营山地区上三叠统与中_下侏罗统油气源特征对比研究_樊莉

华南地质与矿产

　2010年　　　　　　　　　　　　GeologyandMineralResourcesofSouthChina　　　　　　　　　　　　　第1期　　文章编号:1007-3701(2010)01-0060-08

营山地区上三叠统与中、下侏罗统油气源

特征对比研究

樊　莉,蒋裕强,葛忠伟,沈昭国,杨金利

中油气矿,四川遂宁629000)11213(1.西南石油大学资源与环境学院,成都610500;2.中石化西南油气分公司勘探开发研究院,成都610081;3.中石油西南油气田分公司川

摘要:从烃源岩特征、天然气组分、油气碳同位素、凝析油全烃和轻烃、储层沥青等方面对营山

地区上三叠统和中、下侏罗统油气源特征进行了对比研究,阐明了营山地区上三叠统须家河组

和中、下侏罗统油气的地球化学特征、成因和可能来源。研究表明营山地区上三叠统须家河组

油气主要来自须家河组自身的煤系烃源岩,天然气以成熟腐殖型母质成因为主,而中、下侏罗

统气藏产出的油气主要来自其自身的烃源岩。营山地区构造活动强烈,断层发育,使得部分井

区中、下侏罗统产出的天然气特征与下伏产层极为相似,反映了断层对该井区附近的各层段有

一定的沟通作用。中、下侏罗统地层在部分井区可能有上三叠统须家河组油气的侵入,须家河

组烃源岩对中、下侏罗统油气成藏有一定贡献作用。

关键词:上三叠统;中、下侏罗统;油气源特征对比;营山地区

中图分类号:P534.51;P534.52　　　　　　文献标识码:A

则为两套烃源岩的交叉叠置部分,其天然气同时具

1　区域概况

四川盆地上三叠统烃源岩与中、下侏罗统烃源

岩区域上呈现以川中为界线的近似对称的两套类

型,即上三叠统烃源岩厚度由川西向川中方向逐渐

减薄,而中、下侏罗统烃源岩则由川东北向川中方

向逐渐减薄。川西地区侏罗系浅层天然气主要来

源于上三叠统煤系地层,其成藏主要受上三叠统烃

源岩分布的控制。川东、川东北地区侏罗系浅层天

然气主要来源于中、下侏罗统的油型气,其成藏主

要受中、下侏罗统烃源岩分布的控制。而川中地区

收稿日期:2009-09-28

基金项目:中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司

(川中油气矿)《营山地区须家河组须二段储层评价研究与钻探

目标选择》项目.

作者简介:樊莉(1982—),女,在读硕士研究生,现从事石油勘

探开发研究工作.E-mail:youshengyouying@http://wendang.chazidian.com有以上两种来源,其成藏主要受上三叠统及中、下侏罗统两套烃源岩的控制[1]。营山构造位于川中东北部,跨营山、仪陇和南部三县,西起胡家沟、双河场一带,东至复兴场、万寿场一线,南起七涧桥,北至三元场,控制面积约800km,地表出露侏罗系上沙溪庙组地层,地面海拔250～500m,相对高差20～50m。构造位置位于“川北古中坳陷低缓构造区”与“川中古隆中斜平缓构造区”交接地区,东侧经水口场构造与“川东南中隆高陡构造区”相接,是川北古中坳陷低缓构造区仪陇构造群上的一个背斜构造。由于其构造位置处于多个二级构造单元的交汇区域,构造变形强烈,油气富集规律复杂,为此我们有必要对研究区上三叠统及中、下侏罗统油气源特征进行对比分析。2

