鄂尔多斯盆地南部长7暗色泥岩与黑色页岩生烃动力学特征对比分析

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2019.04.17

现代地质 ›› 2019, Vol. 33 ›› Issue (04): 863-871.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2019.04.17

鄂尔多斯盆地南部长7暗色泥岩与黑色页岩生烃动力学特征对比分析

齐玉林¹(), 张枝焕¹(), 夏东领², 张慧敏¹, 黄彩霞³, 郑铎¹, 金霄¹, 曹永乐¹, 朱雷¹

1.中国石油大学(北京) 油气资源与探测国家重点实验室,北京 102249
2.中国石化石油勘探开发研究院,北京 100083
3.西南石油大学地球科学与技术学院,四川成都 610500

收稿日期:2018-06-07 修回日期:2018-09-20 出版日期:2019-08-20 发布日期:2019-09-05
通讯作者: 张枝焕
作者简介:张枝焕,男,教授,博士生导师,1962年出生,有机地球化学专业,主要从事有机地球化学的科研与教学工作。Email: zhangzh3996@vip.163.com。
齐玉林,男,硕士研究生,1992年出生,地质工程专业,主要从事油气地球化学、油气地质方面的研究工作。Email: 137639149@qq.com。
基金资助:
国家科技重大专项“中西部盆地页岩油勘探开发目标评价”子项目“鄂南长7页岩油资源评价及储层描述技术研究”(2017ZX05049006-001)

Comparative Analysis of Hydrocarbon Generation Kinetics of Dark Shale and Black Shale of Chang 7 in Southern Ordos Basin

QI Yulin¹(), ZHANG Zhihuan¹(), XIA Dongling², ZHANG Huimin¹, HUANG Caixia³, ZHENG Duo¹, JIN Xiao¹, CAO Yongle¹, ZHU Lei¹

1. State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China
2. SINOPEC Petroleum Exploration and Production Research Institute,Beijing 100083,China
3. School of Geoscience and Technology, Southwest Petroleum University, Chengdu,Sichuan 610500, China

Received:2018-06-07 Revised:2018-09-20 Online:2019-08-20 Published:2019-09-05
Contact: ZHANG Zhihuan

摘要/Abstract

摘要：

以往对鄂尔多斯盆地南部地区长7油层组(简称长7)中烃源岩生烃潜力的研究主要是采用静态地球化学指标进行的,目前尚无对生烃动态特征的系统评价,因而制约了对长7烃源岩生烃潜力和页岩油资源分布有利岩性的客观认识。为此,选取长7不同类型的烃源岩样品,通过开放和封闭热模拟实验,对比分析了不同类型烃源岩的动力学参数、生烃产物、产率特征及生烃演化规律。结果表明:(1)黑色页岩活化能分布范围比暗色泥岩更为集中,且主频活化能和频率因子均低于暗色泥岩,体现了快速生烃的特性;(2)在外推到地质条件下,黑色页岩主要生烃期对应的R_o值(0.70%~0.87%)低于暗色泥岩(1.06%~1.72%),且以生油为主;(3)R_o在0.9%~1.3%范围内,黑色页岩的总烃产率高于暗色泥岩,生油量高于暗色泥岩。结合研究区两类烃源岩的地球化学资料综合分析表明,黑色页岩是研究区页岩油资源形成与分布的有利烃源岩。

关键词: 鄂尔多斯盆地, 热模拟实验, 生烃特征, 烃源岩, 长7油层组

Abstract:

