譚莊-沈丘凹陷精細油源對比

2016-06-25 07:10:21李秋博常大宇胡俊卿鄧曉梅趙瑩彬

石油地質(zhì)與工程 2016年1期

李秋博,常大宇,胡俊卿,侯　娟，鄧曉梅，趙瑩彬

(中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院,河南鄭州 450046)

譚莊-沈丘凹陷精細油源對比

李秋博,常大宇,胡俊卿,侯娟，鄧曉梅，趙瑩彬

(中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院,河南鄭州 450046)

摘要：譚莊-沈丘凹陷油氣顯示活躍，具有顯示井多、層位全的特點，區(qū)內(nèi)22口探井中有16口井在石炭-二疊系、下白堊統(tǒng)、古近系和新近系見到不同級別的油氣顯示。根據(jù)原油的宏觀物理特征、化合物組成、原油與石炭二疊系、下白堊統(tǒng)烴源巖的輕烴組分和生物標志化合物指標進行油源對比，認為譚莊-沈丘凹陷下白堊統(tǒng)原油具有混源特征，其中原油重烴組分來自下白堊統(tǒng)永豐組下段暗色泥巖，原油輕烴組分來自于上古生界煤層和暗色泥巖。研究表明下白堊統(tǒng)和石炭二疊系是本區(qū)主要的勘探目的層系，下白堊統(tǒng)自生自儲型和古生中儲型成藏組合是重要的勘探領(lǐng)域，對下步勘探部署具有重要的指導作用。

關(guān)鍵詞：周口坳陷；譚莊-沈丘凹陷；油巖對比；油油對比；標志化合物

1地質(zhì)概況

譚莊-沈丘凹陷處于周口坳陷中部凹陷帶，呈北西西向展布(圖1)。南以葉魯-淮南斷裂為界，北以商水斷裂與鄲城凸起分界，東以一低凸起與倪丘集凹陷分界，西與舞陽、襄城凹陷相連，是在華北古生界臺地基礎之上發(fā)展起來的中、新生代疊合凹陷，中生界最大埋深10 000 m[1-4]。油氣勘探主要目的層系為上古生界和下白堊統(tǒng)，其中，下白堊統(tǒng)沉積厚度約5 000 m；古生界地層埋藏較深，主要以海陸交互相煤系地層為主。

圖1　譚莊-沈丘凹陷井位分布圖

凹陷內(nèi)油氣顯示具有顯示井位多、層位全的特點，區(qū)內(nèi)22口探井有16口井見不同級別的油氣顯示，共425.3 m/144層。顯示層位有石炭-二疊系、古近系和新近系，并且周參10井、周參12井、周19井、巴1井在下白堊統(tǒng)試獲少量原油，因此通過對以上四口井進行油源對比，查清譚莊-沈丘凹陷的油源，對下步的勘探指明方向至關(guān)重要。

2油巖對比

2.1周參10井油巖對比

周參10井在試油井段2 179～2 190 m累計產(chǎn)油0.09 m3，原油與下白堊統(tǒng)源巖的生物標記化合物組成特征具有較好的一致性(圖2)，均富含C21、C23三環(huán)萜烷和中等豐度的γ蠟烷，表明下白堊統(tǒng)原油與下白堊統(tǒng)生油巖之間具有一定的親緣關(guān)系。

周參10井原油與下白堊統(tǒng)源巖輕烴組分及其相應指標進行對比，參數(shù)相差較大，并且油/巖輕烴色譜指紋對比圖也存在著明顯差異，即周參10井原油呈現(xiàn)了富芳烴系列化合物(苯、甲苯)，芳烴/環(huán)烷烴>1，而下白堊統(tǒng)源巖則表現(xiàn)為環(huán)烷烴優(yōu)勢，芳烴/環(huán)烷烴<1，因此周參10井原油輕烴組分與下白堊統(tǒng)源巖不具親緣關(guān)系[1-2]。

周參10井原油和中下侏羅統(tǒng)碳質(zhì)泥巖輕組分也存在較大差異，而與周26井二疊系含煤巖屑輕烴組份形態(tài)較為相似，具有較明顯的親緣關(guān)系。因此周參10井下白堊統(tǒng)原油的輕組分，主要來源于下伏二疊系煤系地層。

綜上所述，周參10井原油為陸相正常原油，遭受了輕微生物降解，主力油源來自下白堊統(tǒng)暗色泥巖和下伏石炭-二疊系煤、暗色泥巖及碳質(zhì)泥巖，其中輕質(zhì)組分主要由石炭-二疊系源巖貢獻。

