翟 正, 王學(xué)軍, 曹忠祥, 綦艷麗, 鮑 燕, 韓冬梅

東營(yíng)凹陷南坡高蠟油成因及其油源研究

翟 正*, 王學(xué)軍, 曹忠祥, 綦艷麗, 鮑 燕, 韓冬梅

(中國(guó)石化勝利油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院, 山東 東營(yíng) 257015)

隨著油氣勘探逐漸擴(kuò)展至深部層系, 東營(yíng)凹陷南坡古近系孔店組和奧陶系潛山相繼發(fā)現(xiàn)多口高蠟油流井, 原油普遍具有較低的含硫量和密度, 與古近系沙河街組原油物性具有明顯差異。東營(yíng)凹陷南坡高蠟油的成因及來(lái)源存在諸多爭(zhēng)議, 嚴(yán)重制約了深層油氣的勘探, 受到廣泛關(guān)注。本文通過(guò)全二維色譜–飛行時(shí)間質(zhì)譜和沸騰包裹體分析, 結(jié)合單體烴碳同位素和生物標(biāo)志化合物分析, 對(duì)東營(yíng)凹陷南坡高蠟油和深部烴源巖進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明: 東營(yíng)凹陷南坡孔店組高蠟油和奧陶系原油具有相同的來(lái)源, 二者都具有低含量重排錐滿烷、高含量金剛烷和低甲基菲比值等特征, 表明它們是多期充注混合的原油; 沸騰包裹體具有液相、氣相和鹽水包裹體共存且同時(shí)包裹的特征, 儲(chǔ)層中流體以混相運(yùn)移為主; 高蠟油與沙河街組四段烴源巖具有親緣關(guān)系, 沙四段烴源巖中高等植物和細(xì)菌是原油高蠟質(zhì)形成的物質(zhì)基礎(chǔ), 深部氣侵是高蠟物質(zhì)聚集的重要因素。東營(yíng)凹陷南坡高蠟油成因與來(lái)源研究, 對(duì)揭示該地區(qū)深部油氣藏的形成機(jī)制及深部油氣資源評(píng)價(jià)具有重要意義, 也對(duì)其他地區(qū)的高蠟油研究具有較好的借鑒意義。

東營(yíng)凹陷; 高蠟油; 孔店組; 沸騰包裹體; 氣侵

0 引 言

近年來(lái), 東營(yíng)凹陷南坡丁家屋子地區(qū)的油氣勘探在古近系孔店組(E)和奧陶系(O)相繼取得了一系列突破(李素梅等, 2005; 宋國(guó)奇等, 2013; 張善文, 2014), 多口井獲高產(chǎn)油氣流, 該地區(qū)原油具有高凝固點(diǎn)和高含蠟的特征, 在地球化學(xué)特征上與古近系沙河街組(E)常規(guī)原油具有明顯差異, 因此該地區(qū)高蠟原油的成因和來(lái)源一直存在較大爭(zhēng)議(楊緒充, 1984; 劉慶等, 2004; 呂慧等, 2008)。本文重點(diǎn)討論丁家屋子地區(qū)孔店組和奧陶系原油成因, 為該地區(qū)的深層油氣勘探提供理論依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

丁家屋子地區(qū)位于東營(yíng)凹陷南坡陳官莊–王家崗斷裂階狀構(gòu)造帶, 北部以斷層與牛莊洼陷帶相鄰, 共有8個(gè)含油區(qū)塊, 已證實(shí)有沙河街組一段(沙一段)、沙二段、沙三段、沙四段、孔店組和奧陶系等多套含油層系, 油藏類(lèi)型以構(gòu)造–斷塊油氣藏為主, 其次為構(gòu)造–巖性油氣藏(李素梅等, 2005)。高蠟油主要分布于丁家屋子鼻狀構(gòu)造帶的孔店組及奧陶系儲(chǔ)層。

研究區(qū)從下而上主要發(fā)育古生界寒武系–奧陶系、石炭系–二疊系、中生界、新生界古近系孔店組、沙河街組、東營(yíng)組和新近系明化鎮(zhèn)組、館陶組以及第四系平原組?，F(xiàn)有研究一致認(rèn)為沙三下亞段和沙四上亞段是區(qū)內(nèi)最重要的兩套烴源巖(李素梅等, 2005)。

