楊曉蘭
(中國石化 國際石油勘探開發(fā)有限公司,北京 100029)
埃及西沙漠盆地位于非洲板塊的東北部,是一個在新元古界剛性基底之上發(fā)育起來的古-中-新生代多旋回的疊合盆地,面積約106 500 km2(圖1)。盆地經(jīng)歷了古生代克拉通穩(wěn)定地臺、中生代裂谷和新生代碳酸鹽巖臺地3期構造演化階段。其中,古生代克拉通地臺地層較薄,僅盆地西部可能殘留下志留統(tǒng)的熱頁巖烴源巖,古生代砂巖儲層發(fā)育廣泛,為重要的油氣儲集層系;中生代裂谷包括2期裂陷和1期裂后沉降建造,主要發(fā)育海陸交互相及河流相沉積,建設了3套富有機質的烴源巖,成為盆地的主力烴灶;新生代盆地發(fā)育有巨厚的碳酸鹽巖區(qū)域蓋層。由此構成了縱向上多層系、多套的含油氣生儲蓋組合(圖2),中生界既是主供烴源,也是油氣成藏的富集層系,成為目前勘探開發(fā)的主要目的層系[2-5]。從中生界構造看,盆地呈現(xiàn)坳隆相間構造格局,分8個凹陷、3個隆起、2個凸起和1個臺地。目前,油氣田主要發(fā)現(xiàn)于Faghur,Shushan,Matruh,Alamein和Abu Gharadig等凹陷、凸起的古生代、侏羅系和白堊系多套層系。
該盆地中生代地層最為發(fā)育,自下至上分別為下侏羅統(tǒng)Ras Qattara組陸相碎屑巖、碳酸鹽巖,中侏羅統(tǒng)Khatatba組淺海相-海陸過渡相碎屑巖、碳酸鹽巖,上侏羅統(tǒng)Masajid組開闊大陸架環(huán)境沉積含頁巖夾層的塊狀灰?guī)r;下白堊統(tǒng)Alam El Bueb組(簡稱AEB組)淺海-三角洲相碎屑巖、Alamein組海相白云巖、Dahab組海相頁巖和Kharita組淺海-斜坡相碎屑巖,上白堊統(tǒng)Bahariya組開闊海相碎屑巖、Abu Roash組海陸過渡相沉積(巖性包括灰?guī)r、白云巖、砂巖和頁巖)及Khoman組含白堊灰?guī)r沉積(圖2)。
圖1 埃及西沙漠盆地構造單元Fig.1 Tectonic units of the Western Desert Basin,Egypt
圖2 埃及西沙漠盆地生儲蓋組合Fig.2 Histogram showing the source-reservoir-caprock assemblage in the Western Desert Basin,Egypt
中生界建造了多套良好的烴源巖,包括侏羅系Khatatba組、白堊系AEB組、Bahariya組、Abu Roash組。其中,中侏羅統(tǒng)Khatatba組Safa段、Zahra段泥巖、頁巖,以及上白堊統(tǒng)Abu Roash組的泥巖、頁巖,是油源對比證實的3套主力烴源巖。
侏羅紀,西沙漠盆地處于早期裂陷階段,在中侏羅世廣泛建設了Khatatba組海相陸棚、三角洲沉積,包括Safa段和Zahra段[4-5]。其中,Safa段巖性主要是富有機質的暗色頁巖、泥巖及煤層;Zahra段巖性主要為富有機質的暗色頁巖、泥巖及薄煤層。鉆震資料和地化數(shù)據(jù)反映,這2套烴源巖除Umbarka,Siwa,Qattara隆起和南部Gindi凹陷缺失外,廣泛分布于其他7個凹陷和2個凸起上。Zahra段烴源巖厚度一般在30~200 m,平面上各凹陷厚度有較大差異,次凹沉降中心厚度大,向周緣厚度逐漸減?。槐辈扛靼枷輩^(qū)烴源巖總體厚度比南部凹陷區(qū)的略大,在Matruh與Alamein凹陷之間、Abu Gharadig凹陷東部沉降中心,烴源巖最大厚度超過300 m(圖3a)。Safa段烴源巖厚度一般在10~450 m,其平面分布范圍、橫向厚度變化特征與Zahra段的相似。
圖3 埃及西沙漠盆地侏羅系Zahra段(a)和白堊系AR-F段(b)烴源巖厚度Fig.3 Isopach of source rocks in the Jurassic Zahra(a) and Cretaceous AR-F(b) members in the Western Desert Basin,Egypt
