大民屯凹陷靜北地區高蠟原油成藏條件分析

王樹昆

（中國石油遼河油田分公司勘探開發研究院，遼寧盤錦 124010）

大民屯凹陷為一寬緩型箕狀凹陷，面積約 800 km2，基底呈現北高南低、北緩南陡的特點，最大埋深達6 000 m以上。殘留基底地層自下而上由太古界（Ar）、中上元古界（Pt）和古生界（Pz）構成，巖性主要為變粒巖、混合巖、混合花崗巖等，其上沉積了巨厚的新生代下第三系地層。靜北地區位于凹陷的東北部，勘探面積約100 km2，四周被曹臺、安福屯、勝東和三臺子洼陷所包圍，構造位置十分優越。沙三段發育斷塊、斷背斜、地層巖性等多種類型油氣藏，而太古界、中上元古界發育裂縫、孔縫型潛山油氣藏，產出的原油具有高凝固點、高含蠟的特征[1]。靜北地區存在多套含油層系，現已成為整個大民屯凹陷高蠟原油產能建設的重要區塊。

1 高蠟油的油源

1.1 烴源巖分布

靜北地區古近系沙河街組沙四段主要烴源巖為油頁巖和暗色泥巖，有機質豐度高（平均 7.85%）、類型好（Ⅰ–Ⅱa型），熱演化已達到成熟階段，為優質烴源巖[2–3]。從地震、測井及鉆井等綜合解釋成果來看，這兩套湖相烴源巖在本區均有分布，但分布范圍及厚度不一致，前者厚0～250 m，在安94井的東北部方向減薄直至缺失，這類烴源巖主要發育于大民屯凹陷的安福屯及勝東兩大生油洼陷內；后者厚200～400 m，主要分布在安106井北側和沈221井附近，說明本區具備較充足的烴源巖條件（圖1、圖 2）。

1.2 油源對比

圖1 大民屯凹陷沙四段油頁巖分布

圖2 大民屯凹陷沙四段暗色泥巖分布

1.2.1 原油物性特征

對大民屯凹陷靜北地區原油物性分析表明，不同層位原油均具有高凝固點（＞40 ℃）、高含蠟（＞24%）、低瀝青質+膠質含量（＜30%，一般在20%以下）的特征，但原油密度（20 ℃）和黏度（100 ℃）不高，密度一般為0.84～0.92 g/cm3，黏度大多小于30 mPa·s，屬于稀油的類型，與凹陷其它地區高蠟原油的特征十分相似，反映出本區原油在運聚成藏過程中未遭受生物降解等作用的破壞，基本上保持了原生的性質。

1.2.2 油–油、油–巖對比

本次研究主要是通過色譜–質譜（GC–MS）儀檢測到的油巖抽提物中甾萜類化合物的結構、組成、含量等信息來進行對比的，同時，還引入了單體烴穩定碳同位素測試手段用于輔助對比。從靜北地區不同井原油的飽和烴m/z191和m/z217質量色譜對比表明，它們之間有一定的相似性，m/z191檢測出豐富C27～C34藿烷型的五環三萜烷和C20～C26三環萜烷，在含量上三口井都具有 Ts＞Tm、C30αβ＞ C29βα、富含C30伽馬蠟烷的特征；m/z217均檢測出C27～C29規則甾烷，兼含有一定量的C28，具有α或β構型的4甲基甾烷。通過油–油對比可以發現，不同地區的高蠟油差異性較小，而與正常油差別較大；靜北地區高蠟油與沙河街組四段油頁巖及本區沙四段暗色泥巖均有不同程度的相似性，樣品點基本上分布在同一區內，具有一定的親緣關系，而與本區沙三段底部泥巖油相似度低（圖3）。但前人研究認為沙四段下部油頁巖的有機地球化學特征更接近于高蠟油[4]。

圖3 靜北地區油–油、油–巖甾萜烷指紋對比

另外，從單體烴碳同位素分析結果中也能夠找出油和油、油和巖之間的對應關系，大民屯凹陷不同地區的高蠟油之間δC13值變化較小，同油比較，沙四段烴源巖雖然在C20以后略有偏輕的趨勢，但在C17～C19正、異構烷烴分布區出現的變化形態與油十分相似，呈現出明顯的反“W ”型，說明兩者之間存在一定的親緣關系[5]。

1.3 原油運移方向及充注史

原油自烴源層經過初次運移后，往往要通過各種運移通道繼續經過二次運移才能到達圈閉聚集成藏。本區西南部的勝東和北部的安福屯生油洼陷是主要的油源供給區，原油運移路徑是以側向為主、垂向為輔的方式進行的，而且運移距離較短（0.5～2.5 km），多源匯聚近距離運移是本區油藏形成的主要特點。

根據新沈60井所恢復的古埋藏史、古地溫史及流體包裹體均一溫度測試結果，并結合大民屯凹陷主力烴源巖盆地模擬生烴結果來看，凹陷內中北部地溫梯度大于中南部，西部大于東部，靜北地區（安福屯洼陷）處于較高的古地溫場環境[6]。沙三早期（43～41 Ma）烴源巖開始成熟（古埋深≥2 500 m，古地溫90～120 ℃），進入生烴階段，大量生烴的高峰期在沙三中晚期–東營時期（41.0～24.6 Ma），主運聚時間在生烴高峰期之后，大致在33.2～39.3 Ma，說明大民屯凹陷油（氣）主要充注期即成藏期為沙一、沙二到東營中沉積時期（圖4）。

