东南亚某区块天然气成因分析及气源对比.pdf

石油天然气 学报 江汉石 油学院学报2 0 1 3 年 3 月 第 3 5 卷 第 3 期 J o u r n a l o f O i l a n d Ga s T e c h n o l o g y J ． J P I Ma r ． 2 0 1 3 V o 1 ． 3 5 N o ． 3 东南亚某 区块 天然气成 因分析及气源对 比 王振奇 ，张樱 长江大学地球科学学院， 湖 北武汉 3 0 0 0 黎兵 ，曹卫生 ，陈红 ，曾庆立 中石 化江汉油田分公司勘探开发研究院， 湖北武汉4 3 0 2 2 3 [ 摘要]依据烃 源岩地 化分析指标 ，对东南亚某 区块卡 巴组 K b 、 朗欣 组 E 。 l a 、塔本组 E t a 等 3 套烃源岩进行 了评价 。整体 而言，机质 类型偏腐殖 型，有机质 丰度达 到 中等一 好 的级 别 ，在北部 和南部 凹 陷 已进入高成熟或过成熟 阶段 ，生气潜力 大；运用天 然气组 分、碳 同位 素组 成分 析数 据，对研 究 区的 天 然气成 因类型、热演化特征及气源进行 了分析 。研 究 区天然 气主 要为煤 型 气，是 腐殖 型沉 积有机质 在成 熟一 高成熟热演化 阶段 的产物 ，主要来 自E t a烃源岩，少部 分可能来 自高热演化的 E l a烃源岩。 [ 关键词]碳 同位 素组成 ；热演化程度 ；天然气成 因类型；气源对比 [ 中图分类号]T E l 2 2 ． 1 [ 文献标志码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 3 0 3 0 0 0 1 0 5 东南亚某区块地处伊洛瓦底盆地中部。研究区主体位于北部凹陷和南部凹陷之间的凸起带，包含北 部凹陷的南端和南部凹陷的北端。是一个 以新生代沉积为主的盆地 ，主要勘探层位为古近系始新统地 层_ 1 ] 。上新世逆冲推覆构造运动之后，形成了区内现今 “ 四隆二凹一斜坡” 的构造格局 ，具有狭窄的 背斜与宽 缓 的 向斜 呈 “ 隔 挡 式”排 列 的特 点[ 3 ] 。地 层 自下 而上 分 别 发 育 卡 巴组 K 。 b 、庞 吉组 E P g 、朗欣 组 E l a 、提 林 组 E t i 、塔 本 组 E t a 、蓬 当 组 E p o 、尧 河 组 E y a 及 渐 新 统 、中新统 、上新统和第 四系 。主要烃源岩为 K b 、E l a和 E 。 t a 煤岩 、煤系泥岩及三角洲分流间湾和 浅海沉积泥岩。主要储集砂体类型为 E t i 、E t a 、E 。 p o的分流河道 、河 口坝及远砂坝砂体 。区域性盖 层 主要 为上 新统及 始 新统 内部 发育 的三 角洲 、浅 海沉 积泥 岩 。生 、储 、盖 匹 配关 系较好 ，为油 气运 聚 的 有 利场 所 ，勘探潜 力 较大 。 1 烃源岩评价 1 ． 1 有机质 类 型 煤 和 煤 系 泥 岩 样 品 的 腐 泥 组 体 积 分 数 介 于 3 5 ． 7 ～7 6 ． 3 ，平 均为 6 1 ． 5 6 ；镜 质 组体 积 分 数 介 于 2 3 ． 7 ％～ 6 3 ． 7 ，平 均 为 3 7 ． 9 ，有 机 质 类型以 Ⅱ。 一 Ⅲ为主 。灰色泥岩、深灰色泥岩样 品中 腐 泥 组 体 积 分 数 介 于 3 3 ． 7 ～ 7 7 ． 7 ，平 均 为 5 8 ． 7 8 9 ／ 6 ；镜 质组体积分数介 予 2 1 ． 3 ～6 4 ． 3 ， 平 均 为 3 9 ． 6 6 ，有 机 质类 型 也 以 Ⅱ 一 Ⅲ为 主 ，成 气 潜力 高 。热 解 分 析 资 料 也 证 实 研 究 区 成 烃 母 质 以 Ⅱ 一 Ⅲ型为主 图 1 。总体来看 ，研究区 3套烃 源岩有机质类 型偏腐 殖型，为煤 型气 的形成提供 了物 质基础 [ 4 ] 。 1 ． 2 有机质 丰度与成 熟度 研 究 区 K 。 b 、E 。 l a和 E 。 t a烃 源 岩 有 机 质 丰 度 90 0 7 5 O 6 0 0 4 5 0 3 0 0 1 5 0 0 4 0 0 4 2 0 4 4 0 4 6 0 4 8 0 5 0 0 f ／ ℃ 注f 一 为最高热解峰峰温； 为氢指数。 