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涠西南凹陷A 洼及周缘含油构造油藏地球化学性质及成藏特征

2022-07-01满勇魏琳邓勇李文龙胡德胜马潇潇尹嘉

石油科学通报 2022年2期
关键词:含油运移成熟度

满勇,魏琳,邓勇,李文龙,胡德胜,马潇潇,尹嘉

1 中海石油(中国)有限公司海南分公司,海口 570311

2 中国地质大学(北京)能源学院,北京 100083

0 引言

南海北部大陆架油气资源丰富,位于北部湾盆地西北边缘的涠西南凹陷是我国已证实的典型湖相富烃洼陷代表。涠西南凹陷内部发育A、B、C等多个主要次级洼陷[1-5]。南海西部的原油经历了多年的勘探开发,现有油田群发现众多,但逐年面临稳产压力[6-10],亟需进一步加大勘探工作量和新的规模性油气发现。流三段深层和古近系基岩潜山成为下部勘探领域的新走向。近年来含油构造的发现主要集中于B洼,A洼作为烃源发育范围和品质与B洼相近的次级洼陷,勘探的成果发现却明显低于B洼[11-15]。截止2016 年底,构造圈闭已经逐渐钻探殆尽,岩性圈闭、构造—岩性圈闭成为了勘探拓展的新方向,因此,油气来源、运移方向及成藏模式方面的精细研究对于指导勘探发现愈加重要[16-19]。涠西南10-A/B含油构造的发现证实A洼整体具有很大勘探潜力,A洼成藏主控因素及有利区带亟待突破。当前的研究和钻井勘探主要集中在B洼,针对A洼不同含油构造的解剖,油源对比及运移成藏的研究还相对缺乏,难以满足现阶段油气勘探需求。由于A洼钻井对烃源层段揭示较少,本文通过油藏地球化学精细化分析,结合原油分类,明确油源及供烃单元,结合断裂—砂体配置明确油气运移方向,确立涠西南A洼陷油气成藏特征,为进一步勘探的深入提供理论支持。

1 区域构造概况

涠西南凹陷位于北部湾盆地北部坳陷的北边,是盆地次级构造单元。凹陷西北临万山隆起,东南与企西隆起相接。西北以涠西南大断层为界,内部为一个被3 条主要断裂控制的箕状断陷,呈现北断南超的构造格局(图1)[20-21]。涠西南凹陷主要经历了古近纪的断陷期和新近纪的坳陷期两个阶段。古近纪一共经历了三期不同方向的张裂作用,控制了长流组(Ech)、流沙港组(El)及涠洲组(Ew)的沉积,新近纪后地层发生沉降作用,发育了下洋组(Nx)、角尾组(Nj)、灯楼角组(Nd)、望楼港组(Nw)和第四系(Q)地层(图2)。流沙港组包括流一段(El1),流二段(El2)和流三段(El3)。其中流二段时期盆地总体张裂作用最强,形成了大范围的半深湖—深湖沉积。流一段和流三段岩性主要为砂岩和砂泥混合,流二段岩性主要包括中深湖相的泥岩、页岩及油页岩[22-25],是盆地的主要烃源岩发育层段。油气藏主要存在于流二段以上的流一段、涠洲组及部分浅层,以及深层的流三段及潜山层段。

图2 北部湾盆地涠西南凹陷地层柱状图和沉积的主要地质时间、平均地层厚度和地震反射层分层Fig. 2 Comprehensive stratigraphic column of source rocks in Weixinan sag in Beibuwan Basin, including stratigraphic lithology, geological time, formation thickness and seismic layers

