库车盆地烃源岩生烃潜力分析

库车盆地烃源岩生烃潜力分析

1泉岩的地质和地化特征1.1库车盆地的源岩库车盆地发育着湖相泥岩和煤系两层泉岩泉岩。湖相泥岩是指中、上三叠纪地层karamao组和黄山街组的浅湖、半深湖和深湖的黑色粘土。煤系地层是指中、下侏罗统杨霞群和克孜勒努尔群湖沼泽中的碳粘土和黑色粘土。它不仅广泛分布，而且厚度较大（500毫米以上），煤层厚度较大（超过25米）。因此，它可能是盆地最重要的源岩。图1为在前人*,**研究基础上作出的库车盆地原型及泥岩等厚图.由图可知,无论是三叠系还是侏罗系泥质烃源岩,都顺盆地走向呈东西向展布,中间厚,向两侧迅速变薄.每套源岩都有2个沉积中心,它们位于现今克依背斜带的位置,沉积中心泥质烃源岩最大厚度分别为中、上三叠统克拉玛依组与黄山街组湖相泥岩400m,中、下侏罗统阳霞组与克孜勒努尔组湖沼相泥岩650m.很显然,这一特征是由三叠纪、侏罗纪时的古构造格局与沉积特征决定的.1.2煤岩有机质类型及碳源利用特征在有机质丰度方面,中、上三叠统克拉玛依组与黄山街组湖相泥岩有机碳含量中等,普遍为1.0%～1.5%,平均为1.34%,属于中等偏差烃源岩;中、下侏罗统阳霞组与克孜勒努尔组湖沼相泥岩有机碳含量高,普遍在1.5%以上,最高可大于2.5%,平均为2.4%,属于中等偏好烃源岩.碳质泥岩有机碳含量为10.88%～20.80%,平均为16.62%,属差烃源岩;煤岩有机碳含量为30.07%～83.94%,平均为54.61%,属差烃源岩.在有机质类型方面,中、下侏罗统阳霞组与克孜勒努尔组湖沼相泥岩热解氢指数为9～174mg/g,70%以上样品小于100mg/g,属Ⅱ2-Ⅲ型有机质;中、上三叠统克拉玛依组与黄山街组湖相泥岩热解氢指数为7～77mg/g,属Ⅲ型有机质,明显比前者要差;侏罗系碳质泥岩热解氢指数为7～279mg/g,67%以上数据小于200mg/g,主要属Ⅲ型,部分为Ⅲ2型;侏罗系煤岩的热解氢指数为24～280mg/g,93%以上小于275mg/g,故以Ⅲ型占绝对优势.绝大多数煤的镜质组与半镜质组含量在50%～80%之间,惰质组和半惰质组含量在20%～50%之间,而壳质组与腐泥组总量一般低于10%,也表明煤岩有机质类型较差**.平面上,盆地沉降中心(现今克依背斜带)有机质丰度高、类型好,两侧边缘部位变差.这是因为三叠纪、侏罗纪时克依背斜带既远离北部南天山造山带,又远离南部塔北隆起,因而有机质品质较好(图2).2生烃的历史特征2.1烃源岩质量概况本研究采用产烃率量板法来模拟库车盆地烃源岩的生烃史特征,其公式为Qg=10Dρw(C)HRgC‚Qo=10−5Dρw(C)HRoC‚Qg=10Dρw(C)ΗRgC‚Qo=10-5Dρw(C)ΗRoC‚式中,Qg,Qo分别为烃源岩生气和生油强度,气:亿m3/km2,油:万t/km2;ρ为烃源岩密度,g/cm3;D为烃源岩百分含量;w(C)为烃源岩有机碳含量;H为烃源岩厚度,m;Rg,Ro分别为烃源岩产气率和产油率;C为烃源岩有机碳恢复系数.2.2参数的指定(1)模拟对象的选择本次模拟选择2个模拟井位,一个是位于拜城凹陷的大宛102井(Dw102),另一个是位于克依背斜带的克参1井(Kc1).(2)地质参数类型模拟古地表温度三叠纪—中新世为25℃;第四纪为12℃,古地温梯度在三叠纪、侏罗纪、白垩纪、下第三纪、上第三纪和第四纪时分别为3.10,3.05,3.05,3.00,2.60,2.05℃/100m.模拟所用地质参数包括剥蚀厚度、推覆体厚度及推覆时间,见表1.