東濮凹陷馬廠(chǎng)地區(qū)油氣成藏機(jī)理分析

國(guó)殿斌，房倩

（中國(guó)石化中原油田分公司勘探開(kāi)發(fā)科學(xué)研究院，河南 濮陽(yáng) 457001）

東濮凹陷馬廠(chǎng)地區(qū)油氣成藏機(jī)理分析

國(guó)殿斌，房倩

（中國(guó)石化中原油田分公司勘探開(kāi)發(fā)科學(xué)研究院，河南 濮陽(yáng) 457001）

為了理清馬廠(chǎng)地區(qū)油氣成藏機(jī)理特征，通過(guò)對(duì)馬廠(chǎng)地區(qū)原油飽和烴、芳烴、非烴及瀝青質(zhì)等資料的分析，得出馬廠(chǎng)地區(qū)存在2大類(lèi)原油，2類(lèi)原油均為成熟原油，但原油的成熟度存在高低。整體上，構(gòu)造頂部的原油成熟度偏低，構(gòu)造翼部的原油成熟度偏高；原油成熟度自構(gòu)造頂部到構(gòu)造翼部呈逐漸增大的趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)該區(qū)的烴源巖特征、斷裂發(fā)育史、油氣充注史等資料的綜合分析，認(rèn)為馬廠(chǎng)地區(qū)構(gòu)造頂部原油的成熟度主要與馬東斷裂的有序活動(dòng)引起原油的有序充注有關(guān)，構(gòu)造翼部原油的成熟度主要與東營(yíng)構(gòu)造時(shí)期的剝蝕厚度及后期沉積厚度大小有關(guān)。

原油成熟度；成藏機(jī)理；斷裂有序活動(dòng)；馬廠(chǎng)地區(qū)；東濮凹陷

1 區(qū)域概況

隨著油氣勘探程度的逐漸提高，低豐度區(qū)的油氣勘探越來(lái)越引起人們的重視［1-4］。東濮凹陷黃河南地區(qū)是一個(gè)典型的低豐度含油區(qū)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的摸索和總結(jié)，該區(qū)的油氣勘探已取得了較大進(jìn)展［5-13］。近年來(lái)，東濮凹陷黃河南地區(qū)油氣勘探取得了一定的突破和發(fā)現(xiàn)，但勘探成功率和發(fā)現(xiàn)率仍較低。據(jù)第3次資評(píng)結(jié)果，東濮凹陷黃河南地區(qū)地質(zhì)資源量石油為0.8×108t，天然氣為641×108m3，到目前為止，南部地區(qū)石油資源探明率為47.4%，天然氣資源探明率為28.8%，待探明的油氣資源量占黃河南地區(qū)油氣總資源量的一半，表明該區(qū)仍具有較大的勘探潛力。因此，系統(tǒng)分析該區(qū)油氣成藏特征及成因機(jī)理，將對(duì)油氣勘探工作及其他低豐度含油區(qū)的油氣勘探具有重要的參考意義。

馬廠(chǎng)油田位于東濮凹陷中央隆起帶南部的唐莊—馬廠(chǎng)構(gòu)造帶，東鄰葛崗集生油洼陷，西側(cè)以馬廠(chǎng)斷層為界，東西寬4～5 km，南北長(zhǎng)30 km，總勘探開(kāi)發(fā)面積約102 km2。區(qū)內(nèi)斷裂主要呈NNE向雁行排列，發(fā)育馬廠(chǎng)及馬東系列斷層。區(qū)域上，構(gòu)造頂部主要位于馬廠(chǎng)斷裂與馬東Ⅳ號(hào)組成的入字形之內(nèi)，構(gòu)造翼部主要位于馬廠(chǎng)斷裂與馬東Ⅳ號(hào)組成的入字形之外（見(jiàn)圖1）。

