HZ25-4-1井文昌組混源儲層烴的發(fā)現(xiàn)及其石油地質(zhì)意義＊

朱俊章 龍祖烈 張志琳 汪建蓉

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司研究院)

HZ25-4-1井文昌組混源儲層烴的發(fā)現(xiàn)及其石油地質(zhì)意義＊

朱俊章 龍祖烈 張志琳 汪建蓉

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司研究院)

對惠州凹陷HZ25-4-1井珠江組-文昌組砂巖儲層進(jìn)行了系統(tǒng)取樣和生物標(biāo)志物分析。利用烴類流體運(yùn)移痕跡生物標(biāo)志物分子示蹤技術(shù),結(jié)合生烴強(qiáng)度盆地模擬結(jié)果,初步判識惠州凹陷存在2類混源油,即文昌組中深湖相型原油與恩平組煤系型原油的混源和文昌組中深湖相型原油與淺湖相型原油的混源,證實(shí)了惠州凹陷文昌組淺湖相泥巖為有效烴源巖。這一認(rèn)識對惠州凹陷成油體系的劃分具有重要意義。

HZ25-4-1井 文昌組 混源 儲層烴 生物標(biāo)志物 惠州凹陷

珠江口盆地珠一坳陷惠州凹陷存在文昌組(中深湖相和淺湖相地層)和恩平組(淺湖—沼澤煤系地層)2套有效烴源巖,該凹陷已發(fā)現(xiàn)油藏原油可分為3類,即文昌組中深湖相型原油、恩平組煤系型原油和混源型原油,其中混源型原油的生物標(biāo)志物特征表現(xiàn)為同時含有較高—高含量的樹脂化合物和4-甲基甾烷系列,說明原油既可以來自文昌組中深湖相和恩平組煤系烴源巖的混源,也可以來自文昌組中深湖相和文昌組淺湖相烴源巖的混源?；葜莅枷莼煸从偷降讓儆谀姆N類型的混源一直存在爭議。

HZ25-4-1井位于惠州凹陷XJ24斷裂構(gòu)造帶東端HZ25-4斷圈構(gòu)造,珠江組測試獲工業(yè)油流,為典型高蠟低硫陸相成因輕質(zhì)原油。該井鉆探揭示文昌組大套淺湖相泥巖和辮狀河三角洲相砂巖地層,這為開展惠州凹陷混源油成因分析提供了條件。筆者利用烴類流體運(yùn)移痕跡生物標(biāo)志物分子示蹤技術(shù),通過對該井珠江組原油、珠江組—文昌組砂巖和文昌組泥巖共45個樣品的生物標(biāo)志物分子組成特征的分析,首次在惠州凹陷 HZ25-4-1井文昌組下部辮狀河三角洲砂巖儲層抽提烴中發(fā)現(xiàn)了混源油,并綜合微觀流體化石生物標(biāo)志物與宏觀盆地模擬生烴強(qiáng)度分析,初步判識惠州凹陷存在2類混源油,即文昌組中深湖相型原油與恩平組煤系型原油的混合和文昌組中深湖相型原油與淺湖相型原油的混合,從而證實(shí)了惠州凹陷文昌組淺湖相泥巖為有效烴源巖,惠州凹陷存在上、中、下3套成藏組合。這些認(rèn)識對惠州凹陷文昌組和恩平組2套有效烴源巖成藏貢獻(xiàn)大小分析及成油體系劃分具有重要意義。

