伊拉克北部哈姆林油田奇亚加拉组的显微组分分析与生烃指标

《Journal of African Earth Sciences》：Maceral analysis and hydrocarbon generation indicators in the Chia Gara Formation Hamrin Oil Field northern Iraq

　　

摘要

上侏罗统—下白垩统贾拉加拉组（Chia Gara Formation）是中东地区主要的海相烃源岩。然而，其早期成熟动力学特性常被整体地球化学参数低估。本研究对伊拉克北部哈姆林油田 Hr-1 井的贾拉加拉组进行了全面的有机岩相学和孢粉相表征。本研究校准了其生烃潜力并阐明了其有机 - 矿物结构性质。孢粉相结果记录了海洋来源的无定形有机质（AOM）和藻类质的主导性。该组合表明了一个远源、缺氧的盆地环境。然而，反射光显微镜揭示出厚沥青质透镜体的显著稀缺，尽管酸消解残留物中的 AOM 丰度很高。这种差异归因于精细尺度的有机 - 矿物混合。AOM 以分散的有机 - 粘土复合体形式吸附在粘土和微晶方解石表面，而不是形成分离的显微组分层。此外，研究发现了早期烃类生成的证据。这表现为微裂隙中的薄层固态沥青和包裹在有孔虫壳内的液态荧光油滴。与热成熟度更高的贾拉加拉组露头进行的对比分析确立了区域成熟度梯度。这项研究强调了综合显微镜技术的必要性，以识别石油系统的过渡阶段，因为活跃的生成和微观运移先于传统的整体成熟度阈值。

引言

上侏罗统至下白垩统贾拉加拉组被认为是中东石油系统乃至全球最高产、区域分布最广的海相烃源岩之一（Mohialdeen 等人，2013a, b; Mohialdeen 等人，2015; Hakimi 等人，2016）。这尤其集中在伊拉克北部扎格罗斯褶皱冲断带的露头中（Mohyaldin 和 Al-Bayati, 2007; Mohialdeen, 2008; Al-Ameri 和 Zumberge, 2012）。该组由交替出现的沥青质石灰岩和钙质页岩组成，沉积于主要海侵旋回期间的局限陆内盆地环境中（Kus 等人，2016; Damoulianou 等人，2022）。以往侧重于地球化学调查的研究表明其作为烃源岩的高潜力。这些研究指出其特征是总有机碳（TOC）值超过 18%（Mohialdeen 等人，2013; Mohialdeen 等人，2015; Hakimi 等人，2016）。它还具有混合 II/III 型干酪根组合，能够生成大量的液态和气态烃类（Al-Ameri 和 Zumberge, 2012; Mohialdeen 和 Hakimi, 2016; El Diasty 等人，2016）。

评估贾拉加拉组的主要挑战之一来自于整体地球化学参数与高分辨率岩相观察之间的明显差异。该组在伊拉克北部的多个井中进行了研究，包括基尔库克油田的 K-109 井和米兰油田的 M-2 井，特别侧重于有机岩相学。标准成熟度指标，如 Tmax 和产出指数（PI），通常表明边缘成熟度。尽管有烃类生成的物理证据，如固态沥青和油包裹体（Kus 等人，2016; Damoulianou 等人，2022）。此外，近期有机微相（OMF）的分类表明，有机质的空间分布受古氧化还原条件和远源 - 近源趋势的强烈控制。孢粉相的主要观察结果是 AOM 占主导地位，且这种富集并未在整体分析（例如 Rock-Eval）中反映出来（Al- Ameri 和 Zumberge, 2012; Mohialdeen 和 Raza, 2013; Kus 等人，2016, El Beialy ）。整体分析可能由于基质干扰或无定形有机质（AOM）在矿物结构中的细微分散而无法准确评估有机质质量（Al-Auqadi 等人，2025）。

本研究基于伊拉克北部哈姆林油田 Hr-1 井收集的样品。哈姆林油田 Hr-1 井的有机地球化学此前由 El Diasty 等人（2016）记录。他们将该层段界定为均匀未成熟且具有混合生烃潜力。详细的岩相学和孢粉相特征仍未被探索。在本研究中，我们通过专注于有机微相的高分辨率显微评估来弥合这一差距。对特定显微组分和次生有机产物生成的调查，将为地球化学数据提供视觉校准。

