史翠娥，楊慧臣，尚剛，王傳忠，席偉軍

（1.中國石化勝利油田分公司東勝公司，山東東營 257001；2.中國石化勝利油田分公司新春采油廠，山東東營 257001）

濰北凹陷原油成因類型分布及油源對比

史翠娥1，楊慧臣1，尚剛1，王傳忠1，席偉軍2

（1.中國石化勝利油田分公司東勝公司，山東東營 257001；2.中國石化勝利油田分公司新春采油廠，山東東營 257001）

應用油藏地球化學方法對濰北凹陷孔店組原油進行成因類型劃分和油源對比研究，通過生物標志化合物特征分析，可將濰北凹陷原油分為4類，Ⅰ類為成熟腐殖型原油，Ⅱ類為低熟腐殖型原油，Ⅲ類為成熟腐泥型原油，Ⅳ類為低成熟腐泥型原油；Ⅰ類和Ⅲ類原油在工區(qū)分布廣泛，Ⅱ類和Ⅳ類原油主要分布在東南部。通過油源對比研究，認為Ⅰ類、Ⅱ類原油主要來源于臨近區(qū)域的孔二段上亞段湖沼相的泥巖或碳質泥巖，Ⅲ類、Ⅳ類原油主要來源于臨近區(qū)域的孔二段中亞段的湖相泥巖。

原油成因；油源對比；孔店組；濰北凹陷

0 引言

濰北凹陷位于渤海灣盆地沂沐斷裂帶內，自20世紀70年代開始鉆探。目前，在孔三段玄武巖、孔二段砂礫巖和孔一段粉細砂巖中均發(fā)現(xiàn)有工業(yè)油氣流，且存在輕質油、普通原油、稠油等多種油氣藏類型。油氣成藏過程復雜，前人對濰北凹陷的原油類型、烴源巖、熱歷史及構造演化進行了研究[1-4]，但凹陷中烴源巖類型多樣，成熟度差異比較大，烴源巖的橫向、縱向生烴潛力不均衡[5-9]，生烴范圍不明確，導致原油成因類型、油源及油氣成藏問題尚不清楚。本文在前人研究的基礎上，對孔店組原油地球化學特征進行剖析并開展成因分類研究，結合原油平面分布特征，分析油氣來源。

1 研究區(qū)地質概況

濰北凹陷是昌濰坳陷的一個次級陸相斷陷凹陷，面積約880 km2，是一個小型中新生代沉積盆地。東側通過昌邑-大店斷裂與魯東隆起相鄰，西為鄌郚-葛溝斷裂，北以古城-濰河口斷層與昌北凸起和濰河口洼陷相接，南部與濰縣凸起相連[10]。濰北凹陷主要形成于古近紀始新世，漸新世開始衰退，新近紀—第四紀為整體坳陷階段。由于凹陷北界的古城-濰河口斷層長期強烈活動，使凹陷北部大幅度沉降，形成了北斷南超、北陡南緩、北深南淺的箕狀凹陷，東西向則表現(xiàn)為夾在2條邊界大斷裂中的雙斷式斷陷盆地[1-2]。

根據(jù)地層沉積特點和構造特征，將凹陷分為北部洼陷帶、南部斜坡帶、灶戶斷鼻帶、瓦城斷階帶4個次級構造單元。第三系自下而上為孔店組、沙河街組四段（缺失沙河街組三段—一段）、館陶組及明化鎮(zhèn)組。目前在孔三段玄武巖、孔二段砂礫巖和孔一段粉細砂巖中均發(fā)現(xiàn)工業(yè)油氣流。縱向上，油氣藏埋深存在北深南淺的變化趨勢，北部油氣藏主要分布在孔二段，埋深較大，中部主要為孔二中上、孔一下油氣藏，南部緩坡帶為孔二段油氣藏；平面上，油氣分布不均，主要分布在灶戶斷鼻帶，且油氣藏類型存在差異，由北部洼陷帶向南部斜坡帶可依次劃分為巖性-構造-地層油氣藏。

