饒陽凹陷肅寧洼槽對蠡縣斜坡供烴潛力的地球化學(xué)證據(jù)

張銳鋒, 曹蘭柱, 付 健, 劉宗堡, 陳柯童, 孫永河, 秦夢華, 李依航, 曹 松

饒陽凹陷肅寧洼槽對蠡縣斜坡供烴潛力的地球化學(xué)證據(jù)

張銳鋒1, 曹蘭柱2, 付 健3*, 劉宗堡3, 陳柯童2, 孫永河3, 秦夢華2, 李依航2, 曹 松4

(1. 中國石油 華北油田公司, 河北 任丘 062552; 2. 中國石油 華北油田公司 勘探開發(fā)研究院, 河北 任丘 062552; 3. 東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院, 黑龍江 大慶 163318; 4. 中國石油 華北油田公司第五采油廠, 河北 辛集 052360)

蠡縣斜坡是饒陽凹陷重要的油氣探區(qū), 其油氣來源問題一直是勘探關(guān)注的重點(diǎn), 特別是斜坡南部的油源問題一直存在爭議。本研究通過開展任西–肅寧洼槽烴源巖評價及地球化學(xué)特征分析、蠡縣斜坡原油油源分析和運(yùn)移路徑示蹤, 證實(shí)了肅寧洼槽對斜坡南部的供烴潛力, 并明確了蠡縣斜坡不同區(qū)域油源。蠡縣斜坡原油可分為3類, 其中: A類原油由淀北洼槽E4-E烴源巖供烴, 主要分布在蠡縣斜坡北部; B類原油由任西洼槽E下1烴源巖供烴, 主要分布在斜坡北中部; C類原油位于蠡縣斜坡中南部, 油源分析及芳烴運(yùn)移示蹤參數(shù)指示其由肅寧洼槽E下1烴源巖供烴。蠡縣斜坡中南部油藏油源的明確, 從源的角度證實(shí)了肅寧洼槽對蠡縣斜坡中南部的供烴能力, 為蠡縣斜坡南部的勘探提供了有力的證據(jù), 對斜坡南部勘探具有重要指導(dǎo)意義。

生物標(biāo)志化合物; 油源對比; 運(yùn)移示蹤; 蠡縣斜坡; 肅寧洼槽

0 引 言

近些年, 隨著蠡縣斜坡勘探程度加強(qiáng), 斜坡中北部的鉆井獲得了工業(yè)油流, 展現(xiàn)了良好的勘探潛力(楊帆等, 2010)。相比之下, 斜坡南部目前已發(fā)現(xiàn)的油藏相對較少, 一直被看作蠡縣斜坡的勘探潛力區(qū)。早期勘探認(rèn)為蠡縣斜坡原油主要來自任西洼槽和斜坡上的沙一下亞段(E下1)烴源巖, 由于蠡縣斜坡油藏主要為未熟–低熟原油, 運(yùn)移距離相對有限, 因此, 蠡縣斜坡南部的勘探潛力一直未被證實(shí)(李輝, 2016)。目前針對蠡縣斜坡的油源存在一個關(guān)鍵問題: 斜坡南部已發(fā)現(xiàn)的油藏是否來自任西洼槽, 是否存在其他洼槽為南部供烴。已有的報道主要從構(gòu)造、輸導(dǎo)體系、沉積儲層角度對斜坡南部勘探潛力進(jìn)行論述(劉井旺, 2013; 路琳琳等, 2013; 黃靖軒, 2018), 缺少對供烴烴源巖及油源的討論及有力證據(jù)。

本研究針對蠡縣斜坡主要富油層段的原油樣品, 開展原油地球化學(xué)特征及來源分析, 結(jié)合烴源巖評價、油源對比和地球化學(xué)運(yùn)移路徑示蹤技術(shù), 明確了蠡縣斜坡存在多烴灶供烴情況, 并證實(shí)肅寧洼槽對斜坡南部的供烴潛力, 為蠡縣斜坡油氣勘探方向與目標(biāo)評價提供理論依據(jù), 從而為蠡縣斜坡勘探打開新的局面。

