渤海遼西凹陷原油地球化學(xué)特征及地質(zhì)意義

　　[摘要]探討遼西凹陷原油地球化學(xué)特征的差異性成因。利用原油物性、族組成、生物標(biāo)志物、碳同位素等方法，研究顯示：原油包括輕質(zhì)油、稠油、特稠油3種類型，從北洼向南洼原油物性依次變差。輕質(zhì)原油主要分布在北洼，稠油在3個(gè)洼陷均有分布，特稠油主要分布在南洼館陶組。北洼原油整體成熟度中等，但油源和受降解程度差異較大，可分為4類原油，其中有2類原油的碳同位素顯示主要為沙四段烴源巖供烴，只是伽馬蠟烷含量不同，顯示沙一段烴源巖供烴量不同，且它們均未遭受生物降解。

　　另外2類原油則為沙三段烴源巖供烴為主，混入少量沙一段烴源巖供烴，飽和烴色譜特征顯示一個(gè)遭受嚴(yán)重生物降解，而另一個(gè)未遭受生物降解。中洼原油沉積環(huán)境偏氧化、高成熟度、遭受嚴(yán)重生物降解，其油源以沙三段烴源巖為主，混入少量沙一段。南洼原油沉積環(huán)境偏氧化、低成熟度、遭受強(qiáng)烈生物降解，以沙三段烴源巖供烴為主，混入少量沙一段。油藏層位和埋深控制了原油遭受生物降解程度，烴源巖熱演化程度控制了原油成熟度，沙四段烴源巖分布和沉積環(huán)境控制了供烴層位。

　　[關(guān)鍵詞]遼西凹陷,生物降解,生物標(biāo)志物,碳同位素,油源對(duì)比

　　遼西凹陷是渤海海域重要的油氣產(chǎn)區(qū)和未來(lái)儲(chǔ)量增長(zhǎng)的后備區(qū)之一，該凹陷位于遼東灣地區(qū)西部，其勘探始于20世紀(jì)80年代，歷經(jīng)30余年勘探發(fā)現(xiàn)多個(gè)油氣田和含油氣構(gòu)造。自油氣發(fā)現(xiàn)之初至今，已有不少學(xué)者對(duì)其油氣來(lái)源開(kāi)展了相關(guān)研究[1-6]，但這些研究或是針對(duì)整個(gè)遼東灣地區(qū)的宏觀研究，或是專注個(gè)別油氣藏的精細(xì)研究，或是更為注重?zé)N源巖評(píng)價(jià)。

　　遼西凹陷作為渤海海域勘探程度較低的區(qū)域依然具有巨大潛力，特別是近些年勘探力度加大，持續(xù)有油氣發(fā)現(xiàn)，因此，加強(qiáng)3個(gè)洼陷的原油地球化學(xué)特征及油源的差異性研究對(duì)本區(qū)勘探意義重大。筆者針對(duì)性地選取了8個(gè)典型油田和含油氣構(gòu)造的原油樣品，通過(guò)原油物性及生物標(biāo)志物分析，探討已發(fā)現(xiàn)的3個(gè)洼陷原油的油源差異性特征。

　　1地質(zhì)背景

　　遼西凹陷是下遼河西部凹陷向渤海海域的自然延伸，是呈北北東.南南西走向的箕狀凹陷，屬于渤海灣盆地北部的一個(gè)Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元[7-10]。遼西凹陷面積約3830km2，東斷西超，東部以遼西1號(hào)斷層為界與遼西低凸起相接，西部以緩坡與燕山褶皺帶相鄰，從北向南依次分為北洼、中洼、南洼3個(gè)次級(jí)洼陷[7]。

　　各洼陷均經(jīng)歷了斷陷期、斷拗期和拗陷期3個(gè)演化階段，從早到晚依次發(fā)育古近系沙河街組、東營(yíng)組，新近系館陶組、明化鎮(zhèn)組和平原組，其中烴源巖主要是沙河街組第四段、第三段、第一段(分別簡(jiǎn)稱為“沙四段、沙三段、沙一段”)和東營(yíng)組第三段(簡(jiǎn)稱“東三段”)泥巖。在遼西凹陷的勘探發(fā)現(xiàn)了多個(gè)油氣田和含油氣構(gòu)造，但3個(gè)洼陷發(fā)現(xiàn)油田的數(shù)量和分布區(qū)域差異很大。

