桩海地区原油地球化学特征和油源研究

陈 宇

(中石化胜利油田分公司，山东 东营 257015)

桩海地区原油地球化学特征和油源研究

陈 宇

(中石化胜利油田分公司，山东 东营 257015)

为研究桩海地区不同储层原油地球化学特征和油源，对其进行了原油物性、饱和烃气相色谱、生物标志物等地球化学分析。结果表明，该区原油分为6种类型，其中3种类型原油由埕北凹陷烃源岩提供，另外3种类型原油分别为五号桩洼陷和桩东凹陷烃源岩提供。其中埕北凹陷沙三、沙一段烃源岩生成的油气主要分布于桩海地区西部的第三系储层。五号桩洼陷、桩东凹陷沙一段、沙三段烃源岩是桩海地区潜山储层的主要油气来源。

油源对比;原油类型;生物标志化合物;桩海地区

引 言

桩海地区地处渤海湾盆地南部的滩海地区，位于埕岛、埕东、桩西、长堤4个披覆构造的交汇处，东邻桩东凹陷，西邻埕北凹陷，南靠五号桩洼陷，处于海上埕岛油田和陆上桩西油田之间，面积约150 km2。自下而上已发现古生界、中生界、下第三系沙河街组和东营组、上第三系馆陶组和明化镇组6套含油层系［1－2］，并有构造及岩性等多种油藏类型并存的特点［3－4］。桩海地区油气远景资源量十分丰富，具有多层系叠合含油连片的潜力［5］。但由于该区特殊的构造位置和复杂的油气来源致使勘探难度和风险增大［6］，要想提高勘探效益，必须首先要将该区复杂的油气来源搞清楚。本文根据该区原油的地化特征，进行了系统的原油分类和详尽的油源研究，以期为进一步勘探提供依据。

1 原油物性和族组分特征

桩海地区东营组、沙河街组、中生界和古生界原油性质好，其密度小(0.82～0.88 g/cm3)，黏度低(6.0～47.8 mPa·s)，含硫量低(0.05% ～0.20%)，含蜡量高(15.78% ～34.66%)，凝固点高(26～9℃)，多为高凝石蜡基常规原油。

馆陶组特别是馆上段原油与下第三系及潜山原油明显不同。其密度大(0.93～0.98 g/cm3)，黏度高(170～6 900 mPa·s)，含硫量较低(约0.3%)，含蜡量低(少于8%)，凝固点变化幅度大(－12～30℃)，多为中质稠油。

沙河街组、东营组及中生界、古生界原油饱和烃含量一般为47% ～63%，芳烃含量为12% ～20%，非烃含量为 9% ～25%，沥青质含量为1.29% ～6.55%，具有高饱和烃的特点。

馆陶组原油饱和烃组分含量为42%～47%，低于正常成熟原油;芳烃含量为23% ～26%;非烃含量为21% ～31%，沥青质含量为5% ～12%，高于正常成熟原油。

2 原油的地化特征和油源分析

生物标志物参数C27、C28和C29甾烷相对含量可以区分不同源岩的原油或相同源岩不同有机相的原油［7］，而 C29甾烷 20S/(20S+20R)是未成熟到成熟范围内理想的成熟度参数［8］。萜烷中的高γ蜡烷丰度可指示有机质沉积时的强还原超盐度条件［9］，γ蜡烷/C30藿烷结合Pr/Ph通常用来区分烃源岩和原油生成的沉积环境和进行原油分类［10］。上述生物标志物参数区分济阳坳陷各凹(洼)陷不同沉积层段烃源岩及所生原油非常有效，也是该文精细油源对比研究采用的有效指标。

通过对桩海地区前第三系及第三系储层原油样品的地化分析，并与周围桩西、老河口、飞雁滩、长堤油田原油进行对比研究，桩海地区原油总体上分为6类。油源来源于不同凹(洼)陷的油源层。

