沔陽凹陷洪湖油田新溝嘴組下段油源研究

梁文華 (中石化江漢油田分公司勘探開發(fā)研究院,湖北武漢430223)

沔陽凹陷洪湖油田新溝嘴組下段油源研究

梁文華 (中石化江漢油田分公司勘探開發(fā)研究院,湖北武漢430223)

根據(jù)多項地球化學資料綜合分析判斷,洪湖油田原油成油環(huán)境一致,成油母質(zhì)基本相同,成熟度也較相近,均是來自相同的油源層,屬于同一類型的原油;沔陽凹陷主要烴源層段為新溝嘴組下段(ExL),油源較為豐富,且已經(jīng)成熟,是主要的供油層位。根據(jù)烴源巖和原油的生物標志物組成特征及油-源對比,認為洪湖油田ExL原油主要來源于ExL烴源巖,具近源短距離運移的特點。

沔陽凹陷;洪湖油田;新溝嘴組下段;烴源巖;油源

沔陽凹陷位于江漢盆地東部,面積3300km2,是在侏羅紀末期燕山變形褶皺基底上發(fā)育的,以坳陷型沉降為主的負向構造單元。區(qū)內(nèi)在白堊系-新近系發(fā)育了一套厚約1000～4000m的陸相碎屑巖沉積,自下而上分別為白堊系漁洋組 (Ky),古近系沙市組(Es)、新溝嘴組(Ex)(分為上段(Exu)和下段(ExL))、荊沙組(Ej)、潛江組(Eq)、荊河鎮(zhèn)組(Ejh),新近系廣華寺組(Ng),第四系平原組(Q)[1]。其中,ExL是油氣勘探的主要目的層系。洪湖油田位于湖北省洪湖市白廟區(qū)和仙桃市楊林尾區(qū)之間,構造位置在沔陽凹陷中部(圖1),由多個斷鼻油藏構成[2],產(chǎn)層為ExL[3]。對區(qū)內(nèi)油源進行研究,有助于認識洪湖油田Ex油氣分布規(guī)律,為后期勘探開發(fā)提供理論依據(jù)。

圖1 洪湖油田構造位置圖

1 原油特征

1.1 飽和烴色譜特征

洪湖油田原油正構烷烴主峰碳數(shù)多數(shù)為C20、C22或C24,OEP(正構烷烴奇偶優(yōu)勢)一般小于1,為0.93～0.97,奇偶優(yōu)勢消失,輕重組分比(∑C-21/∑C+22)多數(shù)小于1。在異戊二烯類烷烴中,多具有明顯的植烷(Ph)優(yōu)勢,而姥鮫烷(Pr)含量相對較低,姥植比(Pr/Ph)多小于0.65,個別樣品Pr與Ph均勢,Pr/Ph在1左右,Pr/nCl7、Ph/nCl8分別大于0.9和1.2(表1)。

表1 洪湖油田Ex L原油生物標志物指標數(shù)據(jù)表

1.2 甾烷分布特征

洪湖油田原油在C27、C28和C29規(guī)則甾烷組成上具有一定代表性:C29規(guī)則甾烷的生物構型 (20R)優(yōu)勢明顯,其質(zhì)量分數(shù)一般為40%～45%;C27規(guī)則甾烷的生物構型相對較弱,質(zhì)量分數(shù)普遍小于35%;在C27、C28和C29規(guī)則甾烷的生物構型質(zhì)量分數(shù)中,大多數(shù)樣品都具有C29＞C27＞C28的分布特征。上述特征表明其成油的有機母質(zhì)類型以Ⅱ2型、Ⅲ型干酪根為主[4]。在C27、C28和C29正常甾烷中,地質(zhì)構型(5α、14β、17β20R和20S峰)相對比較高,成熟度參數(shù)指標C29甾烷20S/(20S+20R)和C29甾烷ββ/(ββ+αα)分別大于0.36和0.33,但都小于0.5,具有成熟原油的特征[5](見表1)。

