主要页岩层系有机质丰度

5．2　主要页岩层系有机质丰度

有机质丰度是评价烃源岩的最基础指标。在正常热演化条件下，总有机碳含量（TOC）、氯仿沥青“A”、生烃潜量（S₁＋S₂）和总烃是评价烃源岩有机质丰度的常规指标，但高演化条件下，氯仿沥青“A”和生烃潜量通常失效，总有机碳含量成为评价烃源岩及其生烃潜力的最主要指标。

5．2．1　有机碳含量

有机碳含量是页岩气聚集成藏最重要的控制因素之一，不仅控制着页岩的物理化学性质，包括颜色、密度、抗风化能力、放射性和硫含量，也在一定程度上控制着页岩裂缝的发育程度，更重要的是控制着页岩的含气量。

本次研究统计了川东南—湘鄂西地区贵州习水等5条野外露头剖面页岩的有机碳含量（表5－2），并分层系作了各层有机碳含量直方图（图5－13、图5－14）。

表5－2　川东南—湘鄂西地区黑色页岩有机地球化学特征

注：表中数数值排列方式为最小值—最大值/平均值（样品数）

图5－13　∈1n有机碳含量直方图

图5－14　O₃w－S₁l有机碳含量直方图

由直方图可见，研究区∈1n的15个样品中，有机碳含量主要分布在0．16%～3．0%之间，占总样品数的67%，在石门杨家坪剖面所采样品YJ－13，YJ－14的有机碳含量分别高达13%和14．1%，致使本区平均含量为3．81%，若去掉这两个极端高值，则平均值为2．8%，所以牛蹄塘组的页岩是优质烃源岩；川东南—湘鄂西地区O₃w—S₁l层位野外露头的29个样品中，有机碳含量主要分布在0．05%～1．5%之间，平均为1．8%，其中有机碳含量在1%以上的样品占到了55%以上，O₃w—S₁l黑色页岩烃源岩较好。对于研究区所采集的44个样品来说，有机碳含量大于1%的样品占到了48%以上。

从牛蹄塘组烃源岩有机碳含量等值线平面图（图5－15）上看，下寒武统在仁怀—习水—赤水一带有机碳含量较高，达到3．0%以上，显示较强的生烃能力；向东面至秀山—溶溪—漆料一带增加至4．0%～7．0%，而秀山地区东北方向的有机碳含量普遍偏低，在0．5%～2．0%之间，显示这一时期在秀山溶溪地区烃源岩的生烃潜力很好。

图5－15　下寒武统牛蹄塘组烃源岩有机碳含量等值线图

奥陶系上统五峰组—志留系下统龙马溪组有机碳含量在整体上比寒武系下统牛蹄塘组要低（图5－16），其在彭水及周边地区有机质含量达到3．0%以上，而仁怀—赤水一带在1．0%～2．0%之间，习水一带有机碳含量大于2．0%，显示在这一时期赤水一带的有机碳含量中等偏上。

图5－16　川东南—湘鄂西地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组烃源岩有机碳含量等值线图

据本项目野外地质调查显示，在贵州习水剖面，上奥陶统五峰组为黑色页岩，全岩有机质含量为11．5%，氯仿沥青“A”为67．38×10^－6，为很好的烃源岩；志留系底部龙马溪组为深灰色泥岩，残余有机碳值为1．46%～6．79%，为很好的烃源岩。上奥陶统五峰组—志留系龙马溪组地层约80m，其中有机碳含量大于0．5%的厚度约70m；有机碳在0．5%～1．0%之间的泥页岩的厚度较大，达40m左右；有机碳含量大于1．0%的泥页岩厚度为32m左右；有机碳含量大于2．0%的泥页岩厚度在30m左右；有机碳含量大于5．0%的极好泥页岩的厚度也在10m左右。

根据文献得出，在川东南丁山1井1 375～1 523m井段揭露上奥陶统五峰组地层为3m、下志留统龙马溪组地层为145m（图5－17）。五峰组—龙马溪组下部有机碳含量较高，最高可达4%，向上逐渐降低，至1 430m处有机碳含量开始低于0．5%，泥页岩的厚度在93m左右；有机碳含量大于1．0%的泥页岩厚度在40m左右；有机碳含量大于2%的泥页岩为10m左右；有机碳含量大于3%的泥页岩仅为五峰组的3m地层。

图5－17　川东南地区丁山1井上奥陶统五峰组—下志留统地化剖面图

（据中石化江汉油田分公司）

龙马溪组和五峰组的有机质丰度高，镜质体反射率R_o大多在1．5%以上，进入成熟阶段，可见川东南地区丁山1井O₃w—S₁l是很好的烃源岩。

5．2．2　氯仿沥青“A”

氯仿沥青“A”是指岩石中用氯仿（CHCl₃）抽提的可溶有机质，即岩石中由有机质已经生成的物质，包括饱和烃、芳烃、胶质和沥青质，它反映的是沉积岩中可溶有机质的含量，通常用占岩石重量的百分数来表示。通常氯仿沥青“A”含量低于0．01%为非生油岩，0．1%～0．2%为好生油岩。

根据川东南—湘鄂西地区5条剖面27个页岩样品的抽提分析资料中的氯仿沥青“A”含量（表5－2），氯仿沥青“A”主要在11×10^－6～19×10^－6之间分布，其次是在4×10^－6～10×10^－6之间。从样品统计直方图（图5－18，图5－19）中可以看出，牛蹄塘组页岩的14个样品中有8个样品的氯仿沥青“A”在11×10^－6以上，平均为24．22×10^－6。牛蹄塘组的样品RX－32的氯仿沥青“A”达到184．57×10^－6，可能是微生物侵蚀的结果。而O₃w—S₁l页岩的12个样品中有10个样品的氯仿沥青“A”在11×10－6以上，平均为21．26×10－6。

样品中氯仿沥青“A”的含量较低，基本上不反映有机质丰度，但反映了泥页岩的演化程度较高。

图5－18　∈1n氯仿沥青“A”直方图

图5－19　O₃w—S₁l氯仿沥青“A”直方图