圖2　周參10井下白堊統(tǒng)原油與源巖甾、萜烷分布特征對比

2.2巴1井、周參12井油巖對比

通過甾烷、萜烷質(zhì)譜分析，巴1井試油井段4 399～4 407.8 m的原油與下白堊統(tǒng)永豐組下段暗色泥巖生物標志化合物十分相似，主要表現(xiàn)為C27-29規(guī)則甾烷呈“V”字型分布，貧重排甾烷、Γ-羽扇烷、孕甾烷、8β(H)-錐滿烷、雙環(huán)倍半萜烷、雙環(huán)二萜烷、三環(huán)二萜烷和三環(huán)、四環(huán)萜烷，富C27-29規(guī)則甾烷、17α(H)-藿烷類和C31-33藿烷同系物，中等豐度Γ-蠟烷特征，表明4 399～4 407.8 m原油來自下白堊統(tǒng)永豐組下段。但此段的原油與下白堊統(tǒng)永豐組上段和古近系核二段暗色泥巖差別較大。

但巴1井4 232.1～4 273.5 m原油輕質(zhì)部分含量較高，與下白堊統(tǒng)和古近系烴源巖C21孕甾烷含量均相差較大，且該層原油富含重排甾烷、8β(H)-錐滿烷、雙環(huán)倍半萜烷、雙環(huán)二萜烷、三環(huán)二萜烷和三環(huán)萜烷等。通過對比，其輕質(zhì)組分與周參12井原油具有一定的相似特征。

鄰區(qū)倪丘集凹陷南12井上古生界泥巖、煤層及原油，具有C21孕甾烷含量較高、富含三環(huán)萜烷的特征[3]，通過對比分析可知，周參12井原油和巴1井4 232.1～4 273. 5 m原油輕質(zhì)部分與上古生界一致，故周參12井原油和巴1井4 232.1～4 273.5 m原油為混源，一部分來自于下白堊統(tǒng)烴源巖，輕質(zhì)部分來源于上古生界烴源巖。

綜上所述，周參12井和巴1井4 399～4 407.8 m、4 232.1～4 273.5 m原油重質(zhì)組分均來自下白堊統(tǒng)永豐組下段，表現(xiàn)為自生自儲型，而巴1井4 232.1～4 273.5 m原油和周參12井原油輕質(zhì)組分，均來自于上古生界煤系和暗色泥巖，具有混源特征，為古生中儲型。

3油油對比

從周參12井、巴1井和周參10井原油的宏觀物理性質(zhì)特征可知，周參12井與巴1井原油特征相近，與周參10井原油具有明顯差異，說明周參10井原油與周參12、巴1井原油具有不同的母源，周參12井、巴1井原油具有相近的母源。但周參12井與巴1井原油飽和烴色譜和質(zhì)譜生物標志化合物微觀特征有一定的差異，其母質(zhì)類型也存在差異。

3.1原油物性特征

通過對周參10井、周參12井和巴1井原油的密度、黏度、凝固點、含蠟量、含硫量等分析，查明三口井的原油物性特征差異性[4]。

3.1.1 密度

周參10井原油密度0.87～0.90 g/cm3，平均0.89g/cm3，屬偏輕中質(zhì)油；周參12井原油密度0.83～0.86 g/cm3，平均0.84 g/cm3，屬輕質(zhì)油；巴1井原油密度0.82～0.85 g/cm3，平均0.83 g/cm3，屬輕質(zhì)油。

3.1.2 黏度

周參10井原油70℃動力黏度12.51～157.88 mPa·s，平均67.33 mPa·s；周參12井原油70 ℃動力黏度2.97～10.22 mPa·s，平均5.47 mPa·s；巴1井原油70℃動力黏度3.66～6.33 mPa·s，平均3.08 mPa·s，均屬正常原油。周參10井原油動力黏度高于另外兩口井10～20倍，主要原因是其膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高于其他兩口井3～5倍所致。

3.1.3 凝固點

周參10井原油凝固點13～24 ℃，平均20.5 ℃；周參12井原油凝固點29～37 ℃，平均31.4 ℃；巴1井原油凝固點24～32 ℃，平均27.7 ℃。周參10井原油凝固點低于另外兩口井的主要原因是含蠟量低于其他兩口井，含鹽量高于周參12井、巴1井所致。