1 地質(zhì)背景

蠡縣斜坡位于渤海灣盆地冀中坳陷饒陽凹陷的西部緩坡帶, 是NE走向西抬東傾的沉積斜坡(圖1a、b)。蠡縣斜坡西接高陽斷層, 東臨任西與肅寧洼槽, 北靠雁翎潛山構(gòu)造帶, 南以蠡縣鼻狀構(gòu)造為界, 南北兩端長近80 km, 東西寬20～30 km, 區(qū)域勘探面積可達(dá)2000 km2(宋永東, 2010)。蠡縣斜坡沉積較完整, 從下向上依次沉積孔店組(E)、沙河街組(E)、東營組(E)、館陶組(N)、明化鎮(zhèn)組(N)及第四系(Q)(圖1c)。其中烴源巖層段為任西和肅寧洼槽的沙三上亞段(E上3)暗色泥巖和在洼槽和斜坡區(qū)廣泛分布的沙一下亞段(E下1)暗色泥巖和油頁巖。儲層主要位于蠡縣斜坡上的沙河街組(E)和東營組(E)砂泥互層段(李琪等, 2013; 杜一帆等, 2021)。

2 樣品與實(shí)驗(yàn)方法

選取任西洼槽和肅寧洼槽5口井54個巖屑樣品開展總有機(jī)碳(TOC)和巖石熱解分析。其中, TOC分析利用美國LECO-CS230碳硫分析儀完成, 巖石熱解利用Rock-Eval 標(biāo)準(zhǔn)型熱解分析儀完成。對8口井32個烴源巖抽提物開展飽和烴色譜–質(zhì)譜分析, 其中E下1烴源巖22件、E上3烴源巖10件。樣品首先經(jīng)索氏抽提和柱層析法分離得到飽和烴組分, 然后在美國Agilent 6890-5975I型氣相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用儀上進(jìn)行分析。另外, 選取蠡縣斜坡22口井的22個原油樣品經(jīng)柱層析分離獲得飽和烴和芳烴組分, 在Agilent 6890-5975I型氣相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用儀上進(jìn)行飽和烴和芳烴的色譜–質(zhì)譜分析, 具體分析流程方法見Fu et al. (2019)。

3 烴源巖地球化學(xué)特征

3.1 有機(jī)質(zhì)豐度、類型及成熟度

蠡縣斜坡自北向南緊鄰任西洼槽和肅寧洼槽, 主要發(fā)育E下1和E上3烴源巖, 其中任西洼槽E下1被認(rèn)為是蠡縣斜坡原油的主要烴源巖(張峰等, 2015;楊帆等, 2020)。任西洼槽E下1烴源巖TOC為0.70%～ 4.82%, 平均2.46%, 有機(jī)質(zhì)類型為Ⅰ-Ⅱ1型(圖2a), 現(xiàn)今處于未熟–低熟階段,o為0.40%～0.68%,屬于好–很好的傾油型烴源巖(圖2b)。任西洼槽的E上3烴源巖TOC為0.48%～2.89%, 平均1.09%, 主要為Ⅱ1-Ⅱ2型干酪根, 生烴潛力整體弱于E下1烴源巖, 屬于差–中等烴源巖。

圖1 饒陽凹陷蠡縣斜坡構(gòu)造單元(a、b)和地層綜合柱狀圖(c)

圖2 任西–肅寧洼槽烴源巖評價的HI-Tmax圖版(a)和(S1+S2)-TOC圖版(b)