1 珠一坳陷烴源巖地球化學(xué)特征

梁狄剛等1)梁狄剛,張水昌,王培榮,等.珠江口盆地東部油源及油氣運(yùn)移研究.2001.和張水昌等[1-2]研究認(rèn)為,珠一坳陷文昌組中深湖相烴源巖以富含4-甲基甾烷為主要特征,高等植物輸入標(biāo)志不明顯(如C19三環(huán)萜烷、C24四環(huán)萜烷和雙杜松烷均不豐富),水體相對還原。筆者統(tǒng)計結(jié)果表明,文昌組中深湖相烴源巖中C19—C26三環(huán)萜烷呈正態(tài)分布,C21(或 C23)三環(huán)萜烷為主峰,未知三環(huán)萜烷和四環(huán)萜烷含量較低—中等;XJ24-3-1井和 HZ25-4-1井鉆遇的文昌組淺湖相烴源巖中雙杜松烷含量較低—較高,4-甲基甾烷含量低—較低,C19—C26三環(huán)萜烷呈近正態(tài)分布,C21(或C20)三環(huán)萜烷為主峰,未知三環(huán)萜烷和四環(huán)萜烷含量較低—中等。珠三坳陷的部分油氣也具有類似的地球化學(xué)特征,來自文昌組淺湖相烴源巖[3]。

珠一坳陷恩平組煤系烴源巖含有高濃度的雙杜松烷和C19三環(huán)萜烷,C19—C26三環(huán)萜烷呈降低分布模式,未知三環(huán)萜烷和四環(huán)萜烷含量較高—高,高含量C24四環(huán)萜烷和高Pr/Ph比(多數(shù)樣品大于2.5),以高等植物或沼澤化環(huán)境標(biāo)志為特征,而4-甲基甾烷很少。在許多恩平組樣品的質(zhì)量色譜圖中,C24三環(huán)萜烷之后常有豐富的未知峰分布,推測是四環(huán)萜烷同系物或四環(huán)二萜類,這進(jìn)一步證實(shí)高等植物在恩平組生油巖的母質(zhì)構(gòu)成中占有較大優(yōu)勢。

上述3套烴源巖的生物標(biāo)志物分布和濃度差異為HZ25-4-1井油-巖對比分析奠定了基礎(chǔ)。

2 HZ25-4-1井珠江組原油及不同成藏組合儲層烴生物標(biāo)志物組成特征

圖1為 HZ25-4-1井珠江組原油飽和烴總離子流圖和質(zhì)量色譜圖。由圖1可見,HZ25-4-1井珠江組原油飽和烴 Pr/Ph比值介于2.30～2.49;C19—C26三環(huán)萜烷呈正態(tài)分布,未知三環(huán)萜烷和四環(huán)萜烷含量較低—中等;C30重排藿烷含量較高,C30重排藿烷/C29Ts比值為 0.73～0.76;4-甲基甾烷豐富, C304-甲基甾烷/C29甾烷比值大于0.70～0.74;雙杜松烷系列含量較高,樹脂化合物 T/C30藿烷比值為2.14～2.39。以上生物標(biāo)志物組成特征均表明HZ25-4-1井珠江組原油為混源油。

區(qū)域研究認(rèn)為,惠州凹陷存在上、中、下3套成藏組合[4]。上組合為新近系韓江組和珠江組成藏組合,砂巖儲層物性好,單井產(chǎn)量高,油源來自文昌組和恩平組;泥巖厚度大,分布廣泛,形成了該地區(qū)主要的區(qū)域性蓋層。中組合為古近系珠海組和恩平組成藏組合,恩平組上部和珠海組厚層砂巖為儲層,油層集中出現(xiàn)在珠海組中、下部及恩平組上部,油源來自文昌組和恩平組下部,為下生上儲;薄層泥巖和珠海組的致密砂巖為蓋層。下組合主要為文昌組及前第三系成藏組合,儲層為文昌組下部砂巖、前第三系花崗巖和古近系安山巖與粗面巖,自生自儲或上生下儲;文昌組大量暗色泥巖為生油層,同時作蓋層,單層厚度大、分布廣。

圖1 HZ25-4-1井珠江組(1 868.9 m)原油飽和烴總離子流圖和質(zhì)量色譜圖

表1為 HZ25-4-1井原油及巖石樣品飽和烴生物標(biāo)志物參數(shù),圖2為該井珠江組砂巖抽提烴生物標(biāo)志物特征剖面。由表1和圖2可見,HZ25-4-1井上組合(珠江組)砂巖飽和烴中C19—C26三環(huán)萜烷呈正態(tài)分布,未知三環(huán)萜烷和四環(huán)萜烷含量較低—中等;C30重排藿烷含量較高,C30重排藿烷/C29Ts比值為0.29～0.80;4-甲基甾烷較豐富,C304-甲基甾烷/ C29甾烷比值為0.32～1.21;雙杜松烷系列含量較高,樹脂化合物 T/C30藿烷比值為0.22～2.22。以上生物標(biāo)志物組成特征均表明 HZ25-4-1井珠江組儲層烴主要呈混源油的特征,只有少數(shù)樣品儲層烴呈文昌組中深湖相型原油的特征。

