HZ25-4-1井文昌组混源储层烃的发现及其石油地质意义＊

朱俊章 龙祖烈 张志琳 汪建蓉

(中海石油(中国)有限公司深圳分公司研究院)

HZ25-4-1井文昌组混源储层烃的发现及其石油地质意义＊

朱俊章 龙祖烈 张志琳 汪建蓉

(中海石油(中国)有限公司深圳分公司研究院)

对惠州凹陷HZ25-4-1井珠江组-文昌组砂岩储层进行了系统取样和生物标志物分析。利用烃类流体运移痕迹生物标志物分子示踪技术,结合生烃强度盆地模拟结果,初步判识惠州凹陷存在2类混源油,即文昌组中深湖相型原油与恩平组煤系型原油的混源和文昌组中深湖相型原油与浅湖相型原油的混源,证实了惠州凹陷文昌组浅湖相泥岩为有效烃源岩。这一认识对惠州凹陷成油体系的划分具有重要意义。

HZ25-4-1井 文昌组 混源 储层烃 生物标志物 惠州凹陷

珠江口盆地珠一坳陷惠州凹陷存在文昌组(中深湖相和浅湖相地层)和恩平组(浅湖—沼泽煤系地层)2套有效烃源岩,该凹陷已发现油藏原油可分为3类,即文昌组中深湖相型原油、恩平组煤系型原油和混源型原油,其中混源型原油的生物标志物特征表现为同时含有较高—高含量的树脂化合物和4-甲基甾烷系列,说明原油既可以来自文昌组中深湖相和恩平组煤系烃源岩的混源,也可以来自文昌组中深湖相和文昌组浅湖相烃源岩的混源。惠州凹陷混源油到底属于哪种类型的混源一直存在争议。

HZ25-4-1井位于惠州凹陷XJ24断裂构造带东端HZ25-4断圈构造,珠江组测试获工业油流,为典型高蜡低硫陆相成因轻质原油。该井钻探揭示文昌组大套浅湖相泥岩和辫状河三角洲相砂岩地层,这为开展惠州凹陷混源油成因分析提供了条件。笔者利用烃类流体运移痕迹生物标志物分子示踪技术,通过对该井珠江组原油、珠江组—文昌组砂岩和文昌组泥岩共45个样品的生物标志物分子组成特征的分析,首次在惠州凹陷 HZ25-4-1井文昌组下部辫状河三角洲砂岩储层抽提烃中发现了混源油,并综合微观流体化石生物标志物与宏观盆地模拟生烃强度分析,初步判识惠州凹陷存在2类混源油,即文昌组中深湖相型原油与恩平组煤系型原油的混合和文昌组中深湖相型原油与浅湖相型原油的混合,从而证实了惠州凹陷文昌组浅湖相泥岩为有效烃源岩,惠州凹陷存在上、中、下3套成藏组合。这些认识对惠州凹陷文昌组和恩平组2套有效烃源岩成藏贡献大小分析及成油体系划分具有重要意义。

1 珠一坳陷烃源岩地球化学特征

梁狄刚等1)梁狄刚,张水昌,王培荣,等.珠江口盆地东部油源及油气运移研究.2001.和张水昌等[1-2]研究认为,珠一坳陷文昌组中深湖相烃源岩以富含4-甲基甾烷为主要特征,高等植物输入标志不明显(如C19三环萜烷、C24四环萜烷和双杜松烷均不丰富),水体相对还原。笔者统计结果表明,文昌组中深湖相烃源岩中C19—C26三环萜烷呈正态分布,C21(或 C23)三环萜烷为主峰,未知三环萜烷和四环萜烷含量较低—中等;XJ24-3-1井和 HZ25-4-1井钻遇的文昌组浅湖相烃源岩中双杜松烷含量较低—较高,4-甲基甾烷含量低—较低,C19—C26三环萜烷呈近正态分布,C21(或C20)三环萜烷为主峰,未知三环萜烷和四环萜烷含量较低—中等。珠三坳陷的部分油气也具有类似的地球化学特征,来自文昌组浅湖相烃源岩[3]。