涠西南凹陷的1 号断层为流沙港组和涠三段沉积期间的凹陷主控边界断层,呈现铲式正断层特征,在流三段和流二段沉积时期活动最为强烈,流一段后活动量和强度明显降低。进入涠一、二段后,凹陷主控断层为2 号断层取代[26-28]。流沙港组时期是区域沉降作用最强的阶段,伴随着断层的差异性活动,凹陷内部发育A、B、C三个主要次级洼陷,近年陆续发现的含油构造主要集中于B洼[11-15]。前人的古地貌恢复等相关研究认为A、B两个次级洼陷的古沉积深度接近,A洼烃源岩的发育范围和品质与B洼相近,洼陷晚期无强烈构造破坏作用,勘探的成果发现却明显低于B洼,仅在周缘部分地区取得了一定的勘探进展(图1)[29-30]。近年涠西南凹陷的原油和成藏研究主要集中在B洼周缘,包括B洼相关的东南斜坡区[15],以及以B洼样品为代表的盆地总体原油分类[7]。研究认为涠西南凹陷次级洼陷和不同构造单元内原油性质差异较大,主要根据孕甾烷,重排甾烷,规则甾烷和4-甲基甾烷含量进行区分[31-33]。近年来,海南西部逐渐加强了对A洼、C洼等次洼的进一步勘探力度,涠西南10-A/B含油构造的发现证实了A洼整体具有很大勘探潜力。油气纵向上分布于古近系和新近系砂岩、石炭系潜山基岩中,在涠洲组、流一段、流二段和流三段等地层中均发现油气藏。油气性质在纵向的不同层位及其平面不同区带均有差异。目前A洼精细化油源对比及油气有利运聚方向研究不够深入,整体成藏条件及有利区带亟待突破。本文通过原油在不同层段、不同构造位置的差异性进行成因划分,明确盆地运移输导特征,理清涠西南凹陷A洼及周缘含油构造油藏地球化学性质及运移成藏特征。

图1 北部湾盆地涠西南凹陷基本地质单元(A, B, C次级洼陷)和主要油田分布(a)为涠西南凹陷构造单元分布图;(b)为涠西南凹陷A洼陷及周缘主要含油构造分布(包括10-A/B,11-A/B/C,6-A /B,C-F构造,其中E构造位于二号断裂下降盘的B洼,11-B包括二号断裂带上盘和下盘的部分井)Fig. 1 Structural unit location and main oilfield distribution in Weixinan depression, Beibuwan Basin (a) the main structural geological units in Weixinan depression; (b) main oilfield distribution in sag A and surrounding areas in Weixinan depression(Oil bearing structure 10-A/B, 11-A/B/C, 6-A /B, C-F. Structural E located in hanging wall area of fault 2 in sag B, 11-B including wells in both ascending and descending plates of fault 2)

2 原油特征与分类

本研究详细对A洼及周缘相关井原油的有机地球化学特征进行了分析,包括原油物性、全油碳同位素、饱和烃色谱-质谱特征等方面,明确原油地球指标的指示意义,确立原油在不同层段和区带成因分类,明确供烃单元。

2.1 原油物性特征

研究区A洼典型井的宏观参数如表1 所示,原油密度表明,涠西南凹陷A洼原油可分为凝析油、轻质油、中质油和重质油,其中以轻质油为主。原油的密度分布在平面上规律分布表现为从洼陷中心往外油质逐渐变轻(图3)。环A洼附近为中-重质油,如涠洲D构造,涠洲E构造,涠洲11-B构造的流一段及部分涠洲、下洋和角尾组原油等。除此之外,原油物性特征在纵向上也具有明显差异性。流二段和流三段原油密度较轻,运动黏度小,饱和烃和芳烃含量高。涠洲组和流一段原油密度、运动黏度、饱和烃和芳烃含量均处于中等水平,原油密度较流二段和流三段稍高。角尾组和下洋组原油密度和运动黏度较高,非烃和沥青质含量较高(表1)。结合色质谱资料,分析认为控制重质油密度的成因有两种,一种是低成熟度所控,以WZ-D流一段油藏为代表,一种是生物降解成因重质原油,分别以WZ11-B角尾组和WZ-C下洋组油藏为代表(图4)。

