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    海拉爾盆地烏東斜坡帶優(yōu)質(zhì)烴源巖識(shí)別及油氣運(yùn)聚特征再認(rèn)識(shí)

    2011-04-09 06:02:08王偉明盧雙舫曹瑞成尚教輝陳國輝
    石油與天然氣地質(zhì) 2011年5期
    關(guān)鍵詞:烏東海拉爾油氣藏

    王偉明,盧雙舫,曹瑞成,尚教輝,陳國輝

    (1.東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,黑龍江大慶163318;2.中國石油大慶油田海拉爾勘探開發(fā)指揮部,黑龍江大慶163000)

    海拉爾盆地烏東斜坡帶優(yōu)質(zhì)烴源巖識(shí)別及油氣運(yùn)聚特征再認(rèn)識(shí)

    王偉明1,盧雙舫1,曹瑞成2,尚教輝1,陳國輝1

    (1.東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,黑龍江大慶163318;2.中國石油大慶油田海拉爾勘探開發(fā)指揮部,黑龍江大慶163000)

    利用測(cè)井資料縱向分辨率高的特點(diǎn),采用Δlg R法識(shí)別海拉爾盆地烏東斜坡帶優(yōu)質(zhì)烴源巖,探討其與油氣成藏的關(guān)系。研究表明,在烏東油藏附近測(cè)井識(shí)別出的優(yōu)質(zhì)烴源巖,呈條帶狀分布于烏東斜坡帶的烏31至烏108-112井區(qū)。該區(qū)塊附近的原油可劃分兩類,第一類原油與烏東油藏下傾方向?yàn)跄洗瓮莸膬?yōu)質(zhì)烴源巖具有較好的親緣關(guān)系,均具有Ts大于Tm、低伽馬蠟烷的明顯特征;第二類原油與烏東斜坡帶發(fā)育的優(yōu)質(zhì)烴源巖具有較好的親緣關(guān)系,均具有Ts小于Tm、高伽馬蠟烷的明顯特征。重新分析油源認(rèn)為,以烏東油藏內(nèi)部?jī)蓷l大斷裂為界,油藏下傾方向油氣來自烏南次洼,以構(gòu)造巖性油氣藏為主;油藏上傾方向油氣來自烏東斜坡帶本地優(yōu)質(zhì)烴源巖,以斷層巖性油氣藏為主;油藏?cái)嗔褞?nèi)部油氣由烏南次洼及烏東斜坡帶兩個(gè)生烴中心供烴,以斷塊油氣藏為主。油源對(duì)比結(jié)果擴(kuò)展了烏東斜坡帶的勘探思路,優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育與分布規(guī)律應(yīng)給予高度重視。

    優(yōu)質(zhì)烴源巖;油-源對(duì)比;油氣運(yùn)聚模式;烏東斜坡帶;海拉爾盆地

    從優(yōu)質(zhì)烴源巖控藏角度出發(fā),重新分析勘探程度較高的老探區(qū)油源等成藏問題,已經(jīng)在我國多個(gè)陸相沉積盆地取得成功[1-6]。如圍繞塔里木盆地滿加爾坳陷斜坡區(qū)新發(fā)現(xiàn)的厚度只有十幾米的優(yōu)質(zhì)烴源巖進(jìn)行勘探,繼塔中2井區(qū)取得油氣突破后,陸續(xù)又找到多個(gè)新的油氣藏。近年來,隨著對(duì)海拉爾盆地的深入勘探,在烏東斜坡地區(qū)同樣發(fā)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)烴源巖,如烏D3井南屯組一段1435.87m暗色泥巖有機(jī)碳含量(TOC)高達(dá)3.3%,生烴潛力(S1+S2)為25.63mg/g,氫指數(shù)(HI)為762.92mg/g,有機(jī)質(zhì)類型為Ⅰ型,屬于優(yōu)質(zhì)烴源巖的范疇。以往認(rèn)為烏東油藏的油氣大部分來自于烏南凹陷生烴中心,那么利用烏東斜坡帶新發(fā)現(xiàn)的優(yōu)質(zhì)烴源巖重新分析油氣來源等問題,油氣運(yùn)聚模式是否有變化呢?因此,本文將在地球化學(xué)分析基礎(chǔ)上,應(yīng)用測(cè)井資料識(shí)別優(yōu)質(zhì)烴源巖,對(duì)烏東油藏油氣來源重新認(rèn)識(shí),進(jìn)一步明確研究區(qū)的油氣運(yùn)聚特征與分布規(guī)律。

