济阳坳陷前古近纪烃源岩生烃潜力分析

牛子铖，王永诗，王学军，张学军，王秀红，韩冬梅，刘 旋，王 茹，王 娟

1. 中国石化 胜利油田分公司 勘探开发研究院, 东营 257022；2. 中国石化 胜利油田分公司 博士后流动工作站, 东营 257022；3. 中国石化 胜利油田分公司, 东营 257022

作为中国东部典型的陆相断陷盆地，济阳坳陷经过近60年的勘探开发历程，石油资源探明率已经达到52.1%，进入了高勘探程度阶段（宋明水和李友强，2020）。伴随着勘探程度的不断提高，浅层储量空白区越来越小，勘探难度越来越大，勘探层系向深部拓展成为必须。而地质认识的深化和勘探技术的进步也推动了含油气盆地勘探层系的深移（何登发等，2019），其中，烃源岩的认识是深层油气富集规律研究和油气勘探的基础。东部盆地中将埋深大于3500 m的地层称为深层（孙龙德等，2013），济阳坳陷深层烃源岩包括埋深较大的古近系孔店组和沙四段烃源岩，以及前古近系多套不同构造—沉积背景下发育的烃源岩，本文将重点讨论前古近系烃源岩的特征。前人对研究区古近系烃源岩做了大量的研究，但是对于前古近系烃源岩的发育背景、地化特征和资源潜力还没有进行过系统分析。渤海湾盆地是太古宇结晶基底上发育起来的一个经历了多期旋回的沉积盆地，前古近系广泛发育，盆地内发现的孔西潜山带油藏、乌马营油田、孤北气藏等一系列油气藏与前古近系烃源岩密切相关（林武等，2007；周立宏等，2019），表明了前古近系烃源岩形成的油气藏是未来油气勘探的重要现实领域。整体来讲，研究区前古近系源岩埋藏深度较大、经历的埋藏剥蚀过程复杂，研究程度较低。本文系统梳理相关分析资料，对济阳坳陷海相碳酸盐岩为主的下古生界烃源岩、海陆交互相的上古生界煤系烃源岩以及河湖沼泽相为主的中生界烃源岩进行综合论述，以期明确其基本地化特征和资源潜力，从而为下一步的研究和勘探提供借鉴。

1 区域地质背景

济阳坳陷是发育在渤海湾盆地西南部的一个断陷盆地，区内发育了义和庄凸起、陈家庄凸起、东营凹陷、沾化凹陷等多个二级构造单元（杨超和陈清华，2005）。研究区在结晶基底上经历了多期的旋回成盆作用，垂向上自下而上发育了太古宇基底层、下古生界寒武系—奥陶系、上古生界石炭系—二叠系、中生界侏罗系—白垩系、新生界古近系—第四系，其中古近系包括孔店组、沙河街组和东营组，新近系包括馆陶组和明化镇组（宋明水，2018）。

济阳坳陷处于华北板块上的渤海湾盆地，除了与华北板块的演化保持一致外，在形成过程中同时受到郯庐断裂的巨大影响。自古生代以来渤海湾盆地构造—沉积演化可分为古生代—中生代早期大陆板块拼合与克拉通盆地演化阶段、中生代中期—新生代活动大陆边缘与陆内裂谷盆地演化阶段，对济阳坳陷而言，古生代以升降运动为主，中生代属于裂前拱起挤压变形—初始断陷阶段，新生代则进入强烈的断裂拉张阶段。

构造演化的旋回特征也造就了沉积地层的旋回特征。在郯庐断裂以西广泛发育的寒武—奥陶系整体属于陆表海沉积，其早期为被动大陆边缘沉积，晚期逐渐变为主动大陆边缘沉积，沉积相也由广泛发育的台地潮坪转变为较大范围的局限台地。加里东晚期全区整体抬升剥蚀，晚石炭世开始接受大范围的沉积，整体表现为陆表海型聚煤盆地，海水进退频繁，渤海湾盆地石炭系—二叠系可以分为陆表海环境、海陆过渡环境和大陆环境。研究区大多缺失三叠系，中—下侏罗统直接不整合覆盖于下伏地层之上，主要发育浅湖—沼泽相沉积为主的含煤地层，上侏罗统到下白垩统发育河流相为主的碎屑沉积，同时伴随有大量火山碎屑岩（王永诗等，2010）。不同演化阶段构造和沉积背景的差异也导致了烃源岩特征和资源潜力的差异。