表1 HZ25-4-1井原油和巖石樣品飽和烴生物標(biāo)志物參數(shù)

圖3為HZ25-4-1井珠海組、恩平組砂巖抽提烴生物標(biāo)志物特征剖面。由表1和圖3可見,HZ25-4-1井中組合(珠海組和恩平組)儲層飽和烴中C19—C26三環(huán)萜烷呈正態(tài)分布,未知三環(huán)萜烷和四環(huán)萜烷含量較低—中等;C30重排藿烷含量較高,C30重排藿烷/C29Ts比值為0.39～1.29;4-甲基甾烷較豐富, C304-甲基甾烷/C29甾烷比值為0.34～1.21;雙杜松烷系列含量低—較低,樹脂化合物T/C30藿烷比值為0.08～0.51。以上生物標(biāo)志物組成特征均表明HZ25-4-1井中組合儲層烴呈文昌組中深湖相型原油的特征。

圖4為 HZ25-4-1井文昌組巖屑抽提烴生物標(biāo)志物特征剖面。由表1和圖4可見,HZ25-4-1井下組合(文昌組)儲層飽和烴中C19—C26三環(huán)萜烷呈正態(tài)分布,未知三環(huán)萜烷和四環(huán)萜烷含量較低—中等; C30重排藿烷含量較高,C30重排藿烷/C29Ts比值為0.81～1.02;4-甲基甾烷較豐富,C304-甲基甾烷/C29甾烷比值為0.51～1.01;雙杜松烷系列含量較高,樹脂化合物 T/C30藿烷比值為1.93～2.52。這表明,HZ25-4-1井文昌組儲層烴呈混源油的特征。

圖4 HZ25-4-1井文昌組巖屑抽提烴生物標(biāo)志物特征剖面

3 HZ25-4-1井混源油成因分析

惠州凹陷恩平組烴源巖大量生排烴時間在10 Ma以來[4],中中新世末—晚中新世末的晚期斷層活動使得恩平組生成的油氣以垂向運(yùn)移為主,側(cè)向運(yùn)移能力較弱。因此,綜合分析 HZ25-4-1井珠江組原油及不同成藏組合儲層烴生物標(biāo)志物組成特征和油藏與恩平組生烴中心邊界的相對位置,可初步判斷該井混源油的成因。

圖5為惠州凹陷恩平組現(xiàn)今生烴強(qiáng)度等值線圖。由于HZ25-4-1井離惠州凹陷恩平組生烴中心邊界相對較遠(yuǎn),珠江組原油、儲層烴和文昌組儲層烴均呈混源地球化學(xué)特征,飽和烴中C19—C26三環(huán)萜烷呈正態(tài)分布,未知三環(huán)萜烷和四環(huán)萜烷含量較低—中等,這與湖相烴源巖生物標(biāo)志物特征一致,因此推斷 HZ25-4-1井珠江組原油、儲層烴和文昌組儲層烴應(yīng)為文昌組中深湖相型和文昌組淺湖相型原油的混合。另外,HZ25-4-1井文昌組下部儲層烴也只能來自文昌組烴源巖,油-巖對比結(jié)果也與地質(zhì)背景相符。

圖5 惠州凹陷恩平組現(xiàn)今生烴強(qiáng)度等值線圖

毗鄰惠州凹陷恩平組生烴中心邊界的HZ19-2、HZ21-1等構(gòu)造帶原油飽和烴生物標(biāo)志物組成特征亦為混源型[1-2],其中C19—C26三環(huán)萜烷呈亞降低分布模式,未知三環(huán)萜烷和四環(huán)萜烷含量較高—高,這與煤系地層生物標(biāo)志物的貢獻(xiàn)有關(guān),因此推斷HZ19-2、HZ21-1等構(gòu)造混源油應(yīng)為文昌組中深湖相型和恩平組煤系型原油的混合。

