金湖凹陷三河次凹戴南組油氣藏?zé)N源條件分析

巢 越

(中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院, 江蘇 揚州 225009)

金湖凹陷位于蘇北盆地西南部，南與蘇南隆起相接，北至建湖隆起，東與菱塘橋低凸起相連，西至張八嶺隆起，是晚白堊世-新生代形成的南斷北超的箕狀凹陷。

三河次凹為金湖凹陷主力生烴次凹之一(圖1)，成藏條件優(yōu)越，油氣富集程度較高。近年，針對三河次凹戴南組(E2d)部署實施的多口探井取得較好的勘探成果，特別針對隱蔽油氣藏勘探的GX29A井獲得成功，拓寬了金湖凹陷油氣勘探領(lǐng)域。因此，開展三河次凹戴南組油氣藏的油源條件研究，對深入挖潛老區(qū)油氣資源具有重要意義。

前人研究結(jié)果表明[1]，蘇北盆地戴南組本身不具備生油能力，在金湖凹陷三河次凹發(fā)現(xiàn)的戴南組油氣藏為典型的它源油藏，必須依靠大斷層溝通下伏阜四段(E1f4)或阜二段(E1f2)烴源巖供烴。因此，烴源巖的分布范圍直接控制著E2d油氣藏平面上的分布。本文通過補(bǔ)充最新的烴源巖化驗分析資料，進(jìn)一步對金湖凹陷三河次凹E2d油氣藏油源條件進(jìn)行分析。

圖1 金湖凹陷三河次凹構(gòu)造

1 油源對比

油氣的分布首先直接受控于油源，油源對比的研究成果對油氣勘探的評價和預(yù)測有非常重要的意義。通過油源對比，可以確定盆地中各個油藏的油氣來源，圈定可靠的源巖層和油源區(qū)，進(jìn)而建立源與藏的成因關(guān)系，從而為油氣勘探提供理論依據(jù)[2]。

關(guān)于金湖凹陷生油巖的豐度及有機(jī)地化特征，前人做了大量研究[3-6]，已經(jīng)明確金湖凹陷E1f4、E1f2“來源油”在地化特征上有所區(qū)別(圖2)。本文主要從原油及烴源巖的正構(gòu)烷烴分布特征、姥植比(Pr/Ph)、原生甾烷及β-胡蘿卜烷等幾個方面做油源的判斷。通過對比，表明三河次凹油氣具有不同的來源：QX17井(2 152.8～2 160.0 m)、QX19井(2 850.6～2 858.6 m)、GX29A井(3 029.1～3 033.2 m)的E2d原油樣品及SX14井(1 724.8～1 733.6 m)、SX13井(2 522.1～2 530.7 m)E2d含油巖心樣品的正構(gòu)烷烴分布均具有nC23主峰特征(表1)，同時在飽和烴色譜圖上呈現(xiàn)出弱植烷優(yōu)勢(圖3)，具有E1f4來源特征；而QX18井(2 147.8～2 155.8 m)、QX19井(2 783.9～2 792.1 m)、SX14井(1 623.4～1 630.0 m)E2d1含油巖心樣品的正構(gòu)烷烴分布則呈現(xiàn)出nC22主峰的特征(表1)，且QX18井、SX14井在飽和烴色譜圖上呈現(xiàn)出較明顯的植烷優(yōu)勢(圖4)，偏向于E1f2來源。而QX19井、SX14井不同深度的E2d樣品特征不同，證實其存在混源特征。

上述正烷烴分布具“nC23尖頂”特征的油樣，多數(shù)在C27、C28、C29原生甾烷分布上具E1f4來源的“V”字形分布特征(表1)。而SX14井E2d含油巖心和QX19井E2d原油的甾烷分布呈現(xiàn)出“椅式”特征(表1)，αααC29R在三種甾烷中占絕對優(yōu)勢，這也表明SX14井、QX19井有E1f2來源油的混入。

圖2 L1井E1f4生油巖與HC1井E1f2生油巖飽和烴色譜特征對比

圖3 E2d1原油色譜

圖4 E2d含油巖心樣品飽和烴色譜

圖5 E2d巖樣β-胡蘿卜烷特征(m/z125)

相對來說，正烷烴呈現(xiàn)“nC22尖頂”特征的QX18井、SX14井E2d含油巖心樣品的C27、C28、C29原生甾烷分布表現(xiàn)出“椅式”特征，αααC29R在三種甾烷中占絕對優(yōu)勢，并且檢測出較豐富的β-胡蘿卜烷(圖5)，代表了E1f2來源。

油成熟度可以依據(jù)甾烷異構(gòu)化參數(shù)αααC29(20S)/(20S+20R)確定[7]，簡稱SM，分為特低熟(<0.2)、低熟(0.2～0.3)、成熟(≥0.3)三個級別，這是國內(nèi)第三系生油研究的常用指標(biāo)。從總體上看，上述大部分樣品SM值均小于0.3，處于低熟階段，且具“椅式”分布油的成熟度(SM值)多數(shù)要略高于“V”字形分布的油(表1)，即E1f4來源油成熟度相對E1f2較低。

表1 三河次凹戴南組原油、含油巖心樣品地化參數(shù)

以上數(shù)據(jù)說明，金湖凹陷三河次凹E2d主要油源為E1f4烴源巖；在石港斷裂帶存在E1f2來源油，研究認(rèn)為，該區(qū)斷層發(fā)育，具有縱向溝通E1f2烴源巖的能力。