2 樣品與方法

采集東營(yíng)凹陷南坡奧陶系和古近系原油樣品共29個(gè)(分別取自29口井, 井位見(jiàn)圖1), 古近系烴源巖樣品59個(gè), 開(kāi)展全油定量色譜、飽和烴色譜、芳烴色譜–質(zhì)譜、組分碳同位素和全二維色譜–飛行時(shí)間質(zhì)譜分析; 開(kāi)展烴源巖有機(jī)碳分析、飽和烴色譜、芳烴色譜–質(zhì)譜和單體烴碳同位素分析。

將烴源巖粉末樣品用稀鹽酸除掉其中的碳酸鹽, 采用CS-344分析儀在900 ℃下灼燒測(cè)得總有機(jī)碳含量。用鹽酸和氫氟酸除掉烴源巖的無(wú)機(jī)物, 得到的干酪根自然風(fēng)干后用有機(jī)玻璃粉壓制成光片, 拋光后在油浸狀態(tài)下檢測(cè)反射率, 浸油的折射率為1.5180, 反射光波長(zhǎng)為546 μm。開(kāi)展干酪根的透射光和熒光薄片鑒定, 并分析有機(jī)質(zhì)在巖石中的賦存狀態(tài)。

采用氯仿對(duì)烴源巖粉末樣品進(jìn)行索氏抽提, 得到其中的可溶有機(jī)質(zhì)(即氯仿瀝青“A”)。利用柱色譜對(duì)原油和烴源巖抽提物進(jìn)行族組分分離, 得到飽和烴、芳烴、非烴、瀝青質(zhì)組分; 通過(guò)尿素絡(luò)合法分離得到飽和烴中的正構(gòu)烷烴化合物。各族組分總碳同位素通過(guò)Isoprime 100同位素質(zhì)譜儀進(jìn)行測(cè)定。飽和烴色譜分析使用配有火焰離子檢測(cè)器(FID)的HP 6890色譜儀, 配備HP-5型彈性石英毛細(xì)柱(30.0 m×0.25 mm×0.25 μm), 毛細(xì)柱涂層為5%甲基硅酮, 并以N2作為載氣, 升溫程序: 初溫設(shè)定為80 ℃, 升溫速率為5 ℃/min, 終溫為310 ℃。飽和烴GC-MS分析采用HPGC/MS/IRD儀器和DB5-MS型毛細(xì)柱(50 m×0.25 mm×0.25 μm), 進(jìn)樣口溫度為320 ℃, 升溫程序: 初溫110 ℃, 升溫速率為4 ℃/min,終溫為320 ℃, 檢測(cè)溫度為320 ℃, 電子轟擊(EI)方式, 能量70 eV, 全掃描采集。芳烴GC-MS分析采用HPGC/MS/IRD儀器和DB5-MS型毛細(xì)柱(60 m× 0.25 mm×0.25 μm), 進(jìn)樣口溫度為300 ℃, 升溫程序: 初溫80 ℃, 升溫速率為4 ℃/min, 終溫為300 ℃,檢測(cè)溫度為300 ℃, 電子轟擊(EI)方式, 能量70 eV, 全掃描采集。

GC-GC分析采用DB-petro柱(50 m×0.2 mm× 0.5 μm)作為1D柱, 選取RESTEK-Rix(2 m×0.15 mm× 0.15 μm)為2D柱。DB-petro柱以4 ℃/min升溫至300 ℃并等溫保持50 min, RESTEK-Rix柱以4 ℃/min升溫至310 ℃并等溫保持50 min。選擇分流模式, 分流比100∶1, 進(jìn)樣口溫度300 ℃, He作為載氣, 流速1.5 mL/min, 電離能量70 eV, 離子源溫度240 ℃,采集速率為100譜圖/秒, 質(zhì)量掃描范圍為40～600 μm, 數(shù)據(jù)采用LECO Pegasus 4D軟件處理。