肅寧洼槽一直被認(rèn)為是蠡縣斜坡潛在的供烴洼槽, 由于缺少可靠的地球化學(xué)證據(jù), 肅寧洼槽對蠡縣斜坡原油的貢獻(xiàn)一直未被重點(diǎn)關(guān)注。肅寧洼槽E下1烴源巖與任西洼槽具有相似性, TOC為0.48%～3.34%,平均1.45%, 有機(jī)質(zhì)類型為Ⅰ-Ⅱ1型(圖2a),o為0.50%～ 0.75%, 略高于任西洼槽, 為好–很好的傾油型烴源巖(圖2b)。相比之下, 肅寧洼槽E上3烴源巖在有機(jī)質(zhì)豐度(TOC平均為0.66%)、類型(Ⅲ型)和生烴潛力方面均差于E下1烴源巖。綜上所述, 肅寧洼槽和任西洼槽的E下1烴源巖具有相似性, 均具有較好的供烴潛力, 因此, 肅寧洼槽和任西洼槽均具有向蠡縣斜坡供烴的物質(zhì)基礎(chǔ), 而E上3烴源巖生烴潛力整體弱于E下1烴源巖。

3.2 烴源巖生物標(biāo)志化合物特征

3.2.1 鏈烷烴及異戊二烯烷烴

E下1烴源巖的正構(gòu)烷烴以長鏈烷烴為優(yōu)勢的單峰型后峰態(tài)分布, 主峰碳為C22～C28, 碳優(yōu)勢指數(shù)(CPI; Bray and Evans, 1961)為0.98～2.23, 呈現(xiàn)明顯的奇碳優(yōu)勢(圖3a、b)?？紤]到樣品仍處于低熟階段(o<0.6%), 峰型和奇偶優(yōu)勢均指示了陸源有機(jī)質(zhì)的輸入特征。E下1烴源巖的姥植比(Pr/Ph)整體小于1.0, 表明其形成于強(qiáng)還原環(huán)境(Peters and Moldowan, 1993)。值得注意的是, E下1烴源巖的Pr/Ph值隨埋深變淺具有明顯分段性: 0.16～0.44(深部)和0.48～1.35 (淺部)(表1), 指示了E下1烴源巖沉積時期水體還原條件逐漸減弱的特征。

E上3烴源巖的正構(gòu)烷烴以短鏈烷烴為優(yōu)勢的單峰型前峰態(tài)分布, 主峰碳為C17～C23, CPI為0.89～1.02,奇偶優(yōu)勢特征不明顯(圖3c)。與E下1烴源巖相比, E上3烴源巖現(xiàn)今已處于成熟階段(o=0.7%～1.0%), 其峰型和奇偶優(yōu)勢已不能有效指示母源的輸入特征。E上3烴源巖的Pr/Ph值變化范圍較大(表1), 指示該時期水體環(huán)境氧化還原條件變化強(qiáng)烈。

在(Pr/-C17)-(Ph/-C18)交會圖(圖4)中, 任西–肅寧洼槽E下1烴源巖樣品主要位于藻類輸入的還原環(huán)境, 其中部分樣品仍處在未熟–低熟階段, 分布在圖版界限之外。E上3烴源巖樣品分布與E下1相似(圖4)。綜上所述, 任西–肅寧洼槽E下1和E上3烴源巖沉積于以陸源有機(jī)質(zhì)輸入為主的、還原的湖相環(huán)境。

3.2.2 甾、萜烷類

生物標(biāo)志化合物是烴源巖和原油中的分子化石, 可以指示有機(jī)質(zhì)輸入和沉積環(huán)境(Peters and Moldowan, 1993)。本研究針對任西–肅寧洼槽烴源巖三環(huán)萜烷、藿烷系列(191)和甾烷系列(217)進(jìn)行了對比研究(圖5)。