图 1 f ～ 与 J 有机 质分类图 [ 收稿日期]2 0 1 21 1 0 1 [ 基金项目]国家科技重大专顼 2 0 0 8 Z X 0 5 0 3 0 0 3 。 [ 作者简介]王振奇 1 9 6 3 一 ，男，1 9 8 2 年大学毕业 ， 博士 ， 教授，现主要从事油气成藏方面的教学和研究工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石 油天 然 气地 质 2 0 1 3 年 3 月 整体 较高 ，均 达 到 中等 或 中等 以 上 级 别 。A1井 下 部 E t a暗色泥岩有机碳质量分数平均值为 0 ． 7 1 ，氯 仿沥青 “ A” 和 总烃 质 量 分 数均 达 到 了好 的级 别 。B 1 井 E t a下部暗色泥岩也达到了中等一 好的级别 ；E t a 上部煤 系烃源岩有机质丰度达到 中等一 好 的级别 ，生 烃潜 力大 。 图 2为研究 区实测镜质体反射率 R 。与深度 的关 系图，可看出，研 究区埋 深 1 5 0 0 m 以下地层 ，其 R。 值基 本上 都 大 于 0 ． 5 ，达 到生 烃 门 限 。参 考 DJ井 R 。 分析 数 据 ，结 合 二 维 地 震 资 料 的热 演 化 模 拟 ，对 E l a 顶 面 、E t a 底 和顶 面 不 同 热演 化 阶段 的 R。 值 进 行 了计 算 。E t a 烃 源 岩在研 究 区 中北 部 及南 部 凹 陷多 达 到成 熟演化 阶段 ，成 熟 度 在 0 ． 4 ～ 2 ． 1 范 围 内 ， 其底 部地 层在 北部 凹陷 和南 部 凹 陷 已进 入 高成 熟 或过 成 熟 阶段 ；E l a 烃 源岩顶 面在 研 究 区 中部 凸起 部 位达 到生烃高峰 ，在北部凹陷和南部凹陷已进入高成熟或 过 成熟 阶段 ， 尺。 值 在 0 ． 8 ～3 ． 5 ％范围 内 ；K b埋藏 曼 聪 2 5 0 O 3 5 O O R， ％ 0 O 0 ． 5 l 垂 霉 霭 ’ ◆ v ● ● 备 ◆● 图 2 研 究 区烃 源 岩 样 品 实 测 R。与深 度关 系 图 深 ，热 演化 程度 高 ，估 算其 R 。 值 在 2 ． 5 ～4 ． 5 范 围 内。 2 天然气成因分析 、 2 ． 1 天然气 组分 及碳 同位 素组成 天然气组分、甲烷碳 同位素 c 值及其同系物 6 C值序列是判定天然气成 因的主要指标 。表 1 为研究区天然气组分碳同位素组成 ，C O 。的 c值较重 ，除 1 个样品外 ，普遍大于一2 0 ． 3 ％ 。 ； ” C 值 较 轻 ，普遍 小于 ～3 2 ％ o ，有 机成 因气 特 征 明 显 ； ” C 值 较 重 ，介 于 一2 5 ． 3 0 ％ 。 ～ 一2 7 ． 5 ‰ 之 间 ；8 ” C 。 值较重 ，介于一2 3 ． 9 6 ％ 0 ～一2 6 ． 6 0 ％ o 0 间，普遍大于一2 6 ％ o ，具有煤成气 混合有少量油型气的特征。 总体具 有 6 C C z ”C 。 8 C 。正丁烷 ” C值大 于异 丁烷 6 C值 的变化 特征 ，煤 型气 特 征较 为 明显 。 表 1 研 究 区 天然 气 组 分 碳 同位 素 组 成 井号 层 位 8 ”C ／ ％ 。 P DB标 准 ■ 儿 ” 3 3 ．9 2 2 5 ． 7 5 2 4 ．9 5 2 5 7 1 2 4 ． 6l 3 0 ． 4 0 3 4 ． 0 8 2 5 ． 2 8 2 3 ． 9 6 一 一 7 2 ． 7 O 3 2 ． 81 2 5 ． 2 8 2 4 ． 3 4 一 一 7 2 ． 3 8 3 9 ．】 0 2 5 ． 3 0 25 ． 3 0 2 5 ． 6 O 一 2 4 。 5 3 3 4 ．29 4 3 ． 9 O 一 2 7 ． 5 0 2 6 ． 6 0 2 6 ． 0 0 2 6 ． 8 0 2 4 ．5 0 3 8 ．5 O 一 2 5 ． 8 0 2 5 ．5 0 2 5 ． 7 0 2 4 ． 4 0 3 7 ．5 6 3 8 ．1 0 2 5 ． 4 0 2 4 ． 9 0 2 5 ． 