2.1 第Ⅰ类原油

为低熟油。其色谱图上正构烷烃多呈单峰型分布，C11～C38分布完整，以 C21～C23为主峰碳，部分样品C37、C38正构烷烃丰度明显高于相邻的正构烷烃，表明有普生颗石藻类有机质的贡献。γ蜡烷含量较丰富，γ蜡烷/C30藿烷为0.19～0.34。表明其母源为半咸化—咸化的沉积环境。甾烷类化合物中以原始生物构型(ααα，20R)为主(图1 a)，重排甾烷不发育，C27、C28、C29(20R)甾烷相对丰度中，C28甾烷较丰富，C28与C29甾烷接近。含有一定量甲藻甾烷。C29甾烷异构化参数20S/(20S+20R)比值低，为0.22～0.35;Ts/Tm低，仅为0.35～0.79，表明热演化程度低，属于低熟油。

油源对比表明，该类低熟油来源于埕北凹陷的沙一段烃源岩，主要分布于桩海地区西部及北部的第三系储层，如老16(E3s2)、埕北15(E3d)等。该类原油在前第三系储层中分布较少，目前仅在老31(Pz)、老30(Pz)井中有所发现。

图1 桩海地区Ⅰ～Ⅲ类原油甾、萜烷特征

2.2 第Ⅱ类原油

为成熟油(图1 b)。该类原油分布于桩海地区西部埕东断层及北部埕北断层附近，如桩106(Ng)、埕北21(Ng)。该类原油γ蜡烷含量较低，γ蜡烷/C30藿烷为0.2左右，表明其源岩的沉积环境为淡水环境。甾烷C2920S/(20S+20R)值为0.45～0.49，为成熟原油。Ts含量丰富，Ts/Tm为1.04～1.31;重排甾烷丰度较高，而4－甲基甾烷含量较低。该类原油与埕北凹陷沙三段烃源岩具有很强的可比性，具有亲缘关系。

2.3 第Ⅲ类原油

为“混源油”。该类原油在埕北断裂带附近分布，如埕北16(图1 c)、埕北36(Ed)等。该类原油在分子组成及分布上表现出“双重特征”:正构烷烃呈双峰型分布。三降藿烷Ts/Tm大于1，含有C29Ts，表现出沙三段烃源岩具有的弱还原、成熟的特征。γ蜡烷含量较高，γ蜡烷/C30藿烷为0.28～0.34;甾烷异构化程度低，C29甾烷20S/(20S+20R)为0.28～0.33，且C28甾烷丰富，又显示出沙一段烃源岩咸化、低熟的特征。研究表明该类原油是由埕北凹陷沙三段与沙一段烃源岩形成的混源油。

从以上分析可看出，由于埕北断裂带紧邻埕北凹陷，具有“近水楼台先得月”的优越条件，埕北凹陷沙三段、沙一段烃源岩生成的油气在埕北断裂带附近的桩海地区第三系广泛成藏，既有单源油藏，又有混源油藏。

2.4 第Ⅳ类原油

主要分布于桩海地区中部的潜山及下第三系储层，如桩古46(O)、桩古斜 47(Pz)、老 301(Pz、Art)、桩 125(Pz、E3s2—E3s3)及老 8(E3s3)、老 9(E3s4)等。

该类原油生物标志特征不同于埕北断裂带原油，Pr/Ph比大于1，具有明显的姥鲛烷优势;γ蜡烷含量低(图2 a)，γ蜡烷/C30藿烷为0.04～0.20，表明其源岩的沉积环境为弱氧化淡水环境。Ts/Tm为1.07～3.01，含有较丰富的C29Ts、C30重排藿烷及重排甾烷，并且4－甲基甾烷十分丰富;C29甾烷20S/(20S+20R)为0.44～0.57，为成熟原油。该类原油与五号桩洼陷E3s3下段烃源岩具有很强的可比性，表明该类原油来自五号桩洼陷沙三下段烃源岩。

图2 桩海地区第Ⅳ～Ⅵ类原油甾、萜烷特征

2.5 第Ⅴ类原油

主要分布于桩海地区东北部的潜山，如桩海10、埕北305、306等。该类原油同第Ⅳ类原油一样，具有姥鲛烷优势、缺乏γ蜡烷;Ts含量丰富，Ts/Tm 为1.25～5.03，具有较丰富的 C29Ts、C30重排藿烷(图2b)，表明其源岩形成于淡水湖相沉积体系。而不同的是该类原油低碳数的孕甾烷和三环萜烷丰富，其中C21+C22孕甾烷/C27规则甾烷为0.37，C19－C29三环萜烷/五环萜烷高达 0.27，远高于上述几类原油。甾烷C2920S/(20S+20R)为0.46～0.54，为成熟－高成熟原油。上述特征表明该类原油来源于桩东凹陷沙三段烃源岩。

