中上扬子地区二叠系烃源岩评价与油气生成

张云霞

（中国石化石油勘探开发研究院，北京100083）

中上扬子地区指红河断裂、龙门山断裂以东，大巴山、襄樊－广济断裂以南，师宗－弥勒断裂以西的广袤地区，属于中国最稳定的3大块体（华北、扬子、塔里木）之一，其构造变形带的形成，与扬子、华夏板块的碰撞有关［1－2］，又以新华断裂为界［5］，分为中扬子和上扬子。二者存在许多构造－地层演化共性，古地磁接近，长期在古生代华南板块周缘分离拼合的围限下，历经多期复合构造变形，发展为相对稳定的克拉通陆块。二者也存在一些差异，上扬子面积大，结晶基底有较多岩体侵入，古生代沉积环境变化大。

中上扬子地区是目前中国南方油气勘探中最重要的构造单元，油气源条件好，已经在四川盆地发现了从震旦系到三叠系不同层位的天然气藏，探明储量约为1．5×108m3，在四川盆地以外的广大地区发现了麻江、凯里、瓮安、慈利等一批古油藏，油气显示众多，主要包括沥青、油苗、气苗、井下油气苗等。前人进行过大量的科学研究以及勘探实践活动，但仍存在多方面的棘手难题。本文在前人研究成果的基础上，分析化验了大量二叠系烃源岩样品，结合11条基干剖面、23条辅助剖面、15条构造大剖面，开展了中上扬子地区二叠系烃源岩的研究。按照有机碳含量下限标准（即碎屑岩烃源岩有机碳含量下限为0．5%，碳酸盐岩烃源岩有机碳含量下限为0．4%），探讨了烃源岩厚度、分布范围、有机碳含量、有机质类型及热演化程度等，确定研究区二叠系共发育3套有效烃源岩（见表1）。

表1 中上扬子地区二叠系烃源岩分布层位

1 下二叠统烃源岩评价

为区域性烃源岩。石炭纪末水退后，经历了短期间断，早二叠世初逐渐海侵，在下二叠统底部普遍沉积了河湖沼泽和滨海沼泽相［3］，超覆在石炭系、泥盆系或下古生界之上［4］，发育了梁山组泥岩和泥灰岩，有机碳含量较高，厚度小。如普光5井梁山组泥岩有机碳含量为0．5%～0．9%，但厚度仅8 m。在川西龙门山地区也发现多处二叠系黑色页岩，为优质的烃源岩；沿考察剖面发现了丰富的沥青充填，证实该层系曾发生过油气运移和聚集。

根据统计结果看（图1），45个采集样品，约24%为有效烃源岩，如剑阁上寺剖面有机碳含量为8．67%的黑色泥岩，洛邦火把寨剖面有机碳含量为1．25%的暗色泥岩，以及雅安天全剖面的黑色泥岩有机碳含量为2．84%，均为优质烃源岩。

图1 中上扬子地区下二叠统烃源岩不同岩性比例分布

下二叠统烃源岩的母质类型以Ⅰ－Ⅱ1型干酪根为主，泥质烃源岩厚度较小，但生烃贡献大。在江汉盆地东坊、慈利、蒲圻北门岔、东山雁门口、桑植－石门、安徽巢县和宣城新田等地广布的油苗都应来自本套烃源岩。该套烃源岩也是四川盆地二叠系、三叠系气藏的重要气源岩，使得川东北地区二叠系、三叠系天然气勘探取得了重大进展，成为继川东石炭系后重要接替领域［4，8－9］，也为川西深层天然气勘探提供重要的气源。

在平面上，中上扬子下二叠统烃源岩发育在被北部秦岭南部隆起、西部康滇古陆－宝兴隆起、南部黔中隆起和东南部江南雪峰隆起包围的深水－次深水陆棚，远离隆起区的中上扬子克拉通盆地内，存在较为明显的两排近东西向以及北西西向的烃源岩沉积中心，呈带状展布；而在黔中隆起南侧水城－镇宁－安顺一带，发育三个彼此孤立、单独存在的北西－南东向烃源岩沉积中心，且沉积范围较小（图2），反映了当时的古构造及海相沉积背景。该套烃源岩主要处于高、过成熟的热演化阶段，上扬子地区有机质Ro值为1．76%～2．14%，中扬子地区有机质Ro值为0．70%～3．27%。