　　在北洼陡坡帶和緩坡帶均有規(guī)模性發(fā)現(xiàn)，包括緩坡帶的錦州9.3油田(JZ9.3)、錦州14.2含油氣構(gòu)造(JZ14.2)、錦州25.1油田(JZ25.1)和陡坡帶的錦州20.2北油田(JZ20.2N);中洼僅在內(nèi)部發(fā)現(xiàn)了綏中29.4含油氣構(gòu)造(SZ29.4);南洼發(fā)現(xiàn)主要集中在陡坡帶，包括旅大5.2北油田(LD5.2N)、旅大5.2油田(LD5.2)、旅大4.2油田(LD4.2)。

　　2原油物性及地球化學(xué)特征

　　2.1原油物性

　　在遼西凹陷的原油主要賦存于沙二段(E3狊2)、沙三段(E3狊3)、東二段(E3犱2)、館陶組(N1犵)，按照原油物性可分為輕質(zhì)油、稠油、特稠油(表1)。北洼沙河街組主要為輕質(zhì)原油，JZ20.2N、JZ14.2、JZ25.1原油密度(ρ)為0.8329～0.8646g/cm3，黏度(η)為3.313～8.239mPa·s，含蠟量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)：狑蠟)為16.65%～19.8%，屬于高蠟油。

　　JZ9.3東二段為稠油，原油密度為0.9425g/cm3，黏度為89.8mPa·s，含蠟量為4.85%，屬于含蠟油。中洼SZ29.4東二段主要為稠油，原油密度為0.9488g/cm3，黏度為206.3mPa·s，含蠟量為4.54%，屬于含蠟油。南洼東二段原油主要為稠油，LD5.2、LD4.2原油密度為0.9582～0.9862g/cm3，黏度為414.7～4591mPa·s，含蠟量為2.29%～2.68%，屬于低蠟油;LD5.2N館陶組原油為特稠油，原油密度為1.0061g/cm3，黏度為52.335Pa·s，含蠟量為1.65%，屬于低蠟油。

　　整體來(lái)說(shuō)，遼西凹陷原油賦存層位從北洼→中洼→南洼依次變淺，油品性質(zhì)從北洼→中洼→南洼依次變差。

　　2.2原油族組成

　　一般來(lái)說(shuō)，原油族組成中飽和烴含量越高，原油成熟度越高;原油中非烴和瀝青質(zhì)含量高是與低熟原油或者生物降解造成的稠油相關(guān)[11]。JZ20.2N、JZ14.2、JZ25.1原油飽和烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)59.29%～65.00%，非烴和瀝青質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.50%～18.81%，表明原油成熟度較高;JZ9.3原油飽和烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37.78%，非烴和瀝青質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)25.19%，這是由于生物降解造成的。

　　中洼SZ29.4原油飽和烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48.21%，非烴和瀝青質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)24.67%，表明其生物降解程度略低于JZ9.3。南洼飽和烴含量整體較低，LD5.2N原油飽和烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為27.76%，非烴和瀝青質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)40.38%，為遼西凹陷之最，表明其生物降解程度最高;LD4.2、LD5.2原油飽和烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)40.19%～47.32%，非烴和瀝青質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.04%～28.37%，表明其降解程度與SZ29.4相當(dāng)。

　　整體來(lái)說(shuō)，遼西凹陷北洼原油成熟度較高，中洼和南洼受降解程度高;沙河街組原油整體成熟度高，不受生物降解影響;東營(yíng)組原油受相當(dāng)程度的生物降解;館陶組原油遭受強(qiáng)烈生物降解。

　　2.3原油正構(gòu)烷烴及類異戊二烯烷烴

　　遼西凹陷埋深不超過(guò)2km的原油普遍遭受了不同程度的生物降解，導(dǎo)致其正構(gòu)烷烴消耗殆盡，類異戊二烯烷烴形態(tài)不完整，能提供的地質(zhì)信息有限。8個(gè)原油樣品正構(gòu)烷烴及類異戊二烯烷烴參數(shù)和色譜特征表明，位于館陶組的LD5.2N原油生物降解作用最強(qiáng)烈，正構(gòu)烷烴、類異戊二烯烷烴全部消失。

