东濮凹陷不同环境烃源岩评价及生排烃特征研究

陈洁，鹿坤，冯英，苑克红，王德波，崔红，张文洁

（1.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；2.中国石化中原石油勘探局对外经济贸易总公司，河南 濮阳 457001）

东濮凹陷不同环境烃源岩评价及生排烃特征研究

陈洁1，鹿坤1，冯英1，苑克红1，王德波1，崔红2，张文洁2

（1.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；2.中国石化中原石油勘探局对外经济贸易总公司，河南 濮阳 457001）

东濮凹陷不同环境烃源岩生烃潜力差别巨大，文中对不同环境烃源岩有机地球化学特征和生排烃特征进行了研究。研究结果表明：东濮北部咸水环境烃源岩为好—优质烃源岩，北部半咸水环境烃源岩为中等—好烃源岩，南部淡水—微咸水环境烃源岩最差，为差—中等烃源岩。不同环境烃源岩均有2次生烃和2次排烃，第一期生烃为镜质体反射率Ro小于0.7%，该期主要是可溶有机质直接转化成未熟或者低熟油，第二期为Ro大于0.7%，主要以干酪根热降解生成成熟油为主。东濮凹陷不同环境烃源岩评价及生排烃特征的研究，对东濮凹陷下一步勘探具有指导意义。

沉积环境；烃源岩评价；生排烃特征；东濮凹陷

1 区域概况

东濮凹陷是一个典型的含盐盆地，整个盆地呈北北东向展布，南宽北窄。其东侧隔兰聊大断裂与鲁西隆起为邻，西侧以六塔-石家集断层为界与内黄隆起相接，南至兰考凸起，北到马陵断层，面积约5 300 km2（见图 1）［1-2］。

东濮凹陷北部盐岩发育，主要分布在沙三段。其中，沙三中盐岩厚度最大，分布最广。东濮凹陷不同地区烃源岩的沉积环境不同，其中，北部含盐区为典型的咸水环境，北部无盐区为半咸水环境，而南部地区则为淡水—微咸水环境（见图1）。不同沉积环境烃源岩有机质丰度及生排烃特征差别较大，通过对不同沉积环境烃源岩评价及生排烃特征研究，可以为资源评价及生烃潜力预测提供依据。

图1 东濮凹陷构造单元及沉积环境划分

2 烃源岩有机质丰度评价

有机质丰度是评价烃源岩生烃能力的重要参数之一。通过对东濮凹陷沙三段不同沉积环境烃源岩的有机质丰度统计来看（见表1），东濮凹陷北部咸水环境烃源岩有机碳质量分数（TOC）平均值为1.54%，氯仿沥青“A”平均值为0.182 0%，生烃潜量平均值为6.44 mg/g，为好—优质烃源岩；北部半咸水环境烃源岩TOC平均值为0.71%，氯仿沥青“A”平均值为0.127 3%，生烃潜量平均值为1.82 mg/g，为中等—好烃源岩；南部的淡水—微咸水环境烃源岩有机质丰度最差（TOC平均值为0.34%，氯仿沥青“A”平均值为0.024 4%，生烃潜量平均值为0.36 mg/g），为差—中等烃源岩。从不同环境烃源岩的有机质丰度统计来看，沉积环境对有机质丰度具有明显的控制作用，即古盐度越高，有机质丰度越高。

表1 东濮凹陷沙三段不同环境烃源岩评价

3 烃源岩有机质类型评价

不同的有机质类型具有不同的元素组成和化学结构，有机质类型决定了源岩的生烃演化及其产物特征［3］。

从东濮凹陷沙三段烃源岩氢碳、氧碳元素组成范氏图（见图2）上可以看出，烃源岩有机质类型以Ⅱ1和Ⅱ2型为主，兼有部分Ⅰ型和Ⅲ型。

图2 东濮凹陷沙三段烃源岩干酪根类型元素分类

其中，北部咸水环境烃源岩有机质类型以Ⅱ1和Ⅱ2型为主，分别占30%和40%；北部半咸水环境烃源岩有机质类型以Ⅱ2型为主，占50%；南部的淡水—微咸水环境烃源岩有机质类型略差，以Ⅱ2和Ⅲ型为主，分别占50%和40%。从不同环境烃源岩的有机质类型统计来看，古盐度对有机质类型也具有控制作用，即古盐度越高，有机质类型越好。

4 有机质热演化特征

在一个连续的沉积盆地中，沉积岩的埋藏深度与岩石中镜质体反射率具对数关系，应用镜质体反射率可将有机质热演化过程划分为未成熟（Ro＜0.5%）、低成熟(Ro为0.5%～0.7%)、成熟(Ro为0.7%～1.3%)、高成熟（Ro为1.3%～2.0%）和过成熟（Ro＞2.0%）5个阶段［4］。