2 原油成因類型劃分

2.1 原油地球化學性質

該區(qū)油藏埋深700～3 400 m，20℃時原油密度0.786 3～0.950 9 g/cm3，50℃時黏度2.87～817.00mPa·s（見圖1），凝固點15～46℃，含硫量0.02%～0.77%，含蠟量0.86%～29.30%。該區(qū)原油整體表現(xiàn)為高凝固點、高含蠟、低含硫的特點，反映出原油的生油巖母質沉積時水體鹽度不高，陸源生物蠟貢獻較大[2，11]。根據(jù)分類標準，可將該區(qū)原油分為輕質油、普通原油和稠油。由北部洼陷帶向南部斜坡帶油藏埋深變淺，原油密度和黏度變大，孔一段稠油位于灶戶斷鼻帶南部，油藏埋深小于1 000m，可能遭受生物降解和次生變化而變稠[12]。

濰北凹陷原油族組成中烷烴相對質量分數(shù)較高，非烴和瀝青質相對較低，飽芳比一般都大于2，部分井大于10?？锥魏涂兹蜗鄬滓欢卧涂偀N質量分數(shù)和飽芳比要略高，反映出孔二段和孔三段原油烷烴類質量分數(shù)相對孔一段較高。原油烷烴色譜分布曲線中，正構烷烴分布較完整，碳數(shù)分布范圍在C11—C35，孔一段前峰型和后峰型都有分布，孔二段主要為前峰型，Pr/Ph都大于2.0，反映母質形成環(huán)境為偏氧化環(huán)境，奇偶優(yōu)勢不明顯，OEP為0.99～1.20，平均為1.12；靠近東南方向部分井的OEP相對北部略大，反映成熟度相對略低，孔二段原油正構烷烴的輕/重比（∑C21-/∑C22+）和（C21+C22）/（C28+C29）兩項參數(shù)略高于孔一段，平面上的分布規(guī)律不明顯。

由原油飽和烴質量色譜分析數(shù)據(jù)可以看出，伽馬蠟烷除昌39井孔三段原油相對較高外，其他原油中等，一般為0.08～0.32；Pr/Ph都大于1.5，20S/（20S+ 20R）C29甾烷為0.20～0.58，αββ/（αββ+ααα）C29甾烷為0.23～0.51，反映原油成熟度從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甾烷為0.21～1.47，大部分樣品中可見到4-甲基甾烷，反映原油生烴母質既存在低等水生生物又存在高等植物貢獻。

圖1 濰北凹陷原油物性隨深度變化情況

2.2 成因分類

根據(jù)原油生物標志化合物特征，可將濰北凹陷原油分為4類（見圖2）:Ⅰ類原油為成熟腐殖型原油，該類原油的20RαααC29甾烷比20RαααC27高，原油達到成熟，在孔一段、孔二段廣泛分布；Ⅱ類原油為低熟腐殖型原油，20RαααC29甾烷比20RαααC27高，原油低熟，主要在東南部分布；Ⅲ類原油為成熟腐泥型原油，20RαααC27甾烷相對于20RαααC29較高，原油達到成熟，在平面上分布范圍較廣，灶戶斷鼻帶西北部和南部都有分布；第Ⅳ類為低成熟腐泥型原油，20RαααC27甾烷明顯比20RαααC29高，為低成熟原油，目前只在南部昌39井孔三段和昌91井孔一段見到。整體而言，濰北凹陷腐殖型原油分布相對腐泥型要多，即Ⅰ類、Ⅱ類原油分布較多，反映烴源巖有機物來源中高等植物貢獻較多。

圖2 濰北凹陷原油成因劃分示意

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，基本為Ⅰ類，即成熟腐殖型原油。原油由北向南成熟度降低，反映出該類原油的生烴中心在北部，油氣具有從北向東南運移的趨勢。昌66井為Ⅲ類原油即低成熟腐泥型原油，可能來源于南部的低成熟腐泥型烴源巖。

