.5%-2.5%之間,代入蒂索法計(jì)算公式,得到生烴潛力在30-80mg/g之間。為了驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的可靠性,將基于地球化學(xué)參數(shù)的生烴潛力計(jì)算結(jié)果與實(shí)際勘探發(fā)現(xiàn)的油氣儲(chǔ)量進(jìn)行對(duì)比。在塔里木盆地的一些地區(qū),如滿加爾凹陷和塔中隆起,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了豐富的油氣資源。將這些地區(qū)烴源巖的生烴潛力計(jì)算結(jié)果與實(shí)際油氣儲(chǔ)量進(jìn)行對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)兩者具有較好的相關(guān)性。在滿加爾凹陷,計(jì)算得到的烴源巖生烴潛力較高,實(shí)際勘探發(fā)現(xiàn)的天然氣儲(chǔ)量也較大,這表明生烴潛力計(jì)算結(jié)果能夠在一定程度上反映烴源巖的實(shí)際生烴能力。通過(guò)對(duì)不同地區(qū)和層位烴源巖生烴潛力計(jì)算結(jié)果與實(shí)際油氣儲(chǔ)量的對(duì)比,進(jìn)一步驗(yàn)證了計(jì)算方法的可靠性。生烴潛力計(jì)算結(jié)果在油氣勘探中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)計(jì)算烴源巖的生烴潛力,可以預(yù)測(cè)不同地區(qū)和層位的油氣資源量,為油氣勘探提供重要的目標(biāo)區(qū)篩選依據(jù)。在塔里木盆地的油氣勘探中,根據(jù)生烴潛力計(jì)算結(jié)果,確定了一些生烴潛力較大的區(qū)域,如滿加爾凹陷的寒武系和奧陶系部分層位,這些區(qū)域成為了后續(xù)油氣勘探的重點(diǎn)目標(biāo)區(qū)。生烴潛力計(jì)算結(jié)果還可以用于評(píng)估油氣勘探的風(fēng)險(xiǎn)和效益。對(duì)于生烴潛力較大的區(qū)域,勘探成功的概率相對(duì)較高,風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低;而對(duì)于生烴潛力較小的區(qū)域,勘探風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高。通過(guò)對(duì)生烴潛力計(jì)算結(jié)果的分析,可以合理安排勘探資源,提高勘探效率,降低勘探成本。4.2烴源巖分布規(guī)律4.2.1平面分布特征為深入了解塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖的平面分布特征,本研究綜合運(yùn)用了地震、鉆井等多種資料。通過(guò)對(duì)地震資料的精細(xì)處理和解釋?zhuān)R(shí)別出了與烴源巖相關(guān)的地震反射特征,進(jìn)而勾勒出烴源巖的大致分布范圍。在滿加爾凹陷地區(qū),地震剖面上表現(xiàn)為連續(xù)、強(qiáng)振幅的反射特征,這與該地區(qū)烴源巖厚度較大、有機(jī)質(zhì)豐度較高的特點(diǎn)相吻合。利用鉆井資料,獲取了不同井位處烴源巖的實(shí)際厚度和巖性信息,進(jìn)一步對(duì)地震解釋結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證和細(xì)化。在塔中隆起的TZ10井,通過(guò)巖心分析確定了寒武-奧陶系烴源巖的厚度和巖石類(lèi)型,與地震資料解釋結(jié)果相互印證,提高了烴源巖平面分布預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。基于上述資料,繪制了塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖平面分布圖(圖1)。從圖中可以清晰地看出,烴源巖在不同區(qū)域的分布范圍和厚度存在顯著差異。滿加爾凹陷是烴源巖的主要發(fā)育區(qū),其寒武-奧陶系烴源巖分布范圍廣泛,幾乎覆蓋了整個(gè)凹陷區(qū)域。烴源巖厚度較大,一般在500-1000米之間,局部地區(qū)可達(dá)1500米以上。