高郵凹陷阜寧組烴源巖特征及油源對比

姜生玲，聶海寬，荊鐵亞，于京都，李梅

（1.中國地質大學（北京），北京 100083；2.中國華電工程（集團）有限公司，北京 100035；3.中石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；4.山東勝利職業(yè)學院，山東 東營 250097）

引 言

沙埝南—永安地區(qū)位于高郵凹陷深凹與北部斜坡帶之間的過渡區(qū)，阜二段、阜四段是區(qū)內主要的烴源巖系，形成于半深湖—深湖亞相沉積環(huán)境，巖性以深灰、灰黑色泥巖為主，具有有機質豐度高、類型好、厚度大、分布范圍廣的特點。因此，本文主要討論阜四段、阜二段烴源巖地球化學特征及其與戴一段原油分布關系。

1 阜寧組烴源巖評價

1.1 有機質豐度

高郵凹陷沙埝南—永安地區(qū)阜四段、阜二段兩套烴源巖的有機質豐度差別不大，阜四段總厚度為 200～1500m，以暗色泥巖為主，上部為半深—深湖相的黑色泥巖夾泥灰?guī)r或薄層灰?guī)r、白云巖，是阜四段地層中的良好生油巖；下部為深灰色含砂質泥巖，是一套差生油巖；烴源巖最大厚度可達500m以上，有機碳含量為0.31%～3.68%，平均為1.53%，氯仿瀝青“A”為0.0036%～1.0420%，平均為0.142%，總烴含量為41～8539mg/L，平均為1350.6mg/L，通過對永12、永4、沙33、沙2、沙4、沙7等6口井源巖樣品測試結果分析，生烴潛量（S1+S2）最大為21.56mg/g，最小為1.56mg/g，平均為6.97mg/g。干酪根類型主要以Ⅰ和Ⅱ型為主，Ⅰ—ⅡA干酪根占總樣品數(shù)的43.3%～63.7%。

阜二段主要為深灰色、灰黑色泥巖夾泥灰?guī)r及薄層灰?guī)r、白云巖，是全盆地統(tǒng)一的生油巖。烴源巖厚度分布在200～300m之間，烴源巖有機碳含量為0.14%～4.74%，平均為1.19%，氯仿瀝青“A”為0.0031%～0.5774%，平均為0.11%，總烴為53～2920mg/L，平均為780.96mg/L。干酪跟類型以Ⅰ和Ⅱ型干酪根為主，Ⅰ—ⅡA干酪根占總樣品數(shù)的62.5%～86.7%。

參照蘇北古近系烴源巖有機質豐度評價標準[1]，綜合有機碳含量、氯仿瀝青“A”、總烴含量等因素，阜二段、阜四段兩套烴源巖均屬于好的烴源巖，兩套烴源巖有機質類型好，具有良好的生油能力，阜二段好于阜四段，且越靠近深凹帶類型越好，越有利于生油。

1.2 有機質成熟度

目前，用來表征有機質成熟度最普遍、最有效的是鏡質體反射率Ro。阜四段Ro總體上大于0.6%（圖1），處于低熟—成熟生烴階段，Ro最大1.2%，分布于深凹陷一帶；阜二段烴源巖成熟度普遍高于阜四段，Ro總體上大于0.8%，為成熟—高成熟生烴階段，深凹帶為高成熟生烴階段（Ro大于1.3%）。以2700m埋深作為門限深度，對應門限溫度為92oC，則深凹帶烴源巖基本達到成熟，北斜坡大部分地區(qū)阜四段烴源巖埋深基本上都小于2700m，未達到成熟生油門限，不能作為北斜坡的主要烴源巖。但是由于北斜坡廣泛分布有輝綠巖，必然加快有機質的成熟演化。

圖1 高郵凹陷沙埝南—永安地區(qū)源巖成熟度隨深度變化關系

綜合分析認為，阜二段、阜四段烴源巖均具有有機質豐度高、有機質類型好及成熟度適中等特點，綜合評價為較好—好烴源巖，平面上，兩套烴源巖有效面積主要分布在深凹帶內，阜二段有效烴源巖面積比阜四段大。

2 烴源巖生物標志物特征

2.1 主峰碳特征

阜四段源巖主峰碳數(shù)在C17～C27之間，并以C23為主，達到統(tǒng)計樣品數(shù)的60%左右，主要以C23尖頂主峰碳為特征，并且奇碳優(yōu)勢明顯，表明烴源巖還處于較低成熟階段，峰形的不一致性及異常變化（雙峰特點），與沉積有機母質有關（圖2）。在深凹帶，主峰碳數(shù)降低，深度增加，主峰碳數(shù)明顯前移，奇偶優(yōu)勢消失，表明有機質成熟度增加（永12井）。

圖2 阜四段烴源巖飽和烴色譜特征

阜二段烴源巖主峰碳在C17～C27之間，達到統(tǒng)計樣品數(shù)的60%以上，且以C22圓頂或C25尖頂分布為主（圖3），奇碳優(yōu)勢不明顯。

圖3 阜二段烴源巖飽和烴色譜特征

總體上，阜二段和阜四段烴源巖正構烷烴屬于前峰型，碳數(shù)分布范圍在 C12～C43之間，主碳峰集中在C17～C19、C22、C23、C25上，反映其生源組合主要以藻類為主，有機質類型主要為Ⅰ和Ⅱ型。

