东濮凹陷黄河南低含油丰度区沙三段烃源岩特征分析

2012-08-20中海石油中国天津分公司勘探开发研究院天津300457长江大学石油工程学院湖北荆州434023

石油天然气学报 2012年11期

耿娜（中海石油（中国）天津分公司勘探开发研究院，天津300457长江大学石油工程学院，湖北荆州434023）

东濮凹陷黄河南地区是低含油丰度区，多数烃源岩样品的有机碳质量分数ω（TOC）小于0.4%，但经过长时间的勘探和总结，该区的油气勘探取得了较大进展。目前该区已发现6大油气田，均富集于中央隆起带的东翼，自北向南分别为桥口油气田、新霍油气田、唐庄油气田、徐集油气田、马厂油气田及三春集油气田（图1）。6大油气田现已累计发现石油地质储量7345×104t（探明＋控制），竟占三次资评结果的92% （该区三次资评石油资源量为8000×104t）。按照三次资评结果推算，该区勘探潜力有限，但近年来该区油气勘探还持续获得突破，特别是2009年新霍油田低幅度油气藏的勘探突破，引起了勘探家对该区资源潜力的重新认识。因此重新认识黄河南地区低含油丰度区的烃源岩特征及生烃潜力已迫在眉睫，有效开展这些工作将更好地指导该区的油气勘探。

图1 黄河南地区构造纲要图

1 烃源岩基本地球化学特征

1.1 烃源岩平面分布特征

黄河南地区自北向南发育3个生烃中心（图1），分别为葛岗集北洼（紧靠桥口－白庙地区）、葛岗集南洼（紧靠唐庄－马厂地区）及固阳洼陷（紧靠三春集地区）。笔者统计了桥口－白庙、唐庄－马厂和三春集地区沙河街组三段（Es3）烃源岩有机质丰度数据。通过直方图可以看出（图2），3个生烃洼陷烃源岩丰度值多数达不到有效烃源岩标准，但也有部分样品甚至达2%以上，为优质烃源岩。可见该区有机质丰度分布极不均匀。平面上桥口－白庙有机质丰度相对较高、唐庄－马厂和三春集地区相近。

有机质性质与类型是评价烃源岩生烃质量的重要指标，不同性质与类型的有机质生烃潜力和烃类产物性质上存在明显差别[1～4]。据统计研究区Es3生油岩母质类型以偏腐殖型干酪根为主，偏腐殖型干酪根（Ⅱ2＋Ⅲ型）占样品总数的58%，Ⅲ型分布较为广泛，沙三上（E）、中（E）、下（E）亚段内均有分布；偏腐泥型干酪根（Ⅰ＋Ⅱ1型）占样品总数的42%，主要分布在E内。

图2 黄河南地区Es3烃源岩有机质丰度直方图

1.2 烃源岩纵向分布特征

研究区Es3烃源岩ω（TOC）、ω（氯仿沥青 “A”）、生烃潜量ω（S1＋S2）存在较大差异（图3）。现以唐庄－马厂地区为例说明，该区E样品的ω（TOC）、ω（氯仿沥青 “A”）、ω（S1＋S2）均值分别为0.34%、0.0131%、0.22mg/g，均较低，达不到有效烃源岩标准；E样品的ω（TOC）、ω（氯仿沥青 A）、ω（S1＋S2）分别为0.43%、0.0184%、0.39mg/g，整体上优于E样品的生烃能力。

图3 唐庄－马厂地区Es3烃源岩ω （TOC）、ω （氯仿沥青 “A”）、ω （S1＋S2）纵向分布图

2 烃源岩非均质性特征

2.1 烃源岩非均质性研究的意义

2.2 有效烃源岩的识别

图4 黄河南地区古生物及岩心照片特征

2）重点探井有效烃源岩与油气富集层位对应关系唐8井是该区一口重点探井，通过对该井ω（TOC）垂向统计与油层纵向探明储量的统计，可见绝大部分油气均富集在这些有效烃源岩附近（图5），例如该井在4202、4204m处发育2套有效烃源岩，ω（TOC）分别为2.351%、1.574%，油干层及油层分别发育在4197、4206、4238、4143及4093m附近；另外一套有效烃源岩发育在4500m附近，气干层及气层分别发育在4441、4449、4531及4363m处，垂向上富含油气层绝大部分都位于距有效烃源岩50～100m范围以内，显示了有效烃源岩与油气富集层位具有很好的对应关系。唐8井ω（TOC）分析显示了E样品ω（TOC）低，基本都小于0.4%，而个别大1.0%的高值基本都出现在Es3m，L，也显示了烃源岩强烈的非均质性。

图5 唐8井有效烃源岩发育层位与油气分布层位对比图

3）有效烃源岩平面分布范围研究试图通过多种方法综合研究有效烃源岩的分布。对于实测样品分析有效烃源岩样品而言，其优点在于其分析精度高，缺点在于现实中往往只能取到部分井段的烃源岩样品，无法覆盖全区。通过测井曲线分析有效烃源岩样品而言，其优点在于探测范围广，缺点在于其精度较低。该次研究试图通过对唐8井的密集取样，找出实测样品的ω（TOC）与电阻率和孔隙度曲线之间的拟合数学公式，然后依据此公式综合推广到全区，计算出ω（TOC）大于1%的井段（有效烃源岩定义为ω（TOC）≥1.0%），并结合岩心及古生物等资料的判别，剔除伪数据点，最后在平面上确定有效烃源岩的分布范围。

从烃源岩测井响应特征分析可以知道，电阻率和孔隙度曲线都与地层岩性和声波时差的变化有关。从唐8井ω（TOC）和测井数据分析可以看出ω（TOC）高则电阻率与声波时差2条曲线分离间隔大，反之2条曲线间隔小。采取LogRt方法对唐8井岩心实测ω（TOC）和测井数据进行分析（表1）。通过二元回归得到：ω（TOC）＝0.06Δt＋1.125ρt－9.824，其中Δt和ρt分别为声波时差与电阻率测井曲线值。

表1 唐8井岩心测井数据与ω （TOC）分析数据统计表

然后结合二元回归方程及无实测样品井段的电测曲线求出烃源岩的ω（TOC）数值，最后结合实测样品测试值绘制出黄河南地区有效烃源岩平面分布范围（图6）。从图6中可以Es有效烃源岩的分布范围最大，厚度也为最大，在中央隆起区斜坡处及洼陷带内均有分布。层）内烃源岩的分布范围及厚度相对较小，有效烃源岩主要分布在洼陷带内。从该区有效烃源岩分布范围来看，推测该区的资源量应远大于三次资评的结果，因此该区环洼带及近洼深层仍可成为有效的勘探区。