王偉明，盧雙舫，曹瑞成，尚教輝，陳國輝

（1.東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江大慶163318；2.中國石油大慶油田海拉爾勘探開發(fā)指揮部，黑龍江大慶163000）

海拉爾盆地烏東斜坡帶優(yōu)質(zhì)烴源巖識別及油氣運聚特征再認識

王偉明1，盧雙舫1，曹瑞成2，尚教輝1，陳國輝1

（1.東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江大慶163318；2.中國石油大慶油田海拉爾勘探開發(fā)指揮部，黑龍江大慶163000）

利用測井資料縱向分辨率高的特點，采用Δlg R法識別海拉爾盆地烏東斜坡帶優(yōu)質(zhì)烴源巖，探討其與油氣成藏的關(guān)系。研究表明，在烏東油藏附近測井識別出的優(yōu)質(zhì)烴源巖，呈條帶狀分布于烏東斜坡帶的烏31至烏108-112井區(qū)。該區(qū)塊附近的原油可劃分兩類，第一類原油與烏東油藏下傾方向烏南次洼的優(yōu)質(zhì)烴源巖具有較好的親緣關(guān)系，均具有Ts大于Tm、低伽馬蠟烷的明顯特征；第二類原油與烏東斜坡帶發(fā)育的優(yōu)質(zhì)烴源巖具有較好的親緣關(guān)系，均具有Ts小于Tm、高伽馬蠟烷的明顯特征。重新分析油源認為，以烏東油藏內(nèi)部兩條大斷裂為界，油藏下傾方向油氣來自烏南次洼，以構(gòu)造巖性油氣藏為主；油藏上傾方向油氣來自烏東斜坡帶本地優(yōu)質(zhì)烴源巖，以斷層巖性油氣藏為主；油藏斷裂帶內(nèi)部油氣由烏南次洼及烏東斜坡帶兩個生烴中心供烴，以斷塊油氣藏為主。油源對比結(jié)果擴展了烏東斜坡帶的勘探思路，優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育與分布規(guī)律應(yīng)給予高度重視。

優(yōu)質(zhì)烴源巖；油-源對比；油氣運聚模式；烏東斜坡帶；海拉爾盆地

從優(yōu)質(zhì)烴源巖控藏角度出發(fā)，重新分析勘探程度較高的老探區(qū)油源等成藏問題，已經(jīng)在我國多個陸相沉積盆地取得成功［1-6］。如圍繞塔里木盆地滿加爾坳陷斜坡區(qū)新發(fā)現(xiàn)的厚度只有十幾米的優(yōu)質(zhì)烴源巖進行勘探，繼塔中2井區(qū)取得油氣突破后，陸續(xù)又找到多個新的油氣藏。近年來，隨著對海拉爾盆地的深入勘探，在烏東斜坡地區(qū)同樣發(fā)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)烴源巖，如烏D3井南屯組一段1435.87m暗色泥巖有機碳含量（TOC）高達3.3％，生烴潛力（S1+S2）為25.63mg/g，氫指數(shù)（HI）為762.92mg/g，有機質(zhì)類型為Ⅰ型，屬于優(yōu)質(zhì)烴源巖的范疇。以往認為烏東油藏的油氣大部分來自于烏南凹陷生烴中心，那么利用烏東斜坡帶新發(fā)現(xiàn)的優(yōu)質(zhì)烴源巖重新分析油氣來源等問題，油氣運聚模式是否有變化呢？因此，本文將在地球化學(xué)分析基礎(chǔ)上，應(yīng)用測井資料識別優(yōu)質(zhì)烴源巖，對烏東油藏油氣來源重新認識，進一步明確研究區(qū)的油氣運聚特征與分布規(guī)律。