　　與LD5.2N同樣來(lái)自南洼的LD5.2原油正構(gòu)烷烴全部降解，類異戊二烯烷烴部分殘留，但諸如姥/植比(Pr/Ph)等參數(shù)已失真;LD4.2和位于中洼的SZ29.4原油正構(gòu)烷烴和類異戊二烯烷烴均為部分降解，表現(xiàn)為正構(gòu)烷烴形態(tài)不完整，Pr/n.C17和Ph/n.C18值較大，分別為1.43/1.36和1.00/1.25。這是由于類異戊二烯烷烴抗降解能力較正構(gòu)烷烴強(qiáng)，在原油中殘留更多所致。

　　3原油類型劃分及地質(zhì)意義

　　遼西凹陷北洼走滑斷裂穿過(guò)凹陷，凹陷全區(qū)圈閉發(fā)育，古近系儲(chǔ)蓋組合配置良好，油氣運(yùn)聚多受斷裂控制[16-17];中洼陡坡帶圈閉少、緩坡帶圈閉發(fā)育多，但大都富砂導(dǎo)致圈閉封堵較差;南洼與北洼成藏條件相似，但略差于北洼。渤海海域沙一段烴源巖沉積環(huán)境偏還原性，導(dǎo)致伽馬蠟烷較高，沙三段烴源巖較沙一段和沙四段碳同位素相對(duì)富集[18]，沙四段烴源巖分布零散、沉積環(huán)境差異大[19]，鉆井資料揭示遼西凹陷北洼沙四段烴源巖遠(yuǎn)優(yōu)于中洼和南洼。結(jié)合遼西凹陷原油物性、族組成、生物標(biāo)志物分析的研究結(jié)果，根據(jù)原油的母質(zhì)類型、生物降解程度和成熟度，可將遼西凹陷原油分為3大類6小類。

　　4結(jié)論

　　a.遼西凹陷分為輕質(zhì)原油、稠油、特稠油3種類型，北洼、中洼、南洼原油物性依次變差，輕質(zhì)原油主要在北洼，稠油在3個(gè)洼陷均有分布，特稠油主要分布在南洼館陶組。

　　b.北洼原油整體成熟度中等，但油源和受降解程度差異較大，原油特征呈現(xiàn)多樣性，沙一段、沙三段、沙四段烴源巖均有供烴;中洼原油沉積環(huán)境偏氧化、成熟度最高、遭受嚴(yán)重生物降解，油源為沙三段烴源巖供烴為主，混入少量沙一段;南洼原油成熟度最低，遭受強(qiáng)烈生物降解，油源與中洼相當(dāng)，為沙三段烴源巖供烴為主，混入少量沙一段。

　　c.原油物性受控于油藏層位和埋深，沙河街組原油為正常原油，東營(yíng)組和館陶組主要為受生物降解的稠油;原油成熟度受控于烴源巖熱演化程度，北洼和中洼烴源巖熱演化程度較高，形成的原油成熟度普遍較高;供烴層位差異受控于沙四段烴源巖分布和沉積環(huán)境，發(fā)育沙四段優(yōu)質(zhì)烴源的北洼供烴層位最多。

　　[參考文獻(xiàn)]

　　[1]董春梅.遼東灣海域原油及生油巖的生物標(biāo)志化合物特征[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1995，19(2)：12-18.DongCM.BiologicalmarkerofcrudeoilandsourcerockinLiaodonggulf[J].JournaloftheUniversityofPetroleum，China(EditionofNaturalScience)，1995，19(2)：12-18.(inChinese)

　　[2]徐長(zhǎng)貴，王冰潔，王飛龍，等.遼東灣坳陷新近系特稠油成藏模式與成藏過(guò)程———以旅大5.2北油田為例[J].古地理學(xué)報(bào)，2016，37(5)：599-609.XuCG，WangBJ，WangFL，犲狋犪犾.NeogeneextraheavyoilaccumulationmodelandprocessinLiaodongBaydepression：AcasestudyofLvda5.2Noilfield[J].ActaPetroleiSinica，2016，37(5)：599-609.(inChinese)

　　地球化學(xué)方向刊物推薦：《礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)》(曾用刊名：礦物巖石地球化學(xué)通訊)，1982年創(chuàng)刊，是一份由中國(guó)礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)與中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所共同主辦、面向廣大地質(zhì)地球化學(xué)工作者及有關(guān)科技人員的綜合性地學(xué)學(xué)術(shù)刊物。本刊為雙月刊，國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行。

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