E下1烴源巖三環(huán)萜烷系列呈現(xiàn)出2種分布特征, 其中E下1下部烴源巖總體表現(xiàn)出C23三環(huán)萜烷(TT)優(yōu)勢(圖5d), 指示了咸水湖相的有機(jī)質(zhì)輸入(Tao et al., 2015); 而上部烴源巖則表現(xiàn)出C20TT優(yōu)勢(圖5a), 指示了淡水湖相的沉積環(huán)境(朱揚(yáng)明, 1997; 肖洪等, 2019)。此外, C24四環(huán)萜烷(Tet)的相對豐度也表現(xiàn)出相似的情況, 高豐度C24Tet通常指示高等植物的輸入(Song et al., 2017), E下1上部烴源巖具有明顯的C24Tet優(yōu)勢, 表明其相對于E下1下部烴源巖高等植物輸入加強(qiáng)(圖5d)。上述差異在霍烷和甾烷系列分布中也有體現(xiàn), 如E下1下部烴源巖具有高豐度伽馬蠟烷(Ga)(圖5e, 表1), 指示咸水環(huán)境(Damste and de Leeuw, 1995), C27-C28-C29規(guī)則甾烷呈現(xiàn)低等水生生物和高等植物混合貢獻(xiàn)的“V”字型分布(圖5f)。但是E下1上部烴源巖Ga含量較低, 甾烷則呈現(xiàn)C27甾烷優(yōu)勢的“V”字型分布特征(圖5c), 指示了以藻類等低等水生生物為主的貢獻(xiàn)(Huang and Meinschein, 1979)。如前所述, E上3烴源巖的沉積環(huán)境變化明顯, 強(qiáng)還原–弱氧化環(huán)境均有分布, 其生物標(biāo)志化合物特征也表現(xiàn)出一定的復(fù)雜性, 其中還原性環(huán)境樣品具有低Pr/Ph值、高Ga、低C24Tet的特征, 而偏氧化環(huán)境的樣品則呈現(xiàn)與之相反的特征(圖5 g～i)。

圖3 任西–肅寧洼槽烴源巖正構(gòu)烷烴(m/z 85)分布質(zhì)量色譜圖

表1 任西–肅寧洼槽烴源巖生物標(biāo)志化合物特征參數(shù)

注: 分子為參數(shù)分布范圍, 分母為參數(shù)平均值, 括號中為樣品個數(shù)。Pr/Ph. 姥鮫烷/植烷; Ga/C30H. 伽馬蠟烷/C30霍烷; C304-Ms/∑C29St. C304-甲基甾烷/C29甾烷; C27dia/C27St. C27重排甾烷/C27甾烷。

圖4 任西–肅寧洼槽烴源巖(Pr/n-C17)-(Ph/n-C18)交會圖(底圖據(jù)Shanmugam, 1985)

綜上所述, 任西–肅寧洼槽烴源巖可以劃分為3類(表1): ①形成于具有一定高等植物的淡水湖泊環(huán)境的E下1上部烴源巖; ②形成于藻類和低等水生生物為母質(zhì)來源的咸水湖泊環(huán)境的E下1下部烴源巖; ③形成于淡水–咸水環(huán)境的E上3烴源巖。

4 原油類型劃分及油源分析

4.1 原油生物標(biāo)志化合物特征

4.1.1 鏈烷烴及類異戊二烯烴

與臨近的霸縣凹陷文安斜坡原油不同(徐真和張春明, 2010; 杜金秀等, 2014), 蠡縣斜坡原油未見明顯的正構(gòu)烷烴損失, 在總離子流圖(TIC)中也未見明顯的UCM鼓包(即未分離的復(fù)雜混合物)(圖6; Yang et al., 2019), 指示蠡縣斜坡原油未經(jīng)歷明顯的生物降解作用。蠡縣斜坡原油總體呈現(xiàn)出顯著的植烷優(yōu)勢, 可能由原油成熟度較低, 正構(gòu)烷烴尚未大量生成所致。峰型為單峰型后峰態(tài)分布特征, 主峰碳數(shù)大于22, 指示了陸源有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)。相比之下,斜坡北部的雁60-52X等井原油的正構(gòu)烷烴高于植烷(圖6a)。斜坡北部原油的CPI值為1.09～1.41, 整體高于中南部的CPI值(<1.1), 說明斜坡中南部原油成熟度高于北部。除雁60-52X等井(Pr/Ph=0.68～0.71), 斜坡原油的Pr/Ph值普遍小于0.28(表2)。原油的鏈烷烴及類異戊二烯烴特征指示蠡縣斜坡原油來自強(qiáng)還原環(huán)境的烴源巖, 北部雁60-52X等井與斜坡其他區(qū)域原油具有不同的來源。