    1 地質(zhì)概況

    烏南凹陷是海拉爾盆地的主要生油洼槽之一,具典型的西斷東超的單斷斷槽式凹陷結(jié)構(gòu),從陡坡帶向緩坡帶可劃分為西部斷階帶、中部洼槽帶和東部斜坡帶[7-8]。烏東斜坡帶是烏爾遜南部凹陷的次級(jí)構(gòu)造單元,西北鄰近烏北次凹,西南鄰近烏南次凹,東部與巴彥山隆起相接,是油氣運(yùn)移的主要指向部位。構(gòu)造演化經(jīng)歷斷陷、斷-坳轉(zhuǎn)化和坳陷3個(gè)階段,在南屯組末期和依敏組末期經(jīng)歷兩次規(guī)模較大的構(gòu)造擠壓。區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育,多呈南北向展布(圖1)。暗色泥巖在南屯組和大磨拐河組均有分布,其中大磨拐河組屬于未熟-低熟烴源巖,有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ-Ⅲ型為主;南屯組為成熟源巖,有機(jī)質(zhì)類型以Ⅰ-Ⅱ型為主,而且目前發(fā)現(xiàn)的工業(yè)油層均富集在南屯組附近,因此,對(duì)成藏貢獻(xiàn)較大的優(yōu)質(zhì)烴源巖主要為南屯組暗色泥巖。

    圖1 斷裂及井位分布Fig.1Map showing locations of faults and wells

    2 優(yōu)質(zhì)烴源巖的識(shí)別與分布

    2.1 優(yōu)質(zhì)烴源巖測(cè)井響應(yīng)與識(shí)別

    斷陷盆地中烴源巖具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性[9-12]。以往通過統(tǒng)計(jì)錄井中暗色泥巖識(shí)別研究區(qū)的烴源巖,可信性及精度不足以描述和刻畫烏東斜坡帶烴源巖的非均質(zhì)性。而本次研究是在地球化學(xué)分析基礎(chǔ)上,引入了豐富的測(cè)井資料,采用改進(jìn)的Δlg R模型,對(duì)研究區(qū)南屯組優(yōu)質(zhì)烴源巖進(jìn)行精細(xì)識(shí)別。

    2.1.1 Δlg R模型

    Δlg R模型是將聲波測(cè)井曲線和電阻率曲線進(jìn)行重疊,聲波時(shí)差采用算術(shù)坐標(biāo),電阻率采用算術(shù)對(duì)數(shù)坐標(biāo)。把非烴源巖段的曲線疊合在一起,當(dāng)兩條曲線在一定深度內(nèi)“一致”時(shí)為基線。

    根據(jù)聲波、電阻率疊加計(jì)算Δlg R的方程為:

    式中,Δlg R為兩條曲線間的幅度差;R為實(shí)測(cè)電阻率,Ω·m;R基線為基線對(duì)應(yīng)的電阻率,Ω·m;Δt為實(shí)測(cè)的聲波時(shí)差,μs/ft;Δt基線為基線對(duì)應(yīng)的聲波時(shí)差,μs/ft。Δlg R與有機(jī)碳含量呈線性相關(guān),并且是成熟度的函數(shù)。由Δlg R計(jì)算有機(jī)碳含量的經(jīng)驗(yàn)公式為:

    式中,TOC為計(jì)算的有機(jī)碳含量,%;LOM為熱變指數(shù),表示有機(jī)質(zhì)成熟度;ΔTOC為有機(jī)碳含量背景值,%,需人為確定。該方法的優(yōu)點(diǎn)是聲波時(shí)差和電阻率疊合能在一定程度上消除孔隙度對(duì)有機(jī)碳測(cè)井響應(yīng)的影響[13-15]。

    2.1.2 模型建立及識(shí)別

    在應(yīng)用過程中,考慮到地下巖性復(fù)雜、測(cè)井深度與樣品深度不統(tǒng)一等多方面問題,本次研究采取以下相應(yīng)措施:①盧雙舫.烏爾遜、貝爾凹陷優(yōu)質(zhì)烴源巖識(shí)別與評(píng)價(jià).大慶油田海拉爾勘探開發(fā)指揮部,2010.用自然伽馬和自然電位曲線剔除礫巖、砂巖、粉砂巖等層段,避免聲波時(shí)差-電阻率測(cè)井曲線疊合時(shí),由非源巖產(chǎn)生的Δlg R值所帶來的誤差;②針對(duì)地化分析樣品的采樣深度與測(cè)井深度不能精確匹配的問題,本次把實(shí)測(cè)有機(jī)碳含量與Δlg R值的深度匹配范圍擴(kuò)大,在0~0.3m的模糊范圍內(nèi),尋找與實(shí)測(cè)有機(jī)碳最接近的Δlg R值;③考慮到每口井縱向巖性變化復(fù)雜,不同層段基線差異較大,本次在基線選取過程中,以層段為單位,分段重疊。