晚白堊世,西沙漠盆地處于裂后演化階段,各凹陷、凸起、隆起構造單元形成統(tǒng)一連片的沉積區(qū)域,廣泛接受沉積建設;其中,沉積了一套厚度可達1 200 m的Abu Roash組海陸過渡相地層,其AR-F段巖性主要為暗色泥巖、頁巖烴源巖,富含有機質為烴源巖。鉆井、地震和地化資料反映,本套烴源巖在凹陷和隆起構造單元上廣泛分布,厚度一般在30~100 m;平面上,北部Shushan,Matruh,Alamein凹陷和南部Abu Gharadig凹陷共存在4個面積大小不等的烴源巖厚度中心,向周緣厚度逐漸減薄,北部各凹陷烴源巖總體厚度略大于南部凹陷的,Shushan凹陷和Matruh凹陷烴源巖厚度最大,最厚達130 m以上(圖3b)。
有機碳含量(TOC)、氯仿瀝青“A”含量和生烴潛量(S1+S2)是評價有機質豐度和烴源巖質量的主要參數(shù)。收集了本區(qū)烴源巖大量的TOC和熱解的裂解烴S2地化數(shù)據(jù),依據(jù)這2組參數(shù)分析烴源巖品質。統(tǒng)計表明,中侏羅統(tǒng)Khatatba組烴源巖TOC主要分布在0.5%~10%(圖4a),總體含量較高。按層位看,Safa段烴源巖TOC含量主要分布在0.5%~10%,含量高于2%的樣品占較大比例(圖4a),含少量煤的TOC大于30%,反映該套為很富有機質的烴源巖;Zahra段烴源巖TOC含量大多在0.5%~5%,高TOC的樣品數(shù)量相對較少,含極少量煤的TOC大于30%。上白堊統(tǒng)Abu Roash組AR-F段烴源巖TOC主要分布于0.5%~3%(圖4b),含量明顯低于中侏羅統(tǒng)的烴源巖。
從生烴潛量的S2含量分析,其值從0.1~200 mg/g,變化區(qū)間很大。其中,Khatatba組Safa段、Zahra段烴源巖的S2主要分布在1~100 mg/g左右,上白堊統(tǒng)Abu Roash組AR-F段烴源巖的S2主要分布于0.5~20 mg/g;各段S2數(shù)值高低和分布變化與其TOC的變化規(guī)律是一致的。從圖5的烴源巖TOC與S2關系看,兩者呈正相關關系,即烴源巖TOC高值,其生烴勢相應也高值,反映高TOC即為高有機質豐度品質的烴源巖。
參照國內外海陸相烴源巖有機質豐度評價指標[6-7],結合本區(qū)實際情況,建立了以TOC和S2參數(shù)為指標的烴源巖有機質豐度劃分方案,將中生界烴源巖劃分為差、中等、好、很好4個等級。可見,Khatatba組Safa段主要為富含有機質的中等-很好烴源巖,是區(qū)內品質最好的一套烴源巖;Zahra段為較富有機質的中等-很好烴源巖,為區(qū)內品質次好的一套烴源巖;Abu Roash組AR-F段主要為較富有機質的中等-好烴源巖,其品質遜色于前兩套。與此同時,地化資料也反映,各套烴源巖有機質豐度都存在相當?shù)姆蔷|性。據(jù)報道,有機質TOC含量小于2%的被稱為普通烴源巖、高于2%的稱優(yōu)質烴源巖[8],優(yōu)質烴源巖富含有機質,其生排烴量和效率明顯高于普通烴源巖的[8-10];國內外發(fā)現(xiàn)大規(guī)模油氣田的海陸相盆地皆有這樣的物質基礎共性點[11-14],包括非常規(guī)油氣[15-16]。對比表明,西沙漠盆地Khatatba組烴源巖質量主要屬優(yōu)質的類型,故成為該區(qū)富油氣的重要烴源動力。
藥品調劑是醫(yī)院住院藥房的一項中心工作,其工作質量的高低直接影響著患者臨床用藥的安全性和及時性。隨著醫(yī)院藥房的發(fā)展與日趨完善,藥房管理也日益標準化,并已逐漸從傳統(tǒng)的經(jīng)驗管理向精細化管理轉變。在這一過程中筆者發(fā)現(xiàn),住院藥房的藥品調劑工作仍存在較多問題,如調劑流程欠合理影響臨床用藥及時性,或取藥頻次過多加大了藥師工作量等。為提高重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院金山醫(yī)院(簡稱“我院”)藥品調劑工作的質量與效率,筆者采用PDCA循環(huán)法對我院住院藥房藥品調劑流程進行了優(yōu)化實踐。
