尼日尔三角洲烃源岩评价研究

1 区域地质背景

尼日尔三角洲盆地位于大西洋几内亚湾内,非洲板块西部被动大陆边缘与白垄纪伸进非洲大陆的裂陷槽垂直相交部位,是世界上最大的海退型三角洲,也是一个目前仍在发育的新生代典型三角洲盆地[1-5]。盆地西部边界为贝宁海湾,东端延伸入喀麦隆,称为杜阿拉或喀麦隆盆地,北部主要以阿南布拉盆地为界,立体上是一个向南伸入几内亚湾的尼日尔河三角洲。具体包括尼日利亚海岸及陆架部分喀麦隆西部及赤道几内亚西北部Bioko岛的海域。该盆地是目前尼日利亚主要的油气勘探开发区,按已发现油气可采储量计算,它是世界上第12大含油气盆地[1]。

图1 尼日尔三角洲盆地综合柱状图

尼日尔三角洲第三系地层从下到上主要由三套进积型的岩性地层单元组成,Akata组、Agbada组和贝宁组[6]。Akata组海相泥岩是主力烃源岩,Agbada组砂泥岩互层是尼日尔三角洲最有利的储盖组合 (图1)。

目前对三角洲的生油气层的认识还存在分歧。尽管生油岩富集程度较低,但由于Akata上部和Agbada组下部页岩储量巨大,且为成熟或高成熟演化阶段,通常被认为是主要的生油岩。预计在更深的下第三系和上白垩统页岩中存在质量较高的页岩,除朝向三角洲边缘带之外,这些页岩属过成熟,对盆地的烃源贡献量相对较小。

2 烃源岩特征

尼日尔三角洲最有效的烃源岩是Akata组海相的页岩和Agbada组下部三角洲相的泥页岩。从整个三角洲的页岩研究认为,Akata组顶部 (即Agbada组底)埋深多在7880ft(1ft=0.3048m)以下,最深达17730ft以上。钻井揭示三角洲Akata组是区域性生油岩,厚度可达16400ft,且分布稳定。尼日尔三角洲生油门限深度为9840ft,Akata组巨厚页岩均可看做成熟生油岩,是尼日尔三角洲丰富的油气资源的物质基础。此外Agbada组顶 (即贝宁组底)埋深多在4925ft以下,沉积厚度一般在3940～11810ft,Agbada组下部仍处于成熟演化阶段,上部大多处于低成熟阶段。所以,Agbada组下部的页岩也具生油能力。

表1 Agabada组烃源岩热解分析数据

2.1 有机质丰度

通过分析工区K-1及KY-1两口井化验资料(表1),Agabada组中下部烃源岩的总有机碳含量(TOC)为0.70%～1.78%,生烃潜力 (S1+S2)为1.99～14.25kg/t,生烃潜力指数变化范围为0.05%～0.7%,有机质丰度较好。Akata组地层由于埋藏深,钻遇井少,没有样品分析。前人研究认为,尼日尔三角洲烃源岩总有机碳平均在1.4%～1.6%,最高达14.4%,页岩生油潜力(S1+S2)为7.5mg/g[1]。总之,尼日尔三角洲烃源岩有机质丰度高。

2.2 有机质类型

从K-1及KY-1两口井的分析化验资料得出,Agabada组烃源岩有机质类型为腐植型(Ⅲ)和混合型干酪根型 (Ⅱ),以Ⅱ2型为主(图2)。前人研究也证明了尼日尔三角洲生油岩有机质类型以Ⅲ型和Ⅱ型为主[1]。这说明工区的生气能力要比生油能力强。

图2 Agabada组下部有机质类型图

图3 Akata组顶部R o平面分布图

2.3 有机质成熟度

尼日尔三角洲生油岩热演化程度分析如下:Akata组顶部已进入湿气和凝析油演化阶段(成熟度Ro＞1.2%),底部则达干气演化阶段 (图3);Agbada组下部生油岩正处于成熟生油高峰阶段(Ro在0.6%～0.8%),上部处于未成熟演化阶段,不具生油能力。由于埋深不一样,在盆地中心和盆地边缘R o值有很大差别。

K-1井9600～9860ft实测Ro为0.5%,9940～10040ft实测 R o为 0.55%(图4),K-1井和 KY-1井最高热解峰温(T max)为423～436℃(表1),说明Agabada组烃源岩为未成熟到刚到达生烃门限阶段,现今仍然在热演化阶段。这可能是与Agabada组的埋深及地温梯度有关。说明在盆地边缘形成的Agabada组油藏是通过断裂运移聚集成藏,而在盆地中心位置能形成Agabada组自生自储的油气藏。

图4 KY-1井R o实测数据

3 结 论

目前认为尼日尔三角洲最有效的烃源岩是Akata组海相的页岩和Agbada组下部三角洲相的泥页岩。Agbada组下部烃源岩有机质类型以腐植型 (Ⅲ)和混合型干酪根型 (Ⅱ)为主,有机质丰度高,为未成熟到刚到达生烃门限阶段,现今仍然在热演化阶段。Akata组由于资料缺乏,未能详细评价。但是从沉积环境角度来说,Akata组为巨厚海相泥页岩,烃源岩条件应好于Agabada组,且埋深大,成熟度高。总之,尼日尔三角洲烃源岩条件很好。

[1]国外含油气盆地勘探开发丛书编委会.非洲苏尔特盆地和尼日尔三角洲盆地[M].应维华,潘校华编译.北京:石油工业出版社,1998.

[2]张兴.尼日尔三角洲盆地油气地质特征及潜力分析 [J].石油学报,2000,21(1):40-43.

[3]侯高文,刘和甫,左胜杰.尼日尔三角洲盆地油气分布特征及控制因素 [J].石油与天然气地质,2005,26(2):374-378.

[4]李艳玲,孙国庆.尼日尔三角洲盆地成藏规律分析 [J].大庆石油地质与开发,2003,22(1):60-62.

[5]刘新福.尼日尔三角洲油气分布特征 [J].河南石油,2003,17(增):1-3.

[6]邓荣敬,邓运华,于水,等.尼日尔三角洲盆地油气地质与成藏特征[J].石油勘探与开发,2008,35(6):755-762.