图3 涠西南凹陷A洼陷不同含油构造原油密度平面分布Fig. 3 Planar distribution of density of oils from different oil-bearing structures in sag A in Weixinan depression

图4 涠西南凹陷A洼不同成因类型重质油质量色谱图,包括正构烷烃 (m/z 85), 萜烷 (m/z 191) 和甾烷 (m/z 217) 分布Fig. 4 Typical biomarker distributions of heavy oils in the A sag of Weixinan depression, showing in the order of n-alkanes (m/z 85), terpanes (m/z 191) and steranes (m/z 217) distribution

表1 涠西南A洼及周缘典型井原油宏观参数Table 1 Oil geophysical and geochemical characteristics of wells in sag A and its surrounding areas

特别值得注意的是,传统的有机地球化学理论一般认为,生物母质类型对有机质和烃类的碳同位素特征范围有重要影响。一般来说,藻类生源为主的湖相有机质碳同位素组成偏轻(δ13C <-26‰),陆生植物来源的有机质碳同位素组成偏重(δ13C >-26‰)[34-40]。然而在涠西南A洼周缘含油构造中,如10-A/B构造和11-B构造等,原油的碳同位素呈现偏重特征,且原油碳同位值的变化和密度变化呈现一定相关性。综合分析认为,在本研究中,涠西南A洼原油碳同位素值的轻重在一定程度上并不反应母质来源,而是受到成熟度的影响。平面上看,不同含油构造原油碳同位素呈现差异性特征,洼陷中心向外同位素增重。纵向上,深层(流三段和潜山层位)原油碳同位素重,流一段及涠三段层位原油碳同位素轻(表2)。

表2 涠西南凹陷A洼及周缘不同含油构造的甲基菲指数甲基菲指数(MPI1),C29 甾烷异构值(C29ββ/(αα+ββ))与换算的原油成熟度(Ro)Table 2 Methylphanthrene, C29ββ/(αα+ββ) and converted maturity of crude oils (Ro) in oil-bearing structures in sag A and its surrounding areas in Weixinan depression

综合来看,涠西南凹陷原油的密度和碳同位素是反映原油差异,进行进一步分类划分的可靠标志,根据原油的密度、全油碳同位素、成熟度的生物标志物数据如Ts/(Ts+Tm) (Ts: 18α(H)-22,29,30-三降藿烷;Tm: 17α(H)-22,29,30-三降藿烷)、C23—三环萜烷/C30藿烷的相关关系图,原油的密度主要受成熟度影响,除了生物降解的浅层原油外,成熟度越高原油密度越小。Ts/(Ts+Tm)、C23—三环萜烷(C23TT)/C30藿烷等参数是表征原油成熟度的有效指标;原油碳同位素偏低主要受到生源和成熟度的双重控制影响。成熟度接近时,碳同位素与4-MSI(C304-甲基甾烷)指数呈正相关关系。高熟的湖相优质烃源岩生成原油的碳同位素值偏重(表3;图5),低熟的一般烃源生成的原油碳同位素值偏轻。

2.2 原油生物标志物特征和成因类型

原油正构烷烃主要呈现单峰型特征,萜烷和甾烷类的生物标志物在不同参数的分布和含量上存在明显差异。根据原油密度、碳同位素特征,结合C23TT/C30H, C19TT/C23TT(C19三环萜烷/ C23三环萜烷),Ts/Tm,C27,C28,C29规则甾烷类与4-甲基C30甾烷的含量差异,将原油分为3 大类(图5;表1,表3)。

表3 涠西南A洼及周缘典型井原油地球化学特征Table 3 The summary GC-MS parameters of saturated fractions for crude oils in Sag A in Weixinan depression

I类原油为重质原油,主要分布在WZ-D构造的流一段,构造位于近A洼的陡坡带。原油碳同位素值最轻,生物标志物特征为高Pr/Ph值(姥鲛烷/植烷),代表水生藻类4-甲基C30甾烷(4-MSI)含量低,奥利烷指数较高,C19TT/C23TT值相对低,C23TT/C30H值相对低。代表低等水生生物的20R-ααα-C27甾烷/20R-ααα-C29甾烷偏高含量较高(图 5)。成熟度参数Ts/Tm显示为低成熟原油。