　第1期樊　莉等:营山地区上三叠统与中、下侏罗统油气源特征对比研究61

结果可以看出(表1),营山地区中、下侏罗统和上

2　烃源岩特征

营山地区上三叠统须家河组所处的沉积环境

为滨浅湖-辫状三角洲前缘亚相环境,沉积厚度

由东南向西北增厚,厚度在517.1～743.5m之

间,烃源岩厚度在220～311m之间,具备较好的

生烃潜力。其有机质类型为Ⅲ型干酪根,泥页岩有

机碳丰度在0.79～1.35%之间,镜质组和惰质组

含量高,沥青-镜质亚组含量可达25%±,腐泥

组较少。营山地区上三叠统须家河组烃源岩中的

富氢镜质体和壳质组含量在整个川中地区较为突

出,特别是壳质组含量接近或超过10%的样品多处

分布,并以树脂体为主,因此其生烃潜力为全区之

冠,并在营山和遂宁-广安一带形成了两个较有

利的生烃区带[3][2]三叠统产出的天然气,都呈现出重烃含量随CH4含量增加而逐渐降低,天然气密度随重烃含量的增加而变重的特征。研究区上三叠统须家河组CH4含量介于88.82%～92.06%,平均含量90.68%,而上覆中、下侏罗统各产层CH44%～4含量介于78.92.54%,平均含量为88.22%;中、下侏罗统重烃含量变化较大,最大可达20.042%,最小5.83%,平均含量10.08%,而上三叠统须家河组重烃含量介于6.611%～9.587%,平均含量7.94%。整体上,揭示出研究区上三叠统和中、下侏罗统不同层位产出的天然气可能多为各自层位自生。而对营21井各层位天然气组份特征的分析可以看出,营21井须二段CH34%,4平均含量为91.东岳庙段CH52%,地表气CH4平均含量为91.4平均含量为91.49%;须二段重烃平均含量7.61%,

东岳庙段平均含量7.3%,地表气平均含量为

6.4%,烃类组份特征基本一致。反映了该区中、下

侏罗统地层在部分井区可能有上三叠统须家河组

油气的侵入,须家河组烃源岩对中、下侏罗统成藏

有贡献。

3.1.2　非烃组份

天然气非烃组份中,上三叠统和中、下侏罗统

天然气中都不含H,上三叠统须家河组所产天然2S

气CO37g/m,其上覆中、下侏罗统2含量一般为0.

所产天然气CO204g/m,总体上相差不2一般为0.

大。从微量元素含量可以看出,上三叠统与上覆

中、下侏罗统各层位微量元素含量十分接近,其中

上三叠统须家河组OAr平均含量0.065%,N2+2

平均含量为0.915%,H04075%;2平均含量为0.

中、下侏罗统OAr平均含量为0.06625%,N2+2平

均含量为1.28727%,H05%。表明2平均含量为0.

其物化环境相近。中、下侏罗统产出的天然气主要

来自其自身的烃源岩层,但不排除上三叠统须家河

组烃源岩对其成藏的贡献。

3.2　天然气碳同位素特征

相同或相近成熟度源岩形成的煤成气中的甲

烷及其同系物的δC值比油型气的对应组分的δ

C值重[5]131333。营山构造气源岩层的氯仿沥青“A”族组份中,饱和烃和芳香烃含量低,非烃和沥青质含量高,反映了煤系气源岩的特点。而营山地区中、下侏罗统烃源岩主要为一套富含有机质的湖相深灰黑色泥质岩。烃源岩厚度在15～213m之间,平均厚度96m,中侏罗统凉高山组和下侏罗统自流井组主要为一套深湖-半深水湖相沉积,黑色页岩、介壳灰岩非常发育,且含有大量的瓣鳃、腹足和介形虫等湖生生物,有机质的丰度极高,母质类型既有Ⅲ型,也有Ⅱ1型干酪根,镜质体反射Ro>1%(1.04～1.16%),其泥质岩有机碳平均丰度分别达1.27%和0.92%,最高可达16.43%,有机碳含量均高于烃源岩的有机碳丰度下限,具有良好的生烃条件,是生成轻质油和凝析油气较好的源岩,也是侏罗系烃源岩分布的主要层段[4]。上述烃源岩特征表明研究区上三叠统须家河组和中、下侏罗统不同层位产出的天然气可能多为各自层位自生。3　天然气地化特征3.1　天然气常规组分特征3.1.1　烃类组份,天然气甲烷碳同位素主要受热演化程度,

