東濮凹陷黃河南低含油豐度區(qū)沙三段烴源巖特征分析

耿 娜 （中海石油 （中國(guó)）天津分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，天津300457長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北荊州434023）

東濮凹陷黃河南地區(qū)是低含油豐度區(qū)，多數(shù)烴源巖樣品的有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω（TOC）小于0.4%，但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的勘探和總結(jié)，該區(qū)的油氣勘探取得了較大進(jìn)展。目前該區(qū)已發(fā)現(xiàn)6大油氣田，均富集于中央隆起帶的東翼，自北向南分別為橋口油氣田、新霍油氣田、唐莊油氣田、徐集油氣田、馬廠油氣田及三春集油氣田（圖1）。6大油氣田現(xiàn)已累計(jì)發(fā)現(xiàn)石油地質(zhì)儲(chǔ)量7345×104t（探明＋控制），竟占三次資評(píng)結(jié)果的92% （該區(qū)三次資評(píng)石油資源量為8000×104t）。按照三次資評(píng)結(jié)果推算，該區(qū)勘探潛力有限，但近年來(lái)該區(qū)油氣勘探還持續(xù)獲得突破，特別是2009年新霍油田低幅度油氣藏的勘探突破，引起了勘探家對(duì)該區(qū)資源潛力的重新認(rèn)識(shí)。因此重新認(rèn)識(shí)黃河南地區(qū)低含油豐度區(qū)的烴源巖特征及生烴潛力已迫在眉睫，有效開(kāi)展這些工作將更好地指導(dǎo)該區(qū)的油氣勘探。

圖1 黃河南地區(qū)構(gòu)造綱要圖

1 烴源巖基本地球化學(xué)特征

1.1 烴源巖平面分布特征

黃河南地區(qū)自北向南發(fā)育3個(gè)生烴中心（圖1），分別為葛崗集北洼（緊靠橋口－白廟地區(qū)）、葛崗集南洼 （緊靠唐莊－馬廠地區(qū)）及固陽(yáng)洼陷 （緊靠三春集地區(qū)）。筆者統(tǒng)計(jì)了橋口－白廟、唐莊－馬廠和三春集地區(qū)沙河街組三段 （Es3）烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度數(shù)據(jù)。通過(guò)直方圖可以看出 （圖2），3個(gè)生烴洼陷烴源巖豐度值多數(shù)達(dá)不到有效烴源巖標(biāo)準(zhǔn)，但也有部分樣品甚至達(dá)2%以上，為優(yōu)質(zhì)烴源巖?？梢?jiàn)該區(qū)有機(jī)質(zhì)豐度分布極不均勻。平面上橋口－白廟有機(jī)質(zhì)豐度相對(duì)較高、唐莊－馬廠和三春集地區(qū)相近。

有機(jī)質(zhì)性質(zhì)與類(lèi)型是評(píng)價(jià)烴源巖生烴質(zhì)量的重要指標(biāo)，不同性質(zhì)與類(lèi)型的有機(jī)質(zhì)生烴潛力和烴類(lèi)產(chǎn)物性質(zhì)上存在明顯差別[1～4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)研究區(qū)Es3生油巖母質(zhì)類(lèi)型以偏腐殖型干酪根為主，偏腐殖型干酪根 （Ⅱ2＋Ⅲ型）占樣品總數(shù)的58%，Ⅲ型分布較為廣泛，沙三上（E）、 中 （E）、 下（E）亞段內(nèi)均有分布；偏腐泥型干酪根 （Ⅰ＋Ⅱ1型）占樣品總數(shù)的42%，主要分布在E內(nèi)。

圖2 黃河南地區(qū)Es3烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度直方圖

1.2 烴源巖縱向分布特征

研究區(qū)Es3烴源巖ω（TOC）、ω（氯仿瀝青 “A”）、生烴潛量ω（S1＋S2）存在較大差異 （圖3）。現(xiàn)以唐莊－馬廠地區(qū)為例說(shuō)明，該區(qū)E樣品的ω（TOC）、ω（氯仿瀝青 “A”）、ω（S1＋S2）均值分別為0.34%、0.0131%、0.22mg/g，均較低，達(dá)不到有效烴源巖標(biāo)準(zhǔn)；E樣品的ω（TOC）、ω（氯仿瀝青 A）、ω（S1＋S2）分別為0.43%、0.0184%、0.39mg/g，整體上優(yōu)于E樣品的生烴能力。

