松遼盆地南部梨樹斷陷原油分布與運聚特征研究

李洪波，張 敏，陳小慧 （長江大學地球環(huán)境與水資源學院油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室 （長江大學），湖北 武漢430100）

對于多套烴源巖層、多期構造運動、多期成藏過程的疊合斷陷盆地而言，油氣的分布、運移、充注與聚集成藏過程的研究顯得尤其重要。為此，筆者在對梨樹斷陷烴源巖與油氣地球化學特征系統(tǒng)研究的基礎上，運用油氣成藏地球化學的理論與方法，通過不同區(qū)塊油氣藏的剖析，探討了梨樹斷陷原油運移聚集成藏的特征與模式。

1 區(qū)域地質背景

梨樹斷陷構造上位于松遼盆地東南隆起區(qū)，是松遼盆地斷陷群南端斷陷期持續(xù)最長、地層發(fā)育最為齊全、沉積厚度和埋藏深度最大 （斷陷層最厚8000m）、有機演化程度最高的盆地［1-3］。勘探實踐證實，梨樹斷陷是一個成熟、獨立的箕狀斷陷盆地，拗陷期與松遼盆地相通，形成統(tǒng)一拗陷盆地，其斷陷期主要發(fā)育了火石嶺組、沙河子組、營城組和登婁庫組地層。梨樹斷陷可劃分為4個區(qū)塊 （帶），即桑樹臺洼陷帶、中央構造帶、北部斜坡帶和東南斜坡帶［4］。該斷陷目前主要發(fā)現(xiàn)的油氣田為八屋油氣田、太平莊油田、七棵樹油田、秦家屯油田、四五家子油田、后五家戶油氣田和皮家油氣田。

2 試驗部分

原油樣品主要采集于秦家屯、七棵樹與北部斜坡帶的油氣田探井，在平面上覆蓋了斷陷的主要產油區(qū)，在縱向上由淺層泉一段到深層沙河子組均有分布。因此，采集的原油樣品具有廣泛性和代表性。將原油樣品定量后，經層析柱族組分分離，再提取飽和烴進行分析測試。飽和烴色譜-質譜定量分析條件如下：Agilent 6890N-5975IMSD色譜／質譜儀，色譜柱為 HP-5MS，30m×0．25mm×0．25μm；汽化室溫度為300℃；進樣方式是脈沖不分流進樣且采用恒流模式，載氣流速為1．0ml／min。柱爐溫的升溫程序如下：50℃恒溫1min，以20℃／min升至100℃，然后再以3℃／min升至315℃，恒溫18min。質譜分析采用EI電離方式，電子能量為70eV，接口溫度為280℃。采集方式為全掃描和選擇離子采集模式，全掃描質量范圍50～550amu。生物標志化合物標樣為5α-雄甾烷。

3 結果與分析

3．1 原油類型

梨樹斷陷主要存在3種類型原油：

另外，在化合物質量分數上，Ⅰ類原油與Ⅱ類原油差異顯著，Ⅲ類原油則介于兩者之間，表現(xiàn)出混源特征。油源對比表明，Ⅰ類原油主要來源于營城組下部，Ⅱ類原油來源于沙河子組中上部烴源層。

3．2 縱向上原油運聚特征

圖1所示為東南斜坡帶秦家屯地區(qū)SN78井油藏原油充注成藏的過程。從圖1可以看出，泉頭組 （K1q）原油、登婁庫組（K1d）和沙河子組儲層烴的甾萜化合物組成具有如下特征：儲層從上至下，原油m／z=191和m／z=217質量色譜圖生物標志化合物的含量呈現(xiàn)規(guī)律性變化，即儲層層位逐漸變深，原油中C28和C29三環(huán)萜烷含量逐漸增加，Ts、C29Ts和C30重排藿烷含量則逐漸增加，C29甾烷αββ化合物含量也逐漸增大。據此可知，深層沙河子組原油明顯具有Ⅱ類原油之特點，淺層泉頭組原油則具有Ⅰ類原油的特點，而登婁庫組烴類分子組成特征介于兩者之間，為典型混源型。

另外，北部斜坡帶代表井SW107井烴類生物標志化合物組合的變化規(guī)律與秦家屯地區(qū)油藏烴類特征變化一致 （見圖2）：從營城 組 （K1yc）到 沙 河 子 組（K1sh），原油C28和C29三環(huán)萜烷、Ts、C29Ts、C30重排藿烷和伽馬蠟烷等化合物豐度明顯增大。深層沙河子組原油為Ⅱ類原油，而營城組原油為混源油。