图5 涠西南凹陷A洼不同构造原油分类图(注:C19TT/C23TT: C19 三环萜烷/C23 三环萜烷; 4-甲基甾烷指数= C30 4-甲基甾烷/C29 规则甾烷)Fig. 5 Classification of crude oils of different structures in sag A in Weixinan depression

II类原油为中轻质原油,主要分布在WZ-E构造的流一段和角尾组,构造位于2 号断裂带中段,临近A洼东部。全油碳同位素值相对低,生物标志物特征为较高Pr/Ph值,4-甲基C30甾烷含量低,奥利烷指数较高,C19TT/C23TT值较高,C23TT/C30H值相对中等。20R-ααα-C27甾烷/20R-ααα-C29甾烷中等。成熟度参数Ts/Tm显示为成熟原油。

Ⅲ类原油为轻质原油,原油呈现低Pr/Ph值,高4-甲 基C30甾 烷 含 量, 高C19TT/C23TT值,C23TT/C30H值相对高,全油碳同位素较轻等特征。在20R-ααα-C27、20R-ααα-C28、20R-ααα-C29甾 烷 组成中,代表陆源输入物的生标参数20R-ααα-C28相对含量低,20R-ααα-C27甾烷/20R-ααα-C29甾烷总体偏高。III类原油均为成熟石油,但在不同构造带的成熟度有所不同,根据Ts/Tm指数,WZ-D、WZ11-A构造原油成熟度相对最低,WZ6-A和6-B构造原油成熟度低于涠洲10-A、10-B,WZ11-B和WZ-E成熟度相对最高。此外,采用甲基菲指数(MPI1)可计算出研究区的MPI1 为0.47~1.25,换算成原油成熟度Ro为0.50~1.15(表 2),因此,研究区原油为生油窗内正常成熟原油。Ro的计算公式[41-42]为

WZ-D构造原油成熟度表征参数使用C29规则甾烷的异构化程度C29ββ/(αα+ββ),原油参数为低熟,即换算的成熟度处于0.5-0.7 区间内。总体来看和Ts/Tm表征成熟度的规律相似,即WZ-D构造原油成熟度相对最低,WZ-E成熟度相对较高,WZ10-A、10-B构造原油成熟处于中等,且高于WZ-11 构造。

结合A洼附近原油宏观指标和生物标记物特征,研究认为涠西南凹陷总体分为三类原油,I类和II类原油主要分布在流一段及部分浅层段,表现为有限的水生藻类输入,较高的陆源输入。II类原油整体的成熟度高于I类。III类原油主要分布在流三段和潜山深层段,原油表现为明显的藻类输入,较低的陆源来源,整体为成熟石油,但在不同含油构造带成熟度有差异。

2.3 油源精细对比

涠西南流沙港组烃源岩非均质性强,从I-Ⅲ型均有分布,流二段源岩最优,多为I-Ⅱ1型,其次为流一段,多为Ⅱ1-Ⅱ2型,流三段泥岩相对差,多为Ⅱ2-Ⅲ型。主要以TOC含量大于1%的烃源为主(图6)。涠西南A洼陷的断裂系统上下分段特征明显,包括流一段—流二段之间,流二段—流三段上下两套层间断层。依据烃源不同层段地球化学特征的差异性,本研究将涠西南的流沙港组分为上源岩,中源岩和下源岩。上源岩包括流一段和流二段上部的油页岩和普通泥岩,供烃主力为油页岩。中源岩主要为普通泥岩。下源岩包括流二段下部和流三段的油页岩和普通泥岩,供烃主力为油页岩。

图6 涠西南凹陷A洼烃源岩评价(a)和有机质类型(b)Fig. 6 Plot of TOC versus PG (S1 + S2) (a), showing the quality of the source rocks and HI versus Tmax diagram based on rockeval pyrolysis (b).