圖4 埃及西沙漠盆地Khatatba組(a)和Abu Roash組(b)烴源巖TOC頻率直方圖Fig.4 TOC frequency histogram of the source rocks in the Khatatba(a) and Abu Roash(b) Formations of the Western Desert Basin,Egypt
有機質類型是衡量烴源巖有機質質量的指標,它決定了烴源巖中有機質的生烴潛量和所生烴的性質(油或氣),并直接影響著一個沉積盆地的含油氣遠景。本文利用巖石熱解的輕指數(shù)(IH)與氧指數(shù)(IO)指標判斷烴源巖有機質類型(圖6)。從IH-IO關系圖可知,中侏羅統(tǒng)Khatatba組烴源巖有機質類型以偏腐殖Ⅱ2型為主,其次有腐殖Ⅲ型和偏腐泥Ⅱ1型,含少量腐泥Ⅰ型,具有既可生油、也可生氣的物質基礎。其中,Safa段以偏腐殖Ⅱ2型為主,其次為偏腐泥Ⅱ1型和腐殖Ⅲ型,少量腐泥Ⅰ型;Zahra段以偏腐殖Ⅱ2型和腐殖Ⅲ型為主,含少量偏腐泥Ⅱ1型。上白堊統(tǒng)Abu Roash組AR-F段烴源巖有機質類型以偏腐泥Ⅱ1和偏腐殖Ⅱ2型為主,有部分腐泥Ⅰ型和腐殖Ⅲ型,具備油氣兼生的物質條件。
烴源巖成熟度代表有機質向油氣轉化的熱演化程度,決定了有機質生成油氣的數(shù)量和資源潛力,包含兩層含義:一是烴源巖的原始有機質隨熱演化發(fā)生生烴與排烴作用;二是其中的剩余可溶有機組分又會隨不斷埋深而繼續(xù)參與下一階段的熱演化過程。這是烴源巖一種熱演化的連續(xù)動態(tài)復雜過程,有機質成熟度進入熱演化干酪根降解生排烴門限是烴源巖發(fā)揮效能作用的必要前提[18-21]。
圖5 埃及西沙漠盆地侏羅系Khatatba組(a)和白堊系Abu Roas組(b)烴源巖TOC-S2關系Fig.5 TOC-S2 relation diagram of the source rocks in the Jurassic Khatatba Fm(a) and Cretaceous Abu Roash Fm(b) in the Western Desert Basin,Egypt
圖6 埃及西沙漠盆地Khatatba組(a)和Abu Roash組(b)烴源巖IH-IO關系Fig.6 IH-IO relation diagram of the source rocks in the Khatatba Fm(a) and Abu Roash Fm(b)in the Western Desert Basin,Egypt
根據(jù)研究區(qū)大量巖心的鏡質體反射率(Ro)和最高熱解峰溫(Tmax)資料,侏羅系Khatatba組烴源巖Ro值基本大于0.5%,進入熱演化干酪根生烴階段;大部分樣品Ro值在0.7%~1.3%,達到良好的成熟生油階段;部分樣品Ro值在1.3%~1.8%,達到高熟的生濕氣階段。數(shù)據(jù)表明,Khatatba組烴源巖Tmax值均大于435 ℃,其中90%以上樣品的Tmax值在445~480 ℃,達到成熟-高成熟生烴階段[22]。
