天然气地球科学 >

2022 , Vol. 33 >Issue 11: 1723 - 1733

DOI: https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2022.08.003

天然气地质学

珠江口盆地惠州26⁃6油气田有效气源岩分析

  • 朱俊章 ,
  • 石创 ,
  • 黄玉平 ,
  • 杨兴业 ,
  • 史玉玲 ,
  • 张小龙
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  • 中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东 深圳 518054
石创（1988-），男，湖北襄阳人，工程师，硕士，主要从事油气成藏和资源评价研究.E-mail：.

朱俊章（1965-），男，湖北荆州人，教授级高级工程师，硕士，主要从事石油地质、油气地球化学及成藏研究.E-mail：.

收稿日期: 2022-06-29

  修回日期: 2022-08-08

  网络出版日期: 2022-11-23

收起

Analysis of effective gas source rocks of HZ26-6 oil and gas field in Pearl River Mouth Basin

  • Junzhang ZHU ,
  • Chuang SHI ,
  • Yuping HUANG ,
  • Xingye YANG ,
  • Yuling SHI ,
  • Xiaolong ZHANG
Expand
  • Shenzhen Branch of CNOOC Ltd. ，Shenzhen 518054，China

Received date: 2022-06-29

  Revised date: 2022-08-08

  Online published: 2022-11-23

Supported by

The Major Scientific and Technological Project of CNOOC During the “14th Five Year Plan”(KJGG2022-0403)

the Comprehensive Scientific Research Project of CNOOC Co., Ltd.(China)(KJZH-2021-0003-00)

Fold

本文亮点

位于珠江口盆地的惠州26⁃6构造在中生界古潜山及古近系获得油气勘探重大突破，是该盆地古潜山及恩平组—文昌组凝析气勘探的首个规模发现。为进一步指导浅水富油区天然气勘探，应用天然气生成及分子碳同位素动力学技术，对惠州26⁃6油气田三级层序格架下的有效气源岩层进行系统研究。结果表明：惠州26洼文昌组六段（文六段）+五段（文五段）半深湖—深湖亚相烃源岩为惠州26⁃6油气田古潜山储层提供大量天然气，文五段半深湖—深湖亚相烃源岩为文昌组—恩平组储层提供一定量天然气，文昌组四段（文四段）半深湖—深湖亚相烃源岩为文昌组—恩平组提供少量天然气，上文昌组（文三段）和恩平组烃源岩基本不提供天然气；该气田属于阶段性累积聚气，成藏时间较晚，有效充注成藏期在10~0 Ma之间，目前仍处于有效充注阶段。这一新认识对于珠江口盆地富油区天然气勘探具有重要的指导意义。

本文引用格式

朱俊章 , 石创 , 黄玉平 , 杨兴业 , 史玉玲 , 张小龙 . 珠江口盆地惠州26⁃6油气田有效气源岩分析[J]. 天然气地球科学, 2022 , 33(11) : 1723 -1733 . DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2022.08.003

Highlights

HZ26-6 structure, located in Pearl River Mouth Basin, has made a major breakthrough in oil and gas exploration in Mesozoic buried hills and Paleogene, which is the first large-scale discovery of condensate gas exploration in the buried hills, Enping Formation and Wenchang Formation of the basin. In order to further guide natural gas exploration in shallow water oil-rich areas, the effective gas source rocks under the third-order sequence framework of HZ26-6 oil and gas field were systematically studied by using the natural gas generation and molecular carbon isotope dynamics. The results show that the deep lacustrine source rocks of Wenchang VI formation and Wenchang V formation in Huizhou 26 Sag provide a large amount of natural gas for the buried hill reservoirs of HZ26-6 oil and gas field, the deep lacustrine source rocks in Wenchang V formation provide a certain amount of natural gas for the reservoirs of Wenchang Formation and Enping Formation, the deep lacustrine source rocks in Wenchang IV formation provide a small amount of natural gas for Wenchang Formation and Enping Formation, and the source rocks of upper Wenchang Formation (Wenchang III Formation) and Enping Formation basically do not provide natural gas. The gas field belongs to staged cumulative gas accumulation, and the reservoir formation time is relatively late. The effective filling and reservoir formation period is 10-0Ma. At present, it is still in the effective filling stage. This new understanding has important guiding significance for natural gas exploration in oil-rich areas of Pearl River Mouth Basin.