涠西南A洼没有完整揭示流二段的钻井,选取涠西南B洼E构造靠近B洼中心典型井揭示烃源岩特征。上中下源岩的区分主要依靠平均TOC含量,Pr/Ph均值,正构烷烃峰型、Ts与Tm相对含量、C29降藿烷-C29Ts-C30重排藿烷,4-甲基-C30甾烷相对含量区分。下源岩地球化学参数,包括总有机碳(TOC),热解烃参数(S2),氢指数值(HI)均相对最高。下源岩ββ-C27甾烷,ββ-C28甾烷,ββ-C29甾烷相对含量排列呈现“L”字形,4-甲基C30甾烷相对含量最高,重排甾烷相对含量中等较低。萜烷组成重,三环萜含量较高,Ts /Tm比值较高, C30重排藿烷和C29新藿烷(C29Ts)含量中等(图7)。中源岩TOC均值为1.9%,ββ-C27甾烷,ββ-C28甾烷,ββ-C29甾烷相对含量排列呈现倒“L”形,4-甲基-C30甾烷相对含量较低,Ts/Tm比值中等,三环萜含量最低。上源岩各地球化学指标处于中源岩和下源中间,整体低于下源岩而优于中源岩。生物标记物上,ββ-C29甾烷,ββ-C27甾烷,ββ-C28甾烷呈现相对含量排列逐渐降低,呈现“L”字形。4-甲基-C30甾烷相对含量中等—低。三环萜烷含量较低,C19TT/C23TT含量低,C23TT/C30H值相对低。

图7 涠西南凹陷上、中、下3 套烃源岩组合生物标志物对比图Fig. 7 Comparison of organic geochemical biomarkers of source rocks in the Weixinan depression

结合原油和烃源岩包括萜烷和甾烷在内的生物标记物谱图分析,I类原油主要与上源烃源岩的生物标记物分子组成接近。I类原油主要来自流二段上部和流一段泥页岩,呈现较轻的碳同位素,中等的密度和黏度物性,较低的4-MSI指数,较高的Pr/Ph等特征,总体代表了偏氧化沉积环境、较高陆源输入、低丰度藻类等低等水生生物,以及较低成熟度的特征(图8);III类型原油主要来自成熟的流二段底部/流三段油页岩,各项地球化学指标与上源原油呈现相异性,代表了中深湖相偏还原沉积环境、较低陆源输入、较高丰度藻类等低等水生生物,以及较高成熟度的一类供烃组合。

图8 涠西南凹陷油源对比生物标记物谱图Fig. 8 Oil-source correlation spectrogram of biomarkers in sag A in Weixinan depression

3 原油充注特征

原油充注历史是研究盆地油气运移和成藏问题的重要组成部分,常用方法包括构造期次和过程分析、流体包裹体岩相学和均一温度分析、生排烃模拟、自生伊利石定年等。其中,流体包裹体的分析是确定流体成藏期次的重要手段之一,也可以被用来进行油气古压力恢复和示踪油气运移路径[43]。本研究选取了涠西南A洼陷及周缘油气典型井进行了流体包裹体分析。在综合包裹体岩相学、均一温度测试基础上,结合单井的地层埋藏史和热历史恢复,分析油气充注时间、期次等相关分析。

研究选取了WZ11-A构造典型井的流一段砂岩进行了流体包裹体的岩相学和均一温度分析。镜下显微观察表明,研究区储层主要发育2 种类型的流体包裹体:盐水包裹体和含烃盐水包裹体。包裹体主要分布在石英加大边、加大边微裂隙、切穿石英颗粒的微裂隙,其大小不一、形态各异,多分布在3~10 μm之间,形状主要为椭圆形、规则形、不规则形及负晶形。综合分析该岩发育2 期次的油气包裹体:第1 期油气包裹体发育于砂岩石英颗粒成岩次生加大早中期,发育丰度低(GOI为±1%),包裹体大多为环砂岩石英颗粒加大边的成岩期线状或成带分布。多为呈褐色、深褐色的包裹体。第2 期油气包裹体发育于砂岩石英颗粒成岩次生加大期后,发育丰度中等偏低(GOI为±2%),包裹体大多为沿切穿砂岩石英颗粒及其加大边的成岩期后微裂隙成线状或成带分布。包裹体液烃呈淡黄色,显示黄绿色荧光(图9)。

