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塔里木盆地富满地区吐木休克组烃源岩有机地球化学特征及其油气勘探意义

杨海军 蔡振忠 李勇 杨宪彰 张银涛 张艳秋 孙冲 康鹏飞 张海祖 赵星星

杨海军, 蔡振忠, 李勇, 杨宪彰, 张银涛, 张艳秋, 孙冲, 康鹏飞, 张海祖, 赵星星. 塔里木盆地富满地区吐木休克组烃源岩有机地球化学特征及其油气勘探意义[J]. 地质科技通报, 2024, 43(3): 81-93. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20220705
引用本文: 杨海军, 蔡振忠, 李勇, 杨宪彰, 张银涛, 张艳秋, 孙冲, 康鹏飞, 张海祖, 赵星星. 塔里木盆地富满地区吐木休克组烃源岩有机地球化学特征及其油气勘探意义[J]. 地质科技通报, 2024, 43(3): 81-93. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20220705
YANG Haijun, CAI Zhenzhong, LI Yong, YANG Xianzhang, ZHANG Yintao, ZHANG Yanqiu, SUN Chong, KANG Pengfei, ZHANG Haizu, ZHAO Xingxing. Organic geochemical characters of source rock and significance for exploration of the Tumuxiuke Formation in Fuman area, Tarim Basin[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2024, 43(3): 81-93. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20220705
Citation: YANG Haijun, CAI Zhenzhong, LI Yong, YANG Xianzhang, ZHANG Yintao, ZHANG Yanqiu, SUN Chong, KANG Pengfei, ZHANG Haizu, ZHAO Xingxing. Organic geochemical characters of source rock and significance for exploration of the Tumuxiuke Formation in Fuman area, Tarim Basin[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2024, 43(3): 81-93. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20220705

塔里木盆地富满地区吐木休克组烃源岩有机地球化学特征及其油气勘探意义

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20220705
基金项目: 

中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发项目"多尺度缝洞型油藏储层静态刻画及动态描述技术研究" 2021DJ1501

详细信息
    作者简介:

    杨海军, E-mail: yanghaij-tlm@petrochina.com.cn

    通讯作者:

    张艳秋, E-mail: zhangyanq-tlm@petrochina.com.cn

  • 中图分类号: P618.13

Organic geochemical characters of source rock and significance for exploration of the Tumuxiuke Formation in Fuman area, Tarim Basin

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  • 摘要:

    塔里木盆地富满地区吐木休克组烃源岩作为近期勘探新发现的烃源岩层, 具有良好的油气勘探前景, 因此亟需对其进一步开展烃源岩地球化学评价, 以便更好地指导勘探。通过总有机碳含量、岩石热解测定以及饱和烃、芳烃色谱-质谱(GC-MS)等分析方法对富满地区吐木休克组黑色泥岩及灰色泥岩岩屑样品进行了定性和定量表征。研究结果表明, 吐木休克组烃源岩有机质丰度高, 均值为3.4%, 氢指数(HI)最高可达到590 mg/g, 干酪根类型以Ⅱ型干酪根为主, 为一套好-极好的优质烃源岩。从分子地球化学特征来看, 烃源岩形成于弱还原偏咸水的海相沉积环境中, 以低等水生藻类作为主要成烃生物。基于热解峰温Tmax及饱和烃生物标志化合物和芳香烃热成熟度参数, 吐木休克组烃源岩总体处于低成熟-中等成熟阶段, 具有良好的生烃潜力。富满地区东南部区域作为环满坳陷西部斜坡区, 可能分布有更厚、更优的吐木休克组烃源岩, 且烃源岩可能已达到更高的热演化程度, 其对奥陶系油气资源的贡献不可忽视。

     

  • 图 1  塔里木盆地中部构造单元图(a)与地层综合柱状图(b)

    Figure 1.  Structural unit map (a) and stratigraphic column (b) of central Tarim Basin

    图 2  富满地区吐木休克组岩屑热解外源烃判别散点图

    Figure 2.  Scatter diagram of exogenous hydrocarbon discrimination of Rock-Eval data of drill cutting samples from the Tumuxiuke Formation in Fuman area

    图 3  富满地区吐木休克组岩屑有机质丰度评价

    Figure 3.  Abundance evaluation of organic matter of drill cutting samples from the Tumuxiuke Formation in Fuman area

    图 4  富满地区吐木休克组岩屑样品HITmax的关系(Ro为镜质体反射率;Ⅰ~Ⅲ均为干酪根类型,下同)

    Figure 4.  Relationship between HI and Tmax of drill cutting samples from the Tomuxiuke Formation in Fuman area

    图 5  富满地区吐木休克组岩屑样品(S1+S2)与Tmax的关系

    Figure 5.  Relationship between S1+S2 and Tmax of drill cutting samples from the Tomuxiuke Formation in Fuman area

