摘要：川中-川南过渡带上三叠统须家河组可供勘探面积大，以此作为目的层的探井少，研究程度低。从有机碳含量、氯仿沥青“A”含量、干酪根显微组分特征、干酪根碳同位素组成特征、镜质体反射率等方面着手，分析了研究区须家河组烃源岩有机质丰度、有机质类型和有机质成熟度，并对研究区烃源岩进行了初步评价。分析认为该区须家河组烃源岩总体属于中等-较好烃源岩，有机质类型以腐殖型为主，煤及泥岩大多仍处于成熟阶段为主的生烃高峰期。总体上须家河组有一定的生烃物质基础，有望获得较好的勘探效果。

关键词：四川盆地；川中-川南过渡带；烃源岩；有机质丰度；类型；热成熟度

    川中-川南过渡带上三叠统须家河组是四川盆地的主要烃源岩层和勘探目的层之一，研究区位于川中古隆中斜平缓构造区向川东南高陡构造区的过渡地带。研究范围东至华蓥山，西至威远构造，北至广安构造，南至内江，面积约4×10⁴km²(图1)。

 

    上三叠统须家河组是在下、中三叠统碳酸盐岩之上沉积的一套西厚东薄、呈簸箕状分布、以砂泥岩为主的煤系地层，其演化的盆地基础是中三叠统及其以前的克拉通型盆地之后发育的前陆盆地，其根部位于现今龙门山构造带。在龙门山逆冲推覆的影响下，沉降和沉积中心向内陆迁移^[1～3]。中三叠世末的早期印支运动使得下、中三叠统及下伏地层整体抬升并遭受剥蚀，海水退出上扬子台地，大型内陆盆地开始出现，陆相沉积逐步取代了海相沉积。研究区自须家河组开始沉积陆相地层。早期印支运动还在盆内造成了北东向的大型隆起和坳陷^[4～5]，并使地势东南高而西北低。

    研究区可划分为4个区块，分别是威东-安岳和通贤区块、磨溪～潼南区块、龙女寺-广安区块、界石场-永安桥区块。笔者主要研究川中-川南过渡带上三叠统须家河组，它是在中三叠世雷口坡期侵蚀面基础上沉积的典型陆相煤系碎屑岩沉积^[6]，为一套砂泥页岩地层，自下而上分为6段。其中，须一、须三、须五段以灰、黑色泥岩为主夹薄层灰色砂岩及煤岩，为主要的烃源岩层系。须二、须四、须六段以浅灰、灰白色砂岩为主，夹薄层黑色泥岩，为主要的储集层段。分别以须三段、须五段和须六段上部泥岩为直接盖层，厚层的侏罗系地层为区域性盖层。该过渡带上三叠统须家河组主要以产天然气为主，凝析油为辅，有少量原油^[7]。

    上三叠统须家河组主要为一套河湖、沼泽相含煤沉积地层，是四川盆地内部的主要烃源岩层和勘探目的层之一，并已发现了平落坝、中坝等多个中型气田，其中的暗色泥质岩和所夹煤层是主要烃源岩。

    在川西金堂-彭县-新津一带，暗色泥岩厚度大(1000～1240m)，最厚可逾1500m(隆丰1井)，并央有煤层。往盆地的东南侧为滨湖浅湖沼泽相区，暗色泥岩减至100～300m，但煤层相对较发育。在川中地区，煤层一般厚3m以上，具多层分布的特点，层数多者可达数十层，单层厚度大者为1m左右，累计厚度超过25m。再往东南侧则为三角洲平原-泛滥平原相区，由于沉积相带的变化，沉积物变粗，泥质岩厚度明显减薄，而且成煤条件也相对较差，所见煤层一般都很薄，总厚较小，多小于2.5m，局部仅以煤线形式出现，且横向上分布不稳定。由于沉积相带的变化和沉积中心的迁移，上三叠统须家河组从盆地的西北到东南层段也在发生变化。研究区内上三叠统须家河组泥岩厚度变化很大，从100～300m，最大厚度在平泉1井，总的变化趋势是从西北到东南，厚度逐渐减小(图2)，但各层厚度相差较大，分布范围也不一致。