2 下古生界烃源岩

早古生代华北地区属于典型的稳定地台型陆表海沉积，寒武系—奥陶系沉积了以海相碳酸盐岩为主的地层。寒武系—奥陶系有效烃源岩主要分布在八陡组和马家沟组，这一时期济阳坳陷主要属于开阔海相，属于一种相对稳定的弱还原水体条件，利于各种藻类的发育和有机质的保存。有效烃源岩主要分布在沾化、惠民和车镇凹陷，厚度普遍在50～100 m之间，而在东营凹陷分布则较为局限，厚度小于50 m。

研究区下古生界样品较少，主要来源于寒武系的馒头组，以及奥陶系冶里组—亮甲山组、下马家沟组、上马家沟组和八陡组，岩性以灰岩和泥灰岩为主。从有机质丰度特征来看，下古生界烃源岩TOC分布在0.06%～2.11%之间，平均值为0.18%，样品TOC整体较低，大多数在0.1%以下，各组段对比来看，八陡组烃源岩有机质丰度相对较高，不少样品TOC高于0.2%，尽管泥灰岩样品数较少，但总体可以看出具有相对较高的有机质含量（图2）。

图2 济阳坳陷下古生界烃源岩TOC与S1+S2关系图Fig. 2 Correlation between TOC and S1+S2 of the Lower Paleozoic source rocks in the Jiyang Depression

关于海相碳酸盐岩烃源岩有机质丰度下限问题，不同学者提出了不同的标准，TOC下限值分布在0.05%～0.5%之间（秦建中等，2004；彭平安等，2008；陈建平等，2012），差异较大。另一方面，关于Ⅰ型和Ⅱ型有机质为主的较高成熟度碳酸盐岩烃源岩是否需要进行有机质丰度恢复也存在争议（钟宁宁等，2004a，b）。如果以0.2%～0.25%作为高过熟烃源岩的下限（陈义才等，2014；霍志鹏等，2016），那么研究区发育一定量的有效烃源岩。

下古生界烃源岩原始有机质类型主要为Ⅰ型，菌藻类为代表的水生生物来源的腐泥组是其主要组分（图3）。

图3 济阳坳陷下古生界烃源岩腐泥组镜下特征（大古22井，上马家沟组灰色灰岩）Fig. 3 Photomicrographs showing the sapropelinite of the Lower Paleozoic source rocks in the Jiyang Depression (Well Dagu 22, upper Majiagou formation, gray limestone)

由于研究区下古生界烃源岩成熟度普遍较高，大多数样品超出了元素分析和热解分析确定有机质类型图版的有效判识范围，因此本文主要利用显微组分构成来确定烃源岩的有机质类型特征。从研究区典型样品烃源岩显微组分可以看出，腐泥组分含量极高，普遍在90%以上（张夏组泥质条带灰岩腐泥组含量相对较低），部分样品含有一定量的海相镜质体和次生固体沥青等（统归为镜质组），总体来看，下古生界烃源岩有机质类型好，除个别异常样品外，整体表现为Ⅰ型有机质（表1），利于生烃（曹庆英，1985）。另外，研究区下古生界具有较高含量的藿烷、低含量的重排甾烷、高含量的4α-甲基甾烷、低联苯含量、高菲和三芴含量等饱和烃和芳香烃化合物构成特征，也表明了这套烃源岩较还原的沉积环境和菌藻为主的有机质来源（林红梅，2017）。

表1 济阳坳陷下古生界烃源岩显微组分构成表Table 1 Maceral components of the Lower Paleozoic source rocks in the Jiyang Depression

早古生代海相烃源岩缺乏来源于高等植物的镜质体，因此通过测定固体沥青反射率（BRo）并转化为等效镜质体反射率（EqVRo）来评价烃源岩成熟度。关于固体沥青反射率和等效镜质体反射率之间的转换关系，国内外学者取得了大量的研究成果（Jacob，1989；Bertrand, 1990；刘德汉，1994），本文中采用刘德汉提出的等效关系式（EqVRo=0.668×BRo+0.346）。计算所得的EqVRo与现今样品埋深规律性差（图4），不同样品在同一埋深下EqVRo最大差值可以达到1.0%以上，反映了下古生界沉积后区域上复杂的构造演化和热演化史。从热演化特征来看，研究区下古生界烃源岩处在成熟—过成熟阶段，其中车镇凹陷样品主要在成熟阶段（0.8%＜EqVRo＜1.1%），惠民凹陷样品在高成熟—过成熟阶段（1.2%＜EqVRo＜1.7%），而沾化凹陷样品都为过成熟阶段（1.2%＜EqVRo＜2.4%）。基于生烃动力学的下古生界生烃史研究表明，济阳坳陷下古生界液态烃主要生成时期为140～110 Ma之间，气态烃主要生成时间为130～100 Ma之间（耿新华和耿安松，2011）。