3.1.4 含蠟量、含硫量

譚莊-沈丘凹陷原油具有高蠟、低硫的特點，三口井原油含蠟量8.98%～33.61%，以周參12井最高，平均23.38%，周參10井最低，平均13.90%，巴1井介于兩者之間，平均20.62%。周參10、周參12兩口井含硫量均較低，周參10井含硫0.16%～0.52%，周參12井含硫0.01%～0.41%，均屬低含硫量，因未獲得巴1井含硫量數(shù)據(jù)，推測其原油含硫量也不會高。

另外，三口井在膠質(zhì)瀝青質(zhì)、含鹽量、初餾點方面都表現(xiàn)出周參12井、巴1井原油物性相近，與周參10井有差別的特征。

3.2原油化合物組成

譚莊-沈丘凹陷原油化合物組成具有高飽和烴/芳烴含量、低膠質(zhì)瀝青質(zhì)的特點，其中周參12井與巴1井原油化合物的組成相近，其原油飽和烴+芳烴含量一般大于90%，而膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量一般小于10%，而周參10井原油化合物各組分的組成具有一定差別，飽和烴+芳烴含量在70%～80%。

在原油及其化合物組分碳穩(wěn)定同位素上，表現(xiàn)為周參12井、巴1井相對輕于周參10井。

3.3原油飽和烴色譜特征

周參12井和巴1井原油的正構(gòu)烷烴分布為雙峰型，說明其生烴母質(zhì)為水生生物和高等植物兩種混合貢獻。而巴1井4 399～4 407.8 m和4 232.1～4 273.5 m的兩層原油存在微弱的差別，周參12井井口落地原油和早年所獲得的3 146.6～3 443.4 m原油相似，但與巴1井兩層原油存在兩個明顯的差異。

(1)色譜圖上，C22以后，巴1井4 399～4 407.8 m、4 232.1～4 273.5 m原油表現(xiàn)出微弱的奇偶優(yōu)勢，而周參12井原油的奇偶優(yōu)勢不明顯，表明巴1井原油成熟度稍低于周參12井(表1)。

(2)雖然兩口井的Pr/Ph值很相近，但周參12井原油的姥鮫烷和植烷的相對含量明顯高于巴1井2～3倍。

兩口井原油的Pr/Ph值主要分布于0.8以下，表明生烴原始母質(zhì)形成于強還原環(huán)境，同時巴1井原油的母質(zhì)中水生生物貢獻多于周參12井。

表1　周參12、巴1井原油飽和烴色譜參數(shù)

3.4原油飽和烴質(zhì)譜特征

3.4.1 甾烷

周參12井和巴1井原油以C27-29規(guī)則甾烷為主，巴1井4 232.1～4 273.5 m和4 399～4 407.8 m原油C27-29規(guī)則甾烷相似，與周參12井原油C27-29規(guī)則甾烷具有明顯差別[5]。

3.4.2 萜烷

周參12井和巴1井原油以五環(huán)三萜烷類為主，巴1井4 232.1～4 273.5 m原油的三環(huán)以上萜烷質(zhì)譜圖與周參12井溢出原油相似(圖3)，而周參12井原油的三環(huán)以下萜烷質(zhì)譜圖與巴1井4 399～4 407.8 m相似(圖4)。但巴1井4 399～4 407.8 m原油的雙環(huán)倍半萜烷、雙環(huán)二萜烷、三環(huán)二萜烷、三環(huán)、四環(huán)萜烷含量較低，而C27以上藿烷相對含量較高，與二者又有差異，通過與上古生界烴源巖和原油對比分析，推測周參12井和巴1井4 232.1～4 273.5 m原油具有混源特征，其輕質(zhì)組分可能來源于上古生界煤系、暗色泥巖。

4結(jié)論

(1)油巖對比，譚莊-沈丘凹陷原油重烴組分來自下白堊統(tǒng)永豐組下段，表現(xiàn)為自生自儲型，而原油的輕質(zhì)組分，來自于上古生界煤系和暗色泥巖，具有混源特征，為古生中儲型。

(2)油油對比，從原油的宏觀物性特征分析，周參10井原油與周參12井、巴1井原油具有不同的母源，周參12、巴1井原油具有相近的母源。但周參12井與巴1井原油飽和烴色譜和質(zhì)譜生物標志化合物微觀特征有一定的差異，其母質(zhì)類型也存在差異，即巴1井原油的母質(zhì)中水生生物貢獻多于周參12井。