濟(jì)陽(yáng)坳陷青東凹陷低熟油生烴機(jī)理研究

葛海霞，張枝煥，閔 偉，張琳璞，柳 東 ，章成進(jìn)

(1.中國(guó)石油大學(xué)(北京) 地球科學(xué)學(xué)院，油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 102249；2.中國(guó)石化 勝利油田石油開(kāi)發(fā)中心，山東 東營(yíng) 257015)

濟(jì)陽(yáng)坳陷青東凹陷低熟油生烴機(jī)理研究

葛海霞1，張枝煥1，閔 偉2，張琳璞2，柳 東1，章成進(jìn)1

(1.中國(guó)石油大學(xué)(北京) 地球科學(xué)學(xué)院，油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 102249；2.中國(guó)石化 勝利油田石油開(kāi)發(fā)中心，山東 東營(yíng) 257015)

青東凹陷勘探程度低，油氣資源潛力尚未得到充分認(rèn)識(shí)，開(kāi)展凹陷內(nèi)低熟油成因機(jī)理的研究有利于評(píng)價(jià)油氣資源潛力并指導(dǎo)油氣勘探工作。原油的物理及地球化學(xué)特征表明低熟油主要分布于凹陷邊緣的沙四上亞段儲(chǔ)層中。油源對(duì)比顯示低熟油主要來(lái)自凹陷內(nèi)沙四上亞段低熟烴源巖。研究區(qū)沙四段烴源巖具備形成低熟油的地質(zhì)和地球化學(xué)條件：沙四段泥頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)豐度高，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以腐泥型(I)和腐泥-腐殖型(II1)為主；泥頁(yè)巖與蒸發(fā)巖共生的咸化還原環(huán)境因富含高礦化度地層水而有助于有機(jī)質(zhì)早期轉(zhuǎn)化生烴；烴源巖中的可溶有機(jī)質(zhì)經(jīng)過(guò)低溫化學(xué)反應(yīng)、細(xì)菌活動(dòng)、生物催化作用等可形成低熟油。該研究對(duì)青東凹陷油氣勘探工作有重要指導(dǎo)意義，尋找低熟油氣藏是研究區(qū)未來(lái)重要的勘探方向。

低熟油；生烴機(jī)理；咸化還原環(huán)境；可溶有機(jī)質(zhì)；青東凹陷

0 引 言

20世紀(jì)80年代以來(lái)，在我國(guó)許多中新生界盆地中發(fā)現(xiàn)了低熟油氣藏，并在低熟油氣成因機(jī)理和勘探開(kāi)發(fā)等方面均取得了長(zhǎng)足進(jìn)展[1-5]。低熟油是我國(guó)東部新生界盆地中一種重要的非常規(guī)油氣資源。 “十一五”以來(lái)，為尋找新的儲(chǔ)量陣地，勝利油田對(duì)青東凹陷進(jìn)行了比較系統(tǒng)的石油地質(zhì)研究，并在新生界展布特征、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、主力油層及勘探潛力研究方面取得很大突破[6-9]。青東凹陷除了在深洼區(qū)存在部分成熟烴源巖外，主力烴源巖(沙四上亞段和沙三下亞段)大多未進(jìn)入成熟門(mén)限，因此對(duì)其勘探前景看低，至今勘探程度仍不高。近年來(lái)，在青東凹陷沙四上亞段主力層段發(fā)現(xiàn)了成熟度明顯偏低的原油，因此，沙四段和沙三段烴源巖是否具備形成低熟油的條件，其成因機(jī)理也就成為研究區(qū)資源潛力評(píng)價(jià)的關(guān)鍵因素。而目前該區(qū)域內(nèi)未熟—低熟烴源巖的生烴條件及成因機(jī)理方面的研究尚未有文獻(xiàn)報(bào)道。因此，開(kāi)展低熟油氣形成機(jī)理的研究可為研究區(qū)及鄰區(qū)油氣資源潛力分析和油氣勘探提供重要的理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