    图 6  富满地区吐木休克组(O3t)MS72井黑色泥岩样品饱和烃质荷比m/z=85、m/z=191和m/z=217谱图特征

    Figure 6.  Chromatogram of saturated hydrocarbon m/z 85, m/z 191 and m/z 217 of black mudstone from Well MS72 of the Tumuxiuke Formation in Fuman area

    图 7  富满地区吐木休克组MS72井黑色泥岩样品Pr/Ph与w(TOC)的关系

    Figure 7.  Relationship between Pr/Ph and TOC content of black mudstone samples from Well MS72 of the Tumuxiuke Formation in Fuman area

    图 8  富满地区吐木休克组MS72井黑色泥岩样品γ/C31H与Pr/Ph的关系

    Figure 8.  Relationship between γ/C31H and Pr/Ph of black mudstone samples from Well MS72 of the Tumuxiuke Formation in Fuman area

    图 9  富满地区吐木休克组MS72井黑色泥岩样品DBT/P与Pr/Ph的关系

    Figure 9.  Relationship between DBT/P and Pr/Ph of black mudstone samples from Well MS72 of the Tumuxiuke Formation in Fuman area

    图 10  富满地区吐木休克组MS72井黑色泥岩样品Pr/nC17与Ph/nC18的关系

    Figure 10.  Relationship between Pr/nC17 and Ph/nC18 of black mudstone samples from Well MS72 of the Tumuxiuke Formation in Fuman area

    图 11  富满地区吐木休克组MS72井黑色泥岩样品规则甾烷质量分数分布三角图

    Figure 11.  Triangle diagram of relative content distribution of regular sterane in black mudstone from Well MS72 of the Tumuxiuke Formation in Fuman area

    图 12  富满地区吐木休克组MS72井黑色泥岩样品甾烷异构化参数关系图

    Figure 12.  Relationship diagram of sterane isomerization parameters of black mudstone from Well MS72 of the Tumuxiuke Formation in Fuman Area

    图 13  富满地区吐木休克组MS72井黑色泥岩样品F1F2关系图

    Figure 13.  Relationship between F1 and F2 of black mudstone samples from Well MS72 of the Tumuxiuke Formation in Fuman area

    图 14  富满地区吐木休克组(O3t)MS72井黑色泥岩样品饱和烃总离子流图(TIC)、m/z=191和m/z=177谱图特征

    Figure 14.  Chromatogram of saturated hydrocarbon RIC, m/z 191 and m/z 217 of black mudstone from Well MS72 of the Tumuxiuke Formation in Fuman area

    图 15  富满地区吐木休克组沉积前古岩溶地貌图

    Figure 15.  Paleokarst geomorphological map before deposition of the Tumuxiuke Formation in Fuman area

    表  1  富满地区吐木休克组(O3t)岩屑样品TOC和热解数据

    Table  1.   TOC and Rock-Eval data of drill cutting samples from the Tumuxiuke Formation in Fuman area