0 引言

珠江口盆地惠州凹陷已发现油气主要集中分布在惠州26洼、西江30洼、西江24洼等富烃洼陷（图1），先后建成惠州和西江两大油气田群，是珠江口盆地已证实最富油气分布区之一［1-6］。惠州26洼揭示文昌组半深湖—深湖亚相油型烃源岩为惠西地区已发现油气的主力烃源岩。惠西地区已发现油气主要集中分布在新近系，具有下生上储、高孔高渗特征；受深层勘探程度较低的影响，在古近系和中生界古潜山领域发现油气较少。“十三五”期间，油气资源评价认为，富烃洼陷领域蕴藏大量油气资源，特别是天然气资源［7］。随着新近系已发现油气构造越来越少，加强该领域勘探研究成为必然［8-10］。因此，围绕环惠州26洼开展古近系—中生界古潜山甜点储层成藏主控因素的综合研究，既推动惠州26-6构造古近系—中生界古潜山新领域油气勘探取得重大突破，也促成该盆地中生界古潜山及古近系恩平组—文昌组凝析气勘探的首个规模发现。
图1 珠江口盆地惠州凹陷构造位置（a）、构造单元特征（b）及地层综合柱状图（c）

Fig.1 Structural location （a）， structural unit characteristics （b） and composite stratigraphic column （c） of Huizhou Sag in the Pearl River Mouth Basin

惠州26-6油气田（HZ26-6油气田）位于珠江口盆地惠州凹陷惠州26洼南部陡坡带，发育在惠州26洼南部边界断层二台阶上，是由2条NWW向和一条NE向控洼断裂共同控制的断块构造（图1）。在惠州26-6构造的高部位钻探了B6-1井，该井钻遇古近系恩平组、文昌组及中生界古潜山多套油气藏，为落实各油气层产能，在中生界古潜山和古近系文昌组、恩平组进行了4次DST测试，均为油气流层井，其中恩平组、文昌组为上部轻质油藏下部凝析气藏，中生界古潜山为上部凝析气藏下部挥发油藏（图2）。B6-1井的成功钻探，揭示了古近系砂岩、砂砾岩储层和中生界岩浆岩潜山良好的含油气性，也证实该区为复式油气聚集区，标志着HZ26-6油气田的发现。
图2 HZ26-6油气藏剖面

Fig.2 Cross profile of HZ26-6 reservoir

田立新等［11-12］对HZ26-6油气田开展了生、储、盖、圈、运、保等基础石油地质条件研究，提出了其油气成藏模式。施和生等［13］基于“源—汇—聚”评价思想，通过对“源—汇—聚”开展静态和动态成藏要素相结合的研究，揭示了HZ26-6油气田古近系—中生界古潜山油气藏的“源—汇—聚”特征，提出了“油型烃源岩晚期加快熟化、先油后气、断—压双控、源—储对接强势供烃、立体运聚”动态成藏模式。
然而，目前对于惠州26-6古近系—中生界古潜山凝析气田的成藏机理和成藏过程仍缺乏有效的研究，主要表现在以下几个方面：①惠州26洼文昌组发育文六段—文三段4个三级层序地层，均有稳定泥岩层分布，已进入成熟—高成熟生气阶段，恩平组已进入低成熟—成熟阶段，HZ26-6油气藏的有效供气源层在哪里？古近系、中生界古潜山凝析气藏的气源层是否不同？②HZ26-6油气藏充注模式如何？是瞬态聚集气还是累积聚集气？天然气聚集时间和效率如何？这些问题的解决与否将直接关系到珠江口盆地浅水富油区天然气勘探的整体评价、运聚单元资源规模确定以及有利成藏区带和勘探方向选择。由于“十四五”是中国天然气工业大发展期［14］，这些问题的深入探讨对于富油区下一步天然气勘探将具有重要指导意义。为此，本文应用天然气生成及分子碳同位素动力学技术［15-21］，圈定惠州26-6古近系—中生界古潜山油气田有效气源层，并分析其聚集模式、时间和效率。

