潍北凹陷原油成因类型分布及油源对比

史翠娥，杨慧臣，尚刚，王传忠，席伟军

（1.中国石化胜利油田分公司东胜公司，山东东营 257001；2.中国石化胜利油田分公司新春采油厂，山东东营 257001）

潍北凹陷原油成因类型分布及油源对比

史翠娥1，杨慧臣1，尚刚1，王传忠1，席伟军2

（1.中国石化胜利油田分公司东胜公司，山东东营 257001；2.中国石化胜利油田分公司新春采油厂，山东东营 257001）

应用油藏地球化学方法对潍北凹陷孔店组原油进行成因类型划分和油源对比研究，通过生物标志化合物特征分析，可将潍北凹陷原油分为4类，Ⅰ类为成熟腐殖型原油，Ⅱ类为低熟腐殖型原油，Ⅲ类为成熟腐泥型原油，Ⅳ类为低成熟腐泥型原油；Ⅰ类和Ⅲ类原油在工区分布广泛，Ⅱ类和Ⅳ类原油主要分布在东南部。通过油源对比研究，认为Ⅰ类、Ⅱ类原油主要来源于临近区域的孔二段上亚段湖沼相的泥岩或碳质泥岩，Ⅲ类、Ⅳ类原油主要来源于临近区域的孔二段中亚段的湖相泥岩。

原油成因；油源对比；孔店组；潍北凹陷

0 引言

潍北凹陷位于渤海湾盆地沂沐断裂带内，自20世纪70年代开始钻探。目前，在孔三段玄武岩、孔二段砂砾岩和孔一段粉细砂岩中均发现有工业油气流，且存在轻质油、普通原油、稠油等多种油气藏类型。油气成藏过程复杂，前人对潍北凹陷的原油类型、烃源岩、热历史及构造演化进行了研究[1-4]，但凹陷中烃源岩类型多样，成熟度差异比较大，烃源岩的横向、纵向生烃潜力不均衡[5-9]，生烃范围不明确，导致原油成因类型、油源及油气成藏问题尚不清楚。本文在前人研究的基础上，对孔店组原油地球化学特征进行剖析并开展成因分类研究，结合原油平面分布特征，分析油气来源。

1 研究区地质概况

潍北凹陷是昌潍坳陷的一个次级陆相断陷凹陷，面积约880 km2，是一个小型中新生代沉积盆地。东侧通过昌邑-大店断裂与鲁东隆起相邻，西为鄌郚-葛沟断裂，北以古城-潍河口断层与昌北凸起和潍河口洼陷相接，南部与潍县凸起相连[10]。潍北凹陷主要形成于古近纪始新世，渐新世开始衰退，新近纪—第四纪为整体坳陷阶段。由于凹陷北界的古城-潍河口断层长期强烈活动，使凹陷北部大幅度沉降，形成了北断南超、北陡南缓、北深南浅的箕状凹陷，东西向则表现为夹在2条边界大断裂中的双断式断陷盆地[1-2]。

根据地层沉积特点和构造特征，将凹陷分为北部洼陷带、南部斜坡带、灶户断鼻带、瓦城断阶带4个次级构造单元。第三系自下而上为孔店组、沙河街组四段（缺失沙河街组三段—一段）、馆陶组及明化镇组。目前在孔三段玄武岩、孔二段砂砾岩和孔一段粉细砂岩中均发现工业油气流。纵向上，油气藏埋深存在北深南浅的变化趋势，北部油气藏主要分布在孔二段，埋深较大，中部主要为孔二中上、孔一下油气藏，南部缓坡带为孔二段油气藏；平面上，油气分布不均，主要分布在灶户断鼻带，且油气藏类型存在差异，由北部洼陷带向南部斜坡带可依次划分为岩性-构造-地层油气藏。

2 原油成因类型划分

2.1 原油地球化学性质

该区油藏埋深700～3 400 m，20℃时原油密度0.786 3～0.950 9 g/cm3，50℃时黏度2.87～817.00mPa·s（见图1），凝固点15～46℃，含硫量0.02%～0.77%，含蜡量0.86%～29.30%。该区原油整体表现为高凝固点、高含蜡、低含硫的特点，反映出原油的生油岩母质沉积时水体盐度不高，陆源生物蜡贡献较大[2，11]。根据分类标准，可将该区原油分为轻质油、普通原油和稠油。由北部洼陷带向南部斜坡带油藏埋深变浅，原油密度和黏度变大，孔一段稠油位于灶户断鼻带南部，油藏埋深小于1 000m，可能遭受生物降解和次生变化而变稠[12]。