2 烴源評價

2.1 有機(jī)質(zhì)豐度

有機(jī)質(zhì)豐度是評價烴源巖質(zhì)量的首要指標(biāo)，對烴源巖中有機(jī)質(zhì)豐度的評價一般從有機(jī)碳含量(TOC)、生烴潛力(S1+S2)、氯仿瀝青“A”和總烴這幾方面進(jìn)行評價。

據(jù)前人研究[3-4]，E1f4烴源巖可分為上部泥灰?guī)r段(一套富含有機(jī)質(zhì)的灰黑色、黑色泥頁巖夾薄層泥灰?guī)r)和下部彈簧段(灰黑色泥巖與深灰色粉砂質(zhì)泥巖互層，因電阻率曲線形狀像彈簧而得名)。據(jù)表2，金湖凹陷E1f4烴源巖上部泥灰?guī)r段是較好的烴源巖，下部彈簧段各項生烴指標(biāo)都較低，屬于非～差烴源巖。

為了進(jìn)一步評價三河次凹的E1f4烴源巖，對GX29A井、C3井、SX13井E1f4烴源巖取心樣品的地化參數(shù)進(jìn)行了分析。

表2 金湖凹陷E1f4烴源巖平均有機(jī)質(zhì)豐度

GX29A井位于三河次凹中部，根據(jù)含油巖心分析化驗資料(表3)，E1f4烴源巖TOC含量較高，為2.45%～2.82%，平均2.67%；氯仿瀝青“A”含量為0.184 2%～0.230 0%，平均0.211 0%；S1+S2為12.89～15.96 mg/g，平均14.63 mg/g，以上指標(biāo)均達(dá)到好-很好烴源巖的標(biāo)準(zhǔn)。SX13井靠近石港斷裂帶，E1f4烴源巖TOC含量較高，為1.3%；瀝青“A”含量為0.168 5%；S1+S2為6.22 mg/g，以上指標(biāo)均達(dá)到好-較好烴源巖的標(biāo)準(zhǔn)。C3井位于三河次凹西側(cè)斜坡上，取心樣品為E1f4下部彈簧段，烴源巖TOC含量相對較低，為0.22%～0.99%，平均0.69%，除一個樣品外其余樣品介于0.5%～1.0%，為中等烴源巖；瀝青“A”含量為0.006 2%～0.015 3%，平均0.010 0%，未達(dá)到好烴源巖的標(biāo)準(zhǔn)；S1+S2為0.10～1.61 mg/g，平均0.86 mg/g，為較差烴源巖。

表3 E1f4烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度統(tǒng)計

綜上所述，與金湖凹陷E1f4泥灰?guī)r段烴源巖平均豐度指標(biāo)相比，三河次凹主體部位的E1f4泥灰?guī)r段烴源巖指標(biāo)更好。

2.2 有機(jī)質(zhì)成熟度

鏡質(zhì)體反射率(R0)為反映有機(jī)質(zhì)成熟度最靈敏的指標(biāo)，一般可分為下列幾個階段：R0<0.5%為未熟階段，R0在0.5%～1.3%為成熟階段；R0在1.3%～2.0%為高成熟階段；R0>2.0%為過成熟階段。通常，對于未熟-低熟油氣演化階段R0一般處于0.2%～0.7%的范圍。一般將R0=0.5%對應(yīng)的埋深作為烴源巖大量生烴門限深度，將R0=0.65%所對應(yīng)的深度作為大量排烴門限深度[8]。

通過對金湖凹陷E1f4烴源巖鏡質(zhì)體反射率進(jìn)行統(tǒng)計(表4)可見：烴源巖樣品實測的鏡質(zhì)體數(shù)據(jù)較少。三河次凹E1f4烴源巖R0均小于0.7%，處于低熟階段。而最新鉆探取樣分析的GX29A井，R0平均為0.65%，同樣表現(xiàn)出低熟的特征。

表4 三河次凹E1f4烴源巖鏡質(zhì)體反射率

前文提及三河次凹E2d油藏中E1f4來源油表現(xiàn)出“nC23尖頂特征”，且原生甾烷呈V字型分布的樣品，除了SX13井外，SM值均小于0.3(表1)，側(cè)面證實了E1f4來源油成熟度不高。

從三河次凹E1f4生油巖R0與垂深擬合關(guān)系來看，E1f4烴源排烴門限(R0=0.65%)深度約為2 500 m。按照此深度在構(gòu)造圖上確定的烴源巖分布范圍如圖6中藍(lán)色范圍。從三河次凹總體來看，R0>0.65%的范圍并不大，局限在S138井-L1井以東的深凹部位，其余大部分地區(qū)E1f4烴源巖沒有達(dá)到排烴門限。由于戴南組油氣藏屬于“它源型”油藏，必須依靠大斷層溝通下伏烴源巖供烴，因此烴源巖的分布范圍直接控制著E2d油氣藏平面上的分布，E2d隱蔽油氣藏應(yīng)主要以深凹和內(nèi)斜坡帶為主。

圖6 三河次凹E1f4成熟烴源巖分布

3 結(jié)論

(1)油源對比分析表明，三河次凹E2d油藏的油氣主要來源于E1f4烴源巖；而石港斷裂帶由于斷層發(fā)育，縱向溝通能力強(qiáng)，該區(qū)E2d油藏既有E1f4烴源的油，又有E1f2烴源的油，是較為有利的勘探區(qū)帶。

(2)三河次凹E1f4烴源巖R0大于0.65%的范圍局限在深凹部位。而E2d油藏屬于“它源型”油藏，必須依靠斷層溝通下伏烴源巖供烴，因此，三河次凹E2d油藏勘探區(qū)帶主要以近源深凹和內(nèi)斜坡帶為主。