    選取地化分析樣品較多的烏5、烏6、烏28和烏29等4口井進(jìn)行建模,圖2為該4口井的實(shí)測(cè)TOC與Δlg R的擬合結(jié)果,二者表現(xiàn)出很好的相關(guān)性,擬合關(guān)系式為:

    利用公式3計(jì)算烏東斜坡帶南屯組一段烴源巖連續(xù)有機(jī)碳含量值。圖3為烏29井南一段烴源巖評(píng)價(jià)實(shí)例,參照盧雙舫制定的有機(jī)碳含量大于2%作為優(yōu)質(zhì)烴源巖的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)①,烏東地區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖縱向非均質(zhì)性強(qiáng),呈薄餅狀分布于南一段中。

    圖2 烏東地區(qū)實(shí)測(cè)TOC與Δlg R的相關(guān)性Fig.2 The correlation ofmeasured TOC andΔlg R in Wudong area

    圖3 烏29井南一段烴源巖評(píng)價(jià)實(shí)例Fig.3 A case of source rock evaluation in the first member of Nantun Formation in wellWu 29

    2.2 優(yōu)質(zhì)烴源巖分布

    應(yīng)用以上方法識(shí)別研究區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖,避免了以往通過錄井統(tǒng)計(jì)將整段暗色泥巖作為有效烴源巖的錯(cuò)誤,為優(yōu)質(zhì)烴源巖分布的確定提供了更加可靠的依據(jù)。從圖4中可以看出,暗色泥巖分布廣泛,以烏南次凹中心向四周逐漸變薄,最厚可達(dá)450 m;而優(yōu)質(zhì)烴源巖分布與暗色泥巖分布差異較大,分布范圍比暗色泥巖的分布范圍小,平面發(fā)育兩個(gè)中心,除了烏南次凹外,在烏東斜坡帶烏31井-烏108-112井區(qū)呈條帶狀分布,厚度可達(dá)200 m以上,而且該區(qū)帶新發(fā)現(xiàn)的優(yōu)質(zhì)烴源巖平面分布與烏東油藏位置較為吻合。

    圖4 烏東斜坡帶暗色泥巖總厚度及優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度Fig.4 The total thickness of dark mudstone and high-quality hydrocarbon source rock thickness in the Wudong slope zone

    3 油氣運(yùn)聚特征再認(rèn)識(shí)

    3.1 油氣來源分析

    在觀察及統(tǒng)計(jì)烏東斜坡帶的大量原油生物標(biāo)志化合物基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)烏東斜坡帶原油的生物標(biāo)志化合物特征存在較大的差別。根據(jù)Ts(C27三降藿烷18α)/Tm(C27三降藿烷17α)和伽馬蠟烷指數(shù)(伽馬蠟烷/C30藿烷)兩項(xiàng)指標(biāo),把研究區(qū)原油劃分為兩類,第一類原油Ts/Tm大于1,伽馬蠟烷指數(shù)小于0.1;第二類原油Ts/Tm小于1,伽馬蠟烷指數(shù)>0.1(圖5)。

    圖5 烏東地區(qū)原油類型劃分對(duì)比Fig.5 Division and correlation chart of crude oil in Wudong area

    兩類原油分別與烏東地區(qū)的兩個(gè)優(yōu)質(zhì)烴源巖中心進(jìn)行對(duì)比(表1),發(fā)現(xiàn)第一類原油與烏東油藏下傾方向?yàn)跄洗瓮莸膬?yōu)質(zhì)烴源巖具有較好的親緣關(guān)系,均具有Ts大于Tm、低伽馬蠟烷的明顯特征;第二類原油與烏東斜坡帶發(fā)育的優(yōu)質(zhì)烴源巖具有較好的親緣關(guān)系,均具有Ts小于Tm、高伽馬蠟烷的明顯特征。值得注意的是,烏東油藏中部的烏33井的兩個(gè)原油樣品不一致,其中2365.05m的樣品屬于第一類原油,與油藏下傾方向的優(yōu)質(zhì)烴源巖生標(biāo)特征接近,2471.34m的樣品屬于第二類原油,與烏東斜坡帶優(yōu)質(zhì)烴源巖生標(biāo)特征接近,也就是說,烏33井的油氣來源均有兩個(gè)生烴中心的貢獻(xiàn)。