1 地質(zhì)概況

烏南凹陷是海拉爾盆地的主要生油洼槽之一，具典型的西斷東超的單斷斷槽式凹陷結(jié)構(gòu)，從陡坡帶向緩坡帶可劃分為西部斷階帶、中部洼槽帶和東部斜坡帶［7-8］。烏東斜坡帶是烏爾遜南部凹陷的次級構(gòu)造單元，西北鄰近烏北次凹，西南鄰近烏南次凹，東部與巴彥山隆起相接，是油氣運移的主要指向部位。構(gòu)造演化經(jīng)歷斷陷、斷-坳轉(zhuǎn)化和坳陷3個階段，在南屯組末期和依敏組末期經(jīng)歷兩次規(guī)模較大的構(gòu)造擠壓。區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，多呈南北向展布（圖1）。暗色泥巖在南屯組和大磨拐河組均有分布，其中大磨拐河組屬于未熟-低熟烴源巖，有機質(zhì)類型以Ⅱ-Ⅲ型為主；南屯組為成熟源巖，有機質(zhì)類型以Ⅰ-Ⅱ型為主，而且目前發(fā)現(xiàn)的工業(yè)油層均富集在南屯組附近，因此，對成藏貢獻較大的優(yōu)質(zhì)烴源巖主要為南屯組暗色泥巖。

圖1 斷裂及井位分布Fig.1Map showing locations of faults and wells

2 優(yōu)質(zhì)烴源巖的識別與分布

2.1 優(yōu)質(zhì)烴源巖測井響應(yīng)與識別

斷陷盆地中烴源巖具有較強的非均質(zhì)性［9-12］。以往通過統(tǒng)計錄井中暗色泥巖識別研究區(qū)的烴源巖，可信性及精度不足以描述和刻畫烏東斜坡帶烴源巖的非均質(zhì)性。而本次研究是在地球化學(xué)分析基礎(chǔ)上，引入了豐富的測井資料，采用改進的Δlg R模型，對研究區(qū)南屯組優(yōu)質(zhì)烴源巖進行精細識別。

2.1.1 Δlg R模型

Δlg R模型是將聲波測井曲線和電阻率曲線進行重疊，聲波時差采用算術(shù)坐標，電阻率采用算術(shù)對數(shù)坐標。把非烴源巖段的曲線疊合在一起，當兩條曲線在一定深度內(nèi)“一致”時為基線。

根據(jù)聲波、電阻率疊加計算Δlg R的方程為：

式中，Δlg R為兩條曲線間的幅度差；R為實測電阻率，Ω·m；R基線為基線對應(yīng)的電阻率，Ω·m；Δt為實測的聲波時差，μs/ft；Δt基線為基線對應(yīng)的聲波時差，μs/ft。Δlg R與有機碳含量呈線性相關(guān)，并且是成熟度的函數(shù)。由Δlg R計算有機碳含量的經(jīng)驗公式為：

式中，TOC為計算的有機碳含量，％；LOM為熱變指數(shù)，表示有機質(zhì)成熟度；ΔTOC為有機碳含量背景值，％，需人為確定。該方法的優(yōu)點是聲波時差和電阻率疊合能在一定程度上消除孔隙度對有機碳測井響應(yīng)的影響［13-15］。

2.1.2 模型建立及識別

在應(yīng)用過程中，考慮到地下巖性復(fù)雜、測井深度與樣品深度不統(tǒng)一等多方面問題，本次研究采取以下相應(yīng)措施：①盧雙舫.烏爾遜、貝爾凹陷優(yōu)質(zhì)烴源巖識別與評價.大慶油田海拉爾勘探開發(fā)指揮部，2010.用自然伽馬和自然電位曲線剔除礫巖、砂巖、粉砂巖等層段，避免聲波時差-電阻率測井曲線疊合時，由非源巖產(chǎn)生的Δlg R值所帶來的誤差；②針對地化分析樣品的采樣深度與測井深度不能精確匹配的問題，本次把實測有機碳含量與Δlg R值的深度匹配范圍擴大，在0～0.3m的模糊范圍內(nèi)，尋找與實測有機碳最接近的Δlg R值；③考慮到每口井縱向巖性變化復(fù)雜，不同層段基線差異較大，本次在基線選取過程中，以層段為單位，分段重疊。