2.2 飽和烴氣相色譜特征

阜四段源巖組分組成是飽和烴 4.97%～68.48%，平均為 30.29%；芳香烴為 0.28%～40.65%，平均為10.27%；非烴為0.27%～56.18%，平均為16.75%；瀝青質為1.73%～49.03%，平均為25.43%。其中，飽和烴+芳香烴平均含量達40.56%，非烴+瀝青質達42.18%；阜二段源巖族組分組成是飽和烴 10.09%～77.76%，平均為 41.98%；芳香烴為 3.31%～47.25%，平均為15.52%；非烴為0.38%～53.73%，平均為9.7%；瀝青質為2.19%～50.00%，平均為27.62%。其中，飽和烴+芳香烴達57.5%，非烴+瀝青質達37.62%。阜四段與阜二段的各種飽和烴、芳香烴及非烴+瀝青質特征區(qū)別不是太大。

2.3 原生甾烷特征

沙埝南—永安地區(qū)阜二段、阜四段烴源巖原生甾烷分布總體上與高郵凹陷阜二段、阜四段原生甾烷分布一致，阜二段原生甾烷具“椅式”分布特征。另外，以永14井為代表的深凹帶，阜四段烴源巖原生甾烷分布亦具有明顯的“椅式”分布特征，原生甾烷C29含量較高，C27含量較低，但阜四段原生甾烷總體上呈明顯的“V”字型分布特征，原生甾烷C27和C29含量高，C28含量較低。

總之，具有“V”字型分布的阜四段源巖其成熟度要低于具有“椅式”分布特征的阜二段源巖和深凹帶阜四段源巖成熟度。

3 油源對比

沙埝南地區(qū)原油從物理性質上表現(xiàn)為正常成熟原油特征，其飽和烴含量高，為60.30%～76.06%，芳烴和非烴含量中等，分別為10.25%～15.19%、5.94%～20.80%，瀝青質含量低，為 4.30%～5.49%；主峰碳為nC23，Pr/Ph值為 0.60～0.82，植烷優(yōu)勢不明顯，Pr/nC17為 0.25～0.41，Pr/nC18為0.31～0.71，與阜四段烴源巖類異戊二烯烴特征相似（表1），且戴一段原油成熟度較高，從而推斷北斜坡戴南組原油主要來自深凹帶阜四段烴源巖生成的油氣。

表1 高郵凹陷北斜坡戴南組原油地化特征

然而，某些樣品中均檢測到相對豐富的三環(huán)萜烷和甾烷類化合物，Ph/Pr值均大于1.2，而且β-胡蘿卜烷豐富，清楚可見主體上與阜二段源巖具有相似的特點。部分樣品顯示出阜二段及阜四段源巖雙重貢獻的特征，如花3A井的甾烷特征為“椅式”分布，花3A井、花6井原油主要以C25或C27圓頂主峰為主，且沒有明顯的奇偶優(yōu)勢，表明為阜二段來源（圖4），因此，漢留斷裂以北花莊地區(qū)存在阜二段和阜四段兩種油源或兩種油的混合。

圖4 花3A、花6井原油原生甾烷及主峰碳分布特征

永安地區(qū)原油組組分中以飽和烴為主（大于50%），瀝青質含量低（小于10%），芳烴中等（10%～20%）。飽和烴氣相色譜中，以正構烷烴占絕對優(yōu)勢；類異戊二烯烷烴及甾萜烷含量低；植烷優(yōu)勢弱，Pr/Ph 大于 0.5，主峰碳為 nC22、nC23，OEP 接近 1.00，甾烷 C2920S/(20S+20R）在0.37～0.50之間，與阜四段上部生油巖極為相似，具有較好的親緣關系。因此，永安地區(qū)原油主要來自阜四段上部烴源巖。

從永21、永21-1井戴一段原油的原生甾烷表現(xiàn)為明顯的“椅式”分布及永21井主峰碳C22圓頂分布特征，表明為阜二段來源，而永7-8井戴一段原油尖頂分布且奇偶優(yōu)勢明顯，為阜四段來源（圖 5），因此，漢留斷裂以北的永安地區(qū)也存在阜二段和阜四段兩種油源或原油的混合。

圖5 永安地區(qū)原油原生甾烷及主峰碳分布特征

總體上來說，油氣主要來源于阜四段烴源巖，少量來源于阜二段。從源巖母質類型上判斷，油氣主要來源于阜四段深凹帶，少量來源于阜二段深凹帶。

4 結 論

（1）沙埝南—永安地區(qū)阜二段、阜四段兩套烴源巖厚度大、有機質豐度高、Ro總體上大于 0.6%，處于低熟—成熟生烴階段；平面上由北向南逐漸增加，綜合評價兩套烴源巖均屬于好的生油巖，且阜二段烴源巖平面分布規(guī)模較小，但成熟度較高；阜四段烴源巖規(guī)模較大，但成熟度較低。

（2）阜二段源巖主峰碳以C22圓頂或C25尖頂分布為主，原生甾烷呈“椅式”分布；阜四段源巖主峰碳以 C23尖峰為主，奇碳優(yōu)勢明顯，原生甾烷 αααC27(20R)、αααC28(20R)、αααC29(20R)分布主要呈“V”字型，兩套源巖飽和烴氣相色譜特征差別不大。

（3）戴一段原油主體來源于阜四段源巖，深凹帶的戴一段原油與阜二段源巖關系密切。

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