东濮凹陷马厂地区油气成藏机理分析

国殿斌，房倩

（中国石化中原油田分公司勘探开发科学研究院，河南 濮阳 457001）

东濮凹陷马厂地区油气成藏机理分析

国殿斌，房倩

（中国石化中原油田分公司勘探开发科学研究院，河南 濮阳 457001）

为了理清马厂地区油气成藏机理特征，通过对马厂地区原油饱和烃、芳烃、非烃及沥青质等资料的分析，得出马厂地区存在2大类原油，2类原油均为成熟原油，但原油的成熟度存在高低。整体上，构造顶部的原油成熟度偏低，构造翼部的原油成熟度偏高；原油成熟度自构造顶部到构造翼部呈逐渐增大的趋势。通过对该区的烃源岩特征、断裂发育史、油气充注史等资料的综合分析，认为马厂地区构造顶部原油的成熟度主要与马东断裂的有序活动引起原油的有序充注有关，构造翼部原油的成熟度主要与东营构造时期的剥蚀厚度及后期沉积厚度大小有关。

原油成熟度；成藏机理；断裂有序活动；马厂地区；东濮凹陷

1 区域概况

随着油气勘探程度的逐渐提高，低丰度区的油气勘探越来越引起人们的重视［1-4］。东濮凹陷黄河南地区是一个典型的低丰度含油区，经过长时间的摸索和总结，该区的油气勘探已取得了较大进展［5-13］。近年来，东濮凹陷黄河南地区油气勘探取得了一定的突破和发现，但勘探成功率和发现率仍较低。据第3次资评结果，东濮凹陷黄河南地区地质资源量石油为0.8×108t，天然气为641×108m3，到目前为止，南部地区石油资源探明率为47.4%，天然气资源探明率为28.8%，待探明的油气资源量占黄河南地区油气总资源量的一半，表明该区仍具有较大的勘探潜力。因此，系统分析该区油气成藏特征及成因机理，将对油气勘探工作及其他低丰度含油区的油气勘探具有重要的参考意义。

马厂油田位于东濮凹陷中央隆起带南部的唐庄—马厂构造带，东邻葛岗集生油洼陷，西侧以马厂断层为界，东西宽4～5 km，南北长30 km，总勘探开发面积约102 km2。区内断裂主要呈NNE向雁行排列，发育马厂及马东系列断层。区域上，构造顶部主要位于马厂断裂与马东Ⅳ号组成的入字形之内，构造翼部主要位于马厂断裂与马东Ⅳ号组成的入字形之外（见图1）。

图1 马厂地区区域构造纲要图

2 原油特征

通过对马厂地区14口井原油的饱和烃、芳烃、非烃及沥青质等资料进行分析，发现马厂地区不同区域井的饱和烃、芳烃、非烃及沥青质质量分数差距大，饱和烃质量分数介于23%～86%，平均值为60%；芳烃质量分数介于6%～28%，平均值为12%；非烃及沥青质质量分数介于6%～58%，平均值为28%。据此，推测马厂地区原油类型存在多样性。

上述各井饱和烃、芳烃、非烃及沥青质质量分数的分析结果表明：该区原油分别聚集在2大区域。一类为中饱和烃、中沥青及非烃质、低芳烃区域，另一类为高饱和烃、低芳烃、低非烃及沥青质分布区域。其间存在明显差异，其中，构造顶部的井饱和烃质量分数相对较低，如马11井的饱和烃最低质量分数仅为22.6%；而构造翼部的井饱和烃质量分数相对较高，如马26井的饱和烃质量分数达82.9%。依据饱和烃、芳烃、非烃及沥青质的质量分数三角图投影表述特征，把马厂地区原油划分为2大类。

通过分析马厂地区马11-14、马12-29、马26、马27、马32、马36、马60及马古6井的（nC21+22）/（nC28+29）、姥鲛烷、CPI、∑C21-/∑C22+、姥鲛烷/植烷、植烷/nC18、OEP、∑C22-和/∑C23+，发现该区原油均为成熟原油，原油的CPI、OEP均在1附近，无明显的奇、偶碳优势。虽然马厂地区的原油均表现出成熟原油的特征，但原油的成熟度存在较大差异，如（nC21+22）/（nC28+29）参数的最小值仅为0.6，而最大值为4；∑C21-/∑C22+参数的最小值仅为0.45，而最大值为1.4；∑C22-和/∑C23+参数的最小值仅为0.5，而最大值为1.9。

