也门Shabwah凹陷页岩油潜力：地球化学与盆地模拟揭示的优质烃源岩特征与成藏动力学

本文通过多尺度地球化学与盆地模拟分析，揭示了也门Shabwah凹陷上侏罗统Madbi组Lam与Meem页岩段的非常规页岩油潜力。研究证实该套烃源岩具有高有机碳含量（TOC 1-12.3 wt%）、富氢II/III型干酪根及适宜热成熟度（Ro 0.77-1.07%），结合生烃动力学（132-155°C峰值生油窗）和脆性指数特征，指明Meem页岩段具备水力压裂开采的商业价值。

　　

亮点片段

地质背景

Shabwah凹陷是也门境内的伸展盆地，位于大陆Sab'atayn裂谷系统内（Redfern and Jones, 1995）。该凹陷具有地垒、倾斜和下陷块体的构造特征（图1C），其形成可追溯至冈瓦纳大陆裂解时的上侏罗统-下白垩统时期。在渐新世至中新世期间，这些特征被改造并参与裂谷盆地发育的进阶演化。

样品采集与制备

本研究从Shabwah凹陷四口钻井（Bin Haydar–1, Misah–1, Habban–07, Habban–11）的Madbi组Lam与Meem段共采集46件岩屑和岩心样品。岩屑样品经水洗清除钻井泥浆残留后，进行多参数地球化学和岩石学分析。全岩样品经粉碎至<200目后开展TOC（总有机碳）和Rock-Eval热解分析，另部分样品通过重液浮选分离干酪根进行元素分析、Py-GC（热解气相色谱）和FTIR（傅里叶变换红外光谱）表征。

TOC与Rock-Eval热解结果

Lam与Meem段页岩样品的TOC含量区间为1.0–12.3 wt%（表3）。多数样品TOC＞2 wt%（2.1–12.3 wt%），其余样品TOC介于1.0–2.0 wt%。Rock-Eval热解显示S₂生烃潜量2.1–72.3 mg HC/g岩石，氢指数(HI)值156–698 mg HC/g TOC，T_max峰值温度435–452°C，生产指数(PI)0.05–0.42，油饱和指数(OSI)46–356 mg HC/g岩石。

烃源岩特征与生油潜力启示

综合地球化学与有机岩石学结果表明，Madbi组Lam与Meem段页岩具有显著页岩油潜力。高TOC含量与页岩厚度对经济性产油至关重要，而富氢干酪根（II/III型）和适宜热成熟度（Ro 0.77–1.07%）共同支撑了商业规模油气生成。

结论

本研究通过有机地球化学、有机岩石学及矿物学方法，对Shabwah凹陷四口探井的上侏罗统Lam与Meem页岩段开展分析，主要结论如下：

• Lam与Meem页岩具高TOC含量（1.0–12.3 wt%），Rock-Eval热解证实以II/II–III型干酪根为主，表明有利生油潜力。

• Py-GC与FTIR结构显示干酪根富含脂肪族组分，预示可生成低蜡石蜡-环烷-芳香油。

• 镜质体反射率与OSI值指示页岩现已热成熟，Meem段进入生油窗高峰阶段。

• 生烃动力学表明在132–155°C温度区间干酪根转化率可达50%，与计算Ro值0.77–1.07%吻合。

• 1-D盆地模拟显示Meem页岩系统生油量高于Lam段，主要生油期为下白垩统至晚渐新世，转化率(TR)达55%。

• 高生油潜力与高脆性指数共同促成Meem页岩非组构裂缝孔隙发育，深埋藏增压进一步改善储集空间。

• Meem页岩段是非常规页岩油藏的优质目标，推荐采用水力压裂技术实现经济开采。