青東凹陷位于濟(jì)陽(yáng)坳陷東部、郯廬斷裂帶西側(cè)，是一個(gè)受區(qū)域拉張與走滑斷裂影響的陸相斷陷湖盆，具“東斷西超(剝)、南北雙斷”的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(圖1)。在太古界結(jié)晶變質(zhì)巖之上發(fā)育了古生界、中生界、新生界及第四系4套沉積巖系，目前已鉆遇了中生界，古近系孔店組、沙河街組，新近系館陶組、明化鎮(zhèn)組及第四系平原組。主力層系沙河街組沙四上亞段發(fā)育三角洲、灘壩、低位扇及水下扇等多種沉積類(lèi)型，油氣成藏主要依賴于凹陷內(nèi)沙四上亞段和沙三下亞段有效烴源巖[6]，其中沙四上亞段烴源巖是本區(qū)最重要的一套烴源巖，在全區(qū)分布穩(wěn)定，且以暗色泥頁(yè)巖為主；沙三段也比較發(fā)育，但砂巖較多，生烴條件不如沙四段烴源巖。沙四上亞段是主力含油層系，在凹陷中央(青東12井)、邊緣部位(如青東23、青東17、青東15、青東5井區(qū)、青東8井區(qū))均有油藏分布，而低熟油藏主要分布于凹陷邊緣的沙四上亞段儲(chǔ)層；沙三下亞段油氣藏分布較局限，主要分布在研究區(qū)北部洼陷的有效烴源巖范圍內(nèi)(如青東30井區(qū))。平面上，油氣藏主要分布在中北部生烴洼陷周緣及凹陷邊緣，發(fā)育構(gòu)造、地層、巖性及復(fù)合類(lèi)油藏等多種類(lèi)型油藏。

2 低熟油的地球化學(xué)特征及油源分析

圖1 渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷青東凹陷區(qū)域構(gòu)造位置圖(據(jù)詹潤(rùn)[10]等，2012，有修改)Fig.1 Structural position of Qingdong sag in Jiyang depression of Bohai bay basin (modified from Zhan [10], 2012.)

圖2 青東凹陷烴源巖部分飽和烴和非烴參數(shù)隨深度變化Fig.2 Changing pattern of saturated-hydrocarbon and non-hydrocarbon parameters and depth of source rocks in Qingdong sag

許多生物標(biāo)志物參數(shù)都可用于研究烴源巖和原油的成熟度[11]，其中C29甾烷20S/(20S+20R)、C29甾烷ββ/(ββ+αα)和升藿烷22S/(22S+22R)等甾、萜烷的異構(gòu)化參數(shù)是衡量原油成熟度的常用參數(shù)。但這些參數(shù)受烴源巖沉積環(huán)境、干酪根類(lèi)型等的影響，在實(shí)際應(yīng)用中通常需要結(jié)合多種參數(shù)綜合分析。奇偶優(yōu)勢(shì)指數(shù)(OEP)和碳優(yōu)勢(shì)指數(shù)(CPI)主要受成熟度的影響，未熟—低熟烴源巖中正構(gòu)烷烴具有明顯的偶奇或奇偶優(yōu)勢(shì)，但進(jìn)入生烴門(mén)限后，CPI和OEP值趨近于1，成熟烴源巖中正構(gòu)烷烴奇偶優(yōu)勢(shì)消失；脫羥基維生素E異構(gòu)體參數(shù)比值β/γ (DHVE)也可判斷烴源巖的成熟度[12-13]，該值小于1代表烴源巖或原油未成熟，大于1說(shuō)明原油或烴源巖進(jìn)入成熟階段。從圖2可以看出，在地層埋深小于2 255 m范圍內(nèi)，研究區(qū)烴源巖中正構(gòu)烷烴的CPI和OEP均大于1.2，β/γ(DHVE)<1.0；大于2 255 m時(shí)，CPI和OEP接近1.0，β/γ(DHVE)>1.0，顯然研究區(qū)烴源巖的成熟門(mén)限大致在2 255 m。C31升藿烷22S/(22S+22R)值被認(rèn)為是確定烴源巖生油門(mén)限的最好參數(shù)，在熱演化過(guò)程中該比值從0逐漸增加到0.6(0.57～0.62為平衡狀態(tài))，比值在0.5～0.54表明剛剛進(jìn)入生油階段[11]。在地層埋藏深度小于2 255 m時(shí)，C31升藿烷22S/(22S+22R)值一般小于0.54，大于2 255 m時(shí)該比值很快達(dá)到平衡。而C29甾烷20S/(20S+20R)和ββ/(ββ+αα)在2 255 m深度時(shí)分別為0.30和0.32，超過(guò)2 255 m該兩項(xiàng)參數(shù)增加較快。因此，以C29甾烷20S/(20S+20R)=0.30作為主要成熟度指標(biāo)、輔助其他特征與參數(shù)對(duì)低熟油進(jìn)行綜合識(shí)別。據(jù)此發(fā)現(xiàn)，青東5井區(qū)、青東23井、青東17等井的原油CPI介于1.21～2.44，OEP介于1.31～2.07，αααC2920S/(20S+20R),介于0.27～0.29，且β/γ(DHVE)<1.0，應(yīng)屬于低熟油。