綜上所述，梨樹斷陷不同儲層烴類化合物在縱向上的非均質性發(fā)育十分普遍，這不僅展示了不同類型原油的分布特征，而且揭示了2種來源原油的運移、充注與混合聚集成藏過程，即來源于營城組烴源巖的原油主要運移聚集在泉頭組和登婁庫組等相對較淺的地層中，而來源于沙河子組烴源巖的原油主要運移聚集在沙河子組等相對較深的儲層中，同時接受上述2套烴源巖供烴的混源油則主要運移聚集在登婁庫組和營城組等中間儲層層段里。

圖1 梨樹斷陷秦家屯地區(qū)原油縱向運移充注模式圖

圖2 梨樹斷陷北部斜坡帶原油縱向上甾萜組成變化圖

3．3 平面上原油運聚特征

梨樹斷陷東南斜坡帶原油運移模式圖如圖3所示。從圖3可以看出，產于李家屯HS2井和七棵樹SW9井的Ⅱ類原油，其含氮化合物絕對濃度和相對比值以及成熟度參數變化特征指示原油具有SW-NE運移方向，即原油自洼陷帶沙河子組主力烴源巖排烴之后，通過斷層、不整合面和連續(xù)砂體，沿沙河子組地層上傾方向向斜坡帶運聚，最終遇到適當的圈閉聚集成藏；產于七棵樹地區(qū)SW8井和SN153井的混源油，其含氮化合物絕對濃度和相對比值以及成熟度參數變化規(guī)律同樣指示原油具有SW-NE運移方向。營城組和沙河子組烴源巖自洼陷帶生排烴之后，原油主要通過斷層與不整合面以及連續(xù)砂體，在2次運移初期沙河子組生成的Ⅱ類原油可能已通過與深湖-半深湖相泥巖互層疊片分布的連續(xù)砂體向斜坡帶運移，同時在斜坡帶沿斷層向上運移與營城組烴源巖生成的Ⅰ類原油發(fā)生混合，然后繼續(xù)沿北東向地層上傾方向運聚成藏。另外，當Ⅱ類原油聚集成藏后，后續(xù)原油繼續(xù)聚集，使得該類原油繼續(xù)沿斷層向上運移，此時再與Ⅰ類原油發(fā)生混合作用，并在合適的圈閉中聚集成藏。

圖3 梨樹斷陷東南斜坡帶原油運移模式圖

3．4 斷陷原油總體運聚特征

通過區(qū)域運聚特征分析，可以將梨樹斷陷油氣運聚模式歸納如下：優(yōu)質烴源巖分布于斷陷西南部洼陷帶。無論從有機質豐度、類型還是成熟度，洼陷帶優(yōu)質烴源巖必定生成過大量的油氣。主力烴源巖分布、油源對比結果、原油運移分餾效應和古構造演化特征等都揭示出梨樹斷陷各類原油總體呈現(xiàn)由洼陷帶沿SW-NE向斜坡區(qū)構造高部位運聚的特征。在該過程中，Ⅰ類原油自營城組生成以后，沿斷層、不整合面和連續(xù)砂體多在泉頭組和登婁庫組聚集成藏；Ⅱ類原油自沙河子組生成以后多在沙河子組聚集成藏；混源油則由Ⅱ類原油沿斷層向上，與Ⅰ類原油混合后多在營城組聚集成藏。

4 結 論

1）在梨樹斷陷縱向上，來源于營城組烴源巖的原油主要運移聚集在泉頭組和登婁庫組等相對較淺的地層中，來源于沙河子組烴源巖的原油則主要運移聚集在沙河子組等相對較深的儲層中，而同時接受上述2套烴源巖供烴的混源油則主要運移聚集在登婁庫組和營城組等中間儲層層段里。

2）在梨樹斷陷平面上，其原油總體呈現(xiàn)由洼陷帶沿SW-NE向斜坡區(qū)構造高部位運聚的特征。原油自主力烴源巖排出之后，通過斷層、不整合面和連續(xù)砂體沿沙河子組地層上傾方向向斜坡帶運聚，遇到適當的圈閉聚集成藏。不同類型原油聚集成藏在深淺不同層位儲層之中。

［1］張玉明 ．松遼盆地南部梨樹斷陷北部深層油氣生成條件 ［J］．石油天然氣學報 （江漢石油學院學報），2006，28（3）：53-56．

［2］劉福春，王德海 ．松遼盆地東南隆起區(qū)十屋斷陷油氣聚集規(guī)律 ［J］．油氣地質與采收率，2001，8（2）：14-18．

［3］王德海，李波，孫文舉，等 ．十屋斷陷油氣分布研究 ［J］．天然氣工業(yè)，2000，20（S1）：42-47．

［4］李洪波，張敏，陳小慧，等 ．松遼盆地南部梨樹斷陷混源油定量識別模式研究 ［J］．石油天然氣學報 （江漢石油學院學報），2012，34（11）：1-7 ．