金湖凹陷三河次凹戴南组油气藏烃源条件分析

巢 越

(中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院, 江苏 扬州 225009)

金湖凹陷位于苏北盆地西南部，南与苏南隆起相接，北至建湖隆起，东与菱塘桥低凸起相连，西至张八岭隆起，是晚白垩世-新生代形成的南断北超的箕状凹陷。

三河次凹为金湖凹陷主力生烃次凹之一(图1)，成藏条件优越，油气富集程度较高。近年，针对三河次凹戴南组(E2d)部署实施的多口探井取得较好的勘探成果，特别针对隐蔽油气藏勘探的GX29A井获得成功，拓宽了金湖凹陷油气勘探领域。因此，开展三河次凹戴南组油气藏的油源条件研究，对深入挖潜老区油气资源具有重要意义。

前人研究结果表明[1]，苏北盆地戴南组本身不具备生油能力，在金湖凹陷三河次凹发现的戴南组油气藏为典型的它源油藏，必须依靠大断层沟通下伏阜四段(E1f4)或阜二段(E1f2)烃源岩供烃。因此，烃源岩的分布范围直接控制着E2d油气藏平面上的分布。本文通过补充最新的烃源岩化验分析资料，进一步对金湖凹陷三河次凹E2d油气藏油源条件进行分析。

图1 金湖凹陷三河次凹构造

1 油源对比

油气的分布首先直接受控于油源，油源对比的研究成果对油气勘探的评价和预测有非常重要的意义。通过油源对比，可以确定盆地中各个油藏的油气来源，圈定可靠的源岩层和油源区，进而建立源与藏的成因关系，从而为油气勘探提供理论依据[2]。

关于金湖凹陷生油岩的丰度及有机地化特征，前人做了大量研究[3-6]，已经明确金湖凹陷E1f4、E1f2“来源油”在地化特征上有所区别(图2)。本文主要从原油及烃源岩的正构烷烃分布特征、姥植比(Pr/Ph)、原生甾烷及β-胡萝卜烷等几个方面做油源的判断。通过对比，表明三河次凹油气具有不同的来源：QX17井(2 152.8～2 160.0 m)、QX19井(2 850.6～2 858.6 m)、GX29A井(3 029.1～3 033.2 m)的E2d原油样品及SX14井(1 724.8～1 733.6 m)、SX13井(2 522.1～2 530.7 m)E2d含油岩心样品的正构烷烃分布均具有nC23主峰特征(表1)，同时在饱和烃色谱图上呈现出弱植烷优势(图3)，具有E1f4来源特征；而QX18井(2 147.8～2 155.8 m)、QX19井(2 783.9～2 792.1 m)、SX14井(1 623.4～1 630.0 m)E2d1含油岩心样品的正构烷烃分布则呈现出nC22主峰的特征(表1)，且QX18井、SX14井在饱和烃色谱图上呈现出较明显的植烷优势(图4)，偏向于E1f2来源。而QX19井、SX14井不同深度的E2d样品特征不同，证实其存在混源特征。

上述正烷烃分布具“nC23尖顶”特征的油样，多数在C27、C28、C29原生甾烷分布上具E1f4来源的“V”字形分布特征(表1)。而SX14井E2d含油岩心和QX19井E2d原油的甾烷分布呈现出“椅式”特征(表1)，αααC29R在三种甾烷中占绝对优势，这也表明SX14井、QX19井有E1f2来源油的混入。

图2 L1井E1f4生油岩与HC1井E1f2生油岩饱和烃色谱特征对比

图3 E2d1原油色谱

图4 E2d含油岩心样品饱和烃色谱

图5 E2d岩样β-胡萝卜烷特征(m/z125)

相对来说，正烷烃呈现“nC22尖顶”特征的QX18井、SX14井E2d含油岩心样品的C27、C28、C29原生甾烷分布表现出“椅式”特征，αααC29R在三种甾烷中占绝对优势，并且检测出较丰富的β-胡萝卜烷(图5)，代表了E1f2来源。

油成熟度可以依据甾烷异构化参数αααC29(20S)/(20S+20R)确定[7]，简称SM，分为特低熟(<0.2)、低熟(0.2～0.3)、成熟(≥0.3)三个级别，这是国内第三系生油研究的常用指标。从总体上看，上述大部分样品SM值均小于0.3，处于低熟阶段，且具“椅式”分布油的成熟度(SM值)多数要略高于“V”字形分布的油(表1)，即E1f4来源油成熟度相对E1f2较低。