選取地化分析樣品較多的烏5、烏6、烏28和烏29等4口井進行建模，圖2為該4口井的實測TOC與Δlg R的擬合結(jié)果，二者表現(xiàn)出很好的相關(guān)性，擬合關(guān)系式為：

利用公式3計算烏東斜坡帶南屯組一段烴源巖連續(xù)有機碳含量值。圖3為烏29井南一段烴源巖評價實例，參照盧雙舫制定的有機碳含量大于2％作為優(yōu)質(zhì)烴源巖的評價標準①，烏東地區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖縱向非均質(zhì)性強，呈薄餅狀分布于南一段中。

圖2 烏東地區(qū)實測TOC與Δlg R的相關(guān)性Fig.2 The correlation ofmeasured TOC andΔlg R in Wudong area

圖3 烏29井南一段烴源巖評價實例Fig.3 A case of source rock evaluation in the first member of Nantun Formation in wellWu 29

2.2 優(yōu)質(zhì)烴源巖分布

應(yīng)用以上方法識別研究區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖，避免了以往通過錄井統(tǒng)計將整段暗色泥巖作為有效烴源巖的錯誤，為優(yōu)質(zhì)烴源巖分布的確定提供了更加可靠的依據(jù)。從圖4中可以看出，暗色泥巖分布廣泛，以烏南次凹中心向四周逐漸變薄，最厚可達450 m；而優(yōu)質(zhì)烴源巖分布與暗色泥巖分布差異較大，分布范圍比暗色泥巖的分布范圍小，平面發(fā)育兩個中心，除了烏南次凹外，在烏東斜坡帶烏31井-烏108-112井區(qū)呈條帶狀分布，厚度可達200 m以上，而且該區(qū)帶新發(fā)現(xiàn)的優(yōu)質(zhì)烴源巖平面分布與烏東油藏位置較為吻合。

圖4 烏東斜坡帶暗色泥巖總厚度及優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度Fig.4 The total thickness of dark mudstone and high-quality hydrocarbon source rock thickness in the Wudong slope zone

3 油氣運聚特征再認識

3.1 油氣來源分析

在觀察及統(tǒng)計烏東斜坡帶的大量原油生物標志化合物基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)烏東斜坡帶原油的生物標志化合物特征存在較大的差別。根據(jù)Ts（C27三降藿烷18α）/Tm（C27三降藿烷17α）和伽馬蠟烷指數(shù)（伽馬蠟烷/C30藿烷）兩項指標，把研究區(qū)原油劃分為兩類，第一類原油Ts/Tm大于1，伽馬蠟烷指數(shù)小于0.1；第二類原油Ts/Tm小于1，伽馬蠟烷指數(shù)＞0.1（圖5）。

圖5 烏東地區(qū)原油類型劃分對比Fig.5 Division and correlation chart of crude oil in Wudong area

兩類原油分別與烏東地區(qū)的兩個優(yōu)質(zhì)烴源巖中心進行對比（表1），發(fā)現(xiàn)第一類原油與烏東油藏下傾方向烏南次洼的優(yōu)質(zhì)烴源巖具有較好的親緣關(guān)系，均具有Ts大于Tm、低伽馬蠟烷的明顯特征；第二類原油與烏東斜坡帶發(fā)育的優(yōu)質(zhì)烴源巖具有較好的親緣關(guān)系，均具有Ts小于Tm、高伽馬蠟烷的明顯特征。值得注意的是，烏東油藏中部的烏33井的兩個原油樣品不一致，其中2365.05m的樣品屬于第一類原油，與油藏下傾方向的優(yōu)質(zhì)烴源巖生標特征接近，2471.34m的樣品屬于第二類原油，與烏東斜坡帶優(yōu)質(zhì)烴源巖生標特征接近，也就是說，烏33井的油氣來源均有兩個生烴中心的貢獻。