模拟所用地化参数包括烃源岩的有机质丰度与有机质类型,见表2.2.3不同层系湖相泥岩生烃强度表3为库车盆地中、上三叠统克拉玛依组与黄山街组湖相泥岩生油、生气强度模拟结果.由表可知:①大宛102井在早第三纪末期以后,吉迪克末期以前进入生烃高峰,吉迪克末期累积生油、生气强度分别为18.61×104t/km2,3.73×108m3/km2,库车组沉积末以前结束生烃高峰,累积生油、生气强度分别为1.04×104t/km2,8.97×108m3/km2.而克参1井则不同,其三叠系湖相泥岩进入生油高峰期是在早第三纪末期以前,累积生油、生气强度分别为41.33×104t/km2,6.30×108m3/km2,到康村组沉积末结束生烃高峰,累积生油、生气强度分别为2.57×104t/km2,49.67×108m3/km2.可见,拜城凹陷三叠系湖相泥岩生油高峰期在吉迪克至库车组沉积期间,而克依背斜带则是在早第三纪与康村组沉积期间,较前者要早许多.②无论是生油还是生气,均以克参1井最强,大宛102井居次,表明三叠系湖相泥岩在克依背斜带生烃能力最强.表4为库车盆地中、下侏罗统阳霞组和克孜勒努尔组湖沼相暗色泥岩生烃强度模拟结果.由表可知:①生烃强度以克参1井最大,大宛102井居次.表明生烃强度以直线背斜带最大,拜城凹陷居次;②侏罗系湖沼相泥岩无论是生油还是生气均比三叠系湖相泥岩要多,如大宛102井康村末期累积生油、生气强度湖沼相泥岩分别为58.79×104t/km2,12.74×108m3/km2,而湖相泥岩分别为11.60×104t/km2,5.81×108m3/km2,前者明显高许多.造成这一差别的原因在于湖沼相泥岩在厚度上比湖相泥岩要厚,在有机质丰度上比湖相泥岩要高.表5为库车盆地中、下侏罗统阳霞组与克孜勒努尔组碳质泥岩生烃强度模拟结果.由表可知:①以克参1井为代表的克依背斜带生烃强度最大,以大宛102井为代表的拜城凹陷生烃强度较小;②碳质泥岩生烃强度无论是生油还是生气总体上都较三叠系湖相泥岩与侏罗系湖沼相泥岩要小.如三者在大宛102井康村末累积生油强度分别为3.20×104,11.60×104和58.79×104t/km2,累积生气强度分别为3.48×108,5.81×108和12.74×108m3/km2.③碳质泥岩在早第三纪末以后、吉迪克组沉积末以前进入生烃高峰,两井吉迪克末累积生油强度分别为3.02×104,0.53×104t/km2;累积生气强度分别为2.53×108,3.87×108m3/km2.库车组沉积末以前结束生烃高峰,累积生油强度分别为40,0t/km2,累积生气强度分别为8.65×108,12.44×108m3/km2.表6为库车盆地中、下侏罗统煤岩生烃强度模拟结果.由表6可知,煤岩具有早期生油性.如大宛102井和克参1井的煤岩在早第三纪末以前已进入了生油高峰,累积生油强度分别为32.96×104,44.70×104t/km2,到康村末和吉迪克末期分别结束了生油期,累积生油强度分别为16.43×104,45.91×104t/km2.此外,侏罗系煤岩生气量大,接近侏罗系泥岩,比三叠系泥岩与侏罗系碳质泥岩要大许多.而其生油量也较大,因此是本区最重要的油、气源岩之一.3等偏好烃源岩(1)库车盆地的烃源岩都顺盆地走向呈东西向展布,沉积中心位于克依背斜带的位置.地化特征表明,三叠系湖相泥岩属于中等偏差烃源岩,侏罗系湖沼相泥岩属于中等偏好烃源岩,侏罗系碳质泥岩与煤岩为差烃源岩.(2)盆地模拟表明:烃源岩生油强度以侏罗系湖沼相泥岩最大,三叠系湖相泥岩次之,侏罗系煤岩