    井号 深度/m 层位 岩性 w(TOC)/% Tmax/℃ S1/
    (mg·g-1)
    S2/
    (mg·g-1)
    PI HI/
    (mg·g-1)
    So/
    (mg·g-1)
    是否外源烃影响
    FY204 7 147 O3t 黑色泥岩 2.91 446 1.47 9.71 0.13 334 50.52
    FY206H 7 097 O3t 黑色泥岩 4.58 446 1.37 15.95 0.08 348 29.91
    FY208 7 358 O3t 黑色泥岩 5.01 454 2.39 19.07 0.11 381 47.70
    FY208 7 361 O3t 黑色泥岩 3.63 444 2.82 17.29 0.14 476 77.69
    FY210-H4 7 409 O3t 灰色泥岩 0.37 435 0.14 0.27 0.34 73 37.84
    FY210-H4 7 427 O3t 灰色泥岩 0.34 418 0.20 0.20 0.50 59 58.82
    FY210-H4 7 438 O3t 灰色含泥灰岩 0.49 417 0.10 0.26 0.28 53 20.41
    FY210-H4 7 440 O3t 黑色泥岩 4.27 432 0.97 1.05 0.48 250 22.72
    LC2 7 311 O3t 黑色泥岩 3.32 445 1.65 14.24 0.10 429 49.70
    LC4 7 308 O3t 黑色泥岩 1.77 441 1.24 10.50 0.11 593 70.06
    MS2 7 415 O3t 灰色泥岩 0.55 436 0.13 0.85 0.13 155 23.64
    MS2 7 446 O3t 灰色灰质泥岩 0.37 419 0.13 0.58 0.18 157 35.14
    MS2 7 454 O3t 灰色灰质泥岩 0.21 428 0.11 0.57 0.16 271 52.38
    MS3 7 513 O3t 灰色泥岩 0.62 438 0.15 0.48 0.24 77 24.19
    MS3 7 535 O3t 灰色灰质泥岩 0.29 412 0.10 0.27 0.27 93 34.48
    MS4 7 453 O3t 灰色泥岩 0.35 418 0.15 0.39 0.28 111 42.86
    MS4 7 548 O3t 灰色灰质泥岩 0.69 413 0.33 0.66 0.33 96 47.83
    MS4 7 557 O3t 灰色泥质灰岩 0.42 421 0.29 0.48 0.38 114 69.05
    MS5-H6 7 614 O3t 灰色泥岩 0.17 443 0.12 0.18 0.40 106 70.59
    MS5-H6 7 633 O3t 灰色泥岩 0.14 417 0.13 0.27 0.33 193 92.86
    MS5-H6 7 639 O3t 灰色泥岩 0.08 423 0.13 0.19 0.41 238 162.52
    MS7 7 809 O3t 黑色泥岩 5.95 449 1.87 7.76 0.19 130 31.43
    MS7 7 810 O3t 黑色泥岩 5.6 443 1.36 7.13 0.16 127 24.29
    MS7 7 811 O3t 黑色泥岩 2.78 460 0.95 3.68 0.21 132 34.17
    MS72 7 646 O3t 灰色泥岩 0.51 417 0.17 0.45 0.27 89 34
    MS72 7 647 O3t 灰色泥岩 0.47 419 0.17 0.44 0.28 94 36
    MS72 7 648 O3t 灰色泥岩 0.56 430 0.21 0.46 0.31 82 37
    MS72 7 649 O3t 灰色泥岩 0.98 407 0.14 0.98 0.13 100 14.29
    MS72 7 650 O3t 灰色泥岩 0.75 433 0.35 0.35 0.70 93 47
    MS72 7 651 O3t 黑色泥岩 3.82 450 1.62 4.58 0.26 120 42.41
    MS72 7 652 O3t 黑色泥岩 4.64 445 1.39 5.39 0.21 116 29.96
    MS72 7 653 O3t 黑色泥岩 4.41 448 1.78 5.01 0.26 114 40.36
    MS72 7 654 O3t 黑色泥岩 2.56 435 1.51 3.10 0.33 121 14.97
    MS72 7 656 O3t 黑色泥岩 1.57 437 0.88 2.37 0.27 151 17.24
    MS72 7 657 O3t 黑色泥岩 1.61 443 0.96 2.91 0.25 180 19.91
    MS72 7 658 O3t 黑色泥岩 1.44 441 0.89 2.46 0.27 170 19.26
    MS72 7 659 O3t 黑色泥岩 0.84 439 0.41 1.10 0.27 131 14.93
    MS72 7 660 O3t 黑色泥岩 1.40 432 0.76 1.70 0.31 122 14.62
    MS72 7 661 O3t 黑色泥岩 0.60 420 0.32 0.61 0.34 102 12.97
    MS72 7 662 O3t 灰色灰质泥岩 1.06 425 0.48 1.36 0.25 128 45
    MS72 7 663 O3t 灰色灰质泥岩 0.56 420 0.28 0.53 0.35 94 50
    MS501H 7 555 O3t 灰色泥岩 0.43 428 0.15 0.38 0.28 88 34.88
    MS501H 7 598 O3t 褐色泥岩 0.16 402 0.09 0.15 0.38 94 56.25
    MS501H 7 610 O3t 黑色泥岩 5.48 450 1.64 8.24 0.17 150 29.93
    MS501H 7 611 O3t 黑色泥岩 5.67 452 1.39 6.16 0.18 109 24.51
    MS502H 7 561 O3t 褐色泥岩 0.10 427 0.11 0.19 0.37 190 110.00
    GL202H 7 424 O3t 灰色泥岩 0.50 415 0.30 0.55 0.35 110 60.00
    GL202H 7 451 O3t 灰色灰质泥岩 0.20 421 0.31 0.59 0.34 295 155.00
    GL301H 7 607 O3t 灰色泥岩 3.02 440 27.00 4.44 0.86 147 894.04
    GL301H 7 608 O3t 灰色泥岩 5.16 435 30.04 7.04 0.88 136 969.77
    GL305H 7 635 O3t 灰色泥岩 0.81 423 1.69 0.89 0.66 110 208.64
    GL305H 7 665 O3t 褐色泥岩 0.30 436 0.26 0.82 0.24 273 86.67
    YM5-4X 7 339 O3t 灰色灰质泥岩 0.01 437 0.24 0.36 0.40 360 2 400.00
    YM23 7 445 O3t 灰色灰质泥岩 2.99 446 0.92 13.34 0.06 446 30.77
    YM25 7 511 O3t 灰色泥岩 3.31 447 1.89 9.87 0.16 298 57.10
    YM25-H1 7 533 O3t 灰色灰质泥岩 1.67 438 0.54 2.10 0.20 126 32.34
    YM25-H1 7 537 O3t 灰色泥岩 1.85 447 1.13 5.88 0.16 318 61.08
    YM25-H1 7 542 O3t 灰色泥岩 3.23 448 1.45 8.84 0.14 274 44.89
    YM801 7 298 O3t 色泥质灰岩 0.25 426 0.17 0.36 0.32 144 68.00
    注:w(TOC)=[0.83×(S0+S1+S2)+S4]/10;PI为生产指数,且PI=(S0+S1)/(S0+S1+S2);HI为氢指数,且HI=S2/w(TOC)×100%;So=S1/w(TOC);Tmax.最大热解峰温;So为油饱和度指数;S0为气态烃;S1为游离烃;S2为热解烃;S4为有机二氧化碳;下同
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    表  2  富满地区吐木休克组MS72井泥岩抽提物生物标志化合物参数

