莺琼盆地烃源岩生源构成、生烃潜力及其控藏作用研究

发布时间：2020-04-22 03:32

【摘要】：本文针对莺琼盆地油气勘探中的地球化学问题,在大量样品资料的基础上,运用油气地质学、油气地球化学、有机岩石学等多学科理论知识,使用Rock-eval热解分析、显微组分定量分析、饱和烃色谱分析、饱和烃色谱-质谱分析、芳烃色谱-质谱分析、族组分碳同位素分析等实验分析技术,综合评价了莺琼盆地中新统梅山组、三亚组,渐新统陵水组、崖城组烃源岩的生烃潜力,首次应用全岩分析研究了莺琼盆地不同类型烃源岩有机岩石学特征,在前人定性研究的基础上,定量剖析了不同烃源岩的生源构成特征,发展了芳烃生物标志物沉积环境判识指标二苯并噻吩系列/菲系列(DBT/P)、三芴系列化合物相对组成以及成熟度指标MPI_1、4,6-DMDBT/1,4-DMDBT和2,4-DMDBT/1,4-DMDBT等在莺琼盆地的应用,明确了烃源岩对高温高压气田成藏的控制作用,并对天然气成藏有利区进行了分析。莺琼盆地渐-中新统烃源岩有机质丰度总体偏低,多数样品有机碳含量为0.3%-1.0%,琼东南盆地有机质丰度较莺歌海盆地相对较高。莺歌海盆地各层位烃源岩有机质丰度由高到低依次为梅山组、三亚组、陵水组;梅山组在中越合作区L-1X井和临高区L20-1、L20-2井钻遇泥岩的有机碳含量明显较低,TOC均值都在0.45%以下,乐东区L22-7井钻遇梅山组泥岩的有机碳含量较高,TOC均值高达2.07%。琼东南盆地各层位烃源岩有机质丰度由高到低依次为崖城组、陵水组、三亚组、梅山组,崖南凹陷Y13-2、Y13-4、Y13-6井、松南低凸起Y2-1井的崖城组烃源岩TOC均值均大于0.9%。岩石热解参数、全岩显微组分组成、干酪根元素组成等多种方法判别莺琼盆地各层位烃源岩有机质类型大体一致,莺歌海盆地梅山组和三亚组烃源岩以Ⅱ_2型和Ⅲ型为主,少量Ⅱ_1型,陵水组烃源岩为Ⅲ型和Ⅱ_2型。琼东南盆地梅山组和三亚组烃源岩以Ⅱ_2型和Ⅲ型为主,崖城组和陵水组烃源岩以Ⅲ型为主,部分Ⅱ_2型。莺琼盆地烃源岩样品中所见的镜质组组分主要为无结构镜质体和镜屑体,结构镜质体很少见,惰性组含量普遍较低,主要由丝质体、半丝质体和惰屑体组成,壳质组组分主要为孢子体和壳屑体,其次见角质体和树脂体,腐泥组组分主要是藻类体和矿物沥青基质。莺歌海盆地梅山组显微组分总含量较三亚组和陵水组高,琼东南盆地崖城组和陵水组显微组分总含量较梅山组和三亚组高。从平面分布特征来看,莺歌海盆地东方区D1-11井、临高凸起L20-1井、海口区H29-2井、岭头区LT35-1井和LT26-2井梅山组烃源岩TMC值相对较高;琼东南盆地Y13-3井崖城组烃源岩显微组分含量最高,TMC值占全岩体积的1.9%。莺琼盆地各层位烃源岩显微组分组成均以富含镜质组,壳质组+腐泥组次之,贫含惰性组为特点,具有陆源有机质占优势的特征。莺琼盆地各层位烃源岩生烃组分均主要为壳屑体、藻类体、孢子体和矿物沥青基质。莺琼盆地烃源岩沥青“A”族组成具有饱和烃与极性组分含量较高、芳烃含量较低的特征;梅山组烃源岩沥青“A”、饱和烃与芳烃的δ~(13)C值较三亚组烃源岩要轻;沥青“A”与饱和烃的δ~(13)C值较轻,芳烃δ~(13)C值较重。莺琼盆地梅山组和三亚组烃源岩中低碳数正构烷烃较多,具姥鲛烷对植烷优势,陆源萜烷较丰富,藿烷系列较完整,C_(27)和C_(29)规则甾烷含量相当,主要沉积于弱氧化-还原环境;崖城组和陵水组烃源岩Pr/Ph值高(多大于3),具有姥鲛烷对植烷的明显优势,普遍富含二萜烷、奥利烷等陆源标志物,C_(29)甾烷相对含量较高,沉积环境偏向氧化环境。莺琼盆地烃源岩芳烃馏分以常规多环芳烃为主,菲和萘系列含量较高,芳香甾烷类较低,检测出?、傒、芘、苯并芘等陆源标志物;陵水组和崖城组芳烃主要由菲、?和萘组成,梅山组和三亚组芳烃主要由菲、?、芘、萤蒽、苯并芘、萘和苯并萤蒽组成。莺琼盆地各层位烃源岩生源构成整体表现出陆源高等植物生源占优势的有机质输入特征,同时有低等生物生源的贡献;莺歌海盆地梅山组和三亚组烃源岩均呈现陆源高等植物生源和低等生物生源的混源输入特征,但三亚组烃源岩较梅山组烃源岩具有较多的陆源高等植物生源。