圖1 馬廠(chǎng)地區(qū)區(qū)域構(gòu)造綱要圖

2 原油特征

通過(guò)對(duì)馬廠(chǎng)地區(qū)14口井原油的飽和烴、芳烴、非烴及瀝青質(zhì)等資料進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)馬廠(chǎng)地區(qū)不同區(qū)域井的飽和烴、芳烴、非烴及瀝青質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)差距大，飽和烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于23%～86%，平均值為60%；芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于6%～28%，平均值為12%；非烴及瀝青質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于6%～58%，平均值為28%。據(jù)此，推測(cè)馬廠(chǎng)地區(qū)原油類(lèi)型存在多樣性。

上述各井飽和烴、芳烴、非烴及瀝青質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的分析結(jié)果表明：該區(qū)原油分別聚集在2大區(qū)域。一類(lèi)為中飽和烴、中瀝青及非烴質(zhì)、低芳烴區(qū)域，另一類(lèi)為高飽和烴、低芳烴、低非烴及瀝青質(zhì)分布區(qū)域。其間存在明顯差異，其中，構(gòu)造頂部的井飽和烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較低，如馬11井的飽和烴最低質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為22.6%；而構(gòu)造翼部的井飽和烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較高，如馬26井的飽和烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)82.9%。依據(jù)飽和烴、芳烴、非烴及瀝青質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)三角圖投影表述特征，把馬廠(chǎng)地區(qū)原油劃分為2大類(lèi)。

通過(guò)分析馬廠(chǎng)地區(qū)馬11-14、馬12-29、馬26、馬27、馬32、馬36、馬60及馬古6井的（nC21+22）/（nC28+29）、姥鮫烷、CPI、∑C21-/∑C22+、姥鮫烷/植烷、植烷/nC18、OEP、∑C22-和/∑C23+，發(fā)現(xiàn)該區(qū)原油均為成熟原油，原油的CPI、OEP均在1附近，無(wú)明顯的奇、偶碳優(yōu)勢(shì)。雖然馬廠(chǎng)地區(qū)的原油均表現(xiàn)出成熟原油的特征，但原油的成熟度存在較大差異，如（nC21+22）/（nC28+29）參數(shù)的最小值僅為0.6，而最大值為4；∑C21-/∑C22+參數(shù)的最小值僅為0.45，而最大值為1.4；∑C22-和/∑C23+參數(shù)的最小值僅為0.5，而最大值為1.9。

3 原油成熟度平面分布特征

根據(jù)馬廠(chǎng)地區(qū)原油飽和烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)、飽芳比、C2920S（20S+20R）及沙三中Pr/nC17的分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)該區(qū)原油成熟度自構(gòu)造頂部到構(gòu)造翼部呈逐漸增大的趨勢(shì)。

1）原油飽和烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)從構(gòu)造頂部到構(gòu)造翼部逐漸增大（見(jiàn)圖2a）。構(gòu)造頂部的馬12、馬10塊，質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于60%～70%，如最頂部的馬12-29井質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%；翼部的飽和烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于75%～85%，如東翼的馬11-85井質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)82%。從構(gòu)造頂部向構(gòu)造翼部原油飽和烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增大的這種趨勢(shì)，說(shuō)明了原油從構(gòu)造頂部向構(gòu)造翼部成熟度是逐漸增大的。

2）飽芳比是反映原油成熟的一個(gè)靈敏指標(biāo)，一般飽芳比低說(shuō)明原油的成熟度低，反之，原油的成熟度高。從馬廠(chǎng)構(gòu)造頂部到構(gòu)造翼部，飽芳比呈逐漸增大的趨勢(shì)，如構(gòu)造頂部的馬12、馬10塊飽芳比為3～4，然后向北翼、東翼逐漸增大（見(jiàn)圖2b），最高可達(dá)到8.3。

