渤海灣盆地沙南凹陷東次洼孔店組生烴潛能評價

陳麗祥，周曉光，付 鑫，劉軍釗，王啟明

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渤海灣盆地沙南凹陷東次洼孔店組生烴潛能評價

陳麗祥，周曉光，付 鑫，劉軍釗，王啟明

（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300451）

借鑒勝利油田濟陽坳陷孔二段發育的暗色泥巖具有較好地生烴能力的成熟經驗，對渤海灣盆地沙南凹陷孔店組生烴能力進行了評價研究，結果表明，沙南凹陷東次洼孔二段平均厚度200 m，以深灰色及灰黑色泥巖為主，夾薄層的細砂巖、粉砂巖；地震相上表現為中強振幅、較連續反射特征；古生物化石組合整體表現為溫暖潮濕的亞熱帶氣候，水體較淺的淡水湖泊沉積。東次洼孔二段烴源巖有機質豐度高，類型較好，具備較好的生烴潛能。

渤海灣盆地；沙南凹陷東次洼；孔二段；生烴潛能

沙南凹陷位于渤海灣盆地西部， 東臨渤中凹陷，北靠沙壘田凸起， 西與歧口凹陷毗鄰，南部為埕北低凸起和埕子口凸起，凹陷分為西次洼和東次洼（圖1）。20世紀70年代末以來，在沙南凹陷鉆探了多個構造，發現了部分儲量，但整體勘探效果不佳。前人研究認為沙南凹陷只發育東三段、沙一段和沙三段三套烴源巖，而對孔店組的研究比較欠缺。本文通過巖性、古生物及地震相特征分析，系統總結了沙南凹陷孔店組的沉積特征，明確了孔店組及孔二段地層分布規律，對東次洼孔二段生烴潛能進行了評價[1–2]。

1 沙南凹陷孔店組沉積特征

1.1 巖石學特征

沙南凹陷共有9口井鉆遇孔店組地層，但東、西次洼的巖性差別較大。西次洼為紫紅色泥巖、凝灰質砂巖、凝灰巖的不等厚互層，其重礦物組合中磁鐵礦、石榴子石、綠簾石含量高，鋯石含量低，表現為近源扇三角洲沉積特征；東次洼以深灰色及灰黑色泥巖為主，夾薄層的細砂巖、粉砂巖，其重礦物中石榴子石、褐鐵礦、白鈦礦含量高，尤其是鋯石含量相對特別高，整體表現為沉積物經過長距離搬運、砂巖分選較好、磨圓為次圓的沉積特征，為扇三角洲前緣遠端沉積。東次洼孔店組弱還原–還原的沉積環境更有利于發育優質烴源巖。

1.2 古生物特征

沙南凹陷孔店組孢粉化石特征表明東西次洼孔店組存在明顯的差異。西次洼孔店組亞三孔粉屬、庫盤尼粉屬、高騰粉屬、姚金娘粉屬等孢粉化石含量較高，見水龍骨單縫孢屬蕨類化石，杉科分子也有一定含量，整體表現為干旱蒸發的古氣候環境；而東次洼孔店組山核桃粉屬、樺粉屬、擬樺粉屬、擬榛粉屬含量較高，見鷹粉屬、三角孢屬典型孢粉化石，表現為溫暖潮濕的古氣候環境。這種古氣候環境的差異對烴源巖的發育造成較大的影響，東次洼溫暖潮濕的環境同樣更有利于發育優質烴源巖，生烴潛力較大[3–4]。

1.3 地層分布特征

通過對沙南凹陷鉆遇孔店組地層的9口井層位標定，可以看出西次洼孔店組表現為中弱振幅、空白雜亂、不連續反射特征，局部在其下部見中強振幅、較連續反射；而東次洼孔店組分為上下兩套，下部表現為中強振幅、較連續反射特征（圖2）。

通過對研究區的構造活動、湖平面變化的研究，結合大量地震剖面的分析，認為孔三段沉積時期，整個沙南凹陷基本出露地表，沒有接受沉積；到孔二段沉積期，隨著水位的不斷上升，東次洼受斷層活動作用的影響，基底地勢相對較低，是當時的沉積中心，沉積了較厚的孔二段地層；而西次洼整體受構造活動影響較弱，基底地勢相對較高，基本沒有接受孔二段沉積；到孔一段沉積前期，水位的上升淹沒了整個凹陷，孔一段普遍沉積，分布范圍較廣；到沉積后期，受擠壓引力場的作用，發生構造反轉，孔一段遭受剝蝕。從縱向上看，西次洼以孔一段沉積為主，東次洼以孔二段沉積為主[5–7]。