1 样品与实验

样品采自研究区文昌组半深湖—深湖亚相黑色泥岩样品，该样品实测R O值为0.71%，TOC值为7.96%，T max值为440 ℃，S 1值为2.77 mg/g，S 2值为49.66 mg/g，I H值为623.87 mg/gTOC，干酪根元素组成H/C、O/C、δ13C值分别为1.47、0.08、-27.1‰，生烃母质为Ⅱ1型干酪根，干酪根碳同位素值大于HZ26-6油气田天然气乙烷碳同位素值，具有一定的代表性。实验是在中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室独立设计安装并且可用于多组分生烃动力学研究的装置上完成。该装置可实现热解实验温度、压力的精确控制：微电脑温度控制器实现复杂控温过程，温度波动小于１℃；采用压力并联方式，以水压控制，确保各实验点压力一致（压力误差<0.1 MPa）。其配套设备包括气体收集及分析系统、轻烃采集装置等。本研究程序升温裂解实验条件为：50 MPa恒压；升温速率分别为20 ℃/h和2 ℃/h；温度区间为320~580 ℃，每条升温曲线设置14个温度点。热模拟实验得到的气体成分在HP5890Ⅱ型气相色谱仪上完成，内标法定量。气体组分分子碳同位素分析在GV-Isoprime 100型气相色谱同位素质谱分析仪上完成，2~3次平行分析误差绝对值不大于0.3‰（PDB）。

2 结果与讨论

2.1　天然气生成及分子碳同位素动力学模型建立

2.1.1　天然气生成动力学模型建立

纵观已有的动力学模型，既有一级反应动力学模型、n级反应模型、连续模型，也有基于活化能分布的高斯、韦伯和离散模拟。选择合适的模型是动力学模拟的关键。
模拟加热实验中，干酪根的生烃动力学过程可以借助化学反应动力学方法来描述。干酪根生烃可以看成是一系列干酪根断键反应的结果，目前还无法确切识别这个过程的真实化学反应，因而导致化学反应级数很难确定。假设干酪根产甲烷过程是一系列平行一级反应的总和，对应于每个平行一级反应都有一个活化能。根据Arrhenius方程，一级反应的速率常数K（T）和温度有关：
K T = A × e x p ( - E a R T )
式中：Ea为活化能，J/mol；T为温度，K；R为摩尔气体常数，J/（mol/K）；A为指前因子，又称频率因子，1/s。那么对于n个平行一级反应，假定第i个平行反应的活化能为Eai，则反应速率常数Ki 应满足：
K i = A × e x p ( - E a i R T ) 其中i=1……n
在t时间，第i个平行反应未反应的甲烷前驱物（Xi ）为：
d X i d t = - X i × A × e x p ( - E a i R T )
其中i=1……n
令升温速率Hr = d T d t，方程（1）—（3）可以用以下几个方程精确计算：
在j时刻，第i个平行反应前驱物中未反应部分所占比例 X i X i , 0 = e x p   ( - Δ U i , j )
其中，Xi ，0是第i个平行反应产甲烷前驱物的初始值，而 Δ U i , j = ( U i , j - U i , j - 1 ) H r，   U i , j = T j × A × e x p   ( - E a i R T j ) × 1 - ( E a i R T j ) 2 + a 1 E a i R T j + a 2 ( E a i R T j ) 2 + b 1 E a i R T j + b 2
其中：a1=2.334 733，a2=0.250 621，b1=3.330 657，b2=1.681 534。因此 F = 1 - X X 0 = 1 - ∑ f i ( X i X i , 0 ) =
∑ ( 1 - X i X i , 0 )。
其中F为甲烷前驱物的转化率，X是未反应的甲烷前驱物的量，X 0是总甲烷前驱物的初始含量，fi 是第i个平行反应产甲烷前驱物的初始产甲烷潜力。
由于甲烷是甲烷前驱物热演化的主要产物，因此F可以作为甲烷产率（ F C H 4），产甲烷量即为 F C H 4与干酪根最大产甲烷率的乘积。笔者选用该模型及参数对HZ26-6油气田天然气生成动力学进行模拟。

2.1.2　天然气分子碳同位素动力学模型建立

20世纪60—70年代，地球化学工作者就意识到动力学因素对天然气中稳定同位素的分馏起着重要作用。自Smith等在1971年建立了第一个稳定碳同位素动力学模型开始，地球化学家们建立并发展了不同体系的甲烷碳同位素动力学模型［22］。在所有模型中，90年代发展的、结合Rayleigh分馏模型的同位素动力学模型因简单、易于实现的特点而被广泛应用，如①基于经验数据的Berner模型；②基于实测数据分析而建立的甲、乙、丙烷之间关系的Rooney模型；③封闭体系和开放体系的Lorant模型；④非等温开放体系的Cramer模型；⑤限定体系的Tang模型。Cramer提出的模型是从实际生成含12C和13C的甲烷量出发来计算碳同位素动力学效应，比较接近实际情况。因此，笔者选用Cramer模型及参数对HZ26-6油气田天然气分子碳同位素动力学进行模拟［22］。