4 O 一 2 4 ． 3 0 3 2 ． 5 3 3 8 ． 7 O 一 2 5 ．9 O 一 2 4 ．1 0 2 5 ． 1 0 2 3 ． 3 0 3 2 ．1 7 Co2 A2 E2 t a E2 t a E2 t a Ee p o E2 t a E2 t a E2 t a Ez t a 注 “ 一”表示未测到 。 表 2为天然气组分特征表 ，可看 出，研究区样 品中甲烷体积分数普遍大于 9 O ，重烃气体积分数 较低 ，普遍小于 5 ；干燥系数高，均大于 0 ． 9 5 ，为典型的干气 ；异丁烷含量均略大于正丁烷含量 ，异 戊烷含量均略高于正戊烷含量 ；非烃类气体含量较低 ，以二氧化碳为主 ，重组分齐全 。 2 ． 2 天然气成因判识 研究区天然气甲烷及其同系物 C值根据戴金星及其他学者所建立 的分类标准 [ 6 , 7 3 表明，研究区 天然气类型主要为煤成气 ，并含有部分混合型天然气 。B 1井、B 2井天然气则具有典型煤成气的特征 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 5卷第 3 期 王振奇 等 东 南亚 某区块 天然气成因分析及气源对比 表 2 D区块及 邻区天然气组分特征表 注 “ 一”表示层位待定 。 采用天然气成因 。 C 1 与 ” C 2值鉴别图 版[ 8 ] 图 3 ，天 然 气 成 因 “ B e r n a r d ”分 类 图 版[ g ] 图 4 ，天 然 气 艿 ”C 2与 ” 分 类 图 版_ 】 0 ] 图 5 综合确定研究 区天然气成因类 型 。 图 3中可 看 出 ，研 究 区天 然气 样 品大 部 分分 布在 腐 殖 型 成 熟 气 一 过 成 熟 气 区 间 。反 映成气有 机质类型主要为腐殖 型，为成熟一 过成 熟 阶段 的产物 。 图 4表 明研究 区天然气 为 Ⅱ一 Ⅲ干 酪根热 演化 产物 。 图 5可看 出 ，研究 区天 然 气样 品6 C 值 分布在一2 3 ％ 。 ～一2 7 ％ o 之间，6 C 。 值分布 在⋯1 9 ％ o 2 7 g o 之 间，所有点均落入腐殖 型 区 间 ，反 映研究 区天 然 气类 型主 要 为腐 殖 型 。 3 天然气 R。 计算及气源对 比 3 ． 1 天 然气 成熟 度计 算 随成 熟 度 的增 加 天 然气 中 甲烷 含量 逐 渐 增大 ，重 烃气 含 量 逐渐 减 小 ，由此 可初 步 判 识天 然 气 的 热 演 化 程 度 _ 1 。B e r n e r等[ 1 ] 提 出用 天 然 气 6 ”C ／ 艿 C 比值 确 定 气 源 岩 镜 质体 反 射 率 R 。 的 图 版 。从 图 6中可 以 看 出 ，大 多数 样 点 位 于 R 。值 1 ． 2 ％ ～ 1 ． 6 ％ 范 围 内。仅个 别天 然 气 的样 品 点 偏离 Ⅱ型 有 图 3 天然气成因 G 与 6 l3 G 值鉴别图 底图据文献 [ 8 ] ，有修改 图4 天然气成因 “ B e r n a r d ”图版 底图据文献 E 9 3 。有修改 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石 油天 然气地 质 2 0 1 3 年 3 月 机 质 的 R 。 演化 线 。 Al a i n等[ 1 认为 干酪根 初 次裂 解气 的 C ／ c 。 基本 不变 ，而 原油 二次 裂解 气 具有 C ／ c 。比值 增 大 、C ／ c 减 小 的特 征 ，由 此建立 天然 气成 因类 型判 识 图 版 。从 图 7 可见 ，研 究 区 天 然 气 样 品 中 I n C ／ c 总体 呈低 值 小 于 5 ，且 随 I n C 。 ／ C 。 增 加 而 增 加 ， 呈 现 良 好 的 线 性 关 系 ； I n C ／ c 。 值 变 化 范 围较 小 ，多 小 于 2 ， 符合 烃源 岩 热 解 气 的 特 点 。 反 映 研 究 区 天然 气主 要 为 成 熟 、高 成 熟 阶 段 的烃 源 岩热 解气 。 C 值 是计 算 天 然气 成 熟 度 的有 效 参数 ，国内 外 学 者 根 据 盆 地 的 构 造 和 沉 积 演 化 特 征 ，建 立 了 不 同 的 天 然 气 C 与 R。