图4 济阳坳陷下古生界烃源岩等效镜质体反射率与深度关系Fig. 4 Variation of equivalent vitrinite reflectance along depth of the Lower Paleozoic source rocks in the Jiyang Depression

总体来看，下古生界烃源岩在研究区分布范围相对局限，厚度较薄，集中在奥陶系八陡组和上、下马家沟组，烃源岩有机质类型较好，但成熟度较高，尽管有机质丰度较低，考虑到分析样品的局限性，可以认为在条件合适的区域仍然可以发育有效的烃源岩。

3 上古生界烃源岩

上古生界是渤海湾盆地一套重要的烃源岩，近年来在黄骅坳陷中南部港北潜山、乌马营潜山、歧北潜山等区块发现了一系列上古生界供烃的油气田，证实了这套烃源岩的有效性，胜利探区孤北潜山带、曲堤地垒带等构造带一系列煤成气藏的发现也印证了这套烃源岩的有效性（周立宏等，2019）。

上古生界在济阳坳陷具有区域上的可对比性，下部的本溪组、太原组和山西组煤系地层分布稳定，保留较全，石千峰组、石盒子组则遭受不同程度的剥蚀。惠民凹陷和东营凹陷西部石炭系—二叠系保留较全。上古生界残余地层具有北西向成带分布，东西向分块展布的特征，厚度中心相间，结合实钻井资料和测井分析确定了研究区石炭系暗色泥岩和煤最厚可达30 m和140 m，二叠系暗色泥岩和煤最厚可达20 m和120 m。

研究区上古生界属于华北地台海陆过渡相沉积，烃源岩包括石炭系和二叠系煤系地层中的暗色泥岩和煤层，主要分布本溪组、太原组和山西组。研究区上古生界烃源岩TOC与S1+S2具有良好的正相关关系，石炭系和二叠系烃源岩有机质丰度特征整体相近（图5）。其中，石炭系暗色泥岩TOC分布在0.25%～13.42%之间（平均值3.10%），S1+S2分 布 在 0.12×10-3～30.73×10-3之 间（平均值4.46×10-3），二叠系暗色泥岩TOC分布在0.13%～18.29%之间（平均值5.28%），S1+S2分布在 0.01×10-3～48.46×10-3之间（平均值10.11×10-3），二叠系发育更多相对高有机质丰度的暗色泥岩；石炭系煤岩TOC分布在32.78%～81.93%之间（平均值 62.18%），S1+S2分 布 在 29.00～290.01×10-3之间（平均值148.08×10-3），二叠系煤岩TOC分布在10.79%～80.27%之间（平均值51.60%），石炭系煤有机质丰度分布集中，相对较高，生烃能力更强。此外，煤和暗色泥岩氢指数也呈现出较大的差异，其中石炭系暗色泥岩氢指数在158.7×10-3～ 454.7×10-3之间，二叠系泥岩氢指数在128.6×10-3～439.2×10-3之间；石炭系煤氢指数在 46.7×10-3～250.4×10-3之间，二叠系煤氢指数在72.1×10-3～144.9×10-3之间。上古生界泥岩较高的氢指数也表明了其具有一定的生油能力。

烃源岩显微组分直接反映了有机质来源和构成特征，是烃源岩特征研究的重要手段，上古生界煤系烃源岩中可以见到不同特征的显微组分（图5，样品来自东营凹陷上古生界煤系地层暗色泥岩）。腐泥组是低等水生生物腐泥化作用的产物，包括藻类体、矿物沥青基质和沥青质体，上古生界整体腐泥组含量较低，荧光下可见椭球状的沥青质体（图6a），以及颗粒感明显的矿物沥青基质（图6b）；上古生界壳质组含量很低，仅可在部分样品中见到橙黄色荧光的长条状孢子体；镜质组和惰质组是上古生界样品中的主要显微组分，镜下可以见到大量无结构的均质镜质体和基质镜质体，以及大量粒度较小的碎屑镜质体，惰质体则主要以丝质体和半丝质体形式出现（图6c，d）。