本研究的主要目标是对 Hr-1 井贾拉加拉组进行高分辨率有机岩相学和孢粉相评估。这阐明了其微尺度有机特征与整体地球化学潜力之间的关系。本研究还旨在基于有机微相重建沉积环境，并验证超越整体地球化学标签的真正干酪根质量。它调查了有机 - 矿物结构，以解释为什么孢粉相中的高 AOM 浓度没有在岩石基质中表现为结构化的沥青质。本研究还通过比较哈姆林地区正在发育的生烃特征与米兰和基尔库克油田观察到的活跃和耗尽阶段，建立了一个区域成熟度剖面。

章节片段

地质背景

贾拉加拉组是中东特提斯石油系统中的关键地层单位（Aqrawi 等人，2010）。该岩石单元位于伊拉克北部扎格罗斯褶皱冲断带（Jassim 和 Goff, 2006）。其沉积和地理分布是由复杂的中生代构造事件和海平面波动导致的（Al-Auqadi 等人，2025）。这一时期的特征是从稳定的碳酸盐台地向更复杂的盆地过渡以及

材料与方法

共从伊拉克哈姆林油田 Hr-1 井采集了 24 个上侏罗统—下白垩统贾拉加拉组的岩心和岩屑样品。分散有机质按照 ASTM D2797 标准制备用于光学研究。调查基于 Taylor 等人（1998）的方案建立。光学检查中使用了配备 50×油浸物镜和数码相机的 Leica DM4 落射光显微镜。显微组分

结果

落射光下的岩相评估揭示了分散有机质（DOM）的特征性组成。一般而言，检查揭示了非结构化有机物质以及丰富的产油显微组分。保存的有机质大部分由无定形组分主导，特别是沥青质和固态沥青，尤其是在下部。后者作为岩石中先前石油渗出和团块包裹的直接岩相学证据

有机相与沉积环境

对 Hr-1 井有机岩相学和孢粉相数据的综合分析阐明了贾拉加拉组的古环境。该环境是根据样品在 APP 三角图（AOM、植物碎片和孢粉体，Tyson, 1995）上的位置推断的。结果表明是一个远源、低能的陆架至盆地环境，以缺氧和分层水柱为特征，如第 IX 和 VIII 区域所示（图 5）。AOM 的主导地位和海洋藻类质的存在

结论

本研究代表了对位于哈姆林油田的 Hr-1 井贾拉加拉组的综合有机岩相学和孢粉相分析。它提供了一个重要烃源岩在早期成熟生成阶段的高分辨率校准。基于对比区域评估和有机微相结构的显微特征，可以得出以下结论：

• 1.
  哈姆林油田的贾拉加拉组以高质量为特征

利益冲突声明

作者声明无利益冲突。

CRediT 作者贡献声明

Mustafa T Haseeb: 写作 - 初稿，调查，形式分析，概念化。Walid A. Makled: 写作 - 初稿，方法学，形式分析，概念化。Aboosh Hussain H. AL-Hadidy: 写作 - 回顾与编辑，调查。Ahmed A. El Galladi: 写作 - 回顾与编辑，调查

未引用参考文献

Alnawafleh 等人，2016; American Society for Testing and Material, 2004; Standard, 2011; Hakimi 等人，2016; ICCP, 2001.

利益冲突声明

? 作者声明，他们没有已知的竞争财务利益或个人关系，这些因素可能影响本论文报告的工作。

致谢

作者感谢埃及石油研究所进行的有机岩相学研究。作者向编辑 Damien Delvaux 博士表示诚挚的感谢，感谢他在审稿过程中对稿件的高效处理和有价值的编辑指导。我们也深深感谢三位匿名审稿人全面、建设性和富有洞察力的批评。他们的奉献和巨大努力显著提高了科学质量，

Mustafa T. Haseeb|Aboosh Hussain H. AL-Hadidy|Walid A. Makled|Ahmed A. El Galladi

埃及曼苏拉大学理学院地质系，埃及曼苏拉