图2 南方中上扬子地区下二叠统烃源岩评价

2 上二叠统烃源岩评价

晚二叠世早期，华南陆块南部边缘的拉张几乎停止，海水退缩，中上扬子地区晚二叠世沉积格局发生了很大变化［5］，东南浙闽粤地区（华夏古陆）和西南康滇地区（康滇古陆）进一步隆升，范围扩大，并且形成云开隆起，晚二叠世早期（龙潭期）在隆起带和扬子浅海台地之间发育两条海陆交互相沉积带：一是近南北向稍偏北东东向的川中－黔西－滇东带，另一是北东东向的赣－闽西地区。沉积环境对烃源岩的发育具有明显的控制作用，研究区大隆组优质烃源岩发育［6］。根据烃源岩的平面展布（图3）、纵向上的沉积岩相组合及其有机质特征，将中上扬子上二叠统烃源岩划分为三部分：①受特提斯大洋向东俯冲以及大洋关闭的影响，在龙门山区以东发育绵羊－南充－广安－华蓥山三角洲相烃源岩，由西北向东南嵌入到中上扬子克拉通盆地中。②伴随秦岭由扩张转为消减俯冲，以川东北为沉积中心，发育一套西起巴中东南至建始－巴东地区的龙潭组近海沼泽相煤系地层，其中泥质岩和煤层是良好的烃源岩。河坝1井揭穿了二叠系全部地层850 m，其中上二叠统龙潭组煤系地层厚近100 m，有机碳含量均在0．5%～6．0%之间。往东南的普光5井，上二叠统龙潭组厚度增加至170 m左右，有机碳含量介于0．5%～5．0%。继续向东南的云安19井，龙潭组有机碳含量一般大于2．0%，除去20 m砂岩薄夹层，龙潭组烃源岩厚度约170 m。再向东南外侧，厚度减薄，有机质丰度渐低，烃源岩变得不太发育。③近南北向展布的川南－黔西北～滇东－黔中地区，主要为近海障壁湖盆以及深水泥质陆棚发育的沼泽煤系地层。川南三泉地区的龙潭组底部为泥岩、碳质泥岩夹煤层，有机碳含量一般在1．0%以上，中部为泥岩、灰质泥岩、泥灰岩和砂质灰岩互层，该区厚度一般小于60 m，向南厚度逐渐增大，在习水良村厚度90 m，以泥岩和碳质泥岩为主。

图3 南方中上扬子地区上二叠统烃源岩评价

晚二叠世晚期，海侵扩大，台地内先期断陷再生［5］，发育两类烃源岩，一类是泥硅质烃源岩，发育在拉张断陷内和南部边缘，有机质丰度较高，川北－鄂北带残余有机碳较高。第二类为泥质碳酸盐岩，即黑长兴，分布在断陷或边缘盆地与浅海台地之间的过渡带，但在河坝1井长兴组以灰岩为主，有机碳含量绝大多数低于0．2%，基本为非烃源岩。

中上扬子地区烃源岩母质类型以Ⅱ2－Ⅲ型干酪根为主，处于高－过成熟阶段。中扬子大部分地区Ro为1．3%～2．0%，四川盆地Ro一般在2．0%～3．0%；南盘江地区演化程度最高，Ro多在3．0%以上；向四周变低，以1．3%～2．0%为主。

3 二叠系烃源岩与油气生成

中上扬子地区二叠系烃源岩的生烃高峰发生在中侏罗世，目前已普遍进入高－过成熟的热演化阶段，生成的烃类以天然气为主。上扬子地区的中心是四川盆地，其中，在川北地区、川东地区，二叠系烃源岩是普光、罗家寨、渡河口、铁山坡、铁山、福成寨等地飞仙关组气藏和长兴组气藏的主力气源岩（戴金星等，2000）［11］，该区已是近年四川盆地的重点勘探区域。在川东南地区，二叠系烃源岩具有良好的生烃潜力，也有一些气田相继发现，因而具有较好的勘探前景。在川西南和川南发现和开发了多个二叠系自生自储型气藏，储层为缝洞型碳酸盐岩，如纳溪气藏、阳高寺气藏等。

中扬子地区江汉盆地保存条件好，在二叠系烃源岩沉积、生烃中心附近或距离较近的范围内，处于相对有利的油气聚集区，可能存在一定的含油气前景，如江汉盆地东坊背斜茅口组油苗，慈利县回太乡凤鹤山煤矿采石场油苗，蒲圻北门岔茅口组油苗和东山雁门口二叠系油苗均来自本套烃源岩；至于湘鄂渝黔地区，综合分析生储盖特征和保存条件，推测可能具有油气勘探前景的地区主要包括利川、花果坪、桑植－石门等地。

4 结论

（1）原型盆地性质、演化叠合过程、大洋缺氧沉积事件、古构造环境、古气候变迁、古动植物繁盛程度等因素与烃源岩的发育密切相关，并控制了中上扬子地区二叠系海相烃源岩的分布。

（2）下二叠统烃源岩分布广泛，为一套区域性烃源岩，沉积于深水－次深水陆棚，母质类型以Ⅰ－Ⅱ1型干酪根为主。江汉盆地东坊背斜茅口组油苗，慈利县回太乡凤鹤山煤矿采石场油苗，蒲圻北门岔茅口组油苗和东山雁门口二叠系油苗均来自本套烃源岩；该套烃源岩也是四川盆地二叠系、三叠系气藏的重要气源岩。

（3）上二叠统烃源岩在中上扬子的大部分地区都有分布，主要包括龙潭组、大隆组，为该区的主力烃源岩，以泥质岩夹煤层为主要特征，母质类型以Ⅱ2－Ⅲ干酪根为主，处于高、过成熟的热演化阶段。

（4）我国的海相碳酸盐岩油气勘探日益重要，根据烃源岩的发育条件控制油气运聚，可以不断地开拓思路，为中上扬子地区增储上产呈现广阔的油气勘探前景。

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