图5 济阳坳陷上古生界烃源岩TOC与S1+S2关系图Fig. 5 Correlation between TOC and S1+S2 of the Upper Paleozoic source rocks in the Jiyang Depression

图6 济阳坳陷东营凹陷上古生界煤系泥岩中显微组分镜下特征Fig. 6 Photomicrographs showing the maceral components of the Upper Paleozoic source rocks in the Dongying sag, Jiyang Depression

从烃源岩显微组分构成特征来看，石炭系—二叠系暗色泥岩和煤都具有相对较高的镜质组含量，而壳质组含量均很低；不同岩性对比则显示暗色泥岩具有更高的腐泥组分和更低的惰质组分；石炭系和二叠系暗色泥岩具有相似的显微组分构成特征，而石炭系煤相比二叠系煤则具有更高的镜质组含量和更低的惰质组含量（图7）。

图7 胜利油田东部探区上古生界烃源岩显微组分构成特征Fig. 7 Relative contents of the Upper Paleozoic source rocks, eastern exploration area of the Shengli oilfield

烃源岩中饱和烃和芳香烃化合物相关参数对于反映其沉积环境、成熟度、母质来源具有重要意义。饱和烃中Pr/Ph和伽马蜡烷含量是判别水体盐度和氧化还原条件的重要指标，规则甾烷异构化参数 C29ααα20S/(S+R)和 C29ααα/(ααα+αββ)与成熟度密切相关，长链三环萜和规则甾烷相对含量则可以反映有机质的来源特征（Peters et al., 2005）。芳香烃中多发育二环到五环类化合物，随成熟度增加低环数化合物相对含量增加，烷基萘和烷基菲系列化合物可以反映成熟度和生源特征（Adam et al., 2020；Xu and Jin，2020）。

图8展示了中生界样品饱和烃和芳香烃总离子流图及典型的质量色谱图，该样品来自东营凹陷王古2井上古生界灰黑色泥岩（埋深3476 m）。样品正构烷烃主峰碳为nC18；Pr/Ph大于1，伽马蜡烷含量较低，指示了偏氧化的淡水沉积环境；长链三环萜较发育，C27规则甾烷含量略高于C29规则甾烷，反映了陆源高等植物和水生生物共同供源的特征。芳香烃总离子流图上可以看到较完整的萘系列（DMN、TMN和TeMN）、菲系列（P、MP和DMP）、硫芴系列（DBT、MDBT和DMDBT）以及三芳甾烷系列（TAS）化合物，萘系列化合物具有三甲基萘（TMN）高于二甲基萘（DMN）和甲基萘（MN）的特征，菲系列化合物中则具有菲（P）高于甲基菲（MP）和二甲基菲（DMP）的特征。甲基萘指数MNR（2-MN/-MN）为0.92，二甲基萘指数DNR（2,6-DMN+2,7-DMN/1,5-DMN）为 1.64，甲基菲指数 MPI（1.5×（2-MP+3-MP）/（P+1-MP+9-MP））为0.74，根据Radke等（1982）提出的MPI与Ro等效公式计算所得Ro为0.84%。整体来看，饱和烃和芳香烃中典型的化合物特征反映了该样品弱还原的沉积环境，高的成熟度，以及陆源高等植物和水生生物共同供源的特征。

图8 济阳坳陷上古生界暗色泥岩饱和烃（a）和芳香烃（b）典型化合物特征Fig. 8 Representative biomarkers of the saturated hydrocarbons (a) and the aromatic hydrocarbons (b) in the Upper Paleozoic source rocks in the Jiyang Depression

研究区上古生界镜质体反射率测试样品主要分布在惠民凹陷和沾化凹陷，整体来看，研究区上古生界烃源岩成熟度相对较高，Ro均在0.5%以上，大多数样品Ro达到了1.2%，进入了生气阶段，煤和泥岩样品成熟度之间并无规律性的差异（图9）。另一方面，尽管石炭系和二叠系烃源岩成熟度之间没有明显的规律，但不同样品间却具有较大的差异性，反映了上古生界沉积以后区域上复杂的构造升降过程和广泛的岩浆作用对烃源岩热演化特征的影响。