圖1 東營(yíng)凹陷南坡油氣分布與區(qū)域構(gòu)造

3 結(jié)果與討論

3.1 原油物性特征

已在東營(yíng)凹陷南坡古近系沙河街組、孔店組和奧陶系潛山中發(fā)現(xiàn)油氣, 高蠟油主要存在于孔店組和奧陶系中。以王家崗–丁家屋子地區(qū)鉆開(kāi)油層后的試油數(shù)據(jù)表征油藏原始狀態(tài)的物性。物性特征結(jié)果表明: ①孔店組原油與上覆沙河街組原油物性具有顯著的差異?？傮w而言, 孔店組原油密度(0.7984～ 0.8797 g/cm3)較輕, 含硫量(0.1%～0.65%)和黏度(2.99～146 mPa·s)較低, 含蠟量(22.84%～37.10%)與凝固點(diǎn)(32～46 ℃)較高; 沙河街組原油則整體表現(xiàn)為稠油、含蠟量和凝固點(diǎn)相對(duì)偏低、黏度和含硫量明顯較高的特征。一般將含蠟量≥15%的原油定義為高蠟油, 5%～15%為中蠟油, <5%為低蠟油(王鐵冠等, 2003)。根據(jù)此含蠟量分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn), 丁家屋子孔店組原油為高蠟油。②奧陶系潛山原油為高蠟?zāi)鲇? 典型如WG1井原油, 具有高蠟(40.84%)、高凝固點(diǎn)(49 ℃)、低含硫量(0.07%)的特征。因此, 相較于沙河街組原油, 丁家屋子構(gòu)造帶孔店組及奧陶系原油含蠟量、凝固點(diǎn)更高, 含硫量更低。

3.2 高蠟油地球化學(xué)特征

3.2.1 油–油對(duì)比

丁家屋子地區(qū)奧陶系和孔店組儲(chǔ)層中的原油屬于高蠟油和高蠟?zāi)鲇? 常用于油源對(duì)比的生物標(biāo)志化合物含量較低。因此, 為了明確這兩套儲(chǔ)層中的高蠟油是否具有同一來(lái)源, 首先對(duì)原油各族組分碳同位素組成開(kāi)展了分析。如圖2a所示, 孔店組和奧陶系原油各族組分碳同位素值較為接近, 集中分布在?29.0‰左右, 明顯低于沙河街組原油各族組分的碳同位素。

正構(gòu)烷烴單體烴碳同位素能從分子級(jí)反映單個(gè)化合物的來(lái)源, 比族組分碳同位素具有更好的精確度, 已廣泛應(yīng)用于油–油對(duì)比研究中。因此, 為了進(jìn)一步明確這兩套原油的碳同位素特征, 對(duì)原油中正構(gòu)烷烴單體碳同位素的分布開(kāi)展了分析?？椎杲M與奧陶系原油的正構(gòu)烷烴單體烴碳同位素的分布曲線具有相似特征, WX133井孔店組原油和WG1井奧陶系原油的C13～C29單體烴碳同位素值隨碳數(shù)增大呈現(xiàn)減小的趨勢(shì); 當(dāng)碳數(shù)大于29時(shí), 單體烴碳同位素組成隨碳數(shù)增多呈現(xiàn)變重的趨勢(shì)(圖2b)。

總體而言, 孔店組和奧陶系高蠟油的族組分和正構(gòu)烷烴單體碳同位素明顯輕于沙河街組原油, 并且具有相似的數(shù)值范圍和分布趨勢(shì), 表明它們具有相似的油源。

