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185 / 2021-06-10 17:48:05
碱湖烃源岩原始有机碳含量恢复 ——以准噶尔盆地风南地区二叠系风城组为例
原始有机碳恢复 风城组 玛湖凹陷 准噶尔盆地
页岩油气理论与技术
全文录用
有机碳（TOC）含量是评价烃源岩有机质丰度的重要指标，而用现今实测TOC来评价成熟及其以上阶段的烃源岩往往会低估其原始生烃能力，主要是因为随着有机质成熟度增加，烃类大量生成并排出烃源岩，岩石中TOC会不断降低，现今测得的TOC为排烃后的残余有机碳含量。处于未熟-低熟阶段的烃源岩，生-排烃作用对有机质丰度影响不大；而烃源岩一旦进入成熟阶段，排烃作用对TOC值影响明显，且随着成熟度的升高，TOC降低幅度愈加显著。因而，客观评价烃源岩的原始生烃能力，有必要对残余TOC进行恢复后评价。
玛湖凹陷是准噶尔盆地重要的富烃凹陷，截止2019年，在凹陷内已发现三级石油地质储量达12.4×108t，其中探明储量达5.2×108t（唐勇等，2019）。油源对比证实，玛湖凹陷及其西北缘断裂带原油主要来自于下二叠统风城组碱湖烃源岩，其厚度800~1800m，呈西厚东薄楔状分布，自下而上分为风一段、风二段、风三段。风南地区位于玛湖凹陷北东缘，根据烃源岩热解和TOC分析，风城组烃源岩有机质类型为Ⅰ—Ⅱ型，主体处于成熟演化阶段，残余TOC含量不高（图1）：风一段为0.06%~1.72%，平均为0.59%；风二段为0.14%~2.85%，平均为0.87%；风三段为0.07%~2.89%，平均为0.74%。对照陆相咸水湖盆烃源岩有机质丰度评价标准（SY/T5735-1995），58.8%的样品达到好—最好烃源岩标准，33.2%的样品为差—中等烃源岩，非烃源岩占比8%。普遍较低TOC含量与发现的巨大油气储量相矛盾，采用残余TOC含量会低估风城组烃源岩的生烃潜力。目前常用的恢复原始
TOC方法有：元素守恒法（王杰等，2004）、热模拟实验法（庞雄奇等，2014）、理论推导法（卢双舫等，2003）和物质平恒法等（Peters，2005；Chen and Jiang，2016；郭秋麟，2019）。根据各种方法的适用性（王杰等，2004）和研究区实际资料情况，本文采用热解模拟法（庞雄奇等，2014）获得的恢复系数和物质平衡法的两种不同恢复模型（表1）。
玛湖凹陷是准噶尔盆地重要的富烃凹陷，截止2019年，在凹陷内已发现三级石油地质储量达12.4×108t，其中探明储量达5.2×108t（唐勇等，2019）。油源对比证实，玛湖凹陷及其西北缘断裂带原油主要来自于下二叠统风城组碱湖烃源岩，其厚度800~1800m，呈西厚东薄楔状分布，自下而上分为风一段、风二段、风三段。风南地区位于玛湖凹陷北东缘，根据烃源岩热解和TOC分析，风城组烃源岩有机质类型为Ⅰ—Ⅱ型，主体处于成熟演化阶段，残余TOC含量不高（图1）：风一段为0.06%~1.72%，平均为0.59%；风二段为0.14%~2.85%，平均为0.87%；风三段为0.07%~2.89%，平均为0.74%。对照陆相咸水湖盆烃源岩有机质丰度评价标准（SY/T5735-1995），58.8%的样品达到好—最好烃源岩标准，33.2%的样品为差—中等烃源岩，非烃源岩占比8%。普遍较低TOC含量与发现的巨大油气储量相矛盾，采用残余TOC含量会低估风城组烃源岩的生烃潜力。目前常用的恢复原始
图1 玛湖凹陷风南地区风城组烃源岩实测TOC分布图
TOC方法有：元素守恒法（王杰等，2004）、热模拟实验法（庞雄奇等，2014）、理论推导法（卢双舫等，2003）和物质平恒法等（Peters，2005；Chen and Jiang，2016；郭秋麟，2019）。根据各种方法的适用性（王杰等，2004）和研究区实际资料情况，本文采用热解模拟法（庞雄奇等，2014）获得的恢复系数和物质平衡法的两种不同恢复模型（表1）。
表1 物质平衡法的两种原始有机碳恢复模型
| 恢复方法 | 模型一（Chen and Jiang，2016） | 模型二（Peters，2005） |
| 原始HI恢复 |  | |
| 有机质成烃转化率计算 |