圖1 研究區構造位置

圖2 沙南凹陷東西次洼孔店組地震剖面

從平面上來看，孔店組地層分布較為局限，主要在東西次洼沉積，且東次洼沉積厚度大于西次洼，東次洼最大厚度達到500 m左右（圖3a）。而孔二段地層主要在東次洼沉積，平均厚度大于200 m，最大厚度達到500 m左右（圖3b）。

圖3 沙南凹陷地層等厚圖

2 孔二段生烴潛能

渤海灣盆地陸上油區的濟陽坳陷及黃驊坳陷孔店組（特別是孔二段暗色泥巖）都已被前人所證實為一套優質烴源巖，具有較大的生烴潛力，為所在勘探區的主力烴源巖。本次研究選擇沙南凹陷東次洼沉積較厚的孔二段暗色泥巖為研究對象，參照烴源巖評價標準，結合陸上油區已有的成果與認識，開展研究區孔二段烴源巖綜合評價，揭示其生烴潛力，同時也為渤海海域其他凹陷孔店組烴源巖評價提供參考[8–11]。

2.1 烴源巖地球化學特征

烴源巖的地球化學特征主要包括暗色、灰色泥巖有機碳含量（） 、總烴干酪根類型和組分含量等指標，是烴源巖評價的重要參數。通過分析得出，沙南凹陷東次洼孔二段烴源巖類型主要為深灰色及灰黑色泥巖，其有機碳含量（）大于1.5%，有機質豐度高（圖4）；干酪根類型以Ⅱ2型為主，還有Ⅱ1—Ⅲ型，組分以混合型為主，有機質類型較好（圖5）；生烴潛量（1+2）為2.03～14.59 mg/g， 大于4.00 mg/g 的烴源巖占60%；總烴含量平均為2 850 μg/ g，且往東次洼沉積中心，隨著深度的逐漸增加，烴源巖越優質[12–13]。

圖4 沙南凹陷東次洼孔二段烴源巖有機碳分布

圖5 沙南凹陷東次洼孔二段烴源巖有機質組分

2.2 烴源巖成熟度評價

烴源巖有機質成熟度是衡量烴源巖實際生烴能力的重要指標之一，而鏡質體反射率（o）是評價烴源巖成熟度的最好指標。從研究區30個鏡質體反射率數據來看，沙南凹陷東次洼孔二段o為0.50% ~ 1.08% （A井）， 有機質進入低成熟–成熟階段；而在孔二段沉積中心，o為0.62% ~ 1.24% （B井），o值大于0.80% 的面積達到東次洼面積的30%， 有機質進入成熟–高成熟階段。因此整個東次洼孔二段烴源巖達到成熟的面積占次洼總面積約70%，成熟烴源巖的分布廣。

2.3 烴源巖綜合評價

烴源巖是油氣生成的必要物質基礎，烴源巖的厚度、有機質類型及豐度是沉積盆地烴源巖研究與評價的重要內容。本文選用巖石有機碳含量、干酪根類型和組分、總烴含量等指標對渤海灣盆地沙南凹陷東次洼孔二段烴源巖進行綜合評價。東次洼孔二段烴源巖有機質豐度高、類型好，暗色泥巖平均厚度大于200 m，最大達500 m，烴源巖厚度大，大部分烴源巖都已經進入成熟–高成熟階段（表1）。綜合評價認為東次洼孔二段是一套較好–好烴源巖。

表1 沙南凹陷東次洼孔二段烴源巖綜合評價

凹陷次洼TOC/%總烴量/（μg·g-1）S1+S2/（mg·g-1）干酪根類型 干酪根組分Ro/%暗色泥巖厚度/ m綜合評價 沙南凹陷東次洼>1.5%平均2 8502.03～14.594.00Ⅱ2混合型0.50～1.240.800～500200較好–好烴源巖

基于上述的研究，本區孔二段已發現成熟烴源巖，且埋深大（3 620~4 010 m），同時盆地數值模擬表明，烴源巖生油門限為2 640～2 900 m，因此孔二段烴源巖應具備較好的生烴潛能，是東次洼一套潛在的優質烴源巖。

3 結論

沙南凹陷孔店組廣泛發育，西次洼主要沉積孔一段地層，東次洼以孔二段沉積為主，平均厚度大于200 m，最大達500 m；東次洼孔二段烴源巖有機質豐度高，類型好，厚度大，大部分已進入成熟–高成熟階段，是一套較好–好烴源巖。

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編輯：蒲洪果

2017–11–28

陳麗祥，碩士，工程師，1984年生，2011年畢業于成都理工大學礦產普查與勘探專業，現從事沉積與成藏研究。

“十三五”國家科技重大專項“渤海海域勘探新 領域及關鍵技術研究”（編號：2016ZX05024003）。

1673–8217（2018）04–0042–04

TE111.115

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