孔二段和孔三段腐殖型原油和腐泥型原油在全區(qū)分布較廣泛，分布區(qū)帶互相疊置，如昌80井和昌86井在孔二段不同深度的原油分別屬于Ⅰ類和Ⅲ類，原油成熟度也具有北部高、東南部低的趨勢。整體而言，Ⅰ類和Ⅲ類原油主要分布在灶戶斷鼻帶的北部，Ⅱ類和Ⅳ類原油主要分布在南部。

3 油源對比

3.1 烴源巖特征

孔二段是濰北凹陷主要的烴源巖層系，厚度238～ 3 000m，暗色泥巖厚度可達2 200m。孔二下亞段為深湖—半深湖沉積，以暗色泥巖為主，夾少量薄層狀砂巖及泥質砂巖；孔二中亞段為淺湖—半深湖沉積，以灰色泥巖為主，發(fā)育部分碳質泥巖及煤層；孔二上亞段為淺湖沼澤化沉積，發(fā)育有灰色泥巖、碳質泥巖、碳質頁巖及部分煤層，有少量薄層砂礫巖[13-16]。

前人研究表明，濰北凹陷孔二段發(fā)育有好、較好、較差烴源巖，烴源巖干酪根類型以Ⅲ，Ⅱ2及Ⅱ1型為主，只有少數(shù)樣品為Ⅰ型；烴源巖從低成熟到成熟都有分布，從北部洼陷到南部斜坡帶，烴源巖有機質豐度和成熟度分布均存在非均質性?？傮w而言，濰北凹陷孔二段烴源巖具備較好的生烴潛力，能大量生成油氣。

3.2 油源對比

Ⅰ類原油以昌78井孔二段上亞段原油為例，Ⅱ類原油以昌90井孔二段上亞段原油為例，通過對比分析生物標志化合物，發(fā)現(xiàn)其與昌64井孔二段上亞段深灰色泥巖生物標志化合物相似（見圖3）。20RαααC29甾烷相對于20RαααC27甾烷高，伽馬蠟烷體積分數(shù)中等，均含4-甲基甾烷，但昌90井原油表征成熟度的相關參數(shù)相對較低，烴源巖中低等水生生物和高等植物都有貢獻，但是高等植物母質貢獻相對較高，認為Ⅰ類原油主要來自北部洼陷帶和灶戶斷鼻構造帶的孔二上亞段成熟烴源巖，Ⅱ類原油則主要來自灶戶斷鼻構造帶和南部斜坡帶的孔二上亞段低成熟烴源巖，巖性主要為湖沼相的泥巖或碳質泥巖。

圖3 Ⅰ類和Ⅱ類原油與烴源巖生標特征對比

Ⅲ類原油以昌67井孔二段原油為例，其生標特征與央5井孔二段中亞段深灰色泥巖極其相似（見圖4）。20RαααC29甾烷相對于20RαααC27甾烷較低，母質中低等水生生物相對高等植物貢獻較大，烴源巖沉積時水體相對較深。該類原油主要分布在灶戶斷鼻帶北部，可能主要來源于北部洼陷帶或灶戶斷鼻帶北部成熟的孔二中段湖相泥巖烴源巖。

Ⅳ類原油平面上只分布在灶戶斷鼻帶南部昌91井和昌39井，其油源應該主要來源于凹陷南部低成熟的湖相泥巖烴源巖[9，15]，昌39井還遭受了生物降解，導致生物標志化合物損失嚴重。

圖4 Ⅲ類原油與烴源巖生標特征對比

4 結論

1）濰北凹陷原油可分為4類:Ⅰ類為成熟腐殖型原油，Ⅱ類為低熟腐殖型原油，Ⅲ類為成熟腐泥型原油，Ⅳ類為低成熟腐泥型原油。Ⅰ類和Ⅲ類原油主要分布在灶戶斷鼻帶的北部，Ⅱ類和Ⅳ類原油主要分布在灶戶斷鼻帶的南部。