3 原油成熟度平面分布特征

根据马厂地区原油饱和烃质量分数、饱芳比、C2920S（20S+20R）及沙三中Pr/nC17的分析结果，发现该区原油成熟度自构造顶部到构造翼部呈逐渐增大的趋势。

1）原油饱和烃质量分数从构造顶部到构造翼部逐渐增大（见图2a）。构造顶部的马12、马10块，质量分数介于60%～70%，如最顶部的马12-29井质量分数为64%；翼部的饱和烃质量分数介于75%～85%，如东翼的马11-85井质量分数达82%。从构造顶部向构造翼部原油饱和烃质量分数逐渐增大的这种趋势，说明了原油从构造顶部向构造翼部成熟度是逐渐增大的。

2）饱芳比是反映原油成熟的一个灵敏指标，一般饱芳比低说明原油的成熟度低，反之，原油的成熟度高。从马厂构造顶部到构造翼部，饱芳比呈逐渐增大的趋势，如构造顶部的马12、马10块饱芳比为3～4，然后向北翼、东翼逐渐增大（见图2b），最高可达到8.3。

3）根据对原油甾烷C2920S/（20S+20R）成熟度参数的分析（见图2c），发现构造顶部的甾烷C2920S/（20S+20R）成熟度参数低，绝大部分小于0.65。从构造顶部到构造北翼和东翼，甾烷C2920S/（20S+20R）成熟度参数逐渐增大，最高值可达0.84。

4）Pr/nC17，Ph/nC18在一定程度上也可反映原油的成熟度特征，随着原油成熟度的增加，Pr/nC17，Ph/nC18逐渐减小。构造顶部，Pr/nC17，Ph/nC18值大，反映原油成熟度小；构造翼部，Pr/nC17，Ph/nC18值小，反映原油成熟度大（见图2d）。

4 原油成熟度变化成因初探

通过分析该区烃源岩、断裂活动史及油气充注史，探讨该区原油成熟度变化的原因。

4.1 烃源岩分布特征

结合前人对黄河南地区有效暗色泥岩的分析结果，本次研究详细统计了沙三中上、沙三中下及沙三下有效暗色泥岩的厚度，结果表明有效暗色泥岩在马厂地区沙三中上、沙三中下较少，而在沙三下亚段较多；并且主要分布在斜坡的中下部及洼陷中心区域，从斜坡的中下部向洼陷中心，有效暗色泥岩的厚度呈逐渐增大趋势，洼陷中心最大厚度达800 m，是马厂地区最主要的一套有效烃源岩。根据该区暗色泥岩厚度的统计结果，可以确认马厂地区沙三下亚段是其最主要的一套生烃层系。

图2 马厂地区反映原油成熟度地化参数平面分布

4.2 原油分布特征

通过对该区294口含油井的油气厚度统计，发现不同深度范围内的油气在平面上的分布存在差异（见图3）。该研究详细统计了2 250～2 750 m，2 750～3 250 m，3 250～3 750 m及3 750～4 000 m 4个深度段的油气分布特征。分析结果表明：2 250～2 750 m深度段内的油气，主要分布在构造顶部马东断裂的Ⅰ和Ⅱ号断裂之间；2 750～3 250 m深度段内的油气，主要分布在构造顶部马东断裂的Ⅲ和Ⅳ号断裂之间；3 250～3 750 m深度段内的油气，主要分布在马东断裂的Ⅳ号断裂以外的区域；3 750～4 000 m深度段内的油气，主要分布在马厂东北翼靠近洼陷较近的区域内。平面上不同深度段内的含油面积，随着埋藏深度的增加，整体上呈现由构造顶部的西南方向向构造翼部东北方向偏移的特征（见图3）。

图3 马厂地区不同深度段内的油气平面分布范围

4.3 断裂活动史与油气生成史之间的匹配关系

马厂地区油气充注史分析结果表明，构造顶部的马10井油气包裹体均一温度较低，均小于110℃。从构造顶部到构造翼部，包裹体的均一温度呈逐渐增大的趋势，构造顶部与构造翼部结合部位的马11-16井油气包裹体均一温度部分超过110℃，最大值可达120℃；而构造翼部的马36井，油气包裹体均一温度持续增大，部分包裹体的均一温度可达130℃。结合该区的油气埋藏史，各井的油气成藏时间分别为22～28 Ma，22～25 Ma及0～8 Ma，成藏时间从构造顶部到构造翼部具有逐渐变新的趋势（见图4）。

从断裂活动史分析可知，马东Ⅰ号断层位于马厂潜山东侧，形成、活动于沙四时期，在 —O下部—底部滑脱；马东Ⅱ号断层形成、活动于沙四—沙三下时期，在C—P底部滑脱；马东Ⅲ号断层形成、活动于沙三下—沙三上时期，在C—P内部滑脱；马东Ⅳ号断层主要形成、活动于沙三上—沙二期，在沙四上内部—底部滑脱。因此，可以看出，马东断层系的形成发育经历了由西南向北东方向、由马东Ⅰ号到Ⅳ号逐渐发育的过程，断层发育具有西早东晚的特征（见图5）。

