尼日爾三角洲烴源巖評價研究

1 區(qū)域地質(zhì)背景

尼日爾三角洲盆地位于大西洋幾內(nèi)亞灣內(nèi),非洲板塊西部被動大陸邊緣與白壟紀(jì)伸進(jìn)非洲大陸的裂陷槽垂直相交部位,是世界上最大的海退型三角洲,也是一個目前仍在發(fā)育的新生代典型三角洲盆地[1-5]。盆地西部邊界為貝寧海灣,東端延伸入喀麥隆,稱為杜阿拉或喀麥隆盆地,北部主要以阿南布拉盆地為界,立體上是一個向南伸入幾內(nèi)亞灣的尼日爾河三角洲。具體包括尼日利亞海岸及陸架部分喀麥隆西部及赤道幾內(nèi)亞西北部Bioko島的海域。該盆地是目前尼日利亞主要的油氣勘探開發(fā)區(qū),按已發(fā)現(xiàn)油氣可采儲量計算,它是世界上第12大含油氣盆地[1]。

圖1 尼日爾三角洲盆地綜合柱狀圖

尼日爾三角洲第三系地層從下到上主要由三套進(jìn)積型的巖性地層單元組成,Akata組、Agbada組和貝寧組[6]。Akata組海相泥巖是主力烴源巖,Agbada組砂泥巖互層是尼日爾三角洲最有利的儲蓋組合 (圖1)。

目前對三角洲的生油氣層的認(rèn)識還存在分歧。盡管生油巖富集程度較低,但由于Akata上部和Agbada組下部頁巖儲量巨大,且為成熟或高成熟演化階段,通常被認(rèn)為是主要的生油巖。預(yù)計在更深的下第三系和上白堊統(tǒng)頁巖中存在質(zhì)量較高的頁巖,除朝向三角洲邊緣帶之外,這些頁巖屬過成熟,對盆地的烴源貢獻(xiàn)量相對較小。

2 烴源巖特征

尼日爾三角洲最有效的烴源巖是Akata組海相的頁巖和Agbada組下部三角洲相的泥頁巖。從整個三角洲的頁巖研究認(rèn)為,Akata組頂部 (即Agbada組底)埋深多在7880ft(1ft=0.3048m)以下,最深達(dá)17730ft以上。鉆井揭示三角洲Akata組是區(qū)域性生油巖,厚度可達(dá)16400ft,且分布穩(wěn)定。尼日爾三角洲生油門限深度為9840ft,Akata組巨厚頁巖均可看做成熟生油巖,是尼日爾三角洲豐富的油氣資源的物質(zhì)基礎(chǔ)。此外Agbada組頂 (即貝寧組底)埋深多在4925ft以下,沉積厚度一般在3940～11810ft,Agbada組下部仍處于成熟演化階段,上部大多處于低成熟階段。所以,Agbada組下部的頁巖也具生油能力。

表1 Agabada組烴源巖熱解分析數(shù)據(jù)

2.1 有機質(zhì)豐度

通過分析工區(qū)K-1及KY-1兩口井化驗資料(表1),Agabada組中下部烴源巖的總有機碳含量(TOC)為0.70%～1.78%,生烴潛力 (S1+S2)為1.99～14.25kg/t,生烴潛力指數(shù)變化范圍為0.05%～0.7%,有機質(zhì)豐度較好。Akata組地層由于埋藏深,鉆遇井少,沒有樣品分析。前人研究認(rèn)為,尼日爾三角洲烴源巖總有機碳平均在1.4%～1.6%,最高達(dá)14.4%,頁巖生油潛力(S1+S2)為7.5mg/g[1]。總之,尼日爾三角洲烴源巖有機質(zhì)豐度高。

2.2 有機質(zhì)類型

從K-1及KY-1兩口井的分析化驗資料得出,Agabada組烴源巖有機質(zhì)類型為腐植型(Ⅲ)和混合型干酪根型 (Ⅱ),以Ⅱ2型為主(圖2)。前人研究也證明了尼日爾三角洲生油巖有機質(zhì)類型以Ⅲ型和Ⅱ型為主[1]。這說明工區(qū)的生氣能力要比生油能力強。

圖2 Agabada組下部有機質(zhì)類型圖

圖3 Akata組頂部R o平面分布圖

2.3 有機質(zhì)成熟度

尼日爾三角洲生油巖熱演化程度分析如下:Akata組頂部已進(jìn)入濕氣和凝析油演化階段(成熟度Ro＞1.2%),底部則達(dá)干氣演化階段 (圖3);Agbada組下部生油巖正處于成熟生油高峰階段(Ro在0.6%～0.8%),上部處于未成熟演化階段,不具生油能力。由于埋深不一樣,在盆地中心和盆地邊緣R o值有很大差別。

K-1井9600～9860ft實測Ro為0.5%,9940～10040ft實測 R o為 0.55%(圖4),K-1井和 KY-1井最高熱解峰溫(T max)為423～436℃(表1),說明Agabada組烴源巖為未成熟到剛到達(dá)生烴門限階段,現(xiàn)今仍然在熱演化階段。這可能是與Agabada組的埋深及地溫梯度有關(guān)。說明在盆地邊緣形成的Agabada組油藏是通過斷裂運移聚集成藏,而在盆地中心位置能形成Agabada組自生自儲的油氣藏。

圖4 KY-1井R o實測數(shù)據(jù)

3 結(jié) 論

目前認(rèn)為尼日爾三角洲最有效的烴源巖是Akata組海相的頁巖和Agbada組下部三角洲相的泥頁巖。Agbada組下部烴源巖有機質(zhì)類型以腐植型 (Ⅲ)和混合型干酪根型 (Ⅱ)為主,有機質(zhì)豐度高,為未成熟到剛到達(dá)生烴門限階段,現(xiàn)今仍然在熱演化階段。Akata組由于資料缺乏,未能詳細(xì)評價。但是從沉積環(huán)境角度來說,Akata組為巨厚海相泥頁巖,烴源巖條件應(yīng)好于Agabada組,且埋深大,成熟度高。總之,尼日爾三角洲烴源巖條件很好。

[1]國外含油氣盆地勘探開發(fā)叢書編委會.非洲蘇爾特盆地和尼日爾三角洲盆地[M].應(yīng)維華,潘校華編譯.北京:石油工業(yè)出版社,1998.

[2]張興.尼日爾三角洲盆地油氣地質(zhì)特征及潛力分析 [J].石油學(xué)報,2000,21(1):40-43.

[3]侯高文,劉和甫,左勝杰.尼日爾三角洲盆地油氣分布特征及控制因素 [J].石油與天然氣地質(zhì),2005,26(2):374-378.

[4]李艷玲,孫國慶.尼日爾三角洲盆地成藏規(guī)律分析 [J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2003,22(1):60-62.

[5]劉新福.尼日爾三角洲油氣分布特征 [J].河南石油,2003,17(增):1-3.

[6]鄧榮敬,鄧運華,于水,等.尼日爾三角洲盆地油氣地質(zhì)與成藏特征[J].石油勘探與開發(fā),2008,35(6):755-762.