3.2.2 高蠟油成熟度分析

高蠟油的熱演化程度研究一直存在諸多爭(zhēng)議。Tegelaar et al. (1989)對(duì)從樹(shù)葉中抽提出的角質(zhì)體進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn), 結(jié)果表明在較低溫度條件下生成的產(chǎn)物與高蠟油結(jié)構(gòu)相似, 隨著溫度的升高, 逐漸由較高分子向低分子(以C15為主)轉(zhuǎn)化。東營(yíng)凹陷高蠟油中正構(gòu)烷烴的分布與模擬實(shí)驗(yàn)相對(duì)較低成熟度下熱解產(chǎn)物分布上的一致性, 揭示出高蠟油可形成于較低的熱演化階段。低演化階段有機(jī)質(zhì)的演化除了表現(xiàn)為脫官能團(tuán)以外, 斷鏈的幾率較小, 容易形成高碳數(shù)烴類(lèi); 而在高溫條件下, 這些高分子量化合物容易裂解形成低分子量化合物, 理論上有機(jī)質(zhì)長(zhǎng)期處于較低演化程度是高蠟油得以保存的關(guān)鍵。然而, 部分研究表明植物角質(zhì)薄膜的脂族生物聚合物以及部分藻類(lèi)干酪根平均碳鏈長(zhǎng)度, 可以在較大的成熟度范圍內(nèi)保持不變。在元古宇和古生界烴源巖的熱解產(chǎn)物中, 部分生物有機(jī)質(zhì)遺留下來(lái)的長(zhǎng)鏈成分甚至可以保持到變質(zhì)作用階段(Huang et al., 1992)?；诖? 本文選取不同演化階段的特征成熟度參數(shù)對(duì)高蠟油進(jìn)行了研究。

東營(yíng)凹陷南坡丁家屋子地區(qū)孔店組和奧陶系高蠟油特征化合物具有低演化程度特征, 通過(guò)全二維色譜–飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)不僅觀察到高蠟油中含有豐富的二環(huán)倍半萜錐滿烷類(lèi)化合物(圖3a、b), 同時(shí)還可對(duì)錐滿烷類(lèi)化合物中不同單體進(jìn)行精確定量。研究表明, 相比于錐滿烷, 重排錐滿烷化合物穩(wěn)定性更高, 隨成熟度增加錐滿烷向重排錐滿烷轉(zhuǎn)化, 因此重排錐滿烷指數(shù)RDI(RDI=重排錐滿烷/ (錐滿烷+重排錐滿烷))是有效的表征原油成熟度的參數(shù)。Huang et al. (1992)在大民屯地區(qū)的研究表明, 正常成熟原油的重排錐滿烷指數(shù)約為0.4, 重排錐滿烷指數(shù)較低表明其含有低演化程度的原油(黃第藩和趙孟軍, 1997; 黃海平等, 2001)。東營(yíng)凹陷南坡丁家屋子地區(qū)高蠟油的RDI均值約為0.24, 遠(yuǎn)低于該地區(qū)沙四段成熟原油的0.42, 指示了東營(yíng)凹陷南坡高蠟油有低成熟油氣的充注。同時(shí), 對(duì)該地區(qū)孔店組和奧陶系高蠟油的甲基菲指數(shù)(MPI1)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn), 相比于上覆的常規(guī)沙四段原油, 其甲基菲指數(shù)較小(圖4), 說(shuō)明東營(yíng)凹陷南坡孔店組和奧陶系高蠟油與低演化程度的油氣充注密不可分。

然而, 與常規(guī)低熟油相比, 丁家屋子地區(qū)的高蠟油又具有其獨(dú)特性, 發(fā)現(xiàn)了多項(xiàng)表征高成熟度特征的參數(shù), 其甾烷類(lèi)生物標(biāo)志化合物含量低, 金剛烷類(lèi)化合物含量高。通過(guò)沙四段烴源巖建立了不同埋深烴源巖的甾烷類(lèi)生物標(biāo)志化合物的絕對(duì)含量隨深度的變化關(guān)系, 結(jié)果顯示, 隨著埋藏深度的增加, 甾烷含量呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)(圖5)。

孔店組和奧陶系高蠟油的生物標(biāo)志化合物含量與埋藏深度為3500 m以深的烴源巖相近, 表明該高蠟油的熱演化程度與深部高演化烴源巖相當(dāng), 達(dá)到高演化階段, 或者存在后期生物標(biāo)志化合物含量較低的高演化油的注入; 此外, 全二維色譜–飛行時(shí)間質(zhì)譜分析結(jié)果顯示, 丁家屋子地區(qū)孔店組和奧陶系高蠟油中含有一定濃度的金剛烷類(lèi)化合物(圖3), 該類(lèi)化合物往往被認(rèn)為是高成熟油的特征化合物, 并且該高蠟油的密度和黏度均較低, 表明其具有高成熟油特征。不同的參數(shù)指示丁家屋子地區(qū)孔店組和奧陶系高蠟油具有多種熱演化程度, 該地區(qū)的高蠟油可能經(jīng)歷了多期不同熱演化程度原油的充注。