3.2 運聚模式分析

正確分析油氣運聚模式可有效地指導(dǎo)油氣勘探［16-17］。以前一直認為烏南次洼為生烴中心，生成的油氣通過斷層向烏東斜坡帶二次運移，在烏東斜坡帶和烏南次洼的轉(zhuǎn)換帶形成構(gòu)造-巖性油氣藏。而通過以上的油氣來源分析發(fā)現(xiàn)，烏東油藏的油氣不完全來自于烏南次洼，烏南次洼和烏東斜坡帶兩個地區(qū)的優(yōu)質(zhì)烴源巖均對成藏有貢獻。烏南次洼優(yōu)質(zhì)烴源巖生成的油氣以側(cè)向運移為主，在烏南次洼及烏東斜坡帶的交接帶附近形成構(gòu)造-巖性油氣藏（圖6）。烏東斜坡帶優(yōu)質(zhì)烴源巖生成的油氣以垂向運移為主，形成斷層-巖性油氣藏。烏東油藏內(nèi)部兩條斷裂中間區(qū)帶油氣運移既有側(cè)向運移又有垂向運移，形成斷塊油氣藏。

表1 烏東地區(qū)油-源綜合對比Table 1 Comprehensive oil-source correlation in W udong area

4 結(jié)論

1）海拉爾盆地烏東斜坡帶新發(fā)現(xiàn)的優(yōu)質(zhì)烴源巖，對油氣運聚與成藏有重要作用。長期以來一直認為烏南次洼生成的油氣，經(jīng)過斷裂與不整合配置側(cè)向運移成藏。結(jié)合本次研究識別出的優(yōu)質(zhì)烴源巖和油-源對比表明，烏東油藏油氣不完全來自烏南次洼。

2）以油藏內(nèi)部兩條大斷裂為界，油藏下傾方向油氣來自烏南次洼，以構(gòu)造巖性油氣藏為主；油藏上傾方向油氣來自烏東斜坡帶本地優(yōu)質(zhì)烴源巖，以斷層巖性油氣藏為主；油藏斷裂帶內(nèi)部油氣由烏南次洼及烏東斜坡帶兩個生烴中心供烴，以斷塊油氣藏為主。對烏東斜坡帶的勘探，應(yīng)重視斷裂附近優(yōu)質(zhì)烴源巖的分布，擴大勘探面積。

圖6 烏東斜坡帶油氣運聚模式Fig.6 Hydrocarbonmigration and accumulation model in theWudong slope zone

［1］張文正，楊華，李劍峰，等.論鄂爾多斯盆地長7段優(yōu)質(zhì)油源巖在低滲透油氣成藏富集中的主導(dǎo)作用——強生排烴特征及機理分析［J］.石油勘探與開發(fā)，2006，33（3）：289-293.

Zhang Wenzheng，Yang Hua，Li Jianfeng，et al.Leading effect of high-class source rock of Chang 7 in Ordos Basin on enrichment of low permeability oil-gas accumulation—Hydrocarbon generation and expulsion mechanism［J］.Petroleum Exploration and Development，2006，33（3）：289-293.

［2］龐雄奇，郭永華，姜福杰，等.渤海海域優(yōu)質(zhì)烴源巖及其分布預(yù)測［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2009，30（4）：393-397.

Pang Xiongqi，Guo Yonghua，Jiang Fujie，et al.High-quality source rocks and their distribution prediction in Bohai Sea waters［J］.Oil＆Gas Geology，2009，30（4）：：393-397.

［3］徐長貴，朱秀香，史翠娥，等.遼東灣坳陷古近系東營組泥巖對油氣藏分布的控制作用［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2009，30（4）：431-437.

Xu Changgui，Zhu Xiuxiang，Shi Cuie，et al.Control of the Dongying Formation mudstone upon the distribution of hydrocarbon accumulations in the Liaodong Bay Depression［J］.Oil＆Gas Geology，2009，30（4）：431-437.

［4］盧進才，李玉宏，魏仙樣，等.鄂爾多斯盆地三疊系延長組長7油層組油頁巖沉積環(huán)境與資源潛力研究［J］.吉林大學(xué)學(xué)報（地球科學(xué)版），2006，36（6）：928-932.