此外，研究區(qū)成熟度參數(shù)值較低的原油一般具有高密度、高黏度、中等含硫、中—高含蠟等特征，非/瀝比值相對(duì)較高。如表1和圖3所示，原油中正構(gòu)烷烴具有明顯的奇數(shù)碳優(yōu)勢(shì)及植烷優(yōu)勢(shì)；伽馬蠟烷含量較高，普遍檢測(cè)到羊毛甾烷。而羊毛甾烷的生成與分布一般與較低的熱演化條件有關(guān)[12-14]；濟(jì)陽(yáng)坳陷低熟油中脫羥基維生素E非常豐富，已成為低熟油的重要判別標(biāo)志[15-16]。青東凹陷原油中檢測(cè)出脫羥基維生素E，且其異構(gòu)體參數(shù)值β/γ<1，也指示了較低的熱演化程度；原油碳同位素值分布介于-28.77‰～-27.03‰，根據(jù)青東5井原油和烴源巖正構(gòu)烷烴單體烴碳同位素分布特征來(lái)看(圖4)，烴源巖的碳同位素值比原油輕，表現(xiàn)出“源輕型”特征，這屬于低熟油的典型特征[17]。前述特征均表明主要分布在凹陷西部斜坡帶與西南部斷階等環(huán)洼部位的原油屬于低熟油(圖5)。

表1 青東凹陷沙河街組低熟油部分地球化學(xué)參數(shù)值分布

青東凹陷低熟油伽馬蠟烷/C30藿烷>0.5， 4-甲基甾烷/ C29甾烷<0.1，均與沙四上亞段烴源巖的特征非常相似。低熟油與沙四上亞段烴源巖同樣具有相似的甾、萜烷分布特征。二者均以C27膽甾烷為主，Pr/Ph都很低(0.13～0.30)，且均含有較高的β-胡蘿卜烷(圖6)。此外，以低熟油普遍具有的短距離運(yùn)移、近源成藏的特征[15]來(lái)看，青東凹陷低熟油也應(yīng)當(dāng)來(lái)自本區(qū)及鄰近的沙四上亞段低熟烴源巖。

3 低熟油的成因機(jī)理

3.1 形成低熟油的物質(zhì)基礎(chǔ)

圖3 青東凹陷原油部分生物標(biāo)志化合物譜圖特征(羊毛甾烷m/z 259，1、2、3分別為C30、C31、C32-羊毛甾烷；脫羥基維生素E m/z 135，1、2、3、4分別為δ、β、γ、α-DHVE)Fig.3 The spectrum characteristics of some biomarker in crude oil of Qingdong sag

