沔阳凹陷洪湖油田新沟嘴组下段油源研究

2014-08-04梁文华中石化江汉油田分公司勘探开发研究院湖北武汉430223

石油天然气学报 2014年12期

梁文华 (中石化江汉油田分公司勘探开发研究院,湖北武汉430223)

沔阳凹陷洪湖油田新沟嘴组下段油源研究

梁文华 (中石化江汉油田分公司勘探开发研究院,湖北武汉430223)

根据多项地球化学资料综合分析判断,洪湖油田原油成油环境一致,成油母质基本相同,成熟度也较相近,均是来自相同的油源层,属于同一类型的原油;沔阳凹陷主要烃源层段为新沟嘴组下段(ExL),油源较为丰富,且已经成熟,是主要的供油层位。根据烃源岩和原油的生物标志物组成特征及油-源对比,认为洪湖油田ExL原油主要来源于ExL烃源岩,具近源短距离运移的特点。

沔阳凹陷;洪湖油田;新沟嘴组下段;烃源岩;油源

沔阳凹陷位于江汉盆地东部,面积3300km2,是在侏罗纪末期燕山变形褶皱基底上发育的,以坳陷型沉降为主的负向构造单元。区内在白垩系-新近系发育了一套厚约1000～4000m的陆相碎屑岩沉积,自下而上分别为白垩系渔洋组 (Ky),古近系沙市组(Es)、新沟嘴组(Ex)(分为上段(Exu)和下段(ExL))、荆沙组(Ej)、潜江组(Eq)、荆河镇组(Ejh),新近系广华寺组(Ng),第四系平原组(Q)[1]。其中,ExL是油气勘探的主要目的层系。洪湖油田位于湖北省洪湖市白庙区和仙桃市杨林尾区之间,构造位置在沔阳凹陷中部(图1),由多个断鼻油藏构成[2],产层为ExL[3]。对区内油源进行研究,有助于认识洪湖油田Ex油气分布规律,为后期勘探开发提供理论依据。

图1 洪湖油田构造位置图

1 原油特征

1.1 饱和烃色谱特征

洪湖油田原油正构烷烃主峰碳数多数为C20、C22或C24,OEP(正构烷烃奇偶优势)一般小于1,为0.93～0.97,奇偶优势消失,轻重组分比(∑C-21/∑C+22)多数小于1。在异戊二烯类烷烃中,多具有明显的植烷(Ph)优势,而姥鲛烷(Pr)含量相对较低,姥植比(Pr/Ph)多小于0.65,个别样品Pr与Ph均势,Pr/Ph在1左右,Pr/nCl7、Ph/nCl8分别大于0.9和1.2(表1)。

表1 洪湖油田Ex L原油生物标志物指标数据表

1.2 甾烷分布特征

洪湖油田原油在C27、C28和C29规则甾烷组成上具有一定代表性:C29规则甾烷的生物构型 (20R)优势明显,其质量分数一般为40%～45%;C27规则甾烷的生物构型相对较弱,质量分数普遍小于35%;在C27、C28和C29规则甾烷的生物构型质量分数中,大多数样品都具有C29＞C27＞C28的分布特征。上述特征表明其成油的有机母质类型以Ⅱ2型、Ⅲ型干酪根为主[4]。在C27、C28和C29正常甾烷中,地质构型(5α、14β、17β20R和20S峰)相对比较高,成熟度参数指标C29甾烷20S/(20S+20R)和C29甾烷ββ/(ββ+αα)分别大于0.36和0.33,但都小于0.5,具有成熟原油的特征[5](见表1)。

1.3 碳同位素组成及族组成特征

洪湖油田原油的碳同位素组成非常接近,为-28.42‰～-28.53‰(见表1)。在原油的族组成中,饱和烃质量分数较高,多大于45%,最高达60.7%;而非烃+沥青质质量分数较低,多小于35%(表2)。