2.2　文昌组半深湖—深湖亚相烃源岩热演化过程生烃动力学特征

由图3可见，文昌组半深湖—深湖亚相烃源岩样品在黄金管封闭体系实验条件下，其最终产气率是相当高的。干酪根2 °C/h升温速率条件下，到达580 °C时最大累积烃类气体产率达637 mL/gTOC；20 °C/h升温速率条件下，到达580 °C时最大累积烃类气体产率达656 mL/gTOC；到达460 °C左右最大累积C2—C5烃类气体产率达200 mL/gTOC。文昌组半深湖—深湖亚相烃源岩干酪根由于其氢含量高，到达440 °C时油最大产率达到600 mg/gTOC，与此相对应，大量产气阶段是在440 °C以后，即高热演化阶段。因此，文昌组最终高产气率实际上主要是由油的二次裂解贡献。由于文昌组烃源岩有机质氢含量高，显示出以生油为主要特征，因此，在主生油窗阶段具有较低的气油比（<0.5）。另一个方面，从重烃气（C2—C5）的产率图上也可得到较好的反映，烃源岩有机质重烃气开始裂解后，其产率曲线是一个缓慢下降的过程，说明高温阶段油裂解生成与重烃气自身裂解消耗的博弈过程较长，油裂解成烃类气潜力大。CO2气体生成的整个演化过程为均一的线性增长形式，主要为干酪根成气过程所生成，包括有机质的脱羧作用和干酪根大分子网络键合氧原子断裂所致。
图3 文昌组半深湖—深湖亚相烃源岩热演化过程气体和沥青生成演化特征

Fig.3 Characteristics of gas and bitumen generation and evolution in the thermal evolution process of source rocks of semi deep lake to deep lake subfacies in Wenchang Formation

2.3　文昌组半深湖—深湖亚相烃源岩热演化过程甲烷和乙烷碳同位素动力学特征

图4显示了文昌组半深湖—深湖亚相泥岩样品热演化过程中烃类气体甲烷和乙烷碳同位素的演化特征。由于13C—13C和12C—12C在键能上的差异，热演化过程中12C—12C优先断裂，因此，理论上，随着热演化程度的增加，生成天然气分子碳同位素趋于富集13C。但事实上，国内外大量黄金管封闭系热压实验结果显示，甲烷碳同位素在这样一个实验室体系中并未服从上述规律，而呈现一个先降低后增加的现象。文昌组烃源岩干酪根有机质在生油高峰期开始发生甲烷碳同位素由负向正的方向转变。笔者认为造成这种现象可能主要与早期演化阶段天然气的来源有关：一是干酪根网络中包裹的气态烃，往往具有重碳同位素，优先释放；二是由于实验用样品演化程度低，一些遗存于干酪根大分子网络中的生物型大分子裂解所致，这部分气体往往具有轻碳同位素特征，且晚于包裹气态烃释放 1。
图4 文昌组半深湖—深湖亚相烃源岩热演化过程甲烷和乙烷碳同位素演化特征

Fig.4 Characteristics of carbon isotope evolution of methane and ethane in the thermal evolution process of source rocks of semi deep lake to deep lake subfacies of Wenchang Formation

由于文昌组半深湖—深湖亚相烃源岩以生油为主，因此，重烃气碳同位素在高演化阶段油裂解生成与自身裂解2种同位素效应叠加，再叠合干酪根生成重烃气的碳同位素效应，成为识别上述3个过程的有效指示剂。由图4可见，B—D所定义的温度表示重烃气的裂解开始增加，由此开始，由于12C— 12C的优先断裂，乙烷碳同位素分馏效应迅速增大，碳同位素和产率有较好的对应关系；如果乙烷生成过程只来源于干酪根热裂解，那么，随着演化程度增高，乙烷碳同位素是一个始终富集13C的过程，然而，A—B曲线段的弧形分布表明，中间一定存在着油裂解贡献（如果油裂解对乙烷产率贡献很小，最多在同位素分布上是一个相对平缓的上升趋势），其最高点E即是裂解贡献增加的起始点，乙烷碳同位素值开始一个变负的过程，这是由于油裂解乙烷碳同位素相对干酪根裂解生成乙烷碳同位素富集12C至B点，干酪根裂解生成重烃气占比较小。
应用上述获得的文昌组中深湖相烃源岩甲烷生成的动力学特征和参数，结合惠州26洼文昌组三级层序地层埋藏史和热演化史，就可以模拟计算地质条件下甲烷生成史和甲烷 碳同位素演化史，进而结合气藏样品实测碳同位素资料综合研究HZ2-6古近系—中生界潜山油气田有效气源层和天然气运聚模式。