3）根據(jù)對(duì)原油甾烷C2920S/（20S+20R）成熟度參數(shù)的分析（見(jiàn)圖2c），發(fā)現(xiàn)構(gòu)造頂部的甾烷C2920S/（20S+20R）成熟度參數(shù)低，絕大部分小于0.65。從構(gòu)造頂部到構(gòu)造北翼和東翼，甾烷C2920S/（20S+20R）成熟度參數(shù)逐漸增大，最高值可達(dá)0.84。

4）Pr/nC17，Ph/nC18在一定程度上也可反映原油的成熟度特征，隨著原油成熟度的增加，Pr/nC17，Ph/nC18逐漸減小。構(gòu)造頂部，Pr/nC17，Ph/nC18值大，反映原油成熟度??；構(gòu)造翼部，Pr/nC17，Ph/nC18值小，反映原油成熟度大（見(jiàn)圖2d）。

4 原油成熟度變化成因初探

通過(guò)分析該區(qū)烴源巖、斷裂活動(dòng)史及油氣充注史，探討該區(qū)原油成熟度變化的原因。

4.1 烴源巖分布特征

結(jié)合前人對(duì)黃河南地區(qū)有效暗色泥巖的分析結(jié)果，本次研究詳細(xì)統(tǒng)計(jì)了沙三中上、沙三中下及沙三下有效暗色泥巖的厚度，結(jié)果表明有效暗色泥巖在馬廠(chǎng)地區(qū)沙三中上、沙三中下較少，而在沙三下亞段較多；并且主要分布在斜坡的中下部及洼陷中心區(qū)域，從斜坡的中下部向洼陷中心，有效暗色泥巖的厚度呈逐漸增大趨勢(shì)，洼陷中心最大厚度達(dá)800 m，是馬廠(chǎng)地區(qū)最主要的一套有效烴源巖。根據(jù)該區(qū)暗色泥巖厚度的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可以確認(rèn)馬廠(chǎng)地區(qū)沙三下亞段是其最主要的一套生烴層系。

圖2 馬廠(chǎng)地區(qū)反映原油成熟度地化參數(shù)平面分布

4.2 原油分布特征

通過(guò)對(duì)該區(qū)294口含油井的油氣厚度統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)不同深度范圍內(nèi)的油氣在平面上的分布存在差異（見(jiàn)圖3）。該研究詳細(xì)統(tǒng)計(jì)了2 250～2 750 m，2 750～3 250 m，3 250～3 750 m及3 750～4 000 m 4個(gè)深度段的油氣分布特征。分析結(jié)果表明：2 250～2 750 m深度段內(nèi)的油氣，主要分布在構(gòu)造頂部馬東斷裂的Ⅰ和Ⅱ號(hào)斷裂之間；2 750～3 250 m深度段內(nèi)的油氣，主要分布在構(gòu)造頂部馬東斷裂的Ⅲ和Ⅳ號(hào)斷裂之間；3 250～3 750 m深度段內(nèi)的油氣，主要分布在馬東斷裂的Ⅳ號(hào)斷裂以外的區(qū)域；3 750～4 000 m深度段內(nèi)的油氣，主要分布在馬廠(chǎng)東北翼靠近洼陷較近的區(qū)域內(nèi)。平面上不同深度段內(nèi)的含油面積，隨著埋藏深度的增加，整體上呈現(xiàn)由構(gòu)造頂部的西南方向向構(gòu)造翼部東北方向偏移的特征（見(jiàn)圖3）。

圖3 馬廠(chǎng)地區(qū)不同深度段內(nèi)的油氣平面分布范圍

4.3 斷裂活動(dòng)史與油氣生成史之間的匹配關(guān)系

馬廠(chǎng)地區(qū)油氣充注史分析結(jié)果表明，構(gòu)造頂部的馬10井油氣包裹體均一溫度較低，均小于110℃。從構(gòu)造頂部到構(gòu)造翼部，包裹體的均一溫度呈逐漸增大的趨勢(shì)，構(gòu)造頂部與構(gòu)造翼部結(jié)合部位的馬11-16井油氣包裹體均一溫度部分超過(guò)110℃，最大值可達(dá)120℃；而構(gòu)造翼部的馬36井，油氣包裹體均一溫度持續(xù)增大，部分包裹體的均一溫度可達(dá)130℃。結(jié)合該區(qū)的油氣埋藏史，各井的油氣成藏時(shí)間分別為22～28 Ma，22～25 Ma及0～8 Ma，成藏時(shí)間從構(gòu)造頂部到構(gòu)造翼部具有逐漸變新的趨勢(shì)（見(jiàn)圖4）。

