刘清明 陈芸娟 王兰芬 杨红霞 张守丽

摘 要:对冷湖三号油田的油气地球化学特征及成藏进行分析,该区侏罗系油藏的原油具有姥植比高,碳同位素重,伽马蜡烷含量低的特点,油气源对比结果表明油气同源,均来源于下侏罗统烃源岩,油气成藏时间为渐新世-上新世。

关键词:原油成因油气运移油气成藏

中图分类号:TE38 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0099-01

1地质背景

冷湖三号油田位于柴达木盆地北缘块断带赛昆断陷亚区冷湖背斜带西北端,是一个断层切割而复杂化的单斜。地层走向北西-南东向,自东北向南呈45°～50°倾斜,油田东西长约4.5km,南北宽1.4km,呈条带状分布。构造上断层发育,东西向以逆断层为主,南北向以正断层为主。储层主要为侏罗系,是一套河流相碎屑沉积,岩性主要以砾状砂岩、含砾砂岩为主,胶结物含量约为20%,以泥质为主,其次为方解石。胶结类型主要为孔隙式胶结,其次为接触式和基底式胶结。储层孔隙度为13%～22.7%,渗透率50～300×10-3μm2。

2油气地化特征及成因

原油性质较好,密度为0.804～0.817g/cm3,50℃的粘度为4.07～9.17MPa·s,凝固点为-2℃,含蜡量为17.2%。

原油的Pr/Ph高,平均在3～4之间,全油碳同位素值为-29‰～-31‰。在甾烷分布中,以规则甾烷为主,甾烷C29>C27>C28,为不对称的“V”字型分布;重排甾烷含量一般很高或较高,孕甾烷含量相对普遍较低,前者说明源岩为粘土矿物的酸性催化、弱还原或弱氧化的沉积环境,后者说明源岩为淡水的沉积环境。在萜烷分布中,三环萜烷含量低、伽玛蜡烷含量很低、Tm系列较高、莫烷含量低、重排藿烷含量高等特点,整体反映源岩由湖相向沼泽煤系过渡,母质相对较差的特征。

冷湖三号构造侏罗系储层天然气相对密度为0.75g/cm3左右,甲烷含量在72%～80%之间;δ13C1为-23‰～-35‰,一般大于-30‰,δ13C2大于-25‰,由甲、乙烷碳同位素值可以判断该天然气为典型的高成熟的煤型气。

冷湖三号原油地球化学特征表明,原油的地化特征与下侏罗系统烃源岩的地化特征相似,但大部分原油成熟度高于本构造侏罗系烃源岩,因此原油来源于冷西次凹的北部成熟的下侏罗统烃源岩,冷西次凹北部生成的油气沿不整合面运移至冷湖三号构造。天然气为典型的煤型气,与原油同源,来源于冷西次凹的北部成熟的下侏罗统烃源岩。

3油气成藏分析

3.1 油气运移

从自生矿物的发育、有机包裹体的变化特征来看,冷湖地区主要有两期石油的形成和运移,早期主要体现在石英加大边中的有机包裹体,多数为气液相烃类包裹体,部分为液态烃包裹体,根据有机包裹体的相组成及颜色看,有机质处于成熟阶段。而这一期的成岩温度较低,平均温度60℃～89℃,其低地温可能是石油形成后经较长距离垂向运移而受上部较浅地层温度影响的结果。第二期石油的运移和充注可由石英裂隙及次生石英中的有机包裹体反映出来,该期有机包裹体颜色较深,出现较多的气液包裹体,气液比较高,并有一些气态烃包裹体。从与有机包裹体共生的盐水溶液包裹体的盐度和均一温度来看,冷湖构造北的潜西地区潜参1样品中边缘裂隙中的包裹体与冷四1石英裂隙、深86井的次生石英及冷七1的石英裂隙中的包裹体的盐度和均一温度比较接近,包裹体的盐度为9.8～13wt%,包裹体均一温度为90℃～115℃,普遍比石英加大边中的要高,这些次生矿物或裂隙中的包裹体应属同一成岩期形成的。根据本区构造沉积和热演化史,这两期油气充注分别发生于E3和N1-N21时期。