Previous studies on the hydrocarbon generation potential of Chang 7 hydrocarbon source rocks in the southern Ordos Basin were mainly focused on analyzing static geochemical parameters. No systematic evaluation of hydrocarbon generation potential has ever been carried out, which limited our understanding of the potential of Chang 7 hydrocarbon source rocks and the shale oil resource distribution. For this reason, rock samples were collected from two types of Chang 7 source rocks for thermal simulation experiments, and comparative analysis was performed on the hydrocarbon generation products, yield characteristics and hydrocarbon generation kinetics. We suggest that: (1)Distribution of activation energy of black shale is more concentrated than that of dark shale, and the peak frequency of activation energy and frequency factor of black shale are lower than those of the dark shale. This indicates that the black shale has the characteristics of short-term rapid hydrocarbon generation. (2)Under geological conditions, R_o values of the black shale during the main hydrocarbon generation period (0.70%~0.87%) are lower than those of the dark shale (1.06%~1.72%). (3) In a closed system, R_o is in the range of 0.9%~1.3%. The total hydrocarbon production rate and the amount of oil produced are both higher in the black shale than in the dark shale. Comprehensive analysis of geochemical data of the dark and black shales suggest that the former is more favorable source rock for shale oil resources in the study area.

Key words: Ordos Basin, pyrolysis experiment, hydrocarbon-generating characteristics, source rocks, Chang 7 member

中图分类号:

TE122.1

齐玉林, 张枝焕, 夏东领, 张慧敏, 黄彩霞, 郑铎, 金霄, 曹永乐, 朱雷. 鄂尔多斯盆地南部长7暗色泥岩与黑色页岩生烃动力学特征对比分析[J]. 现代地质, 2019, 33(04): 863-871.

QI Yulin, ZHANG Zhihuan, XIA Dongling, ZHANG Huimin, HUANG Caixia, ZHENG Duo, JIN Xiao, CAO Yongle, ZHU Lei. Comparative Analysis of Hydrocarbon Generation Kinetics of Dark Shale and Black Shale of Chang 7 in Southern Ordos Basin[J]. Geoscience, 2019, 33(04): 863-871.

图/表 9

参考文献 34

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编号	井号	层位	岩性	TOC/%	S₁/(mg/g)	S₂/(mg/g)	T_max/℃	HI/(mg/g)	有机质类型	R_o/%
1	泾河4	长7油层组	黑色页岩	19.37	0.66	81.78	440	422.2	Ⅱ₁	0.76
2	泾河6	长7油层组	黑色页岩	24.68	8.17	110.1	440	446.11	Ⅱ₁	0.79
3	泾河9	长7油层组	暗色泥岩	0.96	0.42	2.61	435	272.58	Ⅱ₂	0.67
4	洛河3	长7油层组	暗色泥岩	1.49	0.38	3.09	447	207.1	Ⅱ₂	0.85
5	洛河2	长7油层组	暗色泥岩	4.58	3.67	10.49	453	228.94	Ⅱ₂	0.73
6	正2	长7油层组	黑色页岩	13.38	5.53	90.32	435	675.04	Ⅱ₁	0.6

编号	井号	层位	岩性	TOC/%	S₁/(mg/g)	S₂/(mg/g)	T_max/℃	HI/(mg/g)	有机质类型	R_o/%
1	泾河4	长7油层组	黑色页岩	19.37	0.66	81.78	440	422.2	Ⅱ₁	0.76
2	泾河6	长7油层组	黑色页岩	24.68	8.17	110.1	440	446.11	Ⅱ₁	0.79
3	泾河9	长7油层组	暗色泥岩	0.96	0.42	2.61	435	272.58	Ⅱ₂	0.67
4	洛河3	长7油层组	暗色泥岩	1.49	0.38	3.09	447	207.1	Ⅱ₂	0.85
5	洛河2	长7油层组	暗色泥岩	4.58	3.67	10.49	453	228.94	Ⅱ₂	0.73
6	正2	长7油层组	黑色页岩	13.38	5.53	90.32	435	675.04	Ⅱ₁	0.6