珠一坳陷恩平组煤系烃源岩含有高浓度的双杜松烷和C19三环萜烷,C19—C26三环萜烷呈降低分布模式,未知三环萜烷和四环萜烷含量较高—高,高含量C24四环萜烷和高Pr/Ph比(多数样品大于2.5),以高等植物或沼泽化环境标志为特征,而4-甲基甾烷很少。在许多恩平组样品的质量色谱图中,C24三环萜烷之后常有丰富的未知峰分布,推测是四环萜烷同系物或四环二萜类,这进一步证实高等植物在恩平组生油岩的母质构成中占有较大优势。

上述3套烃源岩的生物标志物分布和浓度差异为HZ25-4-1井油-岩对比分析奠定了基础。

2 HZ25-4-1井珠江组原油及不同成藏组合储层烃生物标志物组成特征

图1为 HZ25-4-1井珠江组原油饱和烃总离子流图和质量色谱图。由图1可见,HZ25-4-1井珠江组原油饱和烃 Pr/Ph比值介于2.30～2.49;C19—C26三环萜烷呈正态分布,未知三环萜烷和四环萜烷含量较低—中等;C30重排藿烷含量较高,C30重排藿烷/C29Ts比值为 0.73～0.76;4-甲基甾烷丰富, C304-甲基甾烷/C29甾烷比值大于0.70～0.74;双杜松烷系列含量较高,树脂化合物 T/C30藿烷比值为2.14～2.39。以上生物标志物组成特征均表明HZ25-4-1井珠江组原油为混源油。

区域研究认为,惠州凹陷存在上、中、下3套成藏组合[4]。上组合为新近系韩江组和珠江组成藏组合,砂岩储层物性好,单井产量高,油源来自文昌组和恩平组;泥岩厚度大,分布广泛,形成了该地区主要的区域性盖层。中组合为古近系珠海组和恩平组成藏组合,恩平组上部和珠海组厚层砂岩为储层,油层集中出现在珠海组中、下部及恩平组上部,油源来自文昌组和恩平组下部,为下生上储;薄层泥岩和珠海组的致密砂岩为盖层。下组合主要为文昌组及前第三系成藏组合,储层为文昌组下部砂岩、前第三系花岗岩和古近系安山岩与粗面岩,自生自储或上生下储;文昌组大量暗色泥岩为生油层,同时作盖层,单层厚度大、分布广。

图1 HZ25-4-1井珠江组(1 868.9 m)原油饱和烃总离子流图和质量色谱图

表1为 HZ25-4-1井原油及岩石样品饱和烃生物标志物参数,图2为该井珠江组砂岩抽提烃生物标志物特征剖面。由表1和图2可见,HZ25-4-1井上组合(珠江组)砂岩饱和烃中C19—C26三环萜烷呈正态分布,未知三环萜烷和四环萜烷含量较低—中等;C30重排藿烷含量较高,C30重排藿烷/C29Ts比值为0.29～0.80;4-甲基甾烷较丰富,C304-甲基甾烷/ C29甾烷比值为0.32～1.21;双杜松烷系列含量较高,树脂化合物 T/C30藿烷比值为0.22～2.22。以上生物标志物组成特征均表明 HZ25-4-1井珠江组储层烃主要呈混源油的特征,只有少数样品储层烃呈文昌组中深湖相型原油的特征。

表1 HZ25-4-1井原油和岩石样品饱和烃生物标志物参数

图3为HZ25-4-1井珠海组、恩平组砂岩抽提烃生物标志物特征剖面。由表1和图3可见,HZ25-4-1井中组合(珠海组和恩平组)储层饱和烃中C19—C26三环萜烷呈正态分布,未知三环萜烷和四环萜烷含量较低—中等;C30重排藿烷含量较高,C30重排藿烷/C29Ts比值为0.39～1.29;4-甲基甾烷较丰富, C304-甲基甾烷/C29甾烷比值为0.34～1.21;双杜松烷系列含量低—较低,树脂化合物T/C30藿烷比值为0.08～0.51。以上生物标志物组成特征均表明HZ25-4-1井中组合储层烃呈文昌组中深湖相型原油的特征。