2）Ⅰ類原油主要來自北部洼陷帶和灶戶斷鼻構造帶的孔二上亞段成熟的湖沼相泥巖或碳質泥巖；Ⅱ類原油主要來自灶戶斷鼻構造帶和南部斜坡帶的孔二上亞段低成熟的湖沼相泥巖或碳質泥巖；Ⅲ類原油主要來自北部洼陷帶或灶戶斷鼻帶北部成熟的孔二中亞段湖相泥巖；Ⅳ類原油主要來自濰北凹陷東南部低成熟的湖相泥巖。

[1]李曉清，汪澤成，程有義，等.拉分盆地分析與含油氣性[M].北京:石油大學出版社，2003:167-171.

[2]李曉清.濰北走滑盆地形成演化與含油氣系統(tǒng)[D].蘭州:中國科學院蘭州地質研究所，2000.

[3]程有義，李曉清，汪澤成，等.濰北拉分盆地形成演化及其對成油氣條件的控制[J].石油勘探與開發(fā)，2004，31（6）:32-35.

[4]邱楠生，蔡進功，李善鵬，等.昌濰坳陷濰北凹陷熱歷史和油氣成藏期次[J].地質科學，2003，38（3）:413-424.

[5]袁東山，張枝煥，曾艷濤，等.昌濰坳陷濰北凹陷深層孔二段烴源巖有機相[J].石油天然氣學報，2006，28（4）:211-213.

[6]李曉清，郭勤濤，丘東洲.昌濰坳陷濰北凹陷深層孔二段烴源巖有機相[J].沉積與特提斯地質，2001，21（4）:28-33.

[7]吳亞生，鐘大康，邱楠生，等.松南地區(qū)斷陷層烴源巖生烴能力及主控因素分析[J].斷塊油氣田，2012，19（1）:39-43.

[8]王巍，沈忠民，陳義才，等.濰北凹陷孔店組烴源巖生物標志物特征及地球化學意義[J].成都理工大學學報:自然科學版，2006，33（1）:42-47.

[9]王鐵冠.生物標志物地球化學研究[M].武漢:中國地質大學出版社，1990:12-24.

[10]曲長勝.濰北凹陷北部陡坡帶孔二段砂礫巖成因及其成藏模式[J].內江科技，2010（5）:124-125.

[11]金洪蕊，陳致林，劉旋，等.沾化凹陷五號樁地區(qū)高蠟油地球化學特征[J].斷塊油氣田，2009，16（5）:10-12.

[12]王振奇，于赤靈，張林曄，等.濟陽坳陷鄭家-王莊油田稠油生物降解程度及影響因素研[J].斷塊油氣田，2005，12（1）:4-7.

[13]田克勤，于志海，馮明，等.渤海灣盆地下第三系深層油氣地質與勘探[M].北京:石油工業(yè)出版社，2000:39-41.

[14]楊永紅，常國貞，邊雪梅，等.山東昌濰坳陷古近系孔店組劃分與分布[J].地層學雜志，2005，29（1）:78-83.

[15]張云獻，彭渤瑩，劉海燕.東濮凹陷北部地區(qū)低成熟原油生物標志物特征[J].斷塊油氣田，1999，6（2）:14-16.

[16]Qiang K S，Lv X X，Zhou X H，et al.Late-stage hydrocarbon accumulation and enrichment pattern in Liaozhong Sag，northern offshore BohaiBay Basin[J].Energy Exploration&Exploitation，2013，31（1）:57-75.

（編輯 趙旭亞）

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

國家油氣重大專項“渤海灣盆地精細勘探關鍵技術”（2011ZX05006）

TE122.1+13

A

2013-06-19；改回日期：2013-09-15。

史翠娥，女，1985年生，碩士，主要從事地質勘探與油氣成藏研究工作。E-mail:cnxwj2003@yahoo.com.cn。

史翠娥，楊慧臣，尚剛，等.濰北凹陷原油成因類型分布及油源對比[J].斷塊油氣田，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