2.4　文昌组半深湖—深湖亚相烃源岩甲烷气生成动力学特征

根据上述甲烷生成及碳同位素演化特征，建立动力学模型和生成动力学模拟。甲烷碳同位素动力学模拟主要参考基于天然气生成动力学模拟基础上的甲烷碳同位素动力学模型的基本公式和原理，根据实验室条件下不同升温速率热解的甲烷转化率和碳同位素值，不断调整重碳甲烷的反应分数，直至计算的碳同位素值和实验室测定的同位素值拟合满意为止，文昌组半深湖—深湖亚相烃源岩甲烷生成动力学特征见图5。
图5 文昌组半深湖—深湖亚相烃源岩甲烷生成动力学特征

Fig.5 Kinetic characteristics of methane generation in source rocks of semi deep lake to deep lake subfacies of Wenchang Formation

3 HZ26⁃6油气田有效气源层圈定

3.1　惠州26洼文昌组烃源岩发育分布

惠州26洼面积约为588 km2，16口井揭示文昌组和恩平组2类烃源岩，其中文昌组为主力烃源岩，最大厚度可达2 676 m，平均值约为1 034 m；文昌组底面Tg最大埋深约为7 394 m，最小埋深约为3 066 m，平均埋深为5 464 m。文昌组沉积期，惠州26洼发育滨浅湖、半深湖—深湖亚相烃源岩，具备丰富的生烃物质基础。惠州运动将文昌组分为上、下文昌组，根据三级层序划分依据，文昌组又可以划分出6个三级层序（上、下文昌组各3个），自上而下分别命名为文一段至文六段。下文昌组是惠州26洼主力烃源岩，文六段、文五段发育半深湖—深湖亚相烃源岩，至文四段沉积期湖盆达到最大，半深湖—深湖亚相烃源岩发育规模最大；上文昌组沉积时期湖盆收缩，文三段小范围发育半深湖—深湖亚相烃源岩，文二段和文一段（保存比较局限）半深湖—深湖亚相烃源岩则不发育，局部范围发育滨浅湖亚相烃源岩（图6）。通过单井岩性统计，结合区域沉积相和地震相分布特征，预测惠州26洼文昌组暗色泥岩厚度最大可达1 800 m，平均约为600 m。恩平组主要发育滨浅湖—三角洲亚相，含砂率较高，现今埋藏较浅，不利于有机质成熟生气。
图6 惠州26洼文昌组沉积相

（a）文二段沉积相平面图；（b）文三段沉积相平面图；（c）文四段沉积相平面图；（d）文五段沉积相平面图；（e）文六段沉积相平面图

Fig.6 Diagrams showing the sedimentary facies of the Wenchang Formation in the Huizhou 26 Sag

3.2　惠州26洼文昌组埋藏热演化史

通过开展珠江口盆地构造热演化研究及基于岩石圈底界固定温度模型的热史模型求取惠州26洼烃源岩的热演化史［23］。惠州26洼文昌组半深湖—深湖亚相烃源岩（洼陷中心虚拟A井文五段底）在文昌—珠江期熟化率为（0.01~0.02）%/Ma（R O），韩江期以来为（0.05~0.06）%/Ma（R O）。文昌组中间面在16 Ma成熟度R O值处于0.6%~1.0%之间，处于成熟阶段早—中期，10 Ma成熟度R O值为0.8%~1.3%，处于成熟阶段中—晚期，现今成熟度R O值为1.2 %~1.8 %，处于高成熟阶段。