　62

华南地质与矿产　　　　　　　　　　　　　　　　　2010年　

表1　营山地区不同产层天然气组份特征表

-2

　　　　　Table1GascompositioncharacteristicsofdifferentreservoirrocksinYingshanregion　　　　　w10B/

井号层位密度

CH4

重烃

C异丁烷正丁烷异戊烷正戊烷己烷　总量　2H6　C3H8　

酸性气体H2S　　CO2

微量元素氧+氩　氮　　氢　

营21井河沟火井沟

地表气地表气

0.602192.544.261.020.1350.2420.0550.0480.075.830.40.121.070.002

0.618390.444.880.629489.64

6

1.170.2140.3170.110.120.1816.9922.090.1840.510.0890.1250.2959.2932.390.1490.6740.0450.0750.2499.6822.922.343.2

1.250.74

11.139.92

0.420.042.010.0020.050.38

00

0.88

0.05

营11沙底营11沙底营11大三营10大一营3凉一营22重一营25大一营17营21营21

东岳庙马鞍山东岳庙

0.634489.096.10.638487.976.960.633686.826.840.657486.466.760.712481.777.740.739678.449.760.60692.484.090.6290.955.40.6292.094.850.636788.826.150.621689.936.650.615490.016.490.616290.145.680.618791.564.990.623491.594.750.612392.064.71

0.730.0170.272.53

0.10.24

0.19

0.490.050.20.3200

0.060.3

00.2

0.210.8910.1020.1910.29411.6481.230.0132.240.009

3.840.5441.5160.4460.7490.8415.6755.740.7352.1610.5240.8960.22620.0421.431.70.49

0.62

6.147.996.61

0.121.110.026

1.01

0.08

营21须四营23须二营23须二营21须二营21须二营22须二营22须二

2.170.3570.3840.1250.0430.3589.5871.51.4

0.3050.243

0.1

0.36

9.1588.42

0.420.051.080.0110.210.18

1.320.009

0.2430.1710.0480.0190.047

1.360.2690.1880.0950.0270.0377.6571.210.2670.2270.1070.0240.6397.4641.03

0.290.1450.0990.0280.7977.139

6.611

0.570.131.460.0160.090.050.670.1310.480.040.720.0060.470.040.81

0.01

0.990.2810.140.1020.0280.36

注:数据来源于中石油西南油气田分公司川中油气矿.

13

类型特征。营山地区未测得天然气碳同位素,因此本研究借用邻区公山庙、八角场及充西构造的分析化验资料(表2)。从表中可以看出中、下侏罗统天

然气的δC42.33‰～-48.48‰之间,1分布在-上三叠统须家河组天然气的δC1分布在-41.13

　　第1期

樊　莉等:营山地区上三叠统与中、下侏罗统油气源特征对比研究

63

熟度比中、下侏罗统各段要高。中、下侏罗统天然气的δC2、δC3、δC4较下伏上三叠统须家河组

13

13

13

明显偏负,显示了油型气所特有的碳同位素特征,而上三叠统具有典型的煤成气特征(图1)。

表2　营山邻区部分天然气碳同位素特征表

Table2NaturalgascarbonisotopecharacteristicsofadjacentregionofYingshanarea

δC1

井号

层位

‰

公16井公13井公35井公3井西51井西56井

1

J2s

13

δC2

13

δC3

13

δC4

13

δC2～δC1

1313

-42.88-42.33-48.48-42.98-41.31-41.58-42.03-40.86

-33.20-31.34-35.31-28.70-26.32-26.99-27.65-25.92

-30.26-30.22-31.00-26.73-23.70

-29.55-29.62-29.76-26.64-23.35-23.64

9.6810.9913.1714.2814.9914.5914.3814.94

J1lJn1dJn1dT3xT3x

244

西35-1井T3x角47井

T3x

6

-24.18-23.77

-23.54-22.76

　　　　注:数据来源于中石油西南油气田分公司勘探开发研究院

.