图9 胜利油田东部探区上古生界烃源岩镜质体反射率特征Fig. 9 Variation of the vitrinite reflectance along depth of the Upper Paleozoic source rocks, eastern exploration area of the Shengli oilfield

上古生界沉积以后，研究区先后受到了印支运动、燕山运动和喜马拉雅运动的影响，导致上古生界普遍具有多期生烃的特征。在井资料和前人确定的不同时期研究区地层剥蚀厚度的基础上（李伟等，2005），构建地层格架，参考热史研究资料，在实测镜质体反射率的约束下，选择了典型井进行了上古生界埋藏史和烃源岩生烃史的恢复（图10）。可以看出，二叠纪晚期上古生界抬升剥蚀，三叠纪开始后重新沉降，上古生界源岩成熟度在三叠纪晚期达到0.7%，并达到第一次生烃高峰，之后再次抬升剥蚀，生烃作用暂停，晚侏罗世开始直至晚白垩世，地层持续埋深，并在120 Ma年左右达到第二次生烃高峰，随后又发生多次的抬升与沉降，并在东营组沉积晚期发生第三次小规模的生烃高峰，现今上古生界Ro分布范围较广，在1.0%～2.2%之间。

图1 渤海湾盆地济阳坳陷构造区划图Fig. 1 Regional structure units of the Jiyang Depression, Bohai Bay Basin

图10 济阳坳陷义135井埋藏史及上古生界生烃特征Fig. 10 Stratigraphic burial and hydrocarbon generation history of the Upper Paleozoic of Well 135 in the Jiyang Depression

济阳凹陷发现了一系列的天然气藏，根据戴金星院士的天然气类型判识图版可以看出，孤北地区发现的天然气属于典型的煤成气，应当是来源于沾化凹陷发育的上古生界煤系源岩，同时桩西地区也有部分煤成气样品，表明了煤系源岩的贡献，而东营凹陷胜坨地区发现的天然气属于沙河街组烃源岩高演化阶段形成的油型气（图11）。

图11 济阳坳陷天然气类型判识图Fig. 11 Identification diagram indicating the origins of natural gas in the Jiyang Depression

济阳坳陷上古生界煤系源岩分布范围广，厚度较大，有机质丰度高，烃源岩中生气的显微组分含量高，具有较强的生气能力，同时暗色泥岩中包含一定量的腐泥组分，具有生油能力。不同构造区域烃源成熟度差异较大，反映了区域上构造演化的差异性和岩浆作用的影响。上古生界烃源岩具有多期生排烃的特征，二次生排烃对于油气成藏具有重要意义，研究区内发现的一系列煤成气藏与这套烃源岩密切相关。

4 中生界烃源岩

济阳坳陷中生界整体属于河湖沼泽相沉积，受控于构造演化的阶段性，从侏罗纪至白垩纪沉积环境发生了明显变化，中生界发育了下侏罗统—中侏罗统和上侏罗统—下白垩统两套烃源岩，前者包括泥岩、碳质泥岩和煤三类烃源岩，后者主要发育暗色泥岩。济阳坳陷中生界煤层分布范围较广，厚度不超过40 m，下侏罗统—中侏罗统暗色泥岩厚度在40～250 m之间，中生代渤海湾盆地分割性强，各地区沉积地层厚度和岩性组合差异较大。

表2展示了研究区两套烃源岩有机质丰度特征。中下侏罗统泥岩TOC分布在0.1%～4.1%之间，S1+S2分 布 在 0.10×10-3～7.92×10-3之 间， 氯仿沥青“A”分布在0.013%～0.260%之间；中下侏罗统碳质泥岩TOC分布在0.2%～42.3%之间，S1+S2分布在 0.02×10-3～56.91×10-3之间，氯仿沥青“A”分布在0.002%～0.044%之间；中下侏罗统煤TOC分布在5.7%～81.7%之间，S1+S2分布在 0.52×10-3～158.12×10-3之间，氯仿沥青“A”分布在0.002%～0.044%之间；上侏罗统—下白垩统泥岩TOC分布在0.3%～2.9%之间，S1+S2分布在0.10×10-3～7.92×10-3之间，氯仿沥青“A”分布在0.013%～0.260%之间。整体来看，中生界发育差—好级别的烃源岩，发育了一定量的中等—好烃源岩。

表2 胜利油田东部探区中生界烃源岩有机质丰度特征Table 2 Organic matter abundance of the Mesozoic source rocks in the eastern exploration area of the Shengli oilfield