3.3　HZ26-6油气田天然气组分和碳同位素特征

由表1天然气组分数据和表2碳同位素数据可见，HZ26-6油气田天然气成因相近，为油型气，属于由文昌组半深湖—深湖亚相偏腐泥型有机质所生成的原油伴生气；天然气成熟度R C值介于1.1%~1.5%之间（Faber）、1.0%~1.4%之间（Stahl）；天然气组分C1—C5碳同位素分形曲线指示天然气来源相似，且相对单一。
表1 HZ26-6油气田天然气组分摩尔含量数据 (%)

Table 1 Molar content data of natural gas components in HZ26-6 oil and gas field

天然气组分 样品编号
恩平-1 恩平-2 文昌-1 文昌-2 潜山-1 潜山-2 潜山-3 潜山-4 潜山-5
二氧化碳 0.116 0.268 0.034 0.074 0.013 0.010 0.009 0.037 0.968
氮气 0.264 0.215 0.316 0.215 0.242 0.166 0.152 0.110 0.169
甲烷 83.849 83.478 84.266 76.638 85.014 80.699 82.087 86.006 78.280
乙烷 10.780 10.867 10.941 12.872 9.841 11.227 10.799 9.658 14.300
丙烷 3.386 3.517 3.320 5.729 3.176 4.398 3.984 2.845 4.634
异丁烷 0.530 0.583 0.420 1.145 0.611 1.004 0.853 0.484 0.748
正丁烷 0.568 0.628 0.464 1.605 0.630 1.161 1.004 0.498 0.620
异戊烷 0.140 0.158 0.092 0.593 0.203 0.480 0.386 0.142 0.140
正戊烷 0.100 0.107 0.067 0.507 0.141 0.377 0.312 0.100 0.082
C6 + 0.267 0.179 0.080 0.622 0.129 0.478 0.414 0.120 0.059
表2 HZ26-6油气田天然气组分碳同位素数据 (‰)

Table 2 Carbon isotope data of natural gas components in HZ26-6 oil and gas field

天然气组分 样品编号
恩平-1 恩平-2 文昌-1 文昌-2 潜山-1 潜山-2 潜山-3 潜山-4 潜山-5
甲烷 -40.755 -40.702 -40.666 -40.479 -38.692 -39.151 -38.692 -38.672 -40.007
乙烷 -27.885 -28.092 -28.517 -27.952 -27.799 -27.448 -27.799 -27.237 -27.196
丙烷 -25.159 -25.631 -26.374 -25.747 -25.245 -25.259 -25.245 -24.878 -24.817
异丁烷 -31.76 -27.111 -29.484 -27.233 -26.545 -26.986 -26.545 -26.495 -27.396
正丁烷 -25.028 -24.709 -25.230 -24.566 -24.610 -24.814 -24.610 -24.107 -24.058
异戊烷 -26.026 -25.719 -26.110 -25.577 -25.517 -25.575 -25.517 -25.288 -25.390
正戊烷 -24.316 -24.234 -24.278 -23.825 -24.032 -23.895 -24.032 -23.975 -22.874
另一方面，HZ26-6油气田原油与凝析油正庚烷—异庚烷参数值沿脂肪族干酪根曲线分布［24］，指示成烃母质以盆内湖相水生生源为主，来源于文昌组半深湖—深湖亚相偏腐泥型烃源岩。

3.4　HZ26-6油气田有效气源层圈定

上述研究成果是本文应用天然气动力学模型圈定HZ26-6油气田有效气源区的基础。图7是惠州26洼中心有代表性的虚拟井A文昌组不同三级层序界面成熟度和温度演化史。根据国际上对天然气生成、运移、成藏的认识，天然气开始排烃的甲烷浓度阈值可确定为20 mg/gTOC（约为30mL/gTOC），虽然近年来勘探已经证实页岩气容量最高可达100 mg/gTOC以上，但这在很大程度上取决于有机质丰度和演化程度，普通烃源岩可能难以达到如此高的气容量，因此，本文研究仍以经典的20 mg/gTOC作为天然气开始排烃的甲烷浓度阈值。
图7 惠州26洼中心虚拟井A文昌组不同三级层序界面温度和成熟度演化史

T 80 上文昌组顶界面； T 83 文四段顶界面； T 84 文五段顶界面； T 85 文六段顶界面；Tg基底顶界面

Fig.7 Interface temperature and maturity evolution history of different tertiary sequences of Wenchang Formation in the central virtual Well A， in the center of Huizhou 26 Sag