冷湖三号石地22井的埋深600m左右的镜质体反射率为0.6%,最大埋深达3800m,剥蚀量在3000m。中生代地层未剥蚀前,该区烃源岩热演化程度很低,发生油气运移的可能性较小,故第一期油气运移在E1+2的可能性也较小。根据石地22井油气包裹体均一化温度测试结果,结合区域油气生成运移特征,油气运移时期应在E3、N2。

3.2 油气成藏

冷湖三号油田是侏罗系自生自储的原生油气藏。早中侏罗世柴北缘西段是一种潮湿气候下的近物源区的湖沼相沉积环境,广泛发育水下冲积扇和湖底沉积扇以及扇三角洲前缘砂等粗碎屑砂岩体,这些粗碎屑砂体与暗色泥岩共生,形成了好的生、储、盖关系,而且埋深和机械压实作用不强,有利于原生孔隙的保存,侏罗系成岩作用尚处于早成岩阶段。侏罗系圈闭形成早,侏罗系—第三系便具雏形。其油气藏具有最早的形成期,储集体具有优先捕获的特点。第三系—侏罗系断层十分发育,把侏罗系的生储空间沟通,并有较好的储层做基础,有利于油气的排出并形成断块油藏。另外,上覆第三系很薄,较强的破裂很容易导致油气沿断层逸出地表,喜山运动,可能起到一定破坏作用。因此油田产量低,压力低。在侏罗系上覆有较厚第三系的构造破裂地带,可能存在较高产的油气田。冷湖三号油田的形成具有深层油源、晚期充注、局部破坏的特点,保存条件是制约油气大规模成藏的主要因素。

中下侏罗统烃源岩生油门限约为3200m,冷西次凹北部烃源岩在中生代末未能达到此深度,烃源岩没有较大规模的早期生烃,因而冷湖三号构造早期没有大规模的油气充注。冷西次凹北部主力烃源岩在早第三纪-第四纪进入成熟阶段,因此冷湖三号构造油气充注时期为渐新世-上新世,由于冷湖三号构造侏罗系形成早,侏罗纪末-早第三纪便具雏形,有利于油气的聚集。冷湖三号油藏的成藏期应为渐新世-上新世。中新世,烃源岩开始大量生排烃阶段,构造本身的烃源岩也进入低成熟阶段,为油气藏的形成准备了物质条件。喜山晚期运动的强烈作用,使深层的油气向冷湖三号运移聚集提供了有利的运移通道和圈闭条件,同时由于构造断裂十分发育,致使油气被各级断层分割,地层剥蚀范围加大,北部地区和I号区块油藏出露地表遭受破坏。在保存条件较好的Ⅱ、Ⅲ区块,得以再次接受油气充注,油气持续富集成藏。

晚第三纪末的构造抬升使冷湖三号地区抬升幅度大,造成早期形成的油气藏被破坏。如石深1井所反映的是稠油封闭的油气藏,表现为由不整合面附近向深部原油比重逐渐降低,说明油气藏形成后由于构造运动使油气藏开启,在沿不整合面活动的地下水氧化作用下,使油气藏顶部原油遭受氧化而变为稠油,从而阻碍了油气藏下部油气的继续逸散。

4结语

(1)冷湖3号油田油质较轻,天然气为典型的煤型气,油气同源,均来源于冷西次凹的北部成熟的下侏罗统烃源岩。

(2)冷湖3号油田油气运移时期应在E3、N2,成藏期为渐新世-上新世。

参考文献

[1] 沈显杰,李国桦,等.1994a,柴达木盆地的大地热流和统计热流值[J].地球物理学报,37(1):56～65.

[2] 牟中海,等.2000,柴达木盆地北缘中生界剥蚀厚度恢复[J].石油勘探与开发,27(1):35～37.