从研究区烃源岩Tmax和HI关系图版来看，研究区中生界烃源岩主要为Ⅱ和Ⅲ有机质，不同层段有机质类型呈现出比较明显的差异。J3-K1泥岩和J1-J2煤有机质类型相对比较单一，分别为Ⅱ1和Ⅲ型，J1-J2泥岩主要为Ⅱ2和Ⅲ型，而J1-J2煤碳质泥岩则主要为Ⅱ1和Ⅲ型（图12）。

图12 济阳坳陷中生界烃源岩Tmax和HI判别有机质类型图Fig. 12 Organic matter type of the Mesozoioc source rocks in the Jiyang Depression based on correlation between Tmax and HI

中生界烃源岩显微组分中以镜质组和惰质组含量最多，可以见到大量条带状和透镜状产出的均质镜质体，具有明显细胞结构的火焚丝质体；其次可以见到不少壳质组分，包括树脂体、角质体和孢子体等；腐泥组分含量相对较低，主要以矿物沥青基质形式出现（图13）。镜质体在镜下形态各异，有的以孤立状分布，有的具有明显的撕裂状，有的具有平行分布的特征，有的以透镜状的形式存在（图13a, b）；图13c展示了一个典型的丝质体，可以看到清晰的细胞结构；图13d荧光下可见呈褐色的树脂体，腔内可以看到黑色的镜质体和矿物颗粒；图13d和13e中可以看到大量的角质体和和孢子体平行状的分布。

图13 济阳坳陷沾化凹陷中生界烃源岩显微组分镜下特征Fig.13 Photomicrographs showing the of maceral components of the Mesozoic source rocks in the Zhanhua sag, Jiyang Depression

图14展示了中生界样品饱和烃和芳香烃总离子流图及典型的质量色谱图，该样品来自东营凹陷王古2井中生界暗色泥岩（埋深2277 m）。从饱和烃特征来看：Pr/Ph大于1，Pr/nC17和Ph/nC18小于1；长链三环萜同样比较发育，以C23三环萜（C23TT）含量最高，Tm与Ts含量相近，发育C30重排藿烷（C30*），伽马蜡烷（G）含量较低；含有一定量的重排甾烷，C28规则甾烷含量较低，C29规则甾烷含量略高于C27规则甾烷。芳香烃总离子流图上可以看到较完整的萘系列（TMN和TeMN）、菲系列（P、MP和DMP）、硫芴系列（DBT、MDBT和DMDBT）以及三芳甾烷系列（TAS）化合物，萘系列化合物具有三甲基萘（TMN）高于二甲基萘（DMN）和甲基萘（MN）的特征，菲系列化合物中则具有菲（P）高于甲基菲（MP）和二甲基菲（DMP）的特征。重排藿烷的出现反映了典型的煤系源岩特征（程熊等，2014），较高含量的三芳甾烷也具有典型的中生界样品的特征（Peters et al., 2005）。饱和烃和芳香烃中典型的化合物特征整体表征了弱还原的沉积环境，样品成熟度也相对较高，陆源高等植物对有机质贡献显著，同时有水生生物的贡献。

图14 济阳坳陷中生界暗色泥岩饱和烃（a）和芳香烃（b）典型化合物特征Fig. 14 Representative biomarkers of the saturated hydrocarbons (a) and the aromatic hydrocarbons (b) in the Mesozoic source rocks in the Jiyang Depression

中生界烃源岩演化程度相对较高，Ro均已超过0.5%，达到了生烃门限，同时，Ro分布范围较宽，部分已经超过了4.0%。不同凹陷Ro也具有明显的差异，惠民凹陷Ro整体较低，沾化凹陷则较多的异常高值，Ro与深度较差的相关关系也反映了中生界沉积以后埋藏抬升过程和岩浆作用的复杂性（图15）。

图15 胜利油田东部探区中生界烃源岩镜质体反射率特征Fig. 15 Variation of the vitrinite reflectance along depth of the Mesozoic source rocks, eastern exploration area of the Shengli oilfield

5 讨论

济阳坳陷是中国东部最早开始勘探的含油气坳陷之一，油气勘探程度高、中浅层油气发现多，随着勘探工作的不断深入，深层资源的探索成为重中之重，作为典型的“深层烃源岩”，前古近系烃源岩是值得重点关注的生烃层系。通过前文对不同层系烃源岩有机质丰度特征、有机质类型特征、有机质成熟度特征，以及典型的生标特征的对比分析，可以看出前古近系烃源岩的研究还存在一些问题。