从平面上看,靠近物源供给区的海口区和岭头区各口井烃源岩的陆源高等植物贡献明显较高。琼东南盆地梅山组和三亚组烃源岩呈现陆源高等植物生源和低等生物生源的混源输入特征,而陵水组和崖城组烃源岩则表现出以陆源高等植物生源占优势的输入特征。Y13-1气田因距离物源供给区较近,各口井不同层位烃源岩中高等植物生源所占的比例较高。莺琼盆地烃源岩主体处于成熟阶段(多数样品Ro为0.5%-1.3%)。对比而言,莺歌海盆地各层位烃源岩热演化程度由低到高依次为梅山组、三亚组、陵水组;各层位烃源岩Ro分布在0.23%-1.04%之间,表明其热演化程度均处于未成熟-成熟阶段,绝大多数样品Ro处于生油窗范围内。各口单井烃源岩Ro值均呈现随埋深增加而有规律性增加的趋势。琼东南盆地各口井烃源岩热演化程度已达到成熟阶段,处于生油窗范围内,有利于油气的生成;就同一井区而论,崖城组和陵水组烃源岩热演化程度明显较三亚组和梅山组烃源岩要高。饱和烃生物标志物参数C_(29)甾烷ββ/(αα+ββ)和C_(29)甾烷20S/(20S+20R)、芳烃生物标志物参数甲基菲比值、烷基二苯并噻吩异构体比值等均可以很好地表征莺琼盆地烃源岩热演化程度。以有机碳含量、显微组分总含量和生烃潜量作为有机质丰度的评价指标,认为莺歌海盆地梅山组和三亚组烃源岩主要为中等烃源岩,而陵水组烃源岩较差,生烃潜力较低。琼东南盆地崖城组和陵水组烃源岩主要属中等-好烃源岩,而三亚组和梅山组烃源岩相对较差。莺歌海盆地梅山组烃源岩有机质丰度相对较高,有机质类型以Ⅱ_2型和Ⅲ型为主,有机质成熟度主要处于低成熟-成熟阶段,加之地层厚度(可达2200m以上)和烃源岩厚度较大,具有较好的生烃潜力,为莺歌海盆地最有潜力的烃源岩;三亚组烃源岩有机质丰度略低于梅山组烃源岩,有机质类型以Ⅱ_2型和Ⅲ型为主,有机质成熟度主要处于成熟阶段,演化程度合适,盆地中部和西南部地层厚度大,也具有较大的生烃潜力。琼东南盆地崖城组和陵水组烃源岩有机质丰度较高,有机质类型以Ⅱ_2型和Ⅲ型为主,有机质成熟度处于成熟-高成熟阶段,其中崖城组烃源岩厚度大(可达1600m),生烃潜力大,为琼东南盆地最有潜力的烃源岩;梅山组和三亚组烃源岩有机质丰度相对于崖城组和陵水组烃源岩较低,有机质类型以Ⅱ_2型和Ⅲ型为主,有机质成熟度主要处于低成熟—成熟阶段,具有一定的生烃潜力。莺歌海盆地天然气组成较为复杂且主要组分含量变化较大,而琼东南盆地天然气组成相对简单,大部分以烃类气体为主。莺歌海盆地D1-1气田和LD22气田天然气甲烷碳同位素δ~(13)C_1值与我国煤成大中型气田甲烷碳同位素的主频率段大体相当,各区域和层位的天然气甲烷碳同位素值均小于乙烷碳同位素值,只有极少数天然气丙烷碳同位素表现出大于乙烷碳同位素的特征,即整体上未出现倒转现象。琼东南盆地Y13-1气田、B19-2气田和L22-1气田天然气甲烷碳同位素δ~(13)C_1值则相对偏轻,只有极少数天然气丁烷碳同位素表现出大于丙烷碳同位素或丙烷碳同位素表现出大于乙烷碳同位素的特征,即整体上未出现倒转现象。莺歌海盆地的烃类气分为热成因气、生物气和混合气,以热成因气为主,生物气主要为乐东区第四系天然气,混合气主要为乐东区第四系天然气和东方区浅层莺歌海组天然气,琼东南盆地则以热成因气为主。烃源岩对高温高压大气田成藏的控制作用,包括烃源岩大面积连续展布且厚度较大;较高的有机质丰度,利于生气的有机质类型;适合的热演化程度和高温高压环境;较大的烃源岩生气强度。琼东南盆地中央坳陷带乐东—陵水凹陷烃源岩厚度大,热演化程度高,生气强度可达30×10~8m~3/km~2以上,且烃源岩与圈闭形成期的时空配置较好,有利于天然气的成藏,具有良好的天然气潜力。
【图文】：

技术路线图

分布图,采样点,分布图

图 1.2 莺歌海盆地部分采样井采样点分布图Fig.1.2 Distribution of sampling points of some sampling wells in Yinggehai Basin
【学位授予单位】：中国矿业大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P618.13

【参考文献】