回归公 式 。 这 里根 据 研 究 区块 的构造演 化 特 征 及 沉 积 充 填 史 ，选 用 戴 金 星 、陈安定 等 建 立 的 成 熟煤 型气 C 与 R。 关 系式l 1 ，计算 了研 究 区天 然气 的 成 熟度 R 图 8 、9 。 从 图 8 、9中 可 以看 出 ，计 算 结 果 具 有 较高 的 一 致 性 ，天 然 气 主 要 为 成 熟 和 高 成熟 阶段 的产 物 。C井 气 样 的 R 主要 分 布 于 0 ． 5 ～ 0 ． 7 范 围 内 ，B 1井 、B 2 井 、A2井 的气样 R 主 要分 布 在大 于 1 的范 围 内。 综 上所 述 ，认 为研 究 区 天 然 气 为 典 型 的腐 殖 型 沉 积 有 机 质 ，主 要 为 成 熟 和 高成熟热演化阶段 的产物。 3 ． 2气源 分析 在 研究 区天然 气组 分 、成 因类 型及 成 熟度 研究 基础上 ，根 据天 然气 及烃 源 岩 的地 球化 学特 征参数 ，综 合分 析 了天 然 气 的可能 源岩层 。研 究 区 内天 然气 为 腐 殖 型沉积 有机 质热 演化产 物 。研究 区 发育 的 K b 、E l a 、E t a 等 3套 烃源 岩 机质类 型 皆偏腐 殖型 ，但单 依据 有机 质 类 型 尚无法 进行 有效 气源分 析 。 从 研究 区烃 源 岩 实测 R。值 见 图 2 可看 出 ，烃 源 岩 在 研 究 区范 围 内热 演化 程度均 不 高 ，刚进入 生烃 门 限或达 三 漠 ‘ o 图 5 天然气成因 6 ” c 与 6 ” c 值分 类图 据文献 E l O ] ，有修改 5 。 c 2 ／ ％ o 图 6 天然气 成熟度 “ B e r n e r ”判别 图 底 图据文献 [ 1 2 ] ，有修改 I n Cl ／ c 2 图 7天 然 气 l n ct ／ c 与 l n C z ／ 关 系圈 到生油高峰，与天然气成熟度计算结果有一定 的出入。热演化史模拟可知，研究区内 E t a底部烃源岩 的现今 R 分布在 0 ． 4 ～2 ． 1 范围内，热演化程度呈南北 凹陷带高 ，向中间隆起带逐渐变低 的变化趋 势。K b 、E l a烃源岩的热演化程度明显 比 E t a高得多，达到高成熟一 过成熟演化阶段。综合分析认 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 5 卷第 3期 王振奇 等 东南亚某区块天然气成因分析及气源对 比 5 为，南北 2个凹陷是 区内天然气的主要供烃区，大部分天然气主要源于 E t a烃源岩，少部分可能来 自 高 热 演化 的 E l a 烃 源岩 。 0 ． 1 8 O ． 1 5 0 ． 1 2 蒸 0 ．09 O ． 0 6 O ． 0 3 0 ． o 0 ●C 井 。 一D 3 井 l B 1 井 ■ 开 ●A 2 井 匿 萎 ； 一 - ■ ● _ ■萋 I ■ ． 1 ． _ O ． 5％0 ． 5 ％～0 ． 7％0． 7 ％ ～1 ％ 1 ％ - 1 ． 5 ％ R c 分布区问 图 8天然气成熟度分布 直方 图 戴金星成 熟煤型气公式 4 结 论 0 ． 2 5 o ． 2 0 姗0 1 5 0 ． 1 0 O ． o 5 0 ． 0 o 1 ％ R c 分布区间 图 9 天然气成熟度分布直方图 陈安定成熟煤型气公式 1 研究区 E t a 、K b 、E 。 l a等 3套烃源岩有机质丰度较高 ，有机质类型以陆源有机质为主，总体 偏 腐殖 型 。 2 研究区天然气具有 明显的煤成气特征，为腐殖型沉积有机质热演化的产物 。 3 研究 区天然气为典型的腐殖型沉积有机质在成熟和高成熟热演化阶段的产物。主要来 自 E t a 烃 源 岩 ，少部 分可 能来 自热 演化 程度 更高 的 E l a 烃 源岩 。 [ 参考文献] [ 1 ]Wa n d r e y C J ． E o c e n e t o Mi o 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