图9 WZ11-A井流一段井沿切穿石英颗粒的微裂隙成带分布的含烃盐水包裹体(a)单偏光;(b)UV激发荧光Fig. 9 Fluid inclusion pictures under microscope of samples from Liushagang 1 formation in WZ 11-A well, which was distributed along quartz grain fractures (a) plane-polarized light; (b) UV fluorescence excitation

通过对包裹体均一温度的分析认为,样品均一温度主要包括90~100 ℃,120~130 ℃以及大于130 ℃三组,结合该地区的埋藏史—热史的一维盆模结果,认为均一温度指示中新世—上新世期间充注成藏,说明两期充注时期对应于,21~17 Ma (中新世早期)和7 Ma (晚中新世—上新世早期)左右(图10)。烃源岩处于生油高峰阶段。研究区样品的统一显微测温结果表明:涠西南凹陷流沙港组一段储层共存在2 幕油气充注。第一幕盐水包裹体均一温度介于90~100 ℃之间,代表早期低熟油大量充注过程。第二幕盐水包裹体均一温度介于120~150 ℃之间,代表了高成熟度油大量充注过程。

图10 (a)WZ 11-A构造埋藏史-热史演化图;(b) 11-A井流一段流体包裹体均一温度分布Fig. 10 (a) Burial history and thermal history evolution of WZ 11-A oil bearing structure; (b) Homogenization temperature distribution of fluid inclusions in reservoirs of Liushagang 1 Formation

4 不同含油构造原油运移输导特征

4.1 含油构造运移输导特征

涠西南A洼陷及周缘油气平面、垂向差异富集特征明显,A洼中心无断裂分布,相关钻井的油气显示有限,总体油气集中分布在周缘凸起活动断裂带。从1 号断裂—A洼—2 号断裂—B洼方向延伸的地震剖面(取A-A’和D-D’两条分别过A洼西南侧和中心剖面,如图11 所示)可以看出,A洼、B洼流沙港组二段上、下发育不同期次和样式的断裂,运移输导体系有显著差异。流一段和流二段之间不发育明显沟源断裂,流二段和流三段之间则有层间小断层沟通。1 号断裂下降盘的A洼和2 号断裂主控的B洼断裂密度尤其在流沙港二段上部明显不同,B洼远高于A洼。

图11 涠西南凹陷过1 号断裂—2 号断裂地震剖面图 (A-A’和D-D’两条测线)Fig. 11 Seismic profiles of fault 1 to fault 2 in Weixinan depression (line A-A’ and B-B’)

A洼及周缘不同含油构造中油藏化学性质的差异性是不同供烃单元和输导体系组合结果。根据油源对比和输导配置结果,平面上A洼陷及周缘原油主要包括二大类,近洼陷原油主要赋存于流一段及浅层,原油以低成熟重质油为主,部分经历了次生降解,主要来自流二段上部和流一段泥页岩。较远距离以高成熟流二段底部流三段油页岩生轻质油为主,沿构造脊线运移,充注强度高,主要赋存在深层流三段及潜山。此外,不同含油构造原油成熟度的区别反映了原油充注沿砂体侧向运移,多次充注的结果。

WZ-D含油构造原油成熟度为A洼周缘油藏最低,油源对比结果显示为上源烃源近源浮力成藏。地震剖面绘制的成藏模式图显示,WZ-D构造流一段与下覆烃源缺乏沟源断裂,可以通过浮力和生烃膨胀力向上充注,近源成藏(图12)。