良好的有機(jī)質(zhì)類(lèi)型與高有機(jī)質(zhì)豐度是油氣生成的物質(zhì)基礎(chǔ)。研究區(qū)沙四上亞段泥頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以腐泥型(Ⅰ)和腐泥-腐殖型(Ⅱ1)為主，TOC平均值為1.5%；S1+S2平均值為5.39 mg/g，氯仿瀝青“A”平均值為0.20%。此外，有機(jī)質(zhì)中存在著易于早期演化生烴的殼質(zhì)組和腐泥組等富氫顯微組分，這是低熟油形成的關(guān)鍵[18-21]。研究區(qū)烴源巖顯微組分以腐泥組為主，其次為殼質(zhì)組(表2、表3和圖7)，“殼質(zhì)組+腐泥組”含量均超過(guò)50%，多數(shù)樣品超過(guò)80%，鏡質(zhì)組含量介于0～40.6%，惰質(zhì)組基本為0(圖7(a))。殼質(zhì)組主要由孢子體和殼屑體構(gòu)成，腐泥組主要由藻類(lèi)體(圖8(a))和礦物瀝青質(zhì)基質(zhì)構(gòu)成。富氫組分與礦物瀝青質(zhì)基質(zhì)成正相關(guān)(圖9)，且含有礦物瀝青質(zhì)基質(zhì)的巖樣有機(jī)質(zhì)類(lèi)型好、有機(jī)質(zhì)含量高(表3)。由于礦物瀝青質(zhì)基質(zhì)可以作為低熟油的重要物質(zhì)基礎(chǔ)[22]，故礦物瀝青基質(zhì)對(duì)研究區(qū)低熟油的形成具有重要貢獻(xiàn)。孢子體、殼屑體(殼質(zhì)組分)和藻類(lèi)體(腐泥組分)等顯微組分中，孢子體和殼屑體含量高于藻類(lèi)體(圖7(b))，這些顯微組分都能夠形成低熟油[22]。由此，研究區(qū)低熟烴源巖成烴母質(zhì)主要包括孢子體、殼屑體、藻類(lèi)體以及礦物瀝青基質(zhì)。通過(guò)烴源巖特征的全面剖析，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)烴源巖中生源物質(zhì)種類(lèi)較多，包括藻類(lèi)、細(xì)菌、高等植物和水生生物等。沙四段烴源巖中常見(jiàn)的藻類(lèi)組合包括溝鞭藻類(lèi)(如德弗蘭藻屬、渤海藻屬)、疑源類(lèi)(如古囊藻屬)以及綠藻類(lèi)的盤(pán)星藻屬、葡萄藻屬，溝鞭藻和疑源類(lèi)富集層的有機(jī)碳含量大于2.0%，是重要的生油層。有機(jī)巖石學(xué)分析也表明沙四段地層中有藻類(lèi)體分布(圖8(a))。根據(jù)TISSOT[23]的研究，世界大油田的形成期往往都與溝鞭藻、疑源類(lèi)和顆石藻的繁盛期對(duì)應(yīng)。藻類(lèi)生烴機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)證實(shí)這些藻類(lèi)能生成低熟油氣[24]，說(shuō)明藻類(lèi)為研究區(qū)低熟油形成的重要生源。

圖4 青東凹陷沙河街組低熟原油與部分源巖正構(gòu)烷烴碳同位素組成特征Fig.4 Characteristics of carbon isotope of N-alkanes of immature oil and source rocks from Qingdong sag

圖5 濟(jì)陽(yáng)凹陷青東凹陷低熟油與膏鹽分布范圍Fig.5 Distribution area of immature and gypsum and salt rock formation in Qingdong sag

細(xì)菌和藻類(lèi)一樣，也是低熟油形成的重要母質(zhì)生源。微生物改造可以影響烴源巖活化能，細(xì)菌活動(dòng)對(duì)顯微組分的降解能夠產(chǎn)生豐富的礦物瀝青基質(zhì)等，從而達(dá)到促進(jìn)低熟油氣形成的作用[25]。研究區(qū)存在細(xì)菌活動(dòng)的多種證據(jù)，如在青東121井烴源巖顯微組分中存在黃鐵礦(圖8(b))，結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)背景分析，這應(yīng)該緣于成巖作用早期，細(xì)菌或真菌分解有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生H2，使SO42-還原為H2S，H2S被氧化或與重金屬結(jié)合形成硫化物，硫與鐵結(jié)合，最終形成黃鐵礦(FeS2)。而原油正構(gòu)烷烴單體烴碳同位素曲線呈明顯的鋸齒狀(圖4)，根據(jù)FREEMAN[26]的研究，這種現(xiàn)象主要由細(xì)菌活動(dòng)造成。原油正構(gòu)烷烴單體烴碳同位素還表現(xiàn)出另一特點(diǎn)，即較輕碳同位素分布于-29.0‰～32.5‰，較重者分布于-27.1‰～-28.9‰，這是陸源高等植物與水生生物共同輸入造成的，因?yàn)樗餅橹饕吹挠袡C(jī)質(zhì)碳同位素偏輕，而以陸相高等植物為主要生源的有機(jī)質(zhì)碳同位素偏重[27]。原油甾烷碳數(shù)一般呈“V”型分布(圖3)，也說(shuō)明其為混合生源。