表1 三河次凹戴南组原油、含油岩心样品地化参数

以上数据说明，金湖凹陷三河次凹E2d主要油源为E1f4烃源岩；在石港断裂带存在E1f2来源油，研究认为，该区断层发育，具有纵向沟通E1f2烃源岩的能力。

2 烃源评价

2.1 有机质丰度

有机质丰度是评价烃源岩质量的首要指标，对烃源岩中有机质丰度的评价一般从有机碳含量(TOC)、生烃潜力(S1+S2)、氯仿沥青“A”和总烃这几方面进行评价。

据前人研究[3-4]，E1f4烃源岩可分为上部泥灰岩段(一套富含有机质的灰黑色、黑色泥页岩夹薄层泥灰岩)和下部弹簧段(灰黑色泥岩与深灰色粉砂质泥岩互层，因电阻率曲线形状像弹簧而得名)。据表2，金湖凹陷E1f4烃源岩上部泥灰岩段是较好的烃源岩，下部弹簧段各项生烃指标都较低，属于非～差烃源岩。

为了进一步评价三河次凹的E1f4烃源岩，对GX29A井、C3井、SX13井E1f4烃源岩取心样品的地化参数进行了分析。

表2 金湖凹陷E1f4烃源岩平均有机质丰度

GX29A井位于三河次凹中部，根据含油岩心分析化验资料(表3)，E1f4烃源岩TOC含量较高，为2.45%～2.82%，平均2.67%；氯仿沥青“A”含量为0.184 2%～0.230 0%，平均0.211 0%；S1+S2为12.89～15.96 mg/g，平均14.63 mg/g，以上指标均达到好-很好烃源岩的标准。SX13井靠近石港断裂带，E1f4烃源岩TOC含量较高，为1.3%；沥青“A”含量为0.168 5%；S1+S2为6.22 mg/g，以上指标均达到好-较好烃源岩的标准。C3井位于三河次凹西侧斜坡上，取心样品为E1f4下部弹簧段，烃源岩TOC含量相对较低，为0.22%～0.99%，平均0.69%，除一个样品外其余样品介于0.5%～1.0%，为中等烃源岩；沥青“A”含量为0.006 2%～0.015 3%，平均0.010 0%，未达到好烃源岩的标准；S1+S2为0.10～1.61 mg/g，平均0.86 mg/g，为较差烃源岩。

表3 E1f4烃源岩有机质丰度统计

综上所述，与金湖凹陷E1f4泥灰岩段烃源岩平均丰度指标相比，三河次凹主体部位的E1f4泥灰岩段烃源岩指标更好。

2.2 有机质成熟度

镜质体反射率(R0)为反映有机质成熟度最灵敏的指标，一般可分为下列几个阶段：R0<0.5%为未熟阶段，R0在0.5%～1.3%为成熟阶段；R0在1.3%～2.0%为高成熟阶段；R0>2.0%为过成熟阶段。通常，对于未熟-低熟油气演化阶段R0一般处于0.2%～0.7%的范围。一般将R0=0.5%对应的埋深作为烃源岩大量生烃门限深度，将R0=0.65%所对应的深度作为大量排烃门限深度[8]。

通过对金湖凹陷E1f4烃源岩镜质体反射率进行统计(表4)可见：烃源岩样品实测的镜质体数据较少。三河次凹E1f4烃源岩R0均小于0.7%，处于低熟阶段。而最新钻探取样分析的GX29A井，R0平均为0.65%，同样表现出低熟的特征。

表4 三河次凹E1f4烃源岩镜质体反射率

前文提及三河次凹E2d油藏中E1f4来源油表现出“nC23尖顶特征”，且原生甾烷呈V字型分布的样品，除了SX13井外，SM值均小于0.3(表1)，侧面证实了E1f4来源油成熟度不高。

从三河次凹E1f4生油岩R0与垂深拟合关系来看，E1f4烃源排烃门限(R0=0.65%)深度约为2 500 m。按照此深度在构造图上确定的烃源岩分布范围如图6中蓝色范围。从三河次凹总体来看，R0>0.65%的范围并不大，局限在S138井-L1井以东的深凹部位，其余大部分地区E1f4烃源岩没有达到排烃门限。由于戴南组油气藏属于“它源型”油藏，必须依靠大断层沟通下伏烃源岩供烃，因此烃源岩的分布范围直接控制着E2d油气藏平面上的分布，E2d隐蔽油气藏应主要以深凹和内斜坡带为主。

图6 三河次凹E1f4成熟烃源岩分布

3 结论

(1)油源对比分析表明，三河次凹E2d油藏的油气主要来源于E1f4烃源岩；而石港断裂带由于断层发育，纵向沟通能力强，该区E2d油藏既有E1f4烃源的油，又有E1f2烃源的油，是较为有利的勘探区带。

(2)三河次凹E1f4烃源岩R0大于0.65%的范围局限在深凹部位。而E2d油藏属于“它源型”油藏，必须依靠断层沟通下伏烃源岩供烃，因此，三河次凹E2d油藏勘探区带主要以近源深凹和内斜坡带为主。