Lu Jincai，Li Yuhong，Wei Xianyang，et al.Research on the depositional environmentand resources potential of the oil shale in the Chang 7 member，Triassic Yanchang Formation in the Ordos Basin［J］.Journal of Jilin University（Earth Science E-dition），2006，36（6）：928-932.

［5］侯讀杰，張善文，肖建新，等.濟陽坳陷優(yōu)質(zhì)烴源巖特征與隱蔽油氣藏的關(guān)系分析［J］.地學(xué)前緣，2008，15（2）：137-146.

Hou Dujie，Zhang Shanwen，Xiao Jianxin，etal.The excellent source rocks and accumulation of stratigraphic and lithologic traps in the Jiyang depression［J］，Bohai bay basin，China· Earth Science Frontiers，2008，15（2）：137-146.

［6］秦建中，騰格爾，付小東.海相優(yōu)質(zhì)烴源層評價與形成條件研究［J］.石油實驗地質(zhì)，2009，31（4）：366-378.

Qin Jianzhong，Tenger，F(xiàn)u Xiaodong.Study of forming condition on marine excellent source rocks and its evaluation［J］.Petroleum Geology＆Experiment，2009，31（4）：366-378.

［7］劉志宏，萬傳彪，任延廣，等.海拉爾盆地烏爾遜-貝爾凹陷的地質(zhì)特征及油氣成藏規(guī)律［J］.吉林大學(xué)學(xué)報（地球科學(xué)版），2006，36（4）：527-534.

Liu Zhihong，Wan Chuanbiao，Ren Yanguang，et al.Geological features and the rule of oil and gas accumulation of Urxun-Beier Depression in Hailaer Basin［J］.Journal of Jilin University（Earth Science Edition），2006，36（4）：527-534.

［8］陳均亮，吳河勇，朱德豐，等.海拉爾盆地構(gòu)造演化及油氣勘探前景［J］.地質(zhì)科學(xué)，2007，42（1）：147-159.

Chen Junliang，Wu Heyong，Zhu Defeng，etal.Tectonic evolution of the Hailaer Basin and its potentials of oil-gas exploration［J］.Chinese Journal of Geology，2007，42（1）：147-159.

［9］郭少斌.陸相斷陷盆地層序地層模式［J］.石油勘探與開發(fā)，2006，33（5）：548-552.

Guo Shaobin.Sequence stratigraphy pattern of the terrestrial rifted basin［J］.Petroleum Exploration and Development，2006，33（5）：548-552.

［10］劉新穎，鄧宏文，邸永香，等.海拉爾盆地烏爾迅凹陷南屯組優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育特征［J］.石油實驗地質(zhì)，2009，31（1）：68-73.

Liu Xinying，Deng Hongwen，Di Yongxiang，et al.High quality source rocks of nantun formation in Wuerxun depression，The Hailaer Basin［J］.Petroleum Geology＆Experiment，2009，31（1）：68-73.

［11］謝忱，胡純心.松遼盆地長嶺斷陷南部天然氣成藏與富集特征［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2010，31（3）：381-385.

Xie Chen，Hu Chunxin.Gas accumulations and distribution features in the south of the Changling fault depression in the Songliao Basin［J］.Oil＆Gas Geology，2010，31（3）：381-385.

［12］姜雪，鄒華耀，莊新，等.遼東灣地區(qū)烴源巖特征及其主控因素［J］.中國石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，34（2）：31-37.

Jiang Xue，Zou Huayao，Zhuang Xin，et al.Characteristics of hydrocarbon soure rocks in Liaodong Bay area and itsmain controlling factors［J］.Journal of China University of Petroleum（Natural Science Edision），2010，34（2）：31-37.

［13］Passey Q R，Creaney S，Kulla JB.A practicalmodel for organic richness from porosity and resistivity logs［J］.AAPG Bulletin，1990，74（5）：1777-1794.