通过对虚拟井A埋藏史、热演化史、甲烷生成及其分子碳同位素动力学特征的研究，取得以下认识：
（1）HZ2-6油气田恩平组—文昌组、古潜山中凝析气和原油中的天然气样品实测甲烷碳同位素值分别介于-40.76‰~-40.48‰、-40.01‰~-38.67‰之间，根据高温高压黄金管烃源岩生气模拟实验时间—温度参数等，采用Easy%R O模型模拟计算镜质体反射率，求取甲烷碳同位素值所对应的镜质体反射率，计算得到恩平组—文昌组、古潜山中凝析气和原油中的天然气成熟度（R O）分别约为1.12%、1.21%~1.49%。该成熟度与经验公式计算的成熟度具有可比性，进一步佐证了HZ26-6油气田天然气主要来源于文昌组半深湖—深湖亚相偏腐泥型烃源岩。
（2）从图8可见，根据文昌组三级层序文六段（WC6）、文五段（WC5）、文四段（WC4）、文三段（WC3）烃源岩中间面所对应的甲烷转换率（30%）与甲烷碳同位素演化及实测天然气甲烷碳同位素值综合分析认为，HZ26洼文六段+文五段半深湖—深湖亚相烃源岩为中生界古潜山提供大量天然气；文五段半深湖—深湖亚相烃源岩为文昌组—恩平组提供一定量天然气；文四段半深湖—深湖亚相烃源岩为文昌组—恩平组提供少量天然气；上文昌组（WC3段）和恩平组烃源岩基本不为古近系—中生界古潜山提供天然气；天然气主充注期为10~0 Ma，流体包裹体均一温度—时间投点法得出的结论也与该充注期基本一致。
图8 惠州26洼文昌组各三级层序所对应的甲烷转换率与甲烷碳同位素演化及实测天然气甲烷碳同位素值综合分析图（累计聚气模式）

Fig.8 Comprehensive analysis diagram of methane conversion rate， methane carbon isotope evolution and measured methane carbon isotope value of natural gas corresponding to each third-order sequence of Wenchang Formation in Huizhou 26 Sag（cumulative gas accumulation model）

（3）如果按照瞬态聚气模式，上文昌组文三段是主力气源岩，而上文昌组文三段沉积厚度薄，生气量少，成熟度（R O）小于1.1%，而天然气成熟度（R O）介于1.1%~1.5%之间，故HZ26-6油气田天然气属于阶段性累计聚气，不属于瞬态聚气，天然气聚集效应好，现今仍有大量凝析气和天然气充注。
储层抽提烃和原油生物标志物分析揭示，HZ26-6油气田有2期油和1期凝析油气充注：第一期为弱成藏期，较低成熟半深—深湖亚相原油充注；第二期为主力成藏期，成熟半深—深湖亚相原油充注，第二期原油驱替第一期原油；第三期为重要成藏期，较高成熟天然气—凝析气充注为主，晚期成藏，运移阻力较大，近源充注，仅在相对优质储层段（EP23、WC427、潜山风化裂缝带）成藏，形成油气差异分布格局。流体包裹体分析揭示，惠州26-6古近系—古潜山存在2期油和1期气，充注时间分别为19.1~13.8 Ma、13.8~10 Ma、10~0 Ma［13］。生物标志物和流体包裹体分析结果均支持上述观点。

4 结论

（1）应用生烃动力学和碳同位素动力学方法获得了珠江口盆地HZ26-6油气田文昌组半深湖—深湖亚相典型烃源岩甲烷生成动力学和甲烷碳同位素生成动力学参数与演化模式。
（2）HZ26-6油气田天然气运聚成藏有2个特点：一是有效气源层位于惠州26洼下文昌组，有利于天然气近源充注和高效成藏；二是为阶段性累积聚气，下文昌组半深湖—深湖亚相烃源岩正处于大量生气阶段，油气田中天然气散失较小，并可以得到有效补给。
（3）HZ26-6油气田天然气主充注成藏期为10~0 Ma，现今仍有大量凝析气和天然气充注。
（4）油型烃源岩在较高成熟阶段也能大量生气，形成高—特高含凝析油的大、中型凝析气藏，这对于富油区天然气勘探具有重要指导意义。

脚注

1 孙永革, 朱俊章, 蒋爱珠,等.白云凹陷天然气生成动力学与运聚模式.中海油深圳分公司.内部报告,2020.

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