圖2 東營(yíng)凹陷原油組分(a)和單體烴(b)碳同位素分布特征

(a) 高蠟油錐滿烷類(lèi)化合物; (b) 沙四段原油錐滿烷類(lèi)化合物; (c) 高蠟油單金剛烷類(lèi)化合物; (d) 高蠟油雙金剛烷類(lèi)化合物?；衔锩Q: 1. 金剛烷; 2. 1-甲基金剛烷; 3. 1,3-二甲基金剛烷; 4. 1,3,5-三甲基金剛烷; 5. 1,3,5,7-四甲基金剛烷; 6. 2-甲基金剛烷; 7. 順式1,4-二甲基金剛烷; 8. 反式1,4-二甲基金剛烷; 9. 1,3,6-三甲基金剛烷; 10. 1,2-二甲基金剛烷; 11. 順式1,3,4-三甲基金剛烷; 12. 反式1,3,4-三甲基金剛烷; 13. 1,3,5,7-四甲基金剛烷; 14. 順式2,4-二甲基金剛烷; 15. 反式2,4-二甲基金剛烷; 16. 1-乙基-3-甲基金剛烷; 17. 1,2,3-三甲基金剛烷; 18. 2-乙基金剛烷; 19. 1,2,3,5,7-五甲基金剛烷; 20. 1-乙基-3,5-二甲基金剛烷; 21. 雙金剛烷; 22. 4-甲基雙金剛烷; 23. 4,9-二甲基雙金剛烷; 24. 1-甲基雙金剛烷; 25. 1,2-+2,4-二甲基金剛烷; 26. 1,4,9-三甲基雙金剛烷; 27. 3-甲基雙金剛烷; 28. 3,4-二甲基雙金剛烷; 29. 3,4,9-三甲基雙金剛烷。

圖4 東營(yíng)凹陷南坡原油甲基菲指數(shù)特征

圖5 東營(yíng)凹陷南坡原油與烴源巖甾烷生物標(biāo)志化合物絕對(duì)含量隨深度變化規(guī)律

3.2.3 高蠟油油源特征分析

丁家屋子地區(qū)孔店組與奧陶系高蠟油中生物標(biāo)志化合物含量總體較低, 上述油–油對(duì)比研究表明, 奧陶系與孔店組高蠟油應(yīng)具有相同的沉積環(huán)境?？椎杲M高蠟油生物標(biāo)志物分析結(jié)果如圖6所示, 其規(guī)則甾烷呈現(xiàn)反L型分布, 相對(duì)含量具有C29>C28>C27的特征, 4-甲基甾烷豐度較低, 缺少重排甾烷和重排藿烷, 極低的Ts(18α-C27三降藿烷)表明其油源為還原環(huán)境下含黏土物質(zhì)較少的烴源巖; 較高的伽馬蠟烷含量(伽馬蠟烷/C30藿烷為0.32～0.89)和植烷優(yōu)勢(shì)(Pr/Ph值為0.36～0.70)反映了咸化還原的沉積環(huán)境, 較低的甾烷/藿烷值、較高的三環(huán)萜烷/五環(huán)萜烷值和大量錐滿烷類(lèi)化合物表明原油中含有大量細(xì)菌。