3.2 烴源巖與蒸發(fā)巖共生的咸化環(huán)境

研究區(qū)沙四上亞段烴源巖發(fā)育于半干旱氣候條件下，以暗色泥巖為主，夾油頁(yè)巖、薄層白云巖。西部斜坡帶及其過(guò)渡帶發(fā)育膏鹽巖，且主要分布在沙四段泥頁(yè)巖中(圖5)。烴源巖具明顯的植烷優(yōu)勢(shì)，伽馬蠟烷含量相對(duì)較高，Pr/Ph平均值為0.56，伽馬蠟烷/C30藿烷平均值為0.51，說(shuō)明烴源巖形成于與蒸發(fā)巖共生的咸化還原環(huán)境。烴源巖與蒸發(fā)巖共生體系對(duì)低熟油氣的形成非常有利，我國(guó)東部陸相斷陷盆地表現(xiàn)尤為明顯[28-30]。首先，還原-強(qiáng)還原條件下，低等水生生物發(fā)育，有機(jī)殘?bào)w和生物碎屑能得以較好保存，有機(jī)質(zhì)豐度高的烴源巖容易形成烴源灶。其次，膏鹽層的存在有利于有機(jī)質(zhì)的早期轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致高植烷、高伽蠟烷豐度以及高瀝青轉(zhuǎn)化率[31]，這與研究區(qū)低熟油特征十分吻合。一方面膏鹽層所具有的較高熱導(dǎo)率會(huì)使其上表面附近升溫，從而引起附近烴源巖生烴作用的增強(qiáng)[32]；其次，泥頁(yè)巖中所含膏鹽礦物能有效催化生烴。熱解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(元素分析)揭示，80%以上的烴源巖中有機(jī)硫含量超過(guò)1.0%，從某種程度上反映有機(jī)質(zhì)分子中存在諸如碳硫鍵(C-S)等雜原子鍵，這些弱化學(xué)鍵易在早期斷裂而生烴。不只是硫酸鹽對(duì)形成低熟油有利，碳酸鹽礦物也能催化生烴，江漢盆地就屬此類(lèi)典型[33]。碳酸鹽礦物能夠通過(guò)降低生烴活化能而在低溫條件下催化脂肪酸脫羧生烴[36]。從烴源巖發(fā)育特征來(lái)看，研究區(qū)也應(yīng)存在這種催化機(jī)制。

圖6 青東凹陷低熟油與源巖部分生物標(biāo)志化合物特征圖譜Fig.6 Characteristics of biomarker compounds of crude oil and source rocks from Qingdong sag

層位樣品數(shù)/個(gè)范圍A/%B/%C/%①②③④D/%⑤⑥⑦E/%Es4s17最大值2605109700068452410001000375220最小值10200000070000000020平均值11119759200336725743728788

注：A.形態(tài)顯微組分總體積；B.“殼質(zhì)組+腐泥組”；C.顯微組分相對(duì)組成；D.“殼質(zhì)組+鏡質(zhì)組”相對(duì)組成；E.礦物瀝青基質(zhì)含量；①腐泥組；②惰質(zhì)組；③殼質(zhì)組；④鏡質(zhì)組；⑤孢子體；⑥殼屑體；⑦藻類(lèi)體。

表3 青東凹陷主要烴源巖有機(jī)巖石學(xué)及有機(jī)地球化學(xué)特征

圖7 青東凹陷烴源巖顯微組分(a)、富氫顯微組分(b)組成三角圖Fig.7 Triangular diagram of macerals and hydrogen-rich components in source rocks from Qingdong sag

圖8 青東凹陷烴源巖顯微組分特征(熒光照片，b圖引自勝利油田內(nèi)部資料，2010)Fig.8 Maceral characteristics of source rocks in Qingdong sag

3.3 地層水的促進(jìn)作用

在成巖階段早期，地層水中的礦物催化、鹽類(lèi)及地層水pH值能夠促進(jìn)有機(jī)質(zhì)早期轉(zhuǎn)化生烴[34]。研究區(qū)沙四段地層水礦化度非常高，其中又以青東5井區(qū)最高，達(dá)到2 500～44 818 mg/L，平均達(dá)30 000 mg/L；存在CaCl2、NaHCO3、MgCl2、Na2SO4等水型。各種鹽類(lèi)水溶液對(duì)未熟生油巖中脂肪酸脫羧率有所差別，盡管程度不同，但均有一定催化作用。由此可見(jiàn)，研究區(qū)高礦化度鹽水對(duì)低熟油的生成產(chǎn)生促進(jìn)作用。與此同時(shí)，水體pH值大多介于7～9。當(dāng)鹽水pH值為8時(shí)對(duì)未熟生油巖生烴的催化性最高[35]，因此本區(qū)基本偏堿性的地層水對(duì)脫羧基作用具有很好的催化作用，從而促進(jìn)有機(jī)質(zhì)在低熟階段生烴。

圖9 “殼質(zhì)組+腐泥組”相對(duì)含量與礦物瀝青質(zhì)基質(zhì)含量關(guān)系圖Fig.9 Relationship between exinite+ sapropel and mineral bituminous matrix