從斷裂活動(dòng)史分析可知，馬東Ⅰ號(hào)斷層位于馬廠(chǎng)潛山東側(cè)，形成、活動(dòng)于沙四時(shí)期，在 —O下部—底部滑脫；馬東Ⅱ號(hào)斷層形成、活動(dòng)于沙四—沙三下時(shí)期，在C—P底部滑脫；馬東Ⅲ號(hào)斷層形成、活動(dòng)于沙三下—沙三上時(shí)期，在C—P內(nèi)部滑脫；馬東Ⅳ號(hào)斷層主要形成、活動(dòng)于沙三上—沙二期，在沙四上內(nèi)部—底部滑脫。因此，可以看出，馬東斷層系的形成發(fā)育經(jīng)歷了由西南向北東方向、由馬東Ⅰ號(hào)到Ⅳ號(hào)逐漸發(fā)育的過(guò)程，斷層發(fā)育具有西早東晚的特征（見(jiàn)圖5）。

圖4 馬廠(chǎng)地區(qū)不同構(gòu)造部位原油充注期分析

圖5 馬廠(chǎng)地區(qū)斷裂活動(dòng)史與油氣充注史、分布特征關(guān)系

斷裂發(fā)育史、油氣充注史及油氣平面分布特征分析表明：該區(qū)的油氣充注過(guò)程大致為油氣從構(gòu)造頂部到構(gòu)造翼部逐漸充注，這是由于馬東斷裂從西向東逐漸活動(dòng)造成的。西邊的馬東Ⅰ號(hào)及Ⅱ號(hào)斷裂活動(dòng)時(shí)期早、結(jié)束早，造成沙二及沙一時(shí)期生成的成熟度相對(duì)較低的早期油氣主要沿著馬東Ⅰ號(hào)及Ⅱ號(hào)斷裂向上輸導(dǎo)。由于馬東Ⅰ號(hào)及Ⅱ號(hào)斷裂活動(dòng)停止早，造成早期充注的油氣得以保存，后期沒(méi)有進(jìn)行大規(guī)模的調(diào)整，由此導(dǎo)致早期油氣主要富集在馬東Ⅰ號(hào)斷裂之內(nèi)區(qū)域及馬東Ⅰ號(hào)斷裂與馬東Ⅱ號(hào)斷裂之間的區(qū)域（見(jiàn)圖3）。東營(yíng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)期，該區(qū)油氣大規(guī)模形成，該時(shí)期的馬東Ⅲ號(hào)和Ⅳ號(hào)斷裂劇烈活動(dòng)，造成相對(duì)成熟度較高的油氣大量沿著馬東Ⅲ號(hào)和Ⅳ號(hào)斷裂源源不斷地從洼陷中心向構(gòu)造頂部充注，充注上來(lái)的油氣主要富集在馬東Ⅲ號(hào)和Ⅳ號(hào)斷裂附近反向斷裂圈閉內(nèi)。隨著東營(yíng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的結(jié)束，油氣充注過(guò)程也逐漸結(jié)束，之后該區(qū)沒(méi)有大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，油氣沒(méi)有進(jìn)行大規(guī)模的調(diào)整，由此導(dǎo)致油氣保存至今。另外，結(jié)合馬廠(chǎng)地區(qū)東營(yíng)構(gòu)造時(shí)期的剝蝕厚度及后期的沉積厚度推測(cè)，馬廠(chǎng)構(gòu)造頂部剝蝕厚度在1 600～1 700 m，后期沉積厚度為1 800 m左右，兩者基本相當(dāng)，由此推測(cè)，馬廠(chǎng)地區(qū)構(gòu)造頂部的原油沒(méi)有進(jìn)行再次埋藏演化。