TT. 三環(huán)萜烷; Tet. 四環(huán)萜烷; Ga. 伽馬蠟烷; Ts. 18α(H)-22,29,30-三降新霍烷; Tm. 17α(H)-22,29,30-三降霍烷; C29Ts. 18α(H)-30-降新霍烷; C30*. 17α(H)-重排霍烷; H. 霍烷。

圖6 蠡縣斜坡原油正構(gòu)烷烴(m/z 85)分布質(zhì)量色譜圖

4.1.2 甾、萜烷類

蠡縣斜坡原油的三環(huán)萜烷分布特征具有相似性, 都具有明顯的C21TT、C23TT優(yōu)勢, 差異主要體現(xiàn)在指示高植物輸入的C24Tet豐度, 斜坡北部原油具有高豐度C24Tet(圖7a、d), C24Tet/C26TT均值為1.0左右(表2), 而中南部原油C24Tet豐度中等(圖7g、j), 指示了中南部和北部原油供烴源巖的高等植物輸入強(qiáng)度存在差異。霍烷系列的差異主要體現(xiàn)在2個方面: 成熟度和水體鹽度。在成熟度方面, 雁60-52X等井>斜坡中南部>斜坡北部原油, 其中雁60-52X等井的Ts/(Ts+Tm)值為0.50～0.53, 斜坡中南部為0.23～0.28, 斜坡北部小于0.24。此外, 升霍烷的異構(gòu)化參數(shù)是指示未熟–低熟樣品成熟度特征的主要參數(shù), 隨成熟度增加地質(zhì)構(gòu)型(22S)相對生物構(gòu)型(22R)逐漸升高, 最終在成熟階段達(dá)到平衡?？梢钥闯? 雁60-52X等井和斜坡中南部原油均表現(xiàn)為22S構(gòu)型>22R構(gòu)型, 而斜坡北部原油則以22R構(gòu)型為優(yōu)勢(圖7)。蠡縣斜坡原油甾烷分布特征相似, C27-C28-C29規(guī)則甾烷分布呈“V”字型分布, 且均表現(xiàn)出以生物構(gòu)型為主的低熟特征, 重排甾烷豐度僅在雁60-52X等井較高。綜上所述, 蠡縣斜坡不同區(qū)域原油呈現(xiàn)明顯的差異性, 反映了油源的差異, 這與早期關(guān)于斜坡區(qū)原油為任西洼槽供烴的認(rèn)識不同, 因此對其原油的類型和來源仍需要進(jìn)一步討論。