上述烴源巖Ro和Tmax測試數(shù)據(jù)反映的有機質熱演化成熟度完全一致,說明本區(qū)供烴灶成熟度可靠,表征成熟度的分析資料有規(guī)律可循;據(jù)此,可以利用Ro與深度關系來確定本區(qū)烴源巖的不同成熟度階段的生烴門限(圖7)。如圖7所示,總體上Khatatba組烴源巖埋深約1 280~1 800 m,其Ro值達到0.5%,進入了有機質差熟開始生烴階段;埋深2 350~3 080 m,其Ro值達到了0.7%,進入了有機質良好成熟大量生排烴階段;埋深處于4 260~5 050 m,其Ro值達到1.3%時,進入有機質高成熟大量生濕氣階段。同時看出,因不同凹陷的低溫梯度、蓋層發(fā)育狀況等差異,其烴源巖生油氣門限有所不同。其中,Matruh凹陷Khatatba組烴源巖成熟生烴門限最淺,其次為Shushan凹陷的;Faghur凹陷該套烴源巖起始生烴較Ghazalat凹陷的深,后期成熟和高成熟大量生排烴門限則淺于后者。
同樣方法,確定了上白堊統(tǒng)Abu Roash組AR-F段烴源巖的生排烴門限。在此基礎上,根據(jù)西沙漠盆地各凹陷不同層位的實測地層溫度梯度數(shù)據(jù)(表1),建立各凹陷的熱史模型,并結合研究區(qū)的構造-沉積埋藏史,運用PetroMod含油氣系統(tǒng)模擬軟件對盆地熱史進行模擬[23-29]。模擬結果反映,各凹陷主要生烴期的有機質熱演化程度與烴源巖Ro和Tmax反映的成熟度一致,與Ro控制點的生排烴門限吻合。
圖7 埃及西沙漠盆地各凹陷侏羅系Khatatba組烴源巖Ro與深度關系Fig.7 Relationship between Ro and depth of the Jurassic Khatatba Fm source rocks in different depressions of the Western Desert Basin,Egypta. Faghur凹陷;b. Ghzazlat凹陷;c. Shushan凹陷;d. Matruh凹陷
表1 埃及西沙漠盆地各凹陷不同層位實測地溫梯度(℃/km)數(shù)據(jù)統(tǒng)計Table 1 The measured geothermal gradients(℃/km) of different layers in different depressions of the Western Desert Basin
譬如,中侏羅統(tǒng)Khatatba組Zahra段烴源巖,除Faghur凹陷西部、Abu Gharadig凹陷南部小范圍的烴源巖成熟度處于Ro值0.5%~0.7%外,全盆地其他地區(qū)本套優(yōu)質烴源巖Ro全部達到大于0.7%的良好成熟生排烴狀況(圖8a);Shushan,Matruh,Alamein,Abu Gharadig凹陷中心部位Ro值超過1.3%,進入高熟生濕氣階段。位于中侏羅統(tǒng)Zahra段下伏的Safa段烴源巖則全部進入Ro值大于0.7%的成熟-高成熟生排烴階段,有機質成熟度更佳。上白堊統(tǒng)Abu Roash組AR-F段烴源巖成熟度偏低,其Ro值達到達到0.7%以上的,僅Abu Gharadig凹陷、Natrun凹陷主體區(qū),以Abu Gharadig凹陷中心成熟較好(圖8b)。
在上述研究基礎上,運用不同方法計算了西沙漠盆地的資源量和剩余資源量。其中,按盆模法、有機碳法計算得到西沙漠盆地的總生烴量分別為587×108t和602×108t,均值為594×108t。按10%運聚系數(shù)計算資源量均值為59.4×108t,可采資源量11.88×108t,剩余可采資源量7.52×108t;按油藏規(guī)模序列法預測,剩余可采資源量(5.2~8.1)×108t,中間值為6.51×108t??梢?,西沙漠盆地擁有可觀的剩余資源,總體探明程度不高;按盆模法的探明程度僅36.7%,按油藏規(guī)模序列法估算的探明程度40.11%,反映仍處于儲量發(fā)現(xiàn)高峰的中期階段,具有很好的資源潛力。
從剩余資源的層系分布看(表2),古生界、侏羅系、下白堊統(tǒng)AEB組剩余可采資源量規(guī)模較大,約占總剩余量的77%。從各領域勘探成果看,Abu Gharadig凹陷的古生界、侏羅系、下白堊統(tǒng)AEB,Matruh凹陷的古生界,F(xiàn)aghur凹陷的上白堊統(tǒng),油氣發(fā)現(xiàn)少,剩余資源量分布可觀。