编号	温度点 ℃	可溶烃	热解烃	最高峰温	产油潜率	残余碳	产率指数	氢指数	有效碳	降解率	总有机碳含量	镜质体反射率
编号	温度点 ℃	S₁/ (mg/g)	S₂/ (mg/g)	T_max/ ℃	(S₁+S₂)/ (mg/g)	S₄/ (mg/g)	PI	HI/ (mg/g)	PC/%	D/%	TOC/%	R_o/%
5	原始	3.67	10.49	453	14.16	34.9	0.26	225	1.18	25.17	5.98	0.73
5-1	280	2.1	9.15	447	11.25	44.35	0.19	170	0.93	17.39	5.70	0.92
5-2	300	2.02	8.16	446	10.18	49.38	0.2	141	0.84	14.62	5.48	1.03
5-3	320	1.91	6.69	449	8.6	53.97	0.22	109	0.71	11.68	4.28	1.18
5-4	340	1.75	4.43	447	6.18	42.35	0.28	93	0.51	10.8	4.62	1.22
5-5	360	1.68	1.96	445	3.64	51.07	0.46	36	0.3	5.58	5.27	1.41
5-6	380	1.87	0.85	557	2.72	39.88	0.69	20	0.23	5.36	5.23	1.49
6	原始	5.53	90.32	435	95.85	83.98	0.06	552	7.96	48.66	13.38	0.60
6-1	280	0.31	12.89	443	13.2	25.75	0.02	351	1.1	29.85	2.77	0.71
6-2	300	0.3	11.38	444	11.68	25	0.03	328	0.97	27.94	2.58	0.84
6-3	320	0.85	11.41	442	12.26	24.58	0.07	328	1.02	29.24	2.56	1.04
6-4	340	0.96	9.53	443	10.49	25.05	0.09	282	0.87	25.76	2.48	1.11
6-5	360	1.6	3.82	444	5.42	23.71	0.3	135	0.45	15.95	2.30	1.17
6-6	380	0.51	0.93	453	1.44	24.7	0.35	36	0.12	4.61	1.80	1.25

编号	温度点 ℃	可溶烃	热解烃	最高峰温	产油潜率	残余碳	产率指数	氢指数	有效碳	降解率	总有机碳含量	镜质体反射率
编号	温度点 ℃	S₁/ (mg/g)	S₂/ (mg/g)	T_max/ ℃	(S₁+S₂)/ (mg/g)	S₄/ (mg/g)	PI	HI/ (mg/g)	PC/%	D/%	TOC/%	R_o/%
5	原始	3.67	10.49	453	14.16	34.9	0.26	225	1.18	25.17	5.98	0.73
5-1	280	2.1	9.15	447	11.25	44.35	0.19	170	0.93	17.39	5.70	0.92
5-2	300	2.02	8.16	446	10.18	49.38	0.2	141	0.84	14.62	5.48	1.03
5-3	320	1.91	6.69	449	8.6	53.97	0.22	109	0.71	11.68	4.28	1.18
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5-5	360	1.68	1.96	445	3.64	51.07	0.46	36	0.3	5.58	5.27	1.41
5-6	380	1.87	0.85	557	2.72	39.88	0.69	20	0.23	5.36	5.23	1.49
6	原始	5.53	90.32	435	95.85	83.98	0.06	552	7.96	48.66	13.38	0.60
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6-2	300	0.3	11.38	444	11.68	25	0.03	328	0.97	27.94	2.58	0.84
6-3	320	0.85	11.41	442	12.26	24.58	0.07	328	1.02	29.24	2.56	1.04
6-4	340	0.96	9.53	443	10.49	25.05	0.09	282	0.87	25.76	2.48	1.11
6-5	360	1.6	3.82	444	5.42	23.71	0.3	135	0.45	15.95	2.30	1.17
6-6	380	0.51	0.93	453	1.44	24.7	0.35	36	0.12	4.61	1.80	1.25

鄂尔多斯盆地南部长7暗色泥岩与黑色页岩生烃动力学特征对比分析

Comparative Analysis of Hydrocarbon Generation Kinetics of Dark Shale and Black Shale of Chang 7 in Southern Ordos Basin

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