潍北凹陷原油族组成中烷烃相对质量分数较高，非烃和沥青质相对较低，饱芳比一般都大于2，部分井大于10。孔二段和孔三段相对孔一段原油总烃质量分数和饱芳比要略高，反映出孔二段和孔三段原油烷烃类质量分数相对孔一段较高。原油烷烃色谱分布曲线中，正构烷烃分布较完整，碳数分布范围在C11—C35，孔一段前峰型和后峰型都有分布，孔二段主要为前峰型，Pr/Ph都大于2.0，反映母质形成环境为偏氧化环境，奇偶优势不明显，OEP为0.99～1.20，平均为1.12；靠近东南方向部分井的OEP相对北部略大，反映成熟度相对略低，孔二段原油正构烷烃的轻/重比（∑C21-/∑C22+）和（C21+C22）/（C28+C29）两项参数略高于孔一段，平面上的分布规律不明显。

由原油饱和烃质量色谱分析数据可以看出，伽马蜡烷除昌39井孔三段原油相对较高外，其他原油中等，一般为0.08～0.32；Pr/Ph都大于1.5，20S/（20S+ 20R）C29甾烷为0.20～0.58，αββ/（αββ+ααα）C29甾烷为0.23～0.51，反映原油成熟度从低成熟到成熟都有分布；20RαααC27，C28，C29甾烷一般呈L型、V型或反L型分布，20RαααC27/C29甾烷为0.21～1.47，大部分样品中可见到4-甲基甾烷，反映原油生烃母质既存在低等水生生物又存在高等植物贡献。

图1 潍北凹陷原油物性随深度变化情况

2.2 成因分类

根据原油生物标志化合物特征，可将潍北凹陷原油分为4类（见图2）:Ⅰ类原油为成熟腐殖型原油，该类原油的20RαααC29甾烷比20RαααC27高，原油达到成熟，在孔一段、孔二段广泛分布；Ⅱ类原油为低熟腐殖型原油，20RαααC29甾烷比20RαααC27高，原油低熟，主要在东南部分布；Ⅲ类原油为成熟腐泥型原油，20RαααC27甾烷相对于20RαααC29较高，原油达到成熟，在平面上分布范围较广，灶户断鼻带西北部和南部都有分布；第Ⅳ类为低成熟腐泥型原油，20RαααC27甾烷明显比20RαααC29高，为低成熟原油，目前只在南部昌39井孔三段和昌91井孔一段见到。整体而言，潍北凹陷腐殖型原油分布相对腐泥型要多，即Ⅰ类、Ⅱ类原油分布较多，反映烃源岩有机物来源中高等植物贡献较多。

图2 潍北凹陷原油成因划分示意

2.3 平面分布特征

在平面上，孔一段原油除南部的昌66井外，基本为Ⅰ类，即成熟腐殖型原油。原油由北向南成熟度降低，反映出该类原油的生烃中心在北部，油气具有从北向东南运移的趋势。昌66井为Ⅲ类原油即低成熟腐泥型原油，可能来源于南部的低成熟腐泥型烃源岩。

孔二段和孔三段腐殖型原油和腐泥型原油在全区分布较广泛，分布区带互相叠置，如昌80井和昌86井在孔二段不同深度的原油分别属于Ⅰ类和Ⅲ类，原油成熟度也具有北部高、东南部低的趋势。整体而言，Ⅰ类和Ⅲ类原油主要分布在灶户断鼻带的北部，Ⅱ类和Ⅳ类原油主要分布在南部。

3 油源对比

3.1 烃源岩特征

孔二段是潍北凹陷主要的烃源岩层系，厚度238～ 3 000m，暗色泥岩厚度可达2 200m。孔二下亚段为深湖—半深湖沉积，以暗色泥岩为主，夹少量薄层状砂岩及泥质砂岩；孔二中亚段为浅湖—半深湖沉积，以灰色泥岩为主，发育部分碳质泥岩及煤层；孔二上亚段为浅湖沼泽化沉积，发育有灰色泥岩、碳质泥岩、碳质页岩及部分煤层，有少量薄层砂砾岩[13-16]。

前人研究表明，潍北凹陷孔二段发育有好、较好、较差烃源岩，烃源岩干酪根类型以Ⅲ，Ⅱ2及Ⅱ1型为主，只有少数样品为Ⅰ型；烃源岩从低成熟到成熟都有分布，从北部洼陷到南部斜坡带，烃源岩有机质丰度和成熟度分布均存在非均质性。总体而言，潍北凹陷孔二段烃源岩具备较好的生烃潜力，能大量生成油气。