    3.2 運(yùn)聚模式分析

    正確分析油氣運(yùn)聚模式可有效地指導(dǎo)油氣勘探[16-17]。以前一直認(rèn)為烏南次洼為生烴中心,生成的油氣通過斷層向?yàn)鯑|斜坡帶二次運(yùn)移,在烏東斜坡帶和烏南次洼的轉(zhuǎn)換帶形成構(gòu)造-巖性油氣藏。而通過以上的油氣來源分析發(fā)現(xiàn),烏東油藏的油氣不完全來自于烏南次洼,烏南次洼和烏東斜坡帶兩個(gè)地區(qū)的優(yōu)質(zhì)烴源巖均對(duì)成藏有貢獻(xiàn)。烏南次洼優(yōu)質(zhì)烴源巖生成的油氣以側(cè)向運(yùn)移為主,在烏南次洼及烏東斜坡帶的交接帶附近形成構(gòu)造-巖性油氣藏(圖6)。烏東斜坡帶優(yōu)質(zhì)烴源巖生成的油氣以垂向運(yùn)移為主,形成斷層-巖性油氣藏。烏東油藏內(nèi)部?jī)蓷l斷裂中間區(qū)帶油氣運(yùn)移既有側(cè)向運(yùn)移又有垂向運(yùn)移,形成斷塊油氣藏。

    表1 烏東地區(qū)油-源綜合對(duì)比Table 1 Comprehensive oil-source correlation in W udong area

    4 結(jié)論

    1)海拉爾盆地烏東斜坡帶新發(fā)現(xiàn)的優(yōu)質(zhì)烴源巖,對(duì)油氣運(yùn)聚與成藏有重要作用。長(zhǎng)期以來一直認(rèn)為烏南次洼生成的油氣,經(jīng)過斷裂與不整合配置側(cè)向運(yùn)移成藏。結(jié)合本次研究識(shí)別出的優(yōu)質(zhì)烴源巖和油-源對(duì)比表明,烏東油藏油氣不完全來自烏南次洼。

    2)以油藏內(nèi)部?jī)蓷l大斷裂為界,油藏下傾方向油氣來自烏南次洼,以構(gòu)造巖性油氣藏為主;油藏上傾方向油氣來自烏東斜坡帶本地優(yōu)質(zhì)烴源巖,以斷層巖性油氣藏為主;油藏?cái)嗔褞?nèi)部油氣由烏南次洼及烏東斜坡帶兩個(gè)生烴中心供烴,以斷塊油氣藏為主。對(duì)烏東斜坡帶的勘探,應(yīng)重視斷裂附近優(yōu)質(zhì)烴源巖的分布,擴(kuò)大勘探面積。

    圖6 烏東斜坡帶油氣運(yùn)聚模式Fig.6 Hydrocarbonmigration and accumulation model in theWudong slope zone

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    (編輯 董 立)

    High-quality hydrocarbon source rock identification and hydrocarbon m igration and accumulation characteristics in hte W udong slope zone of the Hailer Basin

    Wang Weiming1,Lu Shuangfang1,Cao Ruicheng2,Shang Jiaohui1and Chen Guohui1

    (1.College of Earth Sciences,Northeast Petroleum University,Daqing,Heilongjiang 163318,China;2.Hailer Exploration and Development Department,PetroChina Daqing Oilfield Company,Daqing,Heilongjiang 163000,China)

    Based on high vertical resolution ofwell logging data,we usedΔlg R method to identify the high-quality hydrocarbon source rocks in Wudong slope zone of Hailer Basin and explored its relationship with hydrocarbon accumulation.Research showed that the high-quality hydrocarbon source rocks identified by logging in the vicinity ofWudong reservoir occur in stripped shape in the area from Wu 31 toWu 108-112 wellblocks in Wudong slope zone.The crude oil in this area can be divided into two types.The first type of crude oil correlatewell with the high quality source rocks in Wunan subsag in the downdip direction of Wudong reservoir,as they all show obvious characteristics of Ts>Tm and low gammacerane.The second type of crude oil correlate well with the high quality source rocks in Wudong slope zone as they all obviously featured in Ts<Tm and high gammacerane.Taking twomajor faults in theWudong reservoir as boundaries,the oil/gas in the down-dip direction are sourced from Wunan subsag,and structural-lithologic reservoirs are predominant.In contrast,oil/gas in the updip direction came from high-quality hydrocarbon source rocks in theWudong slope zone,and fault-sealed lithologic reservoirs are predominant.Oil/gas in the fault zone are contributed by source rocks in both Wunan subsag and Wudong slope zone,and fault block reservoirs are predominant.Oil-source correlation results more attentionsshould be given to the developmentand distribution of high-quality hydrocarbon source rocks during exploration.

    high-quality source rock,oil-source correlation,hydrocarbonmigration and accumulationmode,Wudong slope zone,Hailer Basin

    TE122.1

    A

    0253-9985(2011)05-0692-06

    2011-01-06。

    王偉明(1981—),男,講師,博士研究生,油氣成藏。

    國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(40972101);國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(“973”計(jì)劃)項(xiàng)目(2009CB219306)。

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