图4为 HZ25-4-1井文昌组岩屑抽提烃生物标志物特征剖面。由表1和图4可见,HZ25-4-1井下组合(文昌组)储层饱和烃中C19—C26三环萜烷呈正态分布,未知三环萜烷和四环萜烷含量较低—中等; C30重排藿烷含量较高,C30重排藿烷/C29Ts比值为0.81～1.02;4-甲基甾烷较丰富,C304-甲基甾烷/C29甾烷比值为0.51～1.01;双杜松烷系列含量较高,树脂化合物 T/C30藿烷比值为1.93～2.52。这表明,HZ25-4-1井文昌组储层烃呈混源油的特征。

图4 HZ25-4-1井文昌组岩屑抽提烃生物标志物特征剖面

3 HZ25-4-1井混源油成因分析

惠州凹陷恩平组烃源岩大量生排烃时间在10 Ma以来[4],中中新世末—晚中新世末的晚期断层活动使得恩平组生成的油气以垂向运移为主,侧向运移能力较弱。因此,综合分析 HZ25-4-1井珠江组原油及不同成藏组合储层烃生物标志物组成特征和油藏与恩平组生烃中心边界的相对位置,可初步判断该井混源油的成因。

图5为惠州凹陷恩平组现今生烃强度等值线图。由于HZ25-4-1井离惠州凹陷恩平组生烃中心边界相对较远,珠江组原油、储层烃和文昌组储层烃均呈混源地球化学特征,饱和烃中C19—C26三环萜烷呈正态分布,未知三环萜烷和四环萜烷含量较低—中等,这与湖相烃源岩生物标志物特征一致,因此推断 HZ25-4-1井珠江组原油、储层烃和文昌组储层烃应为文昌组中深湖相型和文昌组浅湖相型原油的混合。另外,HZ25-4-1井文昌组下部储层烃也只能来自文昌组烃源岩,油-岩对比结果也与地质背景相符。

图5 惠州凹陷恩平组现今生烃强度等值线图

毗邻惠州凹陷恩平组生烃中心边界的HZ19-2、HZ21-1等构造带原油饱和烃生物标志物组成特征亦为混源型[1-2],其中C19—C26三环萜烷呈亚降低分布模式,未知三环萜烷和四环萜烷含量较高—高,这与煤系地层生物标志物的贡献有关,因此推断HZ19-2、HZ21-1等构造混源油应为文昌组中深湖相型和恩平组煤系型原油的混合。

4 混源储层烃发现的石油地质意义

通过对 HZ25-4-1井原油、储层烃、泥岩的生物标志物特征进行分析,首次在珠一坳陷文昌组储层中发现混源储层烃,证实了惠州凹陷文昌组浅湖相泥岩为有效烃源岩,扩大了在该区找油的范围。

惠州凹陷存在上、中、下3套成藏组合和2类混源油,位于恩平组生烃中心区域的构造(如 HZ19、HZ20构造带,HZ21-1、HZ9-2构造等)是寻找恩平组煤系型单源油藏和有恩平组煤系型原油贡献的混源油藏的有利地区,远离恩平组生烃中心区域的构造(如 HZ25-4、HZ27-4、HZ25-7构造等)是寻找文昌组中深湖相型单源油藏和有文昌组浅湖相型原油贡献的混源油藏的有利地区,而惠州凹陷西部文昌组富生烃半地堑是古近系勘探特别是下成藏组合勘探的突破口。

[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] 张水昌,龚再升,梁狄刚,等.珠江口盆地东部油气系统地球化学-Ⅰ:油组划分、油源对比及混源油确定[J].沉积学报, 2004,22(增刊):15-26.

[3] 黄保家,李俊良,李里,等.文昌A凹陷油气成藏特征与分布规律探讨[J].中国海上油气,2007,19(6):361-366.

[4] 施和生,朱俊章,邱华宁,等.利用自生伊利石激光加热40Ar—39Ar定年技术探讨惠州凹陷新近系油气充注时间[J].地学前缘,2009,16(1):290-295.

(编辑: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

＊国家重大科技专项“南海北部深水区富烃凹陷识别、储层预测、烃类检测技术”(2008ZX05025-03)部分研究成果。

朱俊章,男,高级工程师,主要从事石油地质和油气地球化学研究工作。地址:广州市江南大道中168号海洋石油大厦1631房(邮编:510240)。电话:020-84262221。