3.2 油源对比

Ⅰ类原油以昌78井孔二段上亚段原油为例，Ⅱ类原油以昌90井孔二段上亚段原油为例，通过对比分析生物标志化合物，发现其与昌64井孔二段上亚段深灰色泥岩生物标志化合物相似（见图3）。20RαααC29甾烷相对于20RαααC27甾烷高，伽马蜡烷体积分数中等，均含4-甲基甾烷，但昌90井原油表征成熟度的相关参数相对较低，烃源岩中低等水生生物和高等植物都有贡献，但是高等植物母质贡献相对较高，认为Ⅰ类原油主要来自北部洼陷带和灶户断鼻构造带的孔二上亚段成熟烃源岩，Ⅱ类原油则主要来自灶户断鼻构造带和南部斜坡带的孔二上亚段低成熟烃源岩，岩性主要为湖沼相的泥岩或碳质泥岩。

图3 Ⅰ类和Ⅱ类原油与烃源岩生标特征对比

Ⅲ类原油以昌67井孔二段原油为例，其生标特征与央5井孔二段中亚段深灰色泥岩极其相似（见图4）。20RαααC29甾烷相对于20RαααC27甾烷较低，母质中低等水生生物相对高等植物贡献较大，烃源岩沉积时水体相对较深。该类原油主要分布在灶户断鼻带北部，可能主要来源于北部洼陷带或灶户断鼻带北部成熟的孔二中段湖相泥岩烃源岩。

Ⅳ类原油平面上只分布在灶户断鼻带南部昌91井和昌39井，其油源应该主要来源于凹陷南部低成熟的湖相泥岩烃源岩[9，15]，昌39井还遭受了生物降解，导致生物标志化合物损失严重。

图4 Ⅲ类原油与烃源岩生标特征对比

4 结论

1）潍北凹陷原油可分为4类:Ⅰ类为成熟腐殖型原油，Ⅱ类为低熟腐殖型原油，Ⅲ类为成熟腐泥型原油，Ⅳ类为低成熟腐泥型原油。Ⅰ类和Ⅲ类原油主要分布在灶户断鼻带的北部，Ⅱ类和Ⅳ类原油主要分布在灶户断鼻带的南部。

2）Ⅰ类原油主要来自北部洼陷带和灶户断鼻构造带的孔二上亚段成熟的湖沼相泥岩或碳质泥岩；Ⅱ类原油主要来自灶户断鼻构造带和南部斜坡带的孔二上亚段低成熟的湖沼相泥岩或碳质泥岩；Ⅲ类原油主要来自北部洼陷带或灶户断鼻带北部成熟的孔二中亚段湖相泥岩；Ⅳ类原油主要来自潍北凹陷东南部低成熟的湖相泥岩。

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（编辑 赵旭亚）

Oilgenetic classification and oil-source correlation in W eibeiDepression

Shi Cuie1,Yang Huichen1,Shang Gang1,W ang Chuanzhong1，XiW eijun2

(1.Dongsheng Com pany,Shengli Oilfield Com pany,SINOPEC,Dongying 257001,China;2.Xinchun Oil Production Plant,Shengli Oilfield Company,SINOPEC,Dongying 257001,China)

Using the reservoir geochem istrymethod，this papermainly studies the genetic classification and oil-source correlation inWeibeiDepression.Through analyzing the compound features of biomarker,the crude oils in WeibeiDepression can be divided into four types:TypeⅠismature humic oil,TypeⅡis low-mature humic oil,TypeⅢismature sapropel oil and TypeⅣis lowmature sapropel oil.TypeⅠandⅢcrude oil are widely distributed in the study area.The crude oils of TypeⅡandⅣaremainly distributed in the southeast.From oil-source correlation analysis,it ia considered that the crude oils of TypeⅠandⅡcomemainly from the area adjacent to themudstone of lakes-swampsor carbonaceousmudstone Ek2sand TypeⅢandⅣcrude oilsmainly come from the lacustrinemudstonesof Ek2z.

oilgenetic classification;oil-source correlation;Kongdian Formation;WeibeiDepression

国家油气重大专项“渤海湾盆地精细勘探关键技术”（2011ZX05006）

TE122.1+13

A

2013-06-19；改回日期：2013-09-15。

史翠娥，女，1985年生，硕士，主要从事地质勘探与油气成藏研究工作。E-mail:cnxwj2003@yahoo.com.cn。

史翠娥，杨慧臣，尚刚，等.潍北凹陷原油成因类型分布及油源对比[J].断块油气田，2013，20（6）:709-712.

Shi Cuie，Yang Huichen，Shang Gang，et al.Oil genetic classification and oil-source correlation in Weibei Depression[J].Fault-Block Oil&Gas Field，2013，20（6）:709-712.

10.6056/dkyqt201306007