图12 涠西南凹陷A洼WZ-D含油构造成藏模式图Fig. 12 Oil accumulation pattern of WZ-D oil-bearing structure in sag A in Weixinan depression

WZ10-A/B油田原油集中富集在流三段,在东西方向上密度相差不大,属于轻质油,且萜烷和甾烷特征图谱均显示原油来自于A洼中心的优质成熟下烃源岩,通过构造脊和骨架砂体从A洼中心长距离运移成藏(图13)。

图13 (a)涠西南A洼10-A/B构造原油和洼陷近中心典型下源岩生物标记物谱图;(b) 10-A/B构造油气从A洼中心沿流三段砂体侧向运移地震剖面示意图Fig. 13 (a) The biomarker spectrum of oil and typical source rock in oil bearing structure 10-A/B in the A sub-sag in the Weixinan depression; (b) The seismic profile of 10-A/B structures showing related fault pattern and oil migration pathways (in direction from center A sag to WZ10-A and WZ10-B)

WZ11-A/B/C含油构造特征更为复杂。WZ11-A流一段单层系成藏,成熟度稍低,为上源岩供烃。原油主要是砂体近距离运移,通过断裂垂向调整。WZ11-B构造表现多层系成藏,原油以砂体和断裂侧向运移为主,原油密度从下往上逐渐增大,表明在断裂发育处可垂向运移。WZ11-B流二段及以下层位成藏来源于下源岩,可以由A洼与B洼混合供烃(图14)。

图14 (a) 涠西南A洼WZ11-A/B含油构造不同层段原油甾烷 (m/z 217) 谱图;(b) WZ11-A/B含油构造地震剖面(测线方向从近A洼中心至WZ11-A至WZ11-B)示意相关油气和断裂分布Fig. 14 (a) The biomarker spectrum (sterane, m/z 217) in different formations in oil bearing structure WZ11-A/B in the A subsag in the Weixinan depression; (b) The seismic profile of WZ11-A/B structures showing related oil accumulation and fault pattern (in direction from center A sag to WZ11-A and WZ11-B)

WZ6-A/B含油构造中,WZ6-B的成熟度低于涠洲6-A,WZ6-B流二段原油来源于下源岩,由洼陷成熟烃源排烃,通过不整合面输导运移。WZ6-B流一段和涠洲组原油为流二段上源排烃后短距离垂向运移。

WZ-E构造原油结合输导体系和油源特征认为主要来自于B洼供烃,B洼供烃含油构造成熟度高于A洼主供烃的WZ11-A/B/C构造原油。

4.2 涠西南A洼及周缘油气成藏组合

涠西南凹陷A洼及周缘原油的差异性表现为层段上和平面上的区别。层段上表现为流一段及浅层,与流三段和基岩潜山深层的原油的母质来源和沉积环境有区别。平面上则表现为近洼原油和远洼含油构造原油有明显区别。总体来说,涠西南A洼可以划分为上源岩和下源岩两套生烃单元,下源岩(主要为流二段下部油页岩)在渐新世末-早中新世大量排烃,生成油气沿着构造脊和砂体/不整合面可长距离运输,遇断块聚集,主要富集在高带凸起区,面,主要原油赋存层位为流二段、流三段及深层潜山等,不同含油构造原油差异性主要是不同期次充注的结果,主要表现为成熟度的差异性(图15)。A洼上源岩(主要为流二段上部油页岩)在中新世-现今大量生排烃,生成油气近洼富集,通过砂体/断裂或砂体近距离垂向运移,主要赋存层位为流一段。从不同层系的成藏组合来说,流一段为下生上储,流二段上源岩供烃,通过垂向砂体/断裂和砂体近距离垂向运移成藏,代表性油藏WZ-D,11-A,6-B,等。流二段为自生自储,流二段下源岩供烃,通过不整合面和砂体长距离侧向运移成藏,代表性油藏6-A等。流三段及长流组为上生下储,流二段下源岩供烃,通过构造脊和骨架砂体长距离运移,断裂和砂体阶梯式运移,代表性油藏10-A/B、11-A、E等(图15)。由于A洼内部断裂不发育,上下层段烃源岩和层间断层的差异发育控制了不同类型原油的分布。A洼近源的流一段岩性圈闭是寻找第I,II类原油的有利区,III类原油沿构造脊侧向运移到远源的流三段储层,形成断块油气藏。总体来说,层间断裂发育程度,构造脊线的分布,烃源岩和储层的配置关系是原油的差异性运移成藏的主控因素。该研究成果对北部湾盆地涠西南凹陷,特别是和A洼陷类似的中心断裂不发育的盆地油气勘探具有重要指导意义。