3.3 東營(yíng)凹陷南坡高蠟油油源對(duì)比研究

東營(yíng)凹陷南坡發(fā)育多套烴源巖層, 主要為沙三段下亞段(E下3)、沙四段(E4)和孔店組(E), 其中沙三段下亞段烴源巖以泥巖、灰褐色油頁(yè)巖和頁(yè)巖為主, 夾少量灰色灰?guī)r及白云巖, 伽馬蠟烷含量低, 伽馬蠟烷指數(shù)<0.25, Pr/Ph>0.6, 部分大于1, 表明其沉積于淡水–半咸水湖相環(huán)境, 所產(chǎn)生的原油與孔店組原油具有明顯差異。沙四段上亞段烴源巖中重排甾烷、4-甲基甾烷含量低, 甲藻甾烷豐富, 伽馬蠟烷含量高, 伽馬蠟烷指數(shù)>0.30, 具有植烷優(yōu)勢(shì), 表明沙四段上亞段烴源巖沉積于咸化還原環(huán)境(呂慧等, 2009; 王勇等, 2017), 其具有較高的甾烷/藿烷比值和較低的三環(huán)萜烷/五環(huán)萜烷比值, 與孔店組原油有明顯的差異, 因此它們也不具有油源關(guān)系?？椎杲M暗色泥巖整體埋深較大, 前期研究表明該套烴源巖整體生油能力有限, 以生氣為主(呂慧等, 2009)。沙四段下亞段烴源巖整體演化程度較高, 巖性為鹽膏巖、深灰色膏質(zhì)泥巖、含鹽含膏泥巖夾深灰色泥巖(宋一濤等, 2007), 具有C29甾烷優(yōu)勢(shì), 三環(huán)萜烷含量高, 三環(huán)萜烷/五環(huán)萜烷值多大于0.35, 甾烷/藿烷值較高, 部分樣品中還檢測(cè)出高含量的奧利烷, 體現(xiàn)了母源中含有大量的細(xì)菌和高等植物的貢獻(xiàn), 與高蠟油具有一定的相似性。此外, 通過(guò)W100井孔店組流體包裹體分析(圖7)可見(jiàn), 其中的鹽水包裹體含量極高, 甚至觀察到了NaCl晶體, 表明高蠟油與沙四段下亞段烴源巖的沉積環(huán)境相似, 具有鹽湖相沉積的特點(diǎn), 進(jìn)一步證實(shí)了高蠟油與沙四段下亞段烴源巖具有親緣關(guān)系。

3.4 高蠟油成因

高蠟油生物標(biāo)志化合物表明其母質(zhì)有大量高等植物、細(xì)菌與藻類(lèi)輸入的特征。沙四段沉積初期, 湖盆演化處于枯水期和豐水期交互出現(xiàn)的階段, 湖盆中含有細(xì)菌和藻類(lèi)等低等浮游生物, 同時(shí), 烴源巖沉積時(shí)湖盆面積較小、豐富的陸源植物大量輸入、多樣化的有機(jī)質(zhì)是高蠟油生成的物質(zhì)基礎(chǔ)。

圖6 東營(yíng)凹陷孔店組高蠟油與沙河街組烴源巖m/z 217和m/z 191質(zhì)量色譜圖

(a)、(b) WG1井奧陶系3426.0 m流體包裹體特征; (c)～(f) W100井孔店組2197.1 m流體包裹體特征。

東營(yíng)凹陷南坡奧陶系潛山和孔店組高蠟油明顯具有氣侵跡象, 上述對(duì)奧陶系潛山和孔店組高蠟油的分析表明其具有明顯的不同成熟度油氣多期注入特征。根據(jù)SK1井孔店組烴源巖埋藏史和熱演化史圖(圖8), SK1井孔店組烴源巖的o值在沙四段沉積期超過(guò)1.0%, 已進(jìn)入生凝析氣階段, 隨著埋深不斷加大, 其生成的烴類(lèi)進(jìn)入干氣–濕氣階段。在油氣共生的古含油構(gòu)造帶中, 深層凝析油氣和天然氣對(duì)古油藏的氣侵是常見(jiàn)現(xiàn)象(孫秀麗等, 2010), 模擬實(shí)驗(yàn)證實(shí)氣體的侵入往往可以提高原油的含蠟量(蘇愛(ài)國(guó)等, 2000)。WG1井奧陶系方解石脈中可明顯觀測(cè)到大量氣泡的注入(圖7a、b), 證實(shí)了深部氣體的侵入現(xiàn)象, 提高了對(duì)飽和烴的攜帶能力, 減少了原油中非烴和瀝青質(zhì)的含量, 對(duì)該地區(qū)原油含蠟量產(chǎn)生影響, 導(dǎo)致該地區(qū)高蠟物質(zhì)的聚集, 相似的現(xiàn)象在塔里木盆地塔中地區(qū)、南堡凹陷和黃驊凹陷千米橋地區(qū)均被發(fā)現(xiàn)(謝文彥等, 2007; Hao et al., 2009; Zhu, 2009; Zhang et al., 2011; Zhu et al., 2014; 朱光有等, 2017; 龐雄奇等, 2018; 蘇洲等, 2018)。