3.4 存在石油形成的兩個(gè)演化階段

圖10 青東凹陷沙四上亞段烴源巖生油演化模式Fig.10 Oil generation model of the source rocks (Es4s) in Qingdong sag

從研究區(qū)主力烴源巖演化剖面上可以看出(圖10)，以2 255 m為界，存在兩個(gè)生油窗，對(duì)應(yīng)生成低熟油和成熟油，即存在非干酪根生烴和干酪根生烴兩種生烴機(jī)制。第一個(gè)生油窗內(nèi)生油高峰地層埋深在1 500～1 700 m之間，有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化率接近30%，第二個(gè)生油高峰在2 600～2 800 m之間，有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化率為25%左右，可見(jiàn)前者生烴量高于后者。結(jié)合烴源巖族組分演化特征，飽和烴含量隨深度的增加而增加；芳烴含量變化不大；非烴含量基本一直呈降低趨勢(shì)；瀝青質(zhì)含量在1 700～2 255 m范圍內(nèi)下降幅度最大，從45%下降到15%，大于2 255 m范圍瀝青質(zhì)含量有所增加?？梢?jiàn)，低熟階段主要以瀝青質(zhì)生烴為主，非烴也有部分貢獻(xiàn)。有機(jī)溶劑抽提可以將其中相對(duì)分子質(zhì)量較小的組分溶解出來(lái)，再通過(guò)分離得到飽和烴、芳烴、非烴和瀝青質(zhì)等組分。研究區(qū)沙四上亞段烴源巖中有機(jī)質(zhì)含量較高，其可溶有機(jī)質(zhì)含量也高，由此說(shuō)明可溶有機(jī)質(zhì)是低熟油形成的主要貢獻(xiàn)者。綜合分析認(rèn)為，可溶有機(jī)質(zhì)在各種有利條件下，經(jīng)過(guò)低溫化學(xué)反應(yīng)、細(xì)菌活動(dòng)、催化作用等，在早期階段演化，形成低熟油氣。

4 結(jié) 論

(1)青東凹陷新生界存在低熟油，這些原油具有高密度、高黏度、中等含硫量、中-高含蠟量，且低飽/芳、高非/瀝等特點(diǎn)；具有明顯奇偶優(yōu)勢(shì)、高植烷、高伽馬蠟烷含量、普遍存在羊毛甾烷，脫羥基維生素E異構(gòu)體具有β/γ<1的特征；族組分碳同位素和單體烴碳同位素均體現(xiàn)低熟油的典型特征。低熟油來(lái)源于沙四上亞段低熟烴源巖，主要分布在沙四上亞段儲(chǔ)層中。

(2)青東凹陷具備有形成低熟油的地質(zhì)地球化學(xué)條件：①沙四段烴源巖具有形成低熟油的物質(zhì)基礎(chǔ)，泥頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)豐度高，有機(jī)質(zhì)以腐泥型(Ⅰ)和腐泥—腐殖型(Ⅱ1)為主，富含易于早期生烴的富氫組分；其生源母質(zhì)類(lèi)型以菌藻類(lèi)為主；②烴源巖與蒸發(fā)巖共生的咸化還原環(huán)境及高礦化度地層水是有機(jī)質(zhì)早期轉(zhuǎn)化的有效催化劑；③可溶有機(jī)質(zhì)是低熟油形成的主要貢獻(xiàn)者。

(3)研究區(qū)沙四上亞段烴源巖可溶有機(jī)質(zhì)經(jīng)過(guò)低溫化學(xué)反應(yīng)、細(xì)菌活動(dòng)、催化作用等，可在早期階段演化形成低熟油氣。因此針對(duì)青東凹陷的油氣勘探，除了尋找成熟油藏以外，還應(yīng)注意尋找低熟油藏。

[1] 秦建中,王靜,郭愛(ài)明. 集中坳陷未熟油研究及勘探前景[J].沉積學(xué)報(bào)，1997,15(2)：105-108.

[2] 龐雄奇,李素梅,黎茂穩(wěn),等.八面河地區(qū)“未熟-低熟油”成因探討[J].沉積學(xué)報(bào)，2001,19(4)：586-591.

[3] 吳亞?wèn)|,閆煜彪,唐曉川,等.黃驊坳陷齊家務(wù)地區(qū)的油源對(duì)比[J].現(xiàn)代地質(zhì)，2005,19(4)：579-584.