图15 涠西南凹陷A洼上(a)、下(b)两套供烃组合油气运移方向Fig. 15 Oil migration direction of two sets of hydrocarbon supply assemblages ((a) upper and (b) lower) in sag A in Weixinan depression

5 结论

(1)北部湾盆地涠西南凹陷A洼及周缘的原油依照物性和生物标记物差别可以划分为三类:I类和II类原油包括重质原油和中等密密度原油,具有较低的水生藻类输入,较高的陆源输入(C30-4-甲基甾烷丰 度,20R-ααα-C27、20R-ααα-C28、20R-ααα-C29甾烷分布呈“V”字形,全油碳同位素偏轻,C19TT/C23TT值相对低,C23TT/C30H值相对低等特征),主要分布在流一段和涠洲组的砂层中。B洼附近II类原油成熟度高于I类原油;第III类原油为轻质原油,较轻的全油碳同位素,原油为成熟油,明显的藻类输入,较强的还原性(Pr/Ph值低,C30-4-甲基甾烷含量高, C19TT/C23TT值相对高,C23TT/C30H值相对高,20R-ααα-C27、20R-ααα-C28、20R-ααα-C29甾 烷 含量分布呈“L”字形)。I类和II类原油表现为成熟度的区别,其与III类原油差别主要表现在藻类母质、陆源输入、氧化还原条件方面。结合运移输导特征,认为第I和III类原油为A洼上下两套不同烃源供烃,第II类为B洼烃源供烃。III类原油均为成熟石油,但在不同构造带的成熟度有所不同,对比来说,WZ11-B、WZ-D构造原油成熟度高于WZ10-A、10-B,WZ6-A和6-B构造相对最低。。

(2)涠西南A洼没有完整揭示流二段的钻井,选取涠西南B洼典型井揭示烃源岩特征。A洼及周缘可划分为 2 套供烃组合:第I类和II类原油主要来源于上部供烃组合,包括流一段泥岩-流二段中上泥页岩,成熟度较低或中等,藻类输入量较少。第ⅡI类原油主要来源于下部供烃组合,包括流二段底部油页岩-流三段上部泥页岩,原油烃源均表现为高藻类输入,同时因为藻类勃发全油碳同位素较重。

(3)通过对包裹体均一温度和埋藏史、热史综合分析认为,涠西南A洼及周缘原油主要于中新世—上新世期间充注成藏,两期充注时期对应于,中新世早期和晚中新世—上新世早期)。烃源岩处于生油高峰阶段。流沙港一段储层共存在2 幕油气充注,包括早期低熟油和晚期高成熟度油大量充注过程。

(4)北部湾盆地涠西南凹陷A洼流二段上下两套源岩和输导体系的差异性控制了周围不同含油构造原油性质,层间断层发育、构造脊线位置、侧向砂体展布方式均是研究区油气运移的主要通道。A洼上源供烃组合主要富集层位为流一段及部分浅层层位,为上源浮力成藏,主要形成近源岩性圈闭。下源供烃组合原油主要富集层位为流三段,部分为流二段,油气自生自储或者上生下储,主要依靠构造脊沿砂体侧向运移,原油充注强度高,远源运移至断块圈闭成藏。

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