丽水凹陷西次凹古近系烃源岩热演化特征研究

2013-10-27长江大学石油工程学院湖北武汉430100中石化江汉油田分公司江汉采油厂湖北潜江433123

长江大学学报(自科版) 2013年10期

李宁 (长江大学石油工程学院，湖北武汉 430100；中石化江汉油田分公司江汉采油厂，湖北潜江 433123)

李宁 (长江大学石油工程学院，湖北武汉 430100；中石化江汉油田分公司江汉采油厂，湖北潜江 433123)

烃源岩热演化特征是油气资源评价中的重要一环。以丽水凹陷西次凹X井为例，从可溶有机质转化率、岩石热解参数、生物标志物特征和镜质体反射率等方面对丽水凹陷西次凹古近系烃源岩热演化特征进行了研究。结果表明，丽水凹陷西次凹在2100m深度进入低成熟演化阶段，到3000m深度进入成熟生烃演化阶段；总体而言，明月峰组上段烃源岩虽然有机质丰度高，但仍处于未成熟阶段，明月峰组下段为未熟～低成熟，灵峰组上段为低熟～成熟，灵峰组下段处于成熟演化阶段；西次凹内古近系烃源岩演化程度更高，可以大量供烃。

古近系；烃源岩；热演化；丽水凹陷

1 区域地质背景

丽水凹陷位于东海陆架盆地台北坳陷西部，呈北东-南西向展布，在中生代残留盆地基底上，丽水凹陷经历了裂陷、坳陷阶段，沉积充填了上白垩统～古新统、始新统、新近系、第四系，主要发育月桂峰组、灵峰组和明月峰组3套烃源岩层系。

X井位于丽水西次凹的中部，钻揭了灵峰组和明月峰组2套烃源岩，以海相泥岩、粉砂质泥岩沉积为主，在明月峰组顶部发育沼泽相含煤沉积。X井各层系有机质丰度变化较小，自上而下略有减小的趋势(见图1)：明月峰组上段TOC(总有机碳含量)主要分布在0.70%～1.10%，平均1.38%；明月峰组下段TOC分布在0.50%～1.20%，平均0.92%；灵峰组上段TOC分布在0.60%～1.20%，平均0.96%；灵峰组下段TOC分布在0.70%～1.00%，平均0.83%；生烃潜量(S1+S2)也呈现出自上而下减小的趋势。总体上看，明月峰组上段属于好烃源岩，其余层段属于中等烃源岩。

2 烃源岩热演化特征

2.1可溶有机质转化率

图2 丽水西次凹X井可溶烃类随深度变化

烃源岩中的可溶有机质含量不仅表征有机质丰度，也与有机质的热演化程度密切相关，烃源岩中的可溶有机质含量显著增加的层段常常标志着有机质成熟生烃的开始[1-2]。一般认为，当 “A”/TOC(可溶有机质转化率)达到5%和HC/TOC(烃类转化率)达到3%时为烃源岩成熟生油开始的门限[1]。从X井可溶有机质转化率变化来看，“A”/TOC大约在2600～2700m时达到5%，HC/TOC在2700m左右达到3%(见图2),说明X井大约在2700m大量生烃。

2.2岩石热解参数

岩石热解峰温(Tmax) 随着热演化程度的增强而增大。一般认为,Tmax值435℃为生油门限, 435～440℃为低成熟阶段, 440～460℃为大量生烃阶段[2]。从Tmax随深度变化趋势上来看(见图3)，X井烃源岩在明月峰组上段中部(2400m)进入生烃门限，而到了灵峰组上段中部(3000m)则进入大量生油阶段。

图3 丽水西次凹某井烃源岩热演化阶段

2.3生物标志物特征

正构烷烃广泛分布于细菌、藻类以及高等植物的生物体内，是沉积可溶有机质和石油的重要组成部分。正构烷烃的特征可以用于成熟度研究，常用CPI值(碳优势指数)或OEP值(奇偶优势)来表达。CPI或OEP明显高于1.0(>1.2)时具有奇碳优势，明显低于1.0时具有偶碳优势[3-4]，两者反映碳数增加后奇数碳与偶数碳的偏差变化，且随着沉积有机质的成熟度增加，偏差逐渐缩小，因而赋予了指示成熟度的生物标志意义。

丽水凹陷西次凹X井烃源岩OEP和CPI随着埋藏深度的增加逐渐变小(见图3)，表明明月峰组上段及下段烃源岩主要处于未成熟演化阶段，灵峰组上段及下段主要处于低成熟～成熟演化阶段。

随着埋藏深度的增加，丽水凹陷西次凹古新统烃源岩甾烷20S/(20S+20R)与ββ/(αα+ββ)比值也增大(见图3)，该参数指示灵峰组为成熟烃源岩，而明月峰组为低成熟烃源岩。

2.4镜质体反射率

研究表明, 烃源岩中有机质的镜质体反射率与其埋藏深度之间呈现良好的对数关系[2-3]。X井镜质体反射率Ro等于0.5%时所对应的埋深为2100m，而在深度为3000m时Ro达到0.7%，表明开始进入成熟演化阶段(见图3)。因此，该井明月峰组上段及下段的中上部烃源岩处于未成熟阶段，明月峰组下段下部及灵峰组上段中上部烃源岩处于未成熟～低成熟阶段，灵峰组上段下部及灵峰组下段烃源岩处于成熟阶段。