［14］朱振宇，劉洪，李幼銘.Δlog R技術(shù)在烴源巖識別中的應(yīng)用與分析［J］.地球物理學(xué)進展，2003，18（4）：647-649.

Zhu Zhenyu，Liu Hong，Li Youming.The analysis and application ofΔlog R method in the source rocks identification［J］.Progress in Geophysics，2003，18（4）：647-649.

［15］王貴文，朱振宇.朱廣宇，等.烴源巖測井識別與評價方法研究［J］.石油勘探與開發(fā)，2002，29（4）：50-52.

Wang Guiwen，Zhu Zhenyu，Zhu Guangyu.et al.Logging identification and evaluation of Cambrian-Ordovician source rocks in syneclise of Tarim basin［J］.Petroleum Exploration and Development，2002，29（4）：50-52.

［16］彭文緒，孫和風(fēng)，張如才，等.渤海海域黃河口凹陷近源晚期優(yōu)勢成藏模式［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2009，30（4）：510-518.

Peng Wenxu，Sun Hefeng，Zhang Rucai，et al.Late-stage near-source preponderant hydrocarbon pooling pattern in the Huanghekou Sag of the Bohai Sea waters［J］.Oil＆Gas Geology，2009，30（4）：510-518.

［17］蘇永進，唐躍剛，張世華，等.川西坳陷上三疊統(tǒng)天然氣成藏主控因素及形成模式［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2010，31（1）：107-113.

Su Yongjin，Tang Yuegang，Zhang Shihua，et al.Main controlling factors and patterns of gas accumulation in the Upper Triassic of the western Sichuan Depression［J］.Oil＆Gas Geology，2010，31（1）：107-113.

（編輯 董 立）

High-quality hydrocarbon source rock identification and hydrocarbon m igration and accumulation characteristics in hte W udong slope zone of the Hailer Basin

Wang Weiming1，Lu Shuangfang1，Cao Ruicheng2，Shang Jiaohui1and Chen Guohui1

（1.College of Earth Sciences，Northeast Petroleum University，Daqing，Heilongjiang 163318，China；2.Hailer Exploration and Development Department，PetroChina Daqing Oilfield Company，Daqing，Heilongjiang 163000，China）

Based on high vertical resolution ofwell logging data，we usedΔlg R method to identify the high-quality hydrocarbon source rocks in Wudong slope zone of Hailer Basin and explored its relationship with hydrocarbon accumulation.Research showed that the high-quality hydrocarbon source rocks identified by logging in the vicinity ofWudong reservoir occur in stripped shape in the area from Wu 31 toWu 108-112 wellblocks in Wudong slope zone.The crude oil in this area can be divided into two types.The first type of crude oil correlatewell with the high quality source rocks in Wunan subsag in the downdip direction of Wudong reservoir，as they all show obvious characteristics of Ts＞Tm and low gammacerane.The second type of crude oil correlate well with the high quality source rocks in Wudong slope zone as they all obviously featured in Ts＜Tm and high gammacerane.Taking twomajor faults in theWudong reservoir as boundaries，the oil/gas in the down-dip direction are sourced from Wunan subsag，and structural-lithologic reservoirs are predominant.In contrast，oil/gas in the updip direction came from high-quality hydrocarbon source rocks in theWudong slope zone，and fault-sealed lithologic reservoirs are predominant.Oil/gas in the fault zone are contributed by source rocks in both Wunan subsag and Wudong slope zone，and fault block reservoirs are predominant.Oil-source correlation results more attentionsshould be given to the developmentand distribution of high-quality hydrocarbon source rocks during exploration.

high-quality source rock，oil-source correlation，hydrocarbonmigration and accumulationmode，Wudong slope zone，Hailer Basin

TE122.1

A

0253-9985（2011）05-0692-06

2011-01-06。

王偉明（1981—），男，講師，博士研究生，油氣成藏。

國家自然科學(xué)基金項目（40972101）；國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（“973”計劃）項目（2009CB219306）。