天然气外,还伴生有一定数量的凝析油。根据川中其他地区,如八角场气田、遂南气田等油样的族组成分析结果,凝析油中饱和烃在76.48%～83.88%之间,芳烃含量较高,达到12%～23.52%,饱/芳比值为3.25～5.16。凝析油的轻烃指纹、庚烷值与异庚烷值、全烃色谱和碳同位素组成等,进一步显示了川中地区须家河凝析油具有高成熟腐植型成因的特征。营山构造处在川中东北部,推测其上三叠统须家河组原油具有与川中其他地区相似的特征。

图1　营山地区邻区上三叠统须家河组与上覆中、下侏罗

统各组天然气碳同位数对比图

Fig.1NaturalgascarbonisotopecompositioncomparisonofXu-jiaheFormationofupperTriassicandmiddle-lowerJu-rassicstratuminYingshanadjacentregion

4.1　凝析油轻烃特征

CC4-7轻烃在成熟度较高的轻质油和凝析油中占有较大比例,其中一些单体化合物的比值可以较好地反映成熟度和母质类型特征。图2是角47、充深1、女103、西35-1等井须家河组凝析油轻烃(CC的指纹对比图,它们与公35、秋9井大安4-7)

4　凝析油地化特征

,寨段、遂55井珍珠冲段、营22井沙溪庙组、营3井凉高山组腐泥母质成因的轻烃存在明显的差异。3),

64华南地质与矿产　　　　　　　　　　　　　　　　　2010年　上三叠统须家河凝析油轻烃和天然气浓缩烃的庚

烷值较低,异庚烷值较高,属于芳香族烷烃,即反映

了Ⅲ型母质的特征。而中、下侏罗统的凝析油轻烃

庚烷值一般较高,在庚烷值和异庚烷值分布图上,大多数中、下侏罗统的资料点都落入了庚烷值较高和异庚烷值较低的脂肪族分布区间。反映了腐泥型-混合型的特征。可见上三叠统与中、下侏罗统凝析油轻烃特征区分明显[6]

。

图2　营山及邻区原油(凝析油)轻烃指纹对比图

Fig.2Lighthydrocarbonfingerprintcomparisonofcrude(condensate)oilofYingshanandadjacentare

a

营山地区及邻区上三叠统须家河组凝析油的姥鲛烷/植烷(Pr/Ph)之比均>1,具有高的姥鲛烷/

植烷(Pr/Ph)比值的特征(表3)。除个别井须家河

组凝析油Pr/nCh/nC17、P18比值较高外,其余井凝析

油的Pr/nCh/nC0.5。姥鲛烷/植烷17、P18比值均<

(Pr/Ph)之比和Pr/nCh/nC17、P18比值与母源输入

和成熟度的影响有关。营山地区及邻区上三叠统

须家河组凝析油轻烃高的姥鲛烷/植烷,反映了上

三叠统陆源有机质处于氧化沉积环境的特征。

图3　营山及邻区凝析油庚烷和异庚烷值分布图从营山构造中、下侏罗统两口井(营3、营22Fig.3Distributioncharacteristicsofheptaneandisoheptaneval-井)样品分析可以看出,其姥鲛烷/植烷(Pr/Ph)值

ueofcondensateoilinYingshanandadjacentarea为1.04和1.09,与邻区充西地区须家河组比较相

差不大,均体现为弱还原环境;Pr/nCh/nC17和P18值

均<邻区充西构造须家河组,小于或等于0.1,随成

熟度的增加,其值降低;OEP<1,具偶碳数优势,

而充西地区多数样品OEP>1,具奇碳数优势,说

明随着热演化程度的增加,奇碳数优势逐渐趋于

4.2　凝析油全烃特征营山及邻区上三叠统须家河组凝析油全烃碳数分布曲线具有相似的特征,主峰碳数分布靠前,在C7-C10之间,呈前高后低的单峰型,高碳数低于C图4)。而中、下侏罗统烃源岩碳数分布曲线主35([6]