从东濮凹陷不同沉积环境烃源岩Ro与深度关系图（见图3）上可以看出，东濮凹陷最重要的生油层位沙三段都已进入成熟阶段。其中，1）北部咸水环境烃源岩Ro达0.5%时，埋藏深度已达2 450 m，生油岩埋深进入3 150 m后即开始成熟，3 800 m已进入生油高峰，4 250 m进入湿气-凝析油阶段，进入过成熟及干气阶段的深度已达4 900 m。2）北部半咸水环境烃源岩Ro达0.5%时，埋藏深度为2 300 m；当Ro为0.7%时，其埋藏深度为2 900 m；当Ro为1%时，其埋藏深度为3 590 m，当Ro为1.3%时，其埋藏深度为4 000 m；当Ro为2.0%时，其埋藏深度巳达4 700 m。3）南部淡水—微咸水环境生油岩埋藏深度进入3 150 m后即开始成熟，3 850 m已进入生油高峰，4 350 m进入湿气-凝析油阶段，进入过成熟及干气阶段的深度已达5 200 m。

图3 东濮凹陷不同环境烃源岩演化剖面

5 不同环境烃源岩的生排烃特征

生排烃特征的研究方法很多［5-9］。其中，生油高峰的确定主要通过有机质的转化率来研究，有机质的转化指标通常用氯仿沥青“A”/有机碳来研究［10］。庞雄奇提出运用生烃潜力法来研究排烃门限，用生烃潜力指数（（S1+S2）/TOC）来表征源岩的生烃潜力。源岩的生烃潜力指数在演化过程中开始减小时，表明有烃类开始排出，而开始减小时所处的埋深正代表了源岩的排烃门限［11］。

通过东濮凹陷不同环境烃源岩演化剖面（见图3）可以看出，不同沉积环境烃源岩均有2次生烃和2次排烃。其中，第一期生烃为Ro小于0.7%，该期主要是可溶有机质直接转化成未熟或者低熟油，是一种典型的低温生烃。随着可直接转化成烃的有机质耗尽，氯仿沥青“A”/TOC逐渐减小，到第二期为Ro大于0.7%，主要以干酪根热降解生成成熟油为主。

从排烃门限和生油高峰关系来看，第一次生烃生油高峰和排烃门限几乎同时出现，说明生油量比较少，要达到生油高峰时才能排烃。而第二次生烃排烃门限比生油高峰早，说明生油量大，还未达生油高峰即已开始排烃。

6 结论

1）东濮凹陷咸水环境烃源岩为好—优质烃源岩，半咸水环境烃源岩为中等—好烃源岩，淡水—微咸水环境烃源岩为差—中等烃源岩。

2）沉积环境对烃源岩生烃潜力具有明显的控制作用，即古盐度越高，有机质丰度越高，有机质类型越好。

3）不同环境烃源岩均有2次生烃和2次排烃，第一期生烃为Ro小于0.7%，该期主要是可溶有机质直接转化成未熟或者低熟油；第二期为Ro大于0.7%，主要以干酪根热降解生成成熟油为主。

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（编辑 刘丽）

Evaluation on hydrocarbon source rocks in different environments and characteristics of hydrocarbon generation and expulsion in Dongpu Depression

Chen Jie1,Lu Kun1,Feng Ying1,Yuan Kehong1,Wang Debo1,Cui Hong2，Zhang Wenjie2
(1.Research Institute of Exploration and Development,Zhongyuan Oilfield Company,SINOPEC,Puyang 457001,China;2.ZPEB International,SINOPEC,Puyang 457001,China)

In different environments,the potential of hydrocarbon source rocks has a significant difference in Dongpu Depression. By studying the organic geochemistry of source rocks and the characteristics of hydrocarbon generation and expulsion in different environments,it is shown that the source rocks in the northern salt water environment are good to excellent,the source rocks in northern brackish environment are medium to good and the source rocks in southern fresh water-brackish water environment are poor to medium．Source rocks in different environments have twice hydrocarbon generations and expulsions．The first phase is Ro＜0.7%,in which the soluble organic matters directly convert into immature or low mature oil.The second phase is Ro＞0.7%,in which the thermal degradation of kerogen mainly generates mature oil．The evaluation on source rocks in different environments and the characteristics study of hydrocarbon generation and expulsion can provide an instructive role for the next step exploration in Dongpu Depression．

sedimentary environment;evaluation on hydrocarbon source rock;characteristics of hydrocarbon generation and expulsion;Dongpu Depression

国家科技重大专项“渤海湾盆地南部精细勘探关键技术”（2008ZX05000-006）资助

TE122.1

：A

1005-8907（2012）01-0035-04

2011-08-09；改回日期：2011-11-28。

陈洁，女，1965年生，工程师，现从事油田地质研究工作。E-mail：zhychj666@126.com。

陈洁，鹿坤，冯英，等.东濮凹陷不同环境烃源岩评价及生排烃特征研究［J］.断块油气田，2012，19（1）：35-38. Chen Jie，Lu Kun，Feng Ying，etal.Evaluation on hydrocarbon source rocks in different environments and characteristics of hydrocarbon generation and expulsion in Dongpu Depression［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2012，19（1）：35-38.