    Table  2.   Biomarker compound parameters of mudstone extracts from Well MS72 of the Tomuxiuke Formation in Fuman area

    序号 深度/
    m
    Pr/
    Ph
    Pr/
    nC17
    Ph/
    nC18
    nC21+/
    nC22+
    (nC21+nC22)/
    (nC28+nC29)
    (C28+C29)TT/
    (C19+C20)TT
    C31H-
    R/C30H
    γ/
    C31H
    C27S/
    %
    C28S/
    %
    C29S/
    %
    ααα20R
    C27S/C29S
    C29S20S/
    (20S+20R)
    C29Sαββ/
    (ααα+αββ)
    C24Tet/
    C26TT
    1 7 651 0.78 0.14 0.20 5.79 6.01 0.52 0.28 0.97 2.80 41.42 55.78 0.05 0.02 0.64 0.61
    2 7 652 0.82 0.12 0.17 4.51 5.13 0.69 0.28 0.79 32.76 26.51 40.73 0.80 0.43 0.51 0.87
    3 7 653 0.80 0.13 0.17 4.10 5.76 0.71 0.22 1.24 43.84 24.75 31.40 1.40 0.40 0.46 0.57
    4 7 654 0.99 0.15 0.17 4.60 4.92 0.45 0.27 0.97 44.12 24.04 31.84 1.39 0.41 0.48 2.55
    5 7 656 0.87 0.16 0.19 3.58 4.42 0.81 0.27 0.89 32.59 29.89 37.52 0.87 0.39 0.47 0.67
    6 7 657 0.85 0.17 0.20 3.05 3.94 0.88 0.29 0.83 48.30 23.56 28.13 1.72 0.41 0.49 0.46
    注:Pr. 姥姣烷;Ph. 植烷;γ. 伽马蜡烷;TT. 三环萜烷;Tet. 四环萜烷;H. 藿烷;S. 甾烷; R. C31H的构型,下同
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    表  3  富满地区吐木休克组黑色泥岩芳烃参数

    Table  3.   Aromatic parameters of the black mudstone of the Tumushuk Formation in the Fuman area

    序号 N P 联苯 萤蒽 NPI MPI1 MPI2 Rc/% F1 F2
    wB/%
    1 21.63 42.46 10.90 2.42 2.59 6.13 0.51 0.29 0.19 0.57 0.52 0.27
    2 35.65 31.01 15.73 1.57 1.84 4.35 1.15 0.26 0.16 0.55 0.52 0.27
    3 34.74 35.13 11.44 1.35 2.49 5.81 0.99 0.27 0.17 0.56 0.52 0.27
    4 38.21 33.13 10.61 1.45 2.17 5.02 1.15 0.27 0.17 0.56 0.53 0.27
    5 29.76 39.59 10.72 1.75 2.55 6.09 0.75 0.27 0.17 0.56 0.53 0.28
    6 24.88 43.86 9.27 2.21 2.98 7.00 0.57 0.28 0.18 0.57 0.53 0.27
    注:N. 萘;P. 菲;∑NPI=∑N/∑P;MPI1=1.5(2-MP+3-MP)/(P+1-MP+9-MP);MPI2=3×(2-MP)/(P+1-MP+9-MP);Rc= 0.6×MPI1+0.4; F1=(2-MP+3-MP)/(2-MP+3-MP+1-MP+9-MP); F2=2-MP/(2-MP+3-MP+1-MP+9-MP);Rc.等效镜质体反射率;MP.甲基菲;MPI1MPI2. 甲基菲指数; 1-MP.1-甲基菲; 2-MP.2-甲基菲; 3-MP.3-甲基菲; 9-MP.9-甲基菲,下同
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-12-22
  • 录用日期:  2023-04-12
  • 修回日期:  2023-04-10

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