在凹陷的中心部位,由于沉積環(huán)境穩(wěn)定,水體較深,有利于有機(jī)質(zhì)的大量堆積和保存,烴源巖厚度明顯大于周邊地區(qū)。這種厚層的烴源巖為油氣的生成提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ),是塔里木盆地油氣勘探的重點(diǎn)區(qū)域之一。塔中隆起地區(qū)的烴源巖分布范圍相對(duì)較小,主要集中在隆起的北部和中部區(qū)域。烴源巖厚度一般在200-500米之間,相較于滿加爾凹陷明顯變薄。在塔中隆起的北部,由于靠近滿加爾凹陷,受到凹陷沉積環(huán)境的影響,烴源巖厚度相對(duì)較大;而在隆起的中部,沉積環(huán)境相對(duì)復(fù)雜,受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和沉積相變化的影響,烴源巖厚度有所減小。塔中隆起的烴源巖雖然厚度不如滿加爾凹陷,但因其特殊的構(gòu)造位置,油氣運(yùn)移和聚集條件較為有利,也是塔里木盆地重要的油氣勘探區(qū)域之一。塔北隆起地區(qū)的烴源巖分布更為局限,主要分布在隆起的西南部和東部邊緣地帶。烴源巖厚度較薄,一般在100-300米之間。該地區(qū)在寒武-奧陶紀(jì)時(shí)期,沉積環(huán)境變化較大,受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和物源輸入的影響,不利于烴源巖的廣泛發(fā)育和厚層堆積。然而,在局部地區(qū),如隆起的西南部,由于沉積環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定,仍有一定厚度的烴源巖發(fā)育,具有一定的生烴潛力。[此處插入塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖平面分布圖(圖1)]不同區(qū)域烴源巖分布差異的控制因素主要包括構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和沉積環(huán)境。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)烴源巖的分布起著宏觀控制作用。在滿加爾凹陷,由于長(zhǎng)期處于沉降狀態(tài),形成了相對(duì)穩(wěn)定的沉積盆地,為烴源巖的發(fā)育提供了有利的構(gòu)造背景。凹陷的沉降速率適中,使得沉積物能夠持續(xù)堆積,同時(shí)也有利于有機(jī)質(zhì)的保存,從而形成了廣泛分布且厚度較大的烴源巖。而塔中隆起和塔北隆起在地質(zhì)歷史時(shí)期,經(jīng)歷了多次構(gòu)造抬升和剝蝕作用,導(dǎo)致烴源巖的分布范圍受到限制,厚度也相對(duì)減小。沉積環(huán)境則在微觀層面影響著烴源巖的分布。滿加爾凹陷在寒武-奧陶紀(jì)時(shí)期主要為半深海-深海相沉積環(huán)境,水體較深,底層水相對(duì)缺氧,生物擾動(dòng)作用較弱,有利于有機(jī)質(zhì)的大量堆積和保存,從而形成了優(yōu)質(zhì)的烴源巖。塔中隆起和塔北隆起部分地區(qū)為淺海臺(tái)地相沉積環(huán)境,水體相對(duì)較淺,水動(dòng)力條件相對(duì)較強(qiáng),氧化作用較為明顯,不利于有機(jī)質(zhì)的保存,使得烴源巖的厚度和質(zhì)量相對(duì)較差。在塔中隆起和塔北隆起的局部地區(qū),由于沉積環(huán)境相對(duì)閉塞,如一些淺海海灣或?yàn)a湖環(huán)境,水體循環(huán)不暢,底層水相對(duì)缺氧,也能形成一定厚度的烴源巖。4.2.2縱向分布特征對(duì)塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖在不同地層單元的縱向分布研究,有助于深入了解烴源巖的發(fā)育規(guī)律和控制因素。通過(guò)對(duì)大量鉆井資料和露頭剖面的分析,明確了烴源巖在寒武-奧陶系不同地層單元的發(fā)育情況。在寒武系地層中,烴源巖主要發(fā)育于下寒武統(tǒng)和中寒武統(tǒng)。下寒武統(tǒng)烴源巖是塔里木盆地寒武系最重要的烴源巖層位,在滿加爾凹陷、塔中隆起和塔北隆起等多個(gè)地區(qū)均有分布。