圖3 唐莊－馬廠地區(qū)Es3烴源巖ω （TOC）、ω （氯仿瀝青 “A”）、ω （S1＋S2）縱向分布圖

2 烴源巖非均質(zhì)性特征

2.1 烴源巖非均質(zhì)性研究的意義

2.2 有效烴源巖的識(shí)別

圖4 黃河南地區(qū)古生物及巖心照片特征

2）重點(diǎn)探井有效烴源巖與油氣富集層位對(duì)應(yīng)關(guān)系 唐8井是該區(qū)一口重點(diǎn)探井，通過(guò)對(duì)該井ω（TOC）垂向統(tǒng)計(jì)與油層縱向探明儲(chǔ)量的統(tǒng)計(jì)，可見(jiàn)絕大部分油氣均富集在這些有效烴源巖附近 （圖5），例如該井在4202、4204m處發(fā)育2套有效烴源巖，ω（TOC）分別為2.351%、1.574%，油干層及油層分別發(fā)育在4197、4206、4238、4143及4093m附近；另外一套有效烴源巖發(fā)育在4500m附近，氣干層及氣層分別發(fā)育在4441、4449、4531及4363m處，垂向上富含油氣層絕大部分都位于距有效烴源巖50～100m范圍以內(nèi)，顯示了有效烴源巖與油氣富集層位具有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。唐8井ω（TOC）分析顯示了E樣品ω（TOC）低，基本都小于0.4%，而個(gè)別大1.0%的高值基本都出現(xiàn)在Es3m，L，也顯示了烴源巖強(qiáng)烈的非均質(zhì)性。

圖5 唐8井有效烴源巖發(fā)育層位與油氣分布層位對(duì)比圖

3）有效烴源巖平面分布范圍 研究試圖通過(guò)多種方法綜合研究有效烴源巖的分布。對(duì)于實(shí)測(cè)樣品分析有效烴源巖樣品而言，其優(yōu)點(diǎn)在于其分析精度高，缺點(diǎn)在于現(xiàn)實(shí)中往往只能取到部分井段的烴源巖樣品，無(wú)法覆蓋全區(qū)。通過(guò)測(cè)井曲線分析有效烴源巖樣品而言，其優(yōu)點(diǎn)在于探測(cè)范圍廣，缺點(diǎn)在于其精度較低。該次研究試圖通過(guò)對(duì)唐8井的密集取樣，找出實(shí)測(cè)樣品的ω（TOC）與電阻率和孔隙度曲線之間的擬合數(shù)學(xué)公式，然后依據(jù)此公式綜合推廣到全區(qū)，計(jì)算出ω（TOC）大于1%的井段 （有效烴源巖定義為ω（TOC）≥1.0%），并結(jié)合巖心及古生物等資料的判別，剔除偽數(shù)據(jù)點(diǎn)，最后在平面上確定有效烴源巖的分布范圍。

從烴源巖測(cè)井響應(yīng)特征分析可以知道，電阻率和孔隙度曲線都與地層巖性和聲波時(shí)差的變化有關(guān)。從唐8井ω（TOC）和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)分析可以看出ω（TOC）高則電阻率與聲波時(shí)差2條曲線分離間隔大，反之2條曲線間隔小。采取LogRt方法對(duì)唐8井巖心實(shí)測(cè)ω（TOC）和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行分析 （表1）。通過(guò)二元回歸得到：ω（TOC）＝0.06Δt＋1.125ρt－9.824，其中Δt和ρt分別為聲波時(shí)差與電阻率測(cè)井曲線值。

表1 唐8井巖心測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)與ω （TOC）分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

然后結(jié)合二元回歸方程及無(wú)實(shí)測(cè)樣品井段的電測(cè)曲線求出烴源巖的ω（TOC）數(shù)值，最后結(jié)合實(shí)測(cè)樣品測(cè)試值繪制出黃河南地區(qū)有效烴源巖平面分布范圍 （圖6）。從圖6中可以Es有效烴源巖的分布范圍最大，厚度也為最大，在中央隆起區(qū)斜坡處及洼陷帶內(nèi)均有分布。層）內(nèi)烴源巖的分布范圍及厚度相對(duì)較小，有效烴源巖主要分布在洼陷帶內(nèi)。從該區(qū)有效烴源巖分布范圍來(lái)看，推測(cè)該區(qū)的資源量應(yīng)遠(yuǎn)大于三次資評(píng)的結(jié)果，因此該區(qū)環(huán)洼帶及近洼深層仍可成為有效的勘探區(qū)。

圖6 黃河南地區(qū)E上、E下、E 有效烴源巖厚度圖

3 結(jié) 論

1）通過(guò)對(duì)黃河南低含油豐度區(qū)Es3泥巖樣品的分析，該區(qū)烴源巖縱向上非均值性嚴(yán)重。整體上E內(nèi)絕大部分樣品為非烴源巖－差烴源巖，Es內(nèi)存在部分有效烴源巖，整體上優(yōu)于E內(nèi)烴源巖?？v向上隨著埋藏深度的增加，有效烴源巖分布范圍及厚度呈逐漸增大的趨勢(shì)。

2）黃河南地區(qū)EsL3有效烴源巖的分布范圍大，厚度也大，在中央隆起區(qū)斜坡處及洼陷帶內(nèi)均有分布，中央隆起區(qū)斜坡處及洼陷帶內(nèi)應(yīng)成為該層系下一步的勘探重點(diǎn)。E烴源巖的分布范圍相對(duì)較小，有效烴源巖主要分布在洼陷帶內(nèi)，該層系內(nèi)的環(huán)洼帶應(yīng)是下一步的勘探重點(diǎn)區(qū)。

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