2.6 第Ⅵ类原油

属于“混源”油。主要分布于桩海地区东部长堤断层附近的第三系地层，如桩斜18(图2 c)、桩斜221等。该类原油与第Ⅲ类混源油不同。主要表现在成熟度方面，其热演化程度明显高于第Ⅲ类原油，已属成熟油。类异戊二烯化合物具有姥鲛烷优势，Ts丰度变低，Ts/Tm为0.74～1.08，同时含有重排甾烷及C30重排藿烷和C29Ts，这些都是沙三段烃源岩的特征。但是γ蜡烷含量比沙三段烃源岩所生原油明显增加，γ蜡烷/C30藿烷为0.23～0.35;地质构型的异甾烷较为发育，C29甾烷20S/(20S+20R)为0.38～0.46，显示出咸化、成熟的特点。C28甾烷丰富，表明有沙一段烃源岩的贡献。桩海地区东部的桩东凹陷不仅沙三段、而且沙一段烃源岩也已成熟［11］。对比发现该类原油与桩东凹陷的BZ34构造的原油具有很大的相似性。因此，第Ⅵ类混源油来源于桩东凹陷，是由该凹陷沙三段与沙一段2套成熟的优质烃源岩共同提供。

根据油源对比的结果，可将桩海地区划分为3个主要的成油体系(图3):即埕北凹陷(桩海西部、北部)成油体系;五号桩洼陷 (桩海中部)成油体系;桩东凹陷(桩海东部)成油体系。

3 结论

(1)桩海地区第Ⅰ类原油是由埕北凹陷沙一段烃源岩提供的低熟油，主要分布于桩海地区西部的第三系储层。

(2)第Ⅱ类为埕北凹陷沙三段烃源岩提供的成熟油，主要分布于埕东断层及埕北断层附近的第三系储层。

图3 桩海地区油气来源

(3)第Ⅲ类原油是由埕北凹陷沙三段与沙一段烃源岩形成的混源油，主要分布于桩海地区北部的埕北断层附近。

(4)第Ⅳ类原油是由五号桩洼陷沙三段提供的成熟－高成熟原油，主要分布于桩海地区中部的潜山及上覆第三系的储层中。

(5)第Ⅴ类原油是由桩东凹陷沙三段提供的成熟－高成熟原油，主要分布于桩海地区东北部的潜山地层中。

(6)第Ⅵ类原油是由桩东凹陷沙三段与沙一段形成的混源油，主要分布于桩海东部长堤断层附近的第三系地层。

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Geochemical characteristics and oil source study for Zhuanghai area

CHEN Yu
(Shengli Oilfield Company，SINOPEC，Dongying，Shandong257015，China)

Geochemical characteristics and oil source of different reservoirs in Zhuanghai area are analyzed in respects of oil propery，gas chromatograph of saturated hydrocarbon，and biomarkers．The result indicates that oil in this area can be classified into six ypes，of which three types of oil were related to the source rock in Chengbei sag，and the other three were generated from source ocks in Wuhaozhuang sub－sag and Zhuangdong sag．Furthermore，the oil and gas generated from the Es3and Es1source rocks of Chengbei sag mainly distribute in the Tertiary reservoirs in the west of Zhuanghai area．The oil and gas in buried hill reservoirs mainly came from source rocks in Wuhaozhuang sub－sag and the Es3and Es1 members of Zhuangdong sag．

oil－source correlation;type of oil;biomarker;Zhuanghai area

TE122.13，TE122.14

A

1006－6535(2011)04－0019－04

20110118;改回日期20110720

国家重大专项“渤海湾盆地南部精细勘探关键技术”(2008zx05006－003)

陈宇(1981－)，男，工程师，2005年毕业于湖北师范学院经济学专业，现从事油田油水研究工作。

编辑 林树龙