1.3 碳同位素組成及族組成特征

洪湖油田原油的碳同位素組成非常接近,為-28.42‰～-28.53‰(見表1)。在原油的族組成中,飽和烴質(zhì)量分數(shù)較高,多大于45%,最高達60.7%;而非烴+瀝青質(zhì)質(zhì)量分數(shù)較低,多小于35%(表2)。

表2 洪湖油田Ex L原油族組成及原油物性數(shù)據(jù)表

1.4 原油物性特征

洪湖油田原油相對密度中等,平均為0.8679;黏度多大于10mPa·s;凝固點較高,多數(shù)在28℃以上(見表2)。

綜上所述,洪湖油田各井原油物性、族組成以及碳同位素組成各項指標均較為接近,尤其是生物標志物特征極為相似。由此反映出區(qū)內(nèi)成油環(huán)境一致,均形成于還原環(huán)境[6];成油母質(zhì)基本相同,都是以Ⅱ2型和Ⅲ型有機質(zhì)為主;成熟度也較相近,均屬于成熟原油[7]。故推測洪湖油田ExL原油都是來自相同油源層,屬于同一種類型的原油。

2 油源條件分析

勘探和研究成果表明,沔陽凹陷中部發(fā)育有Ky、Es、ExL共3套烴源巖層系(表3)。

表3 沔陽凹陷中部Ky、Es、Ex L烴源條件對比表

由表3可知,ExL烴源條件最好,其暗色泥巖發(fā)育,厚度一般大于100m,在白廟-峰口一帶厚度較大,沔7井、洪4井鉆遇厚度均大于260m,占地層厚度的70%以上,在白廟附近暗色泥巖最厚可達350m;w(TOC)不是很高,單井平均為0.58%～0.84%,母質(zhì)類型以Ⅱ2型和Ⅲ型有機質(zhì)為主,Ⅱ1型和I型有機質(zhì)較少;具有一定的生烴能力,w(HC)平均在100mg/kg以上,高者可達418mg/kg;有機質(zhì)演化程度已進入成熟階段,如沔7井在井深1530m處,Ro大于0.6%,SCl大于2.4,已進入生油門限,而洪4井ExL埋深已大于2000m,Ro為0.72%～1.12%,屬成熟-高成熟階段。

Ky、Es生油條件均較差,盡管暗色泥巖厚度近100m,約占地層厚度的50%左右,但有機質(zhì)豐度低;w(TOC)多小于0.4%,單井平均值小于0.35%;w(“A”)多數(shù)樣品小于0.025%,單井平均值在0.015%左右;雖然部分樣品Ro大于0.7%,有機質(zhì)已成熟,但生烴能力較差,大多數(shù)樣品w (HC)小于120mg/kg。因此,Ky、Es暗色泥巖基本屬于非烴源巖-差烴源巖級別,油氣源貧乏。

3 原油與烴源巖對比

3.1 正、異構烷烴對比

洪湖油田ExL原油與沔陽凹陷ExL烴源巖的正、異構烷烴分布特征較為相似,可以部分或全部疊合,各項對比參數(shù)也較為接近,說明它們之間有好或較好的親緣關系。如,原油和烴源巖的正構烷烴主峰碳數(shù)大都為C20、C22、C24;OEP均小于1;兩者均表現(xiàn)為高植烷優(yōu)勢; Pr/Ph均小于1,多數(shù)原油Pr/Ph介于0.41～0.63,烴源巖Pr/Ph則為0.39～0.61。

3.2 甾烷、萜烷對比

洪湖油田ExL原油與沔陽凹陷ExL烴源巖的甾烷、萜烷分布特征基本相似(圖2),具有良好的親緣關系。主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

1)甾烷組成中,原油、烴源巖均含有菌藻生源的C21和C21孕甾烷; C27、C28和C29正常甾烷中,原油、烴源巖都以生物構型大于地質(zhì)構型為特征,且αββ-C29異甾烷的含量普遍較高。成熟度參數(shù)如C29甾烷20S/(20S+20R),原油為0.4295～0.4625,烴源巖則為0.4771～0.4914,較為接近(表4),且都處于成熟階段,說明兩者之間有親緣關系[8]。