图4 马厂地区不同构造部位原油充注期分析

图5 马厂地区断裂活动史与油气充注史、分布特征关系

断裂发育史、油气充注史及油气平面分布特征分析表明：该区的油气充注过程大致为油气从构造顶部到构造翼部逐渐充注，这是由于马东断裂从西向东逐渐活动造成的。西边的马东Ⅰ号及Ⅱ号断裂活动时期早、结束早，造成沙二及沙一时期生成的成熟度相对较低的早期油气主要沿着马东Ⅰ号及Ⅱ号断裂向上输导。由于马东Ⅰ号及Ⅱ号断裂活动停止早，造成早期充注的油气得以保存，后期没有进行大规模的调整，由此导致早期油气主要富集在马东Ⅰ号断裂之内区域及马东Ⅰ号断裂与马东Ⅱ号断裂之间的区域（见图3）。东营构造运动时期，该区油气大规模形成，该时期的马东Ⅲ号和Ⅳ号断裂剧烈活动，造成相对成熟度较高的油气大量沿着马东Ⅲ号和Ⅳ号断裂源源不断地从洼陷中心向构造顶部充注，充注上来的油气主要富集在马东Ⅲ号和Ⅳ号断裂附近反向断裂圈闭内。随着东营构造运动的结束，油气充注过程也逐渐结束，之后该区没有大的构造运动，油气没有进行大规模的调整，由此导致油气保存至今。另外，结合马厂地区东营构造时期的剥蚀厚度及后期的沉积厚度推测，马厂构造顶部剥蚀厚度在1 600～1 700 m，后期沉积厚度为1 800 m左右，两者基本相当，由此推测，马厂地区构造顶部的原油没有进行再次埋藏演化。

构造翼部的原油成熟度向洼陷中心呈逐渐增大的趋势，这主要是由于该区后期的沉积厚度大于当时东营构造时期的剥蚀厚度，造成部分油气再次埋藏演化，且该区存在较大厚度的有效烃源岩，存在二次生烃现象。这也与东濮凹陷其他地区存在晚期成藏的依据相吻合。

5 结论

1）通过对马厂地区原油饱和烃、芳烃、非烃及沥青质的资料分析，马厂地区存在2大类原油。2类原油均为成熟原油，但成熟度存在高低。整体上，构造顶部的原油成熟度偏低，构造翼部的原油成熟度偏高，原油成熟度自构造顶部到构造翼部呈逐渐增大的趋势。

2）通过对马厂地区的烃源岩特征、断裂发育史、油气充注史等资料的综合分析，认为马厂地区构造顶部的原油成熟度主要与马东断裂的有序活动引起原油的有序充注有关，构造翼部的原油成熟度主要与东营构造时期的剥蚀厚度及后期沉积厚度大小有关。

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（编辑 王淑玉）

Analysis on hydrocarbon accumulation mechanism in Machang Area of Dongpu Depression

Guo Dianbin,Fang Qian
(Research Institute of Exploration and Development,Zhongyuan Oilfield Company,SINOPEC,Puyang 457001,China)

In order to clarify the characteristics of hydrocarbon accumulation mechanism in Machang Area,this paper analyzes the data of saturated hydrocarbon,aromatic hydrocarbon and asphaltene of crude oil in Machang Area.The results show that there are two kinds of crude oils,which are all mature crude oils with different maturity.On the whole,the crude oils on the top structure have low maturity,while the crude oils on the wing structure have high maturity.The maturity of crude oils is increasing gradually from the top to the wing structure.By analyzing the characteristics of hydrocarbon source rock,fracture development history and hydrocarbon charge history,it is considered that the maturity difference of crude oils on the top structure depends on the orderly filling of crude oils caused by the orderly activities of Madong fracture and the maturity difference of crude oils on the wing structure mainly depends on the denudation thickness in Dongying tectonic period and the size of late sedimentary thickness.

crude oil maturity;accumulation mechanism;orderly activity of fracture;Machang Area;Dongpu Depression

“十二五”国家科技重大专项“东濮凹陷油气富集规律与增储领域”（2011ZX05006-004-07）

TE122.3+1

：A

1005-8907（2012）01-0001-05

2011-09-21；改回日期：2011-11-23。

国殿斌，男，1975年生，高级工程师，从事油藏地质及油气田勘探开发方面的研究工作。

国殿斌，房倩.东濮凹陷马厂地区油气成藏机理分析［J］.断块油气田，2012，19（1）：1-5. Guo Dianbin，Fang Qian.Analysis on hydrocarbon accumulation mechanism in Machang Area of Dongpu Depression［J］.Fault-Block Oil& Gas Field，2012，19（1）：1-5.