4 混源儲層烴發(fā)現(xiàn)的石油地質(zhì)意義

通過對 HZ25-4-1井原油、儲層烴、泥巖的生物標(biāo)志物特征進(jìn)行分析,首次在珠一坳陷文昌組儲層中發(fā)現(xiàn)混源儲層烴,證實(shí)了惠州凹陷文昌組淺湖相泥巖為有效烴源巖,擴(kuò)大了在該區(qū)找油的范圍。

惠州凹陷存在上、中、下3套成藏組合和2類混源油,位于恩平組生烴中心區(qū)域的構(gòu)造(如 HZ19、HZ20構(gòu)造帶,HZ21-1、HZ9-2構(gòu)造等)是尋找恩平組煤系型單源油藏和有恩平組煤系型原油貢獻(xiàn)的混源油藏的有利地區(qū),遠(yuǎn)離恩平組生烴中心區(qū)域的構(gòu)造(如 HZ25-4、HZ27-4、HZ25-7構(gòu)造等)是尋找文昌組中深湖相型單源油藏和有文昌組淺湖相型原油貢獻(xiàn)的混源油藏的有利地區(qū),而惠州凹陷西部文昌組富生烴半地塹是古近系勘探特別是下成藏組合勘探的突破口。

[1] ZHANG SHUICHANG,LIANG DIGANG,GONG ZAISHENG,et al.Geochemistry of petroleum systems in the eastern Pearl River Mouth basin:evidence for mixed oils[J].Organic Geochemistry,2003,34(7):971-991.

[2] 張水昌,龔再升,梁狄剛,等.珠江口盆地東部油氣系統(tǒng)地球化學(xué)-Ⅰ:油組劃分、油源對比及混源油確定[J].沉積學(xué)報, 2004,22(增刊):15-26.

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[4] 施和生,朱俊章,邱華寧,等.利用自生伊利石激光加熱40Ar—39Ar定年技術(shù)探討惠州凹陷新近系油氣充注時間[J].地學(xué)前緣,2009,16(1):290-295.

(編輯:周雯雯)

Abstract:A systematic sampling and a biomarker analysis have been made in the reservoir sandstones of Pearl River-Wenchang Formation,well HZ25-4-1,Huizhou sag.It is preliminarily recognized,by using the biomarker tracing technique of hydrocarbons migration and combining with the basin modelling results of hydrocarbon-generation intensity, that there are two types of mixed-sourced oil in Wenchang Formation,Huizhou sag,which may be sourced from Wenchang Formation deep-lacustrine facies+ Enping Formation coalmeasures and Wenchang Formation shallow + deep-lacustrine facies respectively.Therefore,the mudstone of shallow-lacustrine facies in Wenchang Formation may be an effective source rock.This perception is important to dividing petroleum systems in Huizhou sag.

Key words:well HZ25-4-1;Wenchang Formation; mixed-source;reservoir hydrocarbon;biomarker; Huizhou sag

Discovery of mixed-sourced reservoir hydrocarbon and its significance in petroleum geology in Wenchang Formation,well HZ25-4-1

Zhu Junzhang Long Zulie Zhang Zhilin Wang Jianrong
(Research Institute,S henzhen B ranch of CNOOC Ltd., Guangzhou,510240)

2010-01-29 改回日期:2010-04-13

＊國家重大科技專項(xiàng)“南海北部深水區(qū)富烴凹陷識別、儲層預(yù)測、烴類檢測技術(shù)”(2008ZX05025-03)部分研究成果。

朱俊章,男,高級工程師,主要從事石油地質(zhì)和油氣地球化學(xué)研究工作。地址:廣州市江南大道中168號海洋石油大廈1631房(郵編:510240)。電話:020-84262221。