2)從反映母源信息的C27、C28和C29規(guī)則甾烷的相對組成 (圖3)中可見,原油和烴源巖的樣品點較為靠近,相比之下原油更富含C29規(guī)則甾烷,表明它們的生源構成基本相同,具有較好的成因聯(lián)系。

3)萜烷組成中,原油和烴源巖都含有菌藻類生源的C20-C29三環(huán)萜烷,原油中三環(huán)萜烷/藿烷為0.29～0.37,烴源巖為0.18～0.22,兩者比較接近。在五環(huán)萜烷中,兩者均以C30＞C29＞C27為特征,其中原油的藿烷(C29+C30)/C27為6.37～7.32,烴源巖為8.35～8.77;伽馬蠟烷含量原油稍高,原油伽馬蠟烷/αβC30為0.57～0.58,烴源巖為0.36～0.50,兩者也比較接近(見圖3、表4)。

圖2 Ex L原油與烴源巖甾烷、萜烷對比圖

表4 Ex L原油與烴源巖甾烷、萜烷參數(shù)對比表

3.3 碳同位素對比

碳同位素分析結果表明,洪湖油田ExL原油的δ13C為-28.42‰～-28.53‰,而沔陽凹陷ExL烴源巖抽提物的δ13C為-26.95‰。二者較為接近,并且符合 “原油的δ13C略小于烴源巖的δ13C”這一規(guī)律[9],說明兩者之間有成因聯(lián)系。

綜上所述,原油與烴源巖對比的結果一致表明,洪湖油田ExL的原油,是來自沔陽凹陷ExL的成熟烴源巖,屬于自生自儲型,原油有近源短距離運移的特點。

圖3 洪湖油田原油與烴源巖C27、C28和C29規(guī)則甾烷相對組成對比圖

4 結論

1)洪湖油田新溝嘴組下段 (ExL)的原油,依據(jù)其多項地化指標及演化特征,認為是屬于同一類型的成熟原油。

2)沔陽凹陷主要烴源層段是ExL,有利烴源區(qū)為緊靠洪湖油田的白廟洼陷,油源比較豐富,且已經(jīng)成熟,是主要的供油區(qū)。

3)油、巖對比結果表明,洪湖油田ExL原油,其油源均來自本段成熟生油巖,屬于自生自儲,是該區(qū)和白廟洼陷生成的油以短距離側向和垂向運移聚集而成,原油有近源短距離運移的特點。

[1]江漢油田石油地質(zhì)志編寫組.中國石油地質(zhì)志(卷9):江漢油田[M].北京:石油工業(yè)出版社,1991.

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[3]胡濤,陳素,彭良鳳,等.沔陽凹陷新溝嘴組下段油氣分布規(guī)律研究[J].江漢石油職工大學學報,2003,16(2):31～32.

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[5]杜小娟,梁文華,張建華.八面河地區(qū)孔店組油源探討[J].江漢石油科技,2009,19(4):6～12.

[6]梁文華,郗鳳琨.塔里木盆地卡塔克2、3、4區(qū)塊烴源條件[J].新疆石油天然氣,2006,2(1):5～8.

[7]梁文華.昌參2井九佛堂組原油的地球化學特征及油源對比[J].新疆石油學院學報,2003,15(4):22～25.

[8]梁文華.八面河地區(qū)孔店組油氣成藏條件與勘探方向[J].江漢石油職工大學學報,2010,23(2):10～13.

[9]梁文華.江漢油田西部控區(qū)山前帶勘探潛力評價[J].新疆石油天然氣,2007,3(3):16～19.

[編輯] 鄧磊

TE122.1

A

1000-9752(2014)12-0015-04

2014-07-10

梁文華(1964-),男,2010年大學畢業(yè),工程師,現(xiàn)主要從事油氣地球化學方面的研究工作。