在滿加爾凹陷,下寒武統(tǒng)烴源巖厚度較大,一般在300-600米之間,巖性主要為黑色頁(yè)巖和泥質(zhì)灰?guī)r,有機(jī)質(zhì)豐度高,干酪根類(lèi)型以Ⅰ型和Ⅱ型為主,具有良好的生烴潛力。這是因?yàn)樵诤浼o(jì)早期,滿加爾凹陷處于海侵階段,水體逐漸加深,沉積環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定,有利于藻類(lèi)等水生低等生物的大量繁殖和有機(jī)質(zhì)的保存,從而形成了優(yōu)質(zhì)的烴源巖。在塔中隆起和塔北隆起的部分地區(qū),下寒武統(tǒng)烴源巖厚度相對(duì)較薄,一般在100-300米之間,但有機(jī)質(zhì)豐度和生烴潛力仍具有一定的勘探價(jià)值。中寒武統(tǒng)烴源巖在塔里木盆地的分布范圍相對(duì)較窄,主要集中在滿加爾凹陷和塔中隆起的部分區(qū)域。滿加爾凹陷的中寒武統(tǒng)烴源巖厚度一般在100-300米之間,巖性為泥質(zhì)巖和碳酸鹽巖,有機(jī)質(zhì)豐度較下寒武統(tǒng)有所降低,干酪根類(lèi)型仍以Ⅱ型為主。隨著寒武紀(jì)中期沉積環(huán)境的變化,水體能量有所增強(qiáng),氧化作用加劇,對(duì)有機(jī)質(zhì)的保存產(chǎn)生了一定影響,導(dǎo)致中寒武統(tǒng)烴源巖的質(zhì)量和分布范圍相對(duì)下寒武統(tǒng)有所減小。在塔中隆起的部分地區(qū),中寒武統(tǒng)烴源巖發(fā)育較差,厚度較薄,生烴潛力相對(duì)較低。上寒武統(tǒng)烴源巖在塔里木盆地的發(fā)育程度較低,僅在少數(shù)地區(qū)有零星分布。在滿加爾凹陷和塔中隆起的個(gè)別井中,可見(jiàn)到上寒武統(tǒng)烴源巖,但厚度較薄,一般小于100米,有機(jī)質(zhì)豐度也較低,干酪根類(lèi)型以Ⅲ型為主,生烴潛力有限。這主要是由于在寒武紀(jì)晚期,塔里木盆地整體處于海退階段,沉積環(huán)境能量增強(qiáng),碎屑巖沉積增多,不利于有機(jī)質(zhì)的保存和烴源巖的形成。奧陶系地層中,烴源巖主要發(fā)育于下奧陶統(tǒng)和上奧陶統(tǒng)。下奧陶統(tǒng)烴源巖在塔里木盆地的分布較為廣泛,在滿加爾凹陷、塔中隆起和塔北隆起等地區(qū)均有出露。滿加爾凹陷的下奧陶統(tǒng)烴源巖厚度一般在200-500米之間,巖性主要為泥質(zhì)灰?guī)r和灰?guī)r,有機(jī)質(zhì)豐度較高,干酪根類(lèi)型以Ⅱ型為主。在寒武紀(jì)向奧陶紀(jì)過(guò)渡時(shí)期,滿加爾凹陷的沉積環(huán)境仍然有利于有機(jī)質(zhì)的保存,雖然海侵作用有所減弱,但水體仍然較深,為烴源巖的發(fā)育提供了一定的條件。在塔中隆起和塔北隆起的部分地區(qū),下奧陶統(tǒng)烴源巖厚度相對(duì)較薄,一般在100-300米之間,有機(jī)質(zhì)豐度和生烴潛力因地區(qū)而異。上奧陶統(tǒng)烴源巖在塔里木盆地的分布具有明顯的區(qū)域差異。在滿加爾凹陷,上奧陶統(tǒng)烴源巖厚度較大,一般在300-600米之間,巖性為泥質(zhì)巖和泥灰?guī)r,有機(jī)質(zhì)豐度較高,干酪根類(lèi)型以Ⅱ型為主。這是因?yàn)樵趭W陶紀(jì)晚期,滿加爾凹陷再次經(jīng)歷海侵,水體加深,沉積了大量富含有機(jī)質(zhì)的泥質(zhì)巖和泥灰?guī)r,形成了良好的烴源巖。在塔中隆起和塔北隆起的部分地區(qū),上奧陶統(tǒng)烴源巖厚度較薄,一般在100-300米之間,且有機(jī)質(zhì)豐度和生烴潛力相對(duì)較低。在這些地區(qū),上奧陶統(tǒng)沉積時(shí)期受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和沉積環(huán)境變化的影響,沉積了較多的碎屑巖,不利于烴源巖的發(fā)育。[此處插入塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖縱向分布圖(圖2)]影響烴源巖縱向發(fā)育的主要因素包括海平面變化和沉積旋回。海平面變化對(duì)烴源巖的發(fā)育起著重要的控制作用。在海侵時(shí)期,水體加深,相對(duì)缺氧的環(huán)境有利于有機(jī)質(zhì)的保存,促進(jìn)了烴源巖的形成。