[4] 王居峰.山東東營(yíng)凹陷沙四段鹽下層油氣成藏條件分析[J].現(xiàn)代地質(zhì)，2009,23(2)：313-318.

[5] 張?jiān)粗?于興河,季洪泉,等.東濮凹陷文明寨地區(qū)三疊系低熟油特征及成藏模式[J].石油與天然氣地質(zhì)，2011,32(2)：175-181.

[6] 俞家聲,王普偉,林玉祥.青東凹陷油氣資源潛力[J].油氣地質(zhì)與采收率，2001，8(1)：5-8.

[7] 時(shí)丕同,方旭慶,陳濤. 青東凹陷石油地質(zhì)特征和勘探方向分析[J]. 西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009,31(5)：43-48.

[8] 陳順霞. 青東凹陷沙河街組沉積特征及有利砂體預(yù)測(cè)[D].東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)(華東)，2012.

[9] 馬立馳.濟(jì)陽(yáng)坳陷青東凹陷油藏特征及分布規(guī)律[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2014,36(1)：39-45.

[10] 詹潤(rùn),朱光有.濟(jì)陽(yáng)坳陷青東凹陷基底斷裂復(fù)活規(guī)律和方式[J].地質(zhì)論評(píng)，2012,58(5)：816-828.

[11] PETERS K E,WALTERS C C, MOLDOWAN J M. The Biomarker Guider, Volume 2:Biomarkers and Isotopes in Petroleum Exploration and Earth History[M].Cambridge:Cambridge University Press,2005：20-70.

[12] 張麗潔,汪本善良,邢福健,等.泌陽(yáng)凹陷羊毛甾烷的檢出及其意義初探[J].中國(guó)科學(xué)(B輯)，1990(1)：69-76.

[13] 陳軍紅,傅家謨,盛國(guó)英.四環(huán)三萜烷的一個(gè)新系列生物標(biāo)志物——羊毛甾烷(C30-C32) [J].中國(guó)科學(xué)(B輯)，1990(6)：632-638.

[14] 張文龍,秦建中,田立.晉縣凹陷下第三系沙四段至孔一段甾烷高異構(gòu)化程度及未熟油形成機(jī)理探討[J].石油勘探與開(kāi)發(fā)，2000,27(5)：27-31.

[15] 黃第藩,張大江,王培榮.中國(guó)未成熟石油成因機(jī)制和成藏條件[M].北京：石油出版社，2003:483.

[16] 張林曄,張春榮.低熟油形成機(jī)理及成油體系：以濟(jì)陽(yáng)坳陷牛莊洼陷南部斜坡為例[M].北京：地質(zhì)出版社，1999:107-109.

[17] 徐永昌,沈平,劉文匯,等.未熟—低熟油的同位素組成特征及判識(shí)標(biāo)志[J].科學(xué)通報(bào)，2001,46(10)：867-872.

[18] SNOWDON L R,POWELL T G.Immature oil and condensate-modification of hydrocarbon generation model for terrestrial organic matter [J].AAPG Bulletin，1982，66: 775-788.

[19] DELVAUX D, MARTIN H, LEPLAT P et al. Geochemical characterization of sedimentary organic matter by means of pyrolysis kinetic parameters[J]. Organic Geochemistry, 1990, 16(1/3):175-187.

[20] 王鐵冠,鐘寧寧,侯讀杰，等.低熟油氣形成機(jī)理與分布[M].北京：石油工業(yè)出版社，1995 :156.

[21] 黃第藩.成烴理論的發(fā)展——(Ⅰ)未熟油及有機(jī)質(zhì)成烴演化模式[J].地球科學(xué)進(jìn)展，1996,11(4):329-335.

[22] 李賢慶,馬安來(lái),熊波,等.未熟-低熟烴源巖的有機(jī)巖石學(xué)特征[J].地質(zhì)地球化學(xué)，2002,30(4)：20-25.

[23] TISSOT B P, WELTE D H. Petroleum Formation and Occurrence[M]. Berlin, New York : Springer-Verlag, 1978：10-80.

[24] 宋一濤,吳慶余，周文.未熟—低熟油的形成與成因機(jī)制[M].東營(yíng)：石油大學(xué)出版社，2003: 18-51.

[25] 曾凡剛,妥進(jìn)才,李源,等.百色盆地低熟油的地球化學(xué)特征及成因機(jī)制[J].沉積學(xué)報(bào)，1998,16(1)：92-97.