从早古生代到中生代，济阳坳陷经历了复杂的构造—沉积演化历史，原始构造和沉积背景的差异造就了各套源岩原始生烃母质的不同，而各套源岩沉积后遭受的差异性的沉降—抬升剥蚀作用，导致了源岩空间分布的差异性、热演化特征的差异性、生烃潜力的差异性。加之各套源岩钻井揭示有限，系统分析缺乏，研究程度普遍较低。各套源岩发育特征的差异性也要求我们差异性的评价和针对性的研究。

渤海湾盆地下古生界碳酸盐岩属于典型的海相烃源岩，形成于广阔的陆表海环境，海水通畅，与国外众多形成于闭塞缺氧环境的优质碳酸盐岩烃源岩存在差异，有机质丰度较低。同时，有机质主要来源为菌藻类和动物，属于腐泥型有机质，由于埋深大、构造演化历史复杂，烃源岩普遍处于高—过成熟阶段。因此，对于下古生界不同碳酸盐岩沉积相带内有利的有机相带的确定及其生烃母质的精细研究需要加强，而高演化成熟度烃源岩原始生烃特征和生烃潜力的分析则是准确评价资源潜力的基础。

上古生界烃源岩空间分布同时受到同沉积期的古地理格局和后期保存状况的影响，区域上均一的海陆交互环境使得上古生界原始沉积特征差异较小，但受到中新生代以来的断块活动和裂陷作用的影响，各凹陷之间分布差异较大。石炭—二叠系煤系烃源岩有机组分一般以镜质组为主，惰质组次之，壳质组和腐泥组则只在局部富集，因此这套烃源岩以生气为主。浅埋深之后的抬升与再次的深埋也导致了上古生界烃源岩呈现出明显的二次生烃的特征。加强各凹陷二次生烃门限、生烃强度和生烃量的研究是推进这套烃源岩资源潜力研究的关键。

渤海湾盆地在中生代表现为内陆盆地特征，沉积环境表现为河流湖泊相，火山作用频繁。中下侏罗统以沼泽相的煤系烃源岩为主，而上侏罗统和下白垩统烃源岩则主要为湖相暗色泥岩。中生代盆地较强的分割性使得烃源岩在空间具有极大的非均一性，烃源岩有机质丰度、类型和成熟度都呈现出较大的空间差异性，在各项地质条件理想的地区也具备形成优质烃源岩的潜力。中生界相较其他几套地层埋藏较浅，近年来随着勘探工作不断向深部推进，在东营凹陷、沾化凹陷等区域不断有新井钻揭中生界烃源岩，紧跟勘探进展，深入研究源岩特征有助于更清晰的认识其资源潜力，而相邻的临清坳陷等区域的相关研究成果也具有借鉴意义。

总体来讲，济阳坳陷前古近系烃源岩空间分布复杂、演化程度高、研究程度较低，具有很大的勘探潜力和研究意义，需要针对各套源岩的发育、演化特征，结合勘探工作和相关领域研究的进展，加深烃源岩发育特征和资源潜力的进一步认识，为勘探工作打好基础，指明方向。

6 结论

本文通过地质资料、烃源岩热解和TOC分析资料、镜质体反射率资料、全岩显微组分分析资料、饱和烃和芳香烃色质资料等的系统梳理，明确了济阳坳陷前古近系烃源岩分布特征、地化特征和资源潜力。

（1）受构造和沉积演化特征的控制，济阳坳陷发育了分布和沉积特征空间差异明显的三套前古近系烃源岩，分别为下古生界海相碳酸盐岩系烃源岩、上古生界海陆过渡相煤系烃源岩和中生界河湖沼泽相烃源岩。

（2）下古生界烃源岩有机质丰度较低但类型较好，分布较为局限，可在局部区域发挥供烃作用；上古生界烃源岩有机质丰度较高，空间分布广泛，具有典型的二次生烃特征；中生界烃源岩成熟度空间差异较大，有机质类型中等，在局部发育中等—好烃源岩。

（3）综合来看，在济阳坳陷三套前古近系烃源岩中，上古生界煤系源岩品质最佳，中生界河湖沼泽相烃源岩次之，下古生界海相碳酸盐岩系烃源岩相对较差。