構(gòu)造翼部的原油成熟度向洼陷中心呈逐漸增大的趨勢(shì)，這主要是由于該區(qū)后期的沉積厚度大于當(dāng)時(shí)東營(yíng)構(gòu)造時(shí)期的剝蝕厚度，造成部分油氣再次埋藏演化，且該區(qū)存在較大厚度的有效烴源巖，存在二次生烴現(xiàn)象。這也與東濮凹陷其他地區(qū)存在晚期成藏的依據(jù)相吻合。

5 結(jié)論

1）通過(guò)對(duì)馬廠(chǎng)地區(qū)原油飽和烴、芳烴、非烴及瀝青質(zhì)的資料分析，馬廠(chǎng)地區(qū)存在2大類(lèi)原油。2類(lèi)原油均為成熟原油，但成熟度存在高低。整體上，構(gòu)造頂部的原油成熟度偏低，構(gòu)造翼部的原油成熟度偏高，原油成熟度自構(gòu)造頂部到構(gòu)造翼部呈逐漸增大的趨勢(shì)。

2）通過(guò)對(duì)馬廠(chǎng)地區(qū)的烴源巖特征、斷裂發(fā)育史、油氣充注史等資料的綜合分析，認(rèn)為馬廠(chǎng)地區(qū)構(gòu)造頂部的原油成熟度主要與馬東斷裂的有序活動(dòng)引起原油的有序充注有關(guān)，構(gòu)造翼部的原油成熟度主要與東營(yíng)構(gòu)造時(shí)期的剝蝕厚度及后期沉積厚度大小有關(guān)。

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（編輯 王淑玉）

Analysis on hydrocarbon accumulation mechanism in Machang Area of Dongpu Depression

Guo Dianbin,Fang Qian
(Research Institute of Exploration and Development,Zhongyuan Oilfield Company,SINOPEC,Puyang 457001,China)

In order to clarify the characteristics of hydrocarbon accumulation mechanism in Machang Area,this paper analyzes the data of saturated hydrocarbon,aromatic hydrocarbon and asphaltene of crude oil in Machang Area.The results show that there are two kinds of crude oils,which are all mature crude oils with different maturity.On the whole,the crude oils on the top structure have low maturity,while the crude oils on the wing structure have high maturity.The maturity of crude oils is increasing gradually from the top to the wing structure.By analyzing the characteristics of hydrocarbon source rock,fracture development history and hydrocarbon charge history,it is considered that the maturity difference of crude oils on the top structure depends on the orderly filling of crude oils caused by the orderly activities of Madong fracture and the maturity difference of crude oils on the wing structure mainly depends on the denudation thickness in Dongying tectonic period and the size of late sedimentary thickness.

crude oil maturity;accumulation mechanism;orderly activity of fracture;Machang Area;Dongpu Depression

“十二五”國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)“東濮凹陷油氣富集規(guī)律與增儲(chǔ)領(lǐng)域”（2011ZX05006-004-07）

TE122.3+1

：A

1005-8907（2012）01-0001-05

2011-09-21；改回日期：2011-11-23。

國(guó)殿斌，男，1975年生，高級(jí)工程師，從事油藏地質(zhì)及油氣田勘探開(kāi)發(fā)方面的研究工作。

國(guó)殿斌，房倩.東濮凹陷馬廠(chǎng)地區(qū)油氣成藏機(jī)理分析［J］.斷塊油氣田，2012，19（1）：1-5. Guo Dianbin，F(xiàn)ang Qian.Analysis on hydrocarbon accumulation mechanism in Machang Area of Dongpu Depression［J］.Fault-Block Oil& Gas Field，2012，19（1）：1-5.