[26] FREEMAN K H. Evidence from carbon isotope measurement for diverse origins of sedimentary hydrocarbon[J]. Nature, 1990, 343：254-256.

[27] 趙孟軍,黃第藩.不同沉積環(huán)境生成的原油單體烴碳同位素分布特征[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，1995,17(2)：171-179.

[28] 陳中紅,查明,金強(qiáng).典型蒸發(fā)巖與泥巖共生沉積體系中元素與烴類(lèi)物質(zhì)響應(yīng)——以東營(yíng)凹陷沙河街組四段為例[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2009,83(3)：435-444.

[29] 江繼剛,盛國(guó)英,傅家謨.膏鹽沉積盆地中未成熟高硫原油的發(fā)現(xiàn)及意義[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，1988,10(4)：337-343.

[30] 金強(qiáng),朱光有.中國(guó)新生代咸化湖盆烴源巖沉積的問(wèn)題及相關(guān)進(jìn)展[J].高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2006,12(4)：483-491.

[31] SONNENFELD P. Evaporites as source rocks of oil and gas[J]. Journal of Petroleum Geology, 1985,8(3)：243-257.

[32] 韓冬梅.東營(yíng)凹陷膏鹽層對(duì)地溫及成烴演化的影響[J].西部探礦工程，2011,23(9)：84-89.

[33] 彭平安,盛國(guó)英,傅家謨,等.鹽湖環(huán)境未成熟油的成因與碳酸鹽沉積階段沉積的有機(jī)質(zhì)有關(guān)[J].科學(xué)通報(bào)，2000,45(增)：2689-2694.

[34] 張?jiān)邶?王廣利,勞永新,等.未熟烴源巖中礦物低溫催化脂肪脫羧生烴動(dòng)力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)研究[J].地球化學(xué)，2000,29(4)：322-326.

[35] 張?jiān)邶?勞永新,王培建.鹽水對(duì)未熟生油巖中脂肪酸催化脫羧生烴的影響[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2000,24(6)：57-59.

Study on the Genetic Mechanism of Immature Oil from Qingdong Sag, Jiyang Depression

GE Haixia1， ZHANG Zhihuan1，MIN Wei2，ZHANG Linpu2，LIU Dong1， ZHANG Chengjin1

(1.State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting, College of Geosciences, China University of Petroleum, Beijing 102249,China；2.PetroleumDevelopmentInstituteofShengliOilfieldCompany，SINOPEC，Dongying，Shandong257015,China)

The source potential of Qingdong sag has not been fully recognized due to low exploration extent. Thus study on the genetic mechanism of immature oil of this sag is important for future exploration. The immature oil of Qingdong sag is mainly discovered on the edges of the sag and the source rocks are believed to be the upper submember of the 4thmember of Shahejie Formation. Oil-source correlation shows that immature oil are mainly from immature source rocks of upper submember of the 4thmember of Shahejie Formation. On the basis of molecular geochemical and organic petrology analysis, the immature source rocks possesses geological and geochemical condition to generate immature oil, the mechanism of which are as follows: (1) the mudstone/shale of the 4thmember of Shahejie Formation has high organic abundance. The organic matters types are sapropelic type(Ⅰ)and sapropelic-humic type(Ⅱ1), abundant in hydrogen-rich components which are prone to generate hydrocarbons in early period; (2) the symbiotic saline reducing environment of source rocks and evaporates with the strata fluids of high salinity can promote hydrocarbon generating; (3) the soluble organic matters in the source rocks are easy to generate hydrocarbon influenced by low temperature chemical reactions, bacterial activities and catalysis during the early period of evolution. Therefore, more attention should be focused on the immature oil in the future exploration of Qingdong sag.Key words:immature oil; genetic mechanism; saline reducing environment; soluble organic matter; Qingdong Sag

2016-03-12；改回日期：2016-05-07；責(zé)任編輯：孫義梅。

國(guó)家重大科技專項(xiàng)(2016ZX05049-006)。

葛海霞，女，博士研究生，1987年出生，石油地質(zhì)學(xué)專業(yè)，主要從事有機(jī)地球化學(xué)研究方向。Email：lily6059.com@163.com。

張枝煥，男，教授，博士生導(dǎo)師，1962年出生，石油地質(zhì)學(xué)與環(huán)境科學(xué)專業(yè)，主要從事環(huán)境地球化學(xué)與油藏地球化學(xué)教學(xué)與研究。 Email:zhangzh3996@vip.163.com。

TE121.1

A

1000-8527(2016)05-1105-10