圖4 大民屯凹陷埋藏史、地溫史及生排烴史綜合評價

2 原油運聚條件分析

原油經過二次運移聚集成藏的整個過程中，會受到多種內在和外在因素的控制，如原油從烴源層排出后的動勢能、自身的流動性、載體的水環境、運移通道是否暢通及圈閉（封堵性）等，充足的油源是成藏的關鍵因素，不僅能夠得到量能的補充，而且還能夠彌補量能的衰減和量的散失。因此，只有從運移通道、圈閉類型及保存條件三個方面進行分析，才能夠充分認識靜北地區原油的運聚條件。

2.1 油氣運移通道

油源條件、構造發育史、生烴史都反映出本區具備油源充足的基本環境，本區是整個凹陷中高蠟油最富集的地區，處于安福屯和勝東兩個烴源灶的匯聚區。主要的運移通道有以下三種：

（1）沙河街組砂層：是原油向基巖潛山帶運移的主要通道，夾于烴源巖中的砂層以及位于其上下的砂層都具備良好的疏導空間。

（2）不整合面：不整合面是本區原油進入基巖潛山的重要通道，生油洼陷及烴源巖直接與基巖接觸，有利于油氣側向運移，使油氣直接進入潛山內部[7]。沙四段烴源巖直接覆蓋在不整合面之上，基巖頂面長期遭受過風化剝蝕、侵蝕、淋濾等作用，形成了十分有利的孔滲條件，加之基巖曾受到強烈構造運動的影響，發育了大量的裂縫，對原油運聚十分有利（圖5）。

（3）斷層：斷層既是烴源向上進入淺層的重要通道，又是向下進入基巖潛山的主要途徑之一[8]，目前，在靜北地區發現的大跨度油（氣）層，正是斷層輸導的結果（圖5）。

圖5 沈268–曹10井油氣成藏模式

2.2 圈閉類型

圈閉是油氣成藏的最終場所，不同類型的圈閉也就決定了油氣藏的類型。復雜的構造和沉積條件造成了本區具有多種圈閉共存的局面。按照圈閉成因及形態特點靜北地區的圈閉可劃分為構造型和非構造型兩大類。構造圈閉在本區又可進一步劃分為半背斜型、斷鼻型和斷塊型三種；非構造圈閉在本區主要是基巖潛山型和巖性型兩種。

2.3 保存條件

靜北地區圈閉的形成期與油氣充注期是吻合的，東營中晚期至現今所發生的構造運動對圈閉破壞性較小、影響時間短，相反，保存時間長是該區油氣富集的一個主要條件。另外，從泥巖超壓體系橫向封蓋變化上反映出本區油藏的蓋層條件良好，沙三段下部–沙四段地層產生的橫向異常壓力帶能夠很好地起到封蓋作用，由流體超壓系統形成的上封蓋面埋深大致2 000 m，發育于沙三段中部地層內，主要對沙三段和沙四段內的油氣運聚起封蓋作用；下封蓋埋深3 000 m左右，發育于沙四段地層內，主要對潛山油藏起封蓋作用。史建南等人研究[4]認為，超壓既可以抑制高蠟油的進一步裂解，同時也能起到局部封蓋作用。

3 結論

（1）對靜北地區油源和運聚條件分析認為，沙四段油頁巖與高蠟油有著密切的親緣關系，其次是暗色泥巖；高蠟油油源來自鄰近的安福屯和勝東生油洼陷，油氣以近距離運移為主。本區存在上生下儲和下生上儲兩種成藏類型；圈閉類型多樣，既有構造圈閉，又有非構造型的基巖潛山圈閉和巖性地層圈閉。

（2）油氣的成藏期為沙一、沙二–東營期，油氣運移通道為沙河街組砂層、基巖不整合面和斷層，同時沙三段和沙四段泥頁巖對油藏起到良好的封蓋作用。在構造圈閉勘探程度高的基礎上，與烴源巖接觸的基巖潛山是本區今后勘探的重點地區。

[1] 謝文彥，姜建群，張占文，等．遼河盆地大民屯凹陷油氣性質及成因機制研究[J]．石油實驗地質，2004，26（3）：292–297．

[2] 牟春．大民屯凹陷基巖油氣成藏特征研究[J]．石油地質與工程，2011，25（3）：4–7．

[3] 李曉光，單俊峰，陳永成，等．遼河油田精細勘探[M]．北京：石油工業出版社，2017：50–57．

[4] 史建南，郝芳，姜建群．大民屯凹陷高蠟油成藏機理研究[J]．沉積學報，2005，23（3）：548–552．

[5] 王啟軍，陳建渝．油氣地球化學[M]．湖北武漢：中國地質大學出版社，1988：280–290．

[6] 姜建群，李 軍，史建南，等．大民屯凹陷古今地溫場特征及其成藏意義[J]．沉積學報，2004，22（3）：541–545．

[7] 謝文彥，孟衛工，李曉光，等．遼河坳陷基巖油氣藏[M]．北京：石油工業出版社，2012：117–120．

[8] 謝文彥，姜建群，張占文，等．大民屯凹陷高蠟油成因及分布規律[J]．石油學報，2007，28（2）：57–61．