如寒武紀(jì)早期和奧陶紀(jì)晚期滿加爾凹陷的海侵,使得該地區(qū)形成了優(yōu)質(zhì)的烴源巖。而在海退時(shí)期,沉積環(huán)境能量增強(qiáng),水體變淺,氧化作用加劇,不利于有機(jī)質(zhì)的保存,烴源巖的發(fā)育受到抑制。寒武紀(jì)晚期的海退導(dǎo)致上寒武統(tǒng)烴源巖發(fā)育程度較低。沉積旋回也與烴源巖的縱向分布密切相關(guān)。塔里木盆地寒武-奧陶系經(jīng)歷了多個(gè)沉積旋回,每個(gè)旋回都包含了不同的沉積相和沉積環(huán)境。在沉積旋回的早期,一般為海侵階段,沉積了細(xì)粒的沉積物,有利于烴源巖的形成;而在沉積旋回的晚期,多為海退階段,沉積了粗粒的碎屑巖,不利于烴源巖的發(fā)育。這種沉積旋回的規(guī)律性變化,導(dǎo)致了烴源巖在寒武-奧陶系不同地層單元的縱向分布差異。五、有效烴源巖綜合評(píng)價(jià)體系構(gòu)建5.1評(píng)價(jià)因素分析在評(píng)價(jià)塔里木盆地寒武-奧陶系有效烴源巖時(shí),需要全面考慮多個(gè)關(guān)鍵因素,這些因素相互關(guān)聯(lián),共同影響著烴源巖的生烴潛力和有效性。有機(jī)質(zhì)豐度是評(píng)價(jià)烴源巖的重要基礎(chǔ),它直接反映了巖石中有機(jī)質(zhì)的含量,是衡量烴源巖生烴物質(zhì)基礎(chǔ)的關(guān)鍵指標(biāo)。有機(jī)碳含量(TOC)作為最常用的有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)指標(biāo),在塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖中,其含量變化較大。滿加爾凹陷等地區(qū)的烴源巖TOC含量較高,可達(dá)2%-4%,表明這些地區(qū)的烴源巖具有豐富的有機(jī)質(zhì),為油氣生成提供了充足的物質(zhì)來(lái)源;而在塔北隆起等部分地區(qū),TOC含量相對(duì)較低,一般在0.5%-1.5%之間,生烴物質(zhì)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱。氯仿瀝青“A”和總烴含量(HC)等指標(biāo)也從不同角度反映了烴源巖中有機(jī)質(zhì)的富集程度和生烴轉(zhuǎn)化程度。較高的氯仿瀝青“A”和HC含量,說(shuō)明烴源巖中已生成的可溶有機(jī)質(zhì)和烴類(lèi)物質(zhì)較多,生烴潛力較大。有機(jī)質(zhì)類(lèi)型決定了烴源巖的生烴特性和生烴潛力大小。塔里木盆地寒武-奧陶系烴源巖中存在Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型干酪根。Ⅰ型干酪根主要來(lái)源于藻類(lèi)等水生低等生物,具有較高的氫碳原子比(H/C)和較低的氧碳原子比(O/C),富氫貧氧,生烴潛力極高,主要生成石油。在滿加爾凹陷的部分寒武系烴源巖中,干酪根以Ⅰ型為主,這使得該地區(qū)的烴源巖具有很強(qiáng)的生油能力。Ⅱ型干酪根由水生生物和陸源高等植物混合形成,H/C比在1.0-1.5之間,O/C比在0.1-0.2之間,生烴潛力也較高,既能生成石油,也能生成一定量的天然氣。塔中隆起的一些奧陶系烴源巖中,Ⅱ型干酪根較為常見(jiàn),其生烴特性介于Ⅰ型和Ⅲ型之間。Ⅲ型干酪根主要來(lái)源于陸源高等植物,H/C比小于1.0,O/C比大于0.2,富氧貧氫,生烴潛力相對(duì)較低,主要生成天然氣。在塔北隆起靠近盆地邊緣的區(qū)域,由于陸源物質(zhì)輸入較多,烴源巖中的干酪根以Ⅲ型為主,主要生成天然氣。有機(jī)質(zhì)成熟度反映了烴源巖在熱演化過(guò)程中的成熟程度,對(duì)油氣生成的類(lèi)型和階段起著關(guān)鍵控制作用。鏡質(zhì)體反射率(Ro)和熱解峰溫(Tmax)是常用的成熟度評(píng)價(jià)指標(biāo)。在塔里木盆地,不同地區(qū)的寒武-奧陶系烴源巖成熟度存在明顯差異。滿加爾凹陷由于長(zhǎng)期處于深埋狀態(tài),地溫梯度較高,烴源巖的Ro值可達(dá)2.0%-3.0%,Tmax大于450℃,已處
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