表2 洪湖油田Ex L原油族组成及原油物性数据表

1.4 原油物性特征

洪湖油田原油相对密度中等,平均为0.8679;黏度多大于10mPa·s;凝固点较高,多数在28℃以上(见表2)。

综上所述,洪湖油田各井原油物性、族组成以及碳同位素组成各项指标均较为接近,尤其是生物标志物特征极为相似。由此反映出区内成油环境一致,均形成于还原环境[6];成油母质基本相同,都是以Ⅱ2型和Ⅲ型有机质为主;成熟度也较相近,均属于成熟原油[7]。故推测洪湖油田ExL原油都是来自相同油源层,属于同一种类型的原油。

2 油源条件分析

勘探和研究成果表明,沔阳凹陷中部发育有Ky、Es、ExL共3套烃源岩层系(表3)。

表3 沔阳凹陷中部Ky、Es、Ex L烃源条件对比表

由表3可知,ExL烃源条件最好,其暗色泥岩发育,厚度一般大于100m,在白庙-峰口一带厚度较大,沔7井、洪4井钻遇厚度均大于260m,占地层厚度的70%以上,在白庙附近暗色泥岩最厚可达350m;w(TOC)不是很高,单井平均为0.58%～0.84%,母质类型以Ⅱ2型和Ⅲ型有机质为主,Ⅱ1型和I型有机质较少;具有一定的生烃能力,w(HC)平均在100mg/kg以上,高者可达418mg/kg;有机质演化程度已进入成熟阶段,如沔7井在井深1530m处,Ro大于0.6%,SCl大于2.4,已进入生油门限,而洪4井ExL埋深已大于2000m,Ro为0.72%～1.12%,属成熟-高成熟阶段。

Ky、Es生油条件均较差,尽管暗色泥岩厚度近100m,约占地层厚度的50%左右,但有机质丰度低;w(TOC)多小于0.4%,单井平均值小于0.35%;w(“A”)多数样品小于0.025%,单井平均值在0.015%左右;虽然部分样品Ro大于0.7%,有机质已成熟,但生烃能力较差,大多数样品w (HC)小于120mg/kg。因此,Ky、Es暗色泥岩基本属于非烃源岩-差烃源岩级别,油气源贫乏。

3 原油与烃源岩对比

3.1 正、异构烷烃对比

洪湖油田ExL原油与沔阳凹陷ExL烃源岩的正、异构烷烃分布特征较为相似,可以部分或全部叠合,各项对比参数也较为接近,说明它们之间有好或较好的亲缘关系。如,原油和烃源岩的正构烷烃主峰碳数大都为C20、C22、C24;OEP均小于1;两者均表现为高植烷优势; Pr/Ph均小于1,多数原油Pr/Ph介于0.41～0.63,烃源岩Pr/Ph则为0.39～0.61。

3.2 甾烷、萜烷对比

洪湖油田ExL原油与沔阳凹陷ExL烃源岩的甾烷、萜烷分布特征基本相似(图2),具有良好的亲缘关系。主要表现在以下几个方面:

1)甾烷组成中,原油、烃源岩均含有菌藻生源的C21和C21孕甾烷; C27、C28和C29正常甾烷中,原油、烃源岩都以生物构型大于地质构型为特征,且αββ-C29异甾烷的含量普遍较高。成熟度参数如C29甾烷20S/(20S+20R),原油为0.4295～0.4625,烃源岩则为0.4771～0.4914,较为接近(表4),且都处于成熟阶段,说明两者之间有亲缘关系[8]。

2)从反映母源信息的C27、C28和C29规则甾烷的相对组成 (图3)中可见,原油和烃源岩的样品点较为靠近,相比之下原油更富含C29规则甾烷,表明它们的生源构成基本相同,具有较好的成因联系。

3)萜烷组成中,原油和烃源岩都含有菌藻类生源的C20-C29三环萜烷,原油中三环萜烷/藿烷为0.29～0.37,烃源岩为0.18～0.22,两者比较接近。在五环萜烷中,两者均以C30＞C29＞C27为特征,其中原油的藿烷(C29+C30)/C27为6.37～7.32,烃源岩为8.35～8.77;伽马蜡烷含量原油稍高,原油伽马蜡烷/αβC30为0.57～0.58,烃源岩为0.36～0.50,两者也比较接近(见图3、表4)。