縱觀國內外的富油氣盆地[8,13-15,30-33],其成烴條件有3點共性:一是烴源巖以TOC>2%的高豐度有機質為主;二是優(yōu)質烴源巖熱演化以Ro>0.7%的成熟-高成熟烴灶為主;三是這樣的高效能優(yōu)質烴源巖一般有2套或更多套,且厚度較大、廣泛分布。西沙漠盆地中生界烴源巖具有類似的成烴條件,而且剩余資源量巨大,屬于典型的富油氣盆地;據(jù)此,結合剩余資源分布狀況,認為剩余潛力勘探方向如下。
1) 從多源高效烴灶的滿凹含油條件比較[12,32],勘探余地大。其中,Siwa,Qattara隆起和Kattaniya凸起以北諸凹陷具備Khatatba組Zahra段和Safa段優(yōu)質烴源巖的高效能“雙源烴灶”供給豐富的油氣源,油、氣資源并舉相對均衡,在各凹陷及其毗鄰的隆起和凸起區(qū),油氣可以聚集形成“滿凹含油”的格局;南部諸凹陷除上述2套高效能烴灶外,還有上白堊統(tǒng)Abu Roash組AR-F段烴源巖成熟供給油源條件,存在“三源共存”的供烴條件,故其縱向勘探層系更多。目前,西沙漠盆地油氣勘探主要圍繞烴灶區(qū)上、下的成藏組合,工作范圍明顯小于滿凹含油的領域,因此勘探回旋余地很大。
表2 埃及西沙漠盆地剩余資源量分布情況Table 2 The remaining resources of the Western Desert Basin
2) 從富油氣凹陷資源分布的有序性比較[11-13,33],多樣性油藏類型潛力很大。目前,該區(qū)基本是針對構造圈閉實施勘探,也發(fā)現(xiàn)少量大個的地層不整合、河道巖性油氣藏;總體上,油氣藏類型較少,遠未達到富油氣盆地的油氣分布連續(xù)性和有序性格局。
3) 從油氣運移條件比較,具備縱橫長距離輸送油氣聚集成藏。本區(qū)主成盆中生代時期,以2期裂谷斷陷和1期裂后坳陷盆地的陸相和海陸相建造為主,斷陷構造特點類似于渤海灣、蘇北盆地;而蘇北盆地只有普通烴源巖,其供烴灶成熟度偏低Ro以0.65%~1.30%為主,油氣就能側向運移到異地20~25 km外成藏,垂向運移超過3 km異地成藏[21,34]。反觀本區(qū),斷層相對少,輸導層海相砂體為主,側向連通性更好,油氣源也豐富的得多,油氣縱橫運移到達異地成藏的條件更好、有效成藏范圍更廣;因此異地聚集成藏是下步重點關注的勘探領域之一。
4) 從各凹陷剩余資源差異看,剩余資源量較大的盆地主要集中在分布在Shushan凹陷、Abu Gharadig凹陷及Matruh凹陷和Faghur凹陷,與侏羅系Khatatba組烴源巖高成熟度分布范圍相對應。
1) 埃及西沙漠盆地發(fā)育侏羅系Khatatba組(Safa段和Zahra段)煤系暗色泥頁巖和白堊系AR-F段暗色泥頁巖3套主力烴源巖,各凹陷厚度分布變化較大。侏羅系Khatatba組Safa段烴源巖厚度一般為10~450 m,Zahra段為30~200 m,總體上北部凹陷區(qū)烴源巖厚度較南部凹陷區(qū)的大。白堊系AR-F段烴源巖分布范圍廣,厚度一般在30~100 m,由南向北地層厚度變大,Shushan、Matruh凹陷厚度較大。
2) 3套烴源巖品質均姣好,TOC含量和S2含量均較高,且侏羅系烴源巖品質好于白堊系烴源巖;三套烴源巖均以混合Ⅱ型干酪根為主,烴源巖成熟度差異大,侏羅系烴源巖成熟度高,全盆均已成熟,部分深凹地區(qū)達到過熟生氣階段,白堊系烴源巖成熟度低,僅在東南部的Abu Gharadig凹陷、Natrun凹陷達到成熟階段。
3) 西沙漠盆地剩余資源量可觀,剩余可采資源量6.51×108t,目前處于儲量發(fā)現(xiàn)高峰階段的中期,具有很好的勘探潛力。Abu Gharadig凹陷的古生界、侏羅系、下白堊統(tǒng)AEB,Matruh凹陷的古生界,F(xiàn)aghur凹陷的上白堊統(tǒng),油氣發(fā)現(xiàn)少,探明程度低,是下步勘探的有利方向。