圖8 SK1井烴源巖埋藏史和熱演化史圖

4 結(jié) 論

(1) 生物標(biāo)志化合物分析結(jié)果表明, 東營(yíng)凹陷南坡孔店組和奧陶系潛山高蠟油具有相同的油源; 多項(xiàng)成熟度指標(biāo)指示高蠟油中同時(shí)具有高演化和低演化油氣充注的特征, 表明東營(yíng)凹陷南坡丁家屋子地區(qū)高蠟油為多期改造形成。

(2) 東營(yíng)凹陷南坡多套烴源巖分析表明, 沙四段下亞段沉積于鹽湖環(huán)境的烴源巖與高蠟油具有較強(qiáng)的成因關(guān)系, 該地區(qū)深部烴源巖的熱演化史表明其已達(dá)到生凝析油氣的熱演化程度。

(3) 沙四段下亞段烴源巖沉積時(shí)期, 大量陸源植物的輸入和多樣化原始母質(zhì)來(lái)源是高蠟油形成的物質(zhì)基礎(chǔ), 后期氣侵作用是高蠟油形成的主要原因。

致謝:感謝中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所盧鴻研究員和另一位匿名審稿專(zhuān)家對(duì)本文提出修改意見(jiàn)。

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Origin and hydrocarbon source of high wax content oils in southern slope zone of the Dongying Depression

ZHAI Zheng*, WANG Xuejun, CAO Zhongxiang, QI Yanli, BAO Yan, HAN Dongmei

(Exploration and Development Research Institute, SINOPEC Shengli Oil Field Company, Dongying 257015, Shandong, China)

With the ever-increasing exploration of oil and gas, exploration for energy resources has inevitably extended into deeper layers. A suite of oils from the Kongdian Formation and Ordovician buried hill in the south slope of the Dongying Depression has recently been discovered. These oils are characterized as having a high content of waxy alkanes, low concentration of sulfur compounds, and low density, which differ from the overlying Tertiary oils of the Shahejie Formation. The origin and source of these wax oils which restricted the exploration have attracted much attention. In this study, the high wax crude oils and deep source rocks were characterized via GC×GC-TOFMS, fluid inclusion analysis, monomer hydrocarbon isotope analysis, and absolute content of biomarkers analysis. Stable carbon isotopic values of different components of the high wax oils indicate that these oils from the Kongdian Formation and Ordovician are from the same source. As the oils have higher adamantane content, lower rearranged drimanes content, and alkylphenanthrene index, we confirmed that these oils are a secondary hydrocarbon accumulation from the mixing of an early formed oil and a late formed gas. Based on the coexistence of liquid, gas, and brine inclusions, we recognize that the heterogeneous migration occurred in the deep reservoir. Combining the isotope and sedimentary analysis results, we speculated that these oils of the Kongdian and Ordovician bear typical features of deep E4source rocks. Maturity, biomarker, isotope, and inclusion analyses validated that the southern slope zone of the Dongying Depression experienced gas invasion, and it is suggested that the higher plants and bacteria of the source rocks and gas invasion in geological history are responsible for the formation of the high waxy oils. This study helps to unravel hydrocarbons accumulation mechanisms and deep petroleum resources evaluation in this area, which can also be applied to other basins to investigate high wax oil reservoirs.

Dongying Depression; wax oils; Kongdian Formation; boiling fluid inclusion; gas invasion

P618.130.1

A

0379-1726(2022)04-0453-09

10.19700/j.0379-1726.2022.04.008

2020-06-17;

2022-03-04

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)課題(2016zx05006-001)、中國(guó)石油化工股份有限公司科技重點(diǎn)項(xiàng)目(P20060-1、P21034-1)和中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司重點(diǎn)科技項(xiàng)目(YKS2001)聯(lián)合資助。

翟正(1983–), 男, 高級(jí)工程師, 主要從事油氣地球化學(xué)研究。E-mail: ppzz0546@126.com