 

3.1.1 有机碳含量

    有机质丰度是评价烃源岩好坏的重要指标，常用有机碳含量来定量评价，其下限值的确定一般依据经验而定。对于泥质烃源岩，四川统一的标准是有机碳含量的下限值为0.5%，但有机质的热演化程度直接影响有机碳的含量。因此不同热演化阶段的有机质其有机碳丰度的下限值不同。

    在分析的80个样品中，有机碳含量的变化范围为0.51%～7.12%，平均为1.47%。其中须一段有机碳含量为j.51%～7.12%，平均值1.87%；须三段为0.53%～1.80%，平均值1.02%；须五段为0.54%～2.48%，平均值1.12%(图3)。可以看出须家河组各层段烃源岩的平均有机碳含量都在生烃门限值以上，根据上述烃源岩有机碳丰度评价标准，结合所分析的样品来看，川中-川南过渡带上三叠统须家河组烃源岩总体上属于较好-中等烃源岩，具有一定的生烃物质条件基础。

3.1.2 氯仿沥青“A”含量

    氯仿沥青“A”含量是岩石中的可溶有机质。对我国主要含油气盆地烃源岩368个氯仿沥青“A”含量统计分析表明，好的烃源岩氯仿沥青“A”含量中位值在0.1%(1000μg/g)，高者可达1%，非烃源岩氯仿沥青“A”含量低于0.01%(100μg/g)^[8]。

    因此，从氯仿沥青“A”含量和分析来看(表1)，研究区须家河组各烃源岩都具有生烃条件，其中，须一段属于较好烃源岩；须三段属于中等烃源岩；须五段属于差烃源岩。总体上，研究区须家河组烃源岩属于较好-中等烃源岩，并以中等烃源岩为主。

表1 须家河组各段烃源岩氯仿沥青“A”含量  μg/g

3.2.1 干酪根显微组分特征

    根据透射光下干酪根显微组分鉴定结果(表2)，可以看出研究区须一、须三、须五段泥岩镜质组和惰质组的含量之和大都在50%以上，壳质组含量非常低，除个别样品外，几乎都小于5%，腐泥组含量大都低于50%，由此可以判断研究区有机质类型属于腐殖型。

注：TI＝(类脂组含量×100+壳质组含量×50-镜质组含量×75-惰质组含量×100)/100。

3.2.2 干酪根碳同位素组成特征

    烃源岩中干酪根的碳同位素值能反映母质的性质和类型，干酪根的碳同位素值随演化成熟度的增高基本没有较大变化。因此，它可以作为划分有机质类型的依据之一。在我国大多数陆相盆地和海相地层中，一般认为δ¹³C＜-30‰为腐泥型有机质，大于-26‰为腐殖型有机质，介于-30‰～-28%。间为偏腐泥混合型有机质，-28‰～-26‰为偏腐殖混合型有机质。

    根据须家河组泥质岩干酪根碳同位素分析结果(表3)，干酪根碳同位素组成为-27.23‰～-24.67‰，平均为-25.90‰，由此判断干酪根类型为偏腐殖混合型-腐殖型，并以腐殖型为主。

3.3.1 成熟度特征

干酪根镜质体反射率是反映成熟度的经典指标，根据以往对四川盆地实测镜质体反射率资料及油气演化阶段的划分，认为R_o%＜0.6%为未成熟期，R_o介于0.6%～1.35%为成熟期，R_o介于1.35%～2.0%为高成熟期，R_o%＞2.0%为过成熟期。从须家河组煤及泥岩实测的镜质体反射率来看，R_o在0.86%～1.34%之间，纵向上从须一段到须五段热演化程度依次降低(表4)，表明须家河组煤及泥岩大多仍处于成熟阶段。

3.3.2 热演化特征

通过热演化史的恢复，可以分析烃源岩进入生烃门限的时期，确定主要生烃时期。由于热演化史主要决定于古地温和受热时间。因此，在热演化史的恢复时，首先要进行古埋藏史恢复，然后才能通过TTI值法计算热演化史。根据钻井地层分层资料和声波测井资料，求出每一层在不同埋深下的厚度，恢复出通7井的地层埋藏史(图4)。

 

    从图4中可以看出中侏罗世末期，须家河组底部地层的镜质体反射率低，大都在0.4%～0.5%；晚侏罗世末期，达到成熟阶段，镜质体反射率大于0.7%，已进入生烃门限，开始大量生烃；白垩纪沉积时期，由于四川盆地中部的继续抬升，西部坳陷区继续下沉，使白垩系-第三系的沉积厚度在盆地坳陷区和中部隆起区形成较大的差异，在研究区虽然这一时期沉积厚度较薄，由于漫长时间对温度的补偿作用，镜质体反射率R_o也增高，进入成熟阶段，白垩纪-第三纪进入成烃高峰期，现今仍然处于成烃高峰期(图4)。因此，白垩系及以后的沉积阶段是研究区须家河组油气大量生成的时期。

    1) 川中-川南过渡带上三叠统须家河组主要发育须一、须三、须五段3套烃源岩，其残余有机碳含量平均值分别为1.87%、1.02%、1.12%，氯仿沥青“A”含量平均值分别为663、240、10μg/g，分析表明研究区烃源岩有机质丰度较高，具有一定的生烃物质条件基础。

    2) 研究区须一、须三、须五段泥岩镜质组和惰质组的含量之和大都在50%以上，壳质组几乎都小于5%，腐泥组含量大都低于50%，且干酪根碳同位素组成为-27.23‰～-24.67‰，平均为-25.90‰，表明川中-川南过度带上三叠统须家河组烃源岩有机质类型为偏腐殖混合型-腐殖型，并以腐殖型为主。

    3) 该过渡带上三叠统须家河组泥岩R_o为0.86%～1.34%，根据以往对四川盆地实测镜质体反射率资料及油气演化阶段的划分标准，说明研究区须家河组烃源岩仍处于成熟阶段；通过对埋藏史及热演化史的恢复，可以看出研究区晚侏罗世末期镜质体反射率大于0.7%，已进入生烃门限，开始大量生烃，白垩纪-第三纪进入成烃高峰期，现今仍然处于成熟-高成熟阶段，以生成湿气为主。

[1] 刘树根，童崇光，罗志立，等.川西晚三叠世前陆盆地的形成与演化[J].天然气工业，1995，15(2)：11-12.

[2] 张庄，曾伟，杨西燕.蜀南地区上三叠统须家河组成岩相划分[J].西南石油学院学报，2006，28(6)：13-15.

[3] 陈义才，蒋裕强，郭贵安，等.川中地区上三叠统香溪群烃源岩热演化史模拟[J].西南石油大学学报，2007，29(2)：57-60.

[4] 秦启荣，苏培东，李乐，等.川中低缓构造成因[J].新疆石油地质，2005，26(1)：109-110.

[5] 朱仕军，李其荣，刘旭宁，等.梁董庙构造须家河组砂岩储层地震预测研究[J].西南石油学院学报，2006，28(2)：8-10.

[6] 肖芝华，谢增业，李志生，等.川中-川南地区须家河组天然气同位素组成特征[J].地球化学，2008，37(3)：245-247.

[7] 梁艳，李延钧，付晓文，等.川中-川南过渡带上三叠统须家河组油气全烃地球化学特征与成因[J].天然气地球科学，2006，17(4)：593-594.

[8] 戴鸿鸣，王顺玉，陈义才.油气勘探地球化学[J].北京：石油工业出版社，2000.

　

(本文作者：杨阳 王顺玉 黄羚 钟家国 西南石油大学资源与环境学院)