4.2 原油類型劃分及成因分析

生物標(biāo)志化合物指紋特征表明, 蠡縣斜坡不同區(qū)域原油的烴源巖的形成環(huán)境、母質(zhì)類型和成熟度等均存在明顯差異, 指示蠡縣斜坡可能存在“多源供烴”現(xiàn)象。本研究針對蠡縣斜坡東營組和沙河街組22個原油樣品, 選取Ga/C30H、C304-Ms/∑C29St、Pr/Ph等參數(shù)開展原油成因類型劃分及油源分析。根據(jù)蠡縣斜坡原油的分布特征, 將蠡縣斜坡油藏劃分為4個區(qū)域: 蠡縣斜坡北部-Ⅰ區(qū)、蠡縣斜坡北部-Ⅱ區(qū)、蠡縣斜坡中南部-Ⅰ區(qū)和蠡縣斜坡中南部-Ⅱ區(qū)(圖1, 表2)。在(Pr/-C17)-(Ph/-C18)交會圖(圖8a)中, 除斜坡北部-Ⅰ區(qū)原油, 其他原油主要分布在E下1烴源巖分布區(qū), 與樣品在(Ga/C30H)-(C304-Ms/∑C29St)(圖8b)和(C24Tet/C26TT)-(Pr/Ph)(圖8c)交會圖中的分布具有一致性, 指示蠡縣斜坡北部-Ⅱ區(qū)、蠡縣斜坡中南部-Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)的原油均來自E下1烴源巖。原油中芴、硫芴(二苯并噻吩系列)和氧芴(二苯并呋喃系列)的相對豐度常用來指示沉積環(huán)境特征, 如高豐度的芴指示河流或三角洲環(huán)境, 高豐度的硫芴可能指示海相碳酸鹽巖環(huán)境。據(jù)此, 前人建立了基于三芴系列化合物相對豐度的沉積環(huán)境判識圖版(Li et al., 2013)。蠡縣斜坡原油主要來自E下1烴源巖, 而在三芴三角圖(圖8d)中, 上述樣品雖然均分布在咸水湖相區(qū)域, 但斜坡中南部-Ⅱ區(qū)與斜坡中南部-Ⅰ區(qū)、北部-Ⅱ區(qū)原油進(jìn)一步分為2個族群, 說明蠡縣斜坡原油雖然主要來自E下1烴源巖, 但烴源巖的沉積環(huán)境可能存在差異, 即可能來自不同供烴洼槽或來自同一洼槽不同層段。此外, 蠡縣斜坡北部-Ⅰ區(qū)原油與斜坡主體原油具有明顯差異, 結(jié)合李輝(2016)的相關(guān)研究, 判斷其主要來自淀北洼槽E4-E烴源巖。

基于多變量數(shù)據(jù)的層次聚類分析(HCA)統(tǒng)計(jì)方法, 進(jìn)一步確定了蠡縣斜坡原油之間的親源關(guān)系。使用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件基于22個與油源相關(guān)的生物標(biāo)志化合物參數(shù)建立了HCA樹狀圖(圖8e)。根據(jù)聚類分析, 蠡縣斜坡原油可以劃分為3種類型(表2), 與生物標(biāo)志化合物分析的結(jié)果基本一致。其中A類為蠡縣斜坡北部-Ⅰ區(qū)原油, B類為蠡縣斜坡北部-Ⅱ區(qū)和蠡縣斜坡中南部-Ⅰ區(qū)原油, C類為蠡縣斜坡中南部-Ⅱ區(qū)原油。A類原油主要來自淀北洼槽E4烴源巖, B類和C類原油均來自E下1烴源巖。

表2 蠡縣斜坡原油類型生物標(biāo)志化合物特征參數(shù)

注: 分子為參數(shù)分布范圍, 分母為參數(shù)平均值, 括號中為樣品個數(shù)。

圖7 蠡縣斜坡原油三環(huán)萜烷、霍烷系列(m/z 191)和甾烷系列(m/z 217)分布質(zhì)量色譜圖

(a) (Pr/n-C17)-(Ph/n-C18)交會圖; (b) (Ga/C30H)-(C30 4-Ms/∑C29St)交會圖; (c) (C24Tet/C26TT)-(Pr/Ph)交會圖; (d) 芳烴三芴三角圖; (e) HCA聚類分析樹狀圖。DBTs. 二苯并噻吩; Fls. 芴; DBFs. 二苯并呋喃。

5 原油運(yùn)移路徑示蹤

含硫芳烴類化合物中的烷基二苯并噻吩(DBTs)主要存在于沉積物和原油中的芳烴餾分中。早期研究證實(shí)DBTs參數(shù)與成熟度具有較好的相關(guān)性,與飽和烴類生物標(biāo)志化合物成熟度參數(shù)相比, DBTs成熟度參數(shù)適用于低熟–高熟階段(Budzinsky et al., 1991; Chakhmakhchev et al., 1997)。其后, 王鐵冠等(2005)提出將DBTs參數(shù)用于運(yùn)移路徑示蹤研究。DBTs在分子結(jié)構(gòu)上與咔唑類化合物相似, 后者是最早被證實(shí)可以指示原油運(yùn)移路徑的化合物, DBTs示蹤運(yùn)移路徑的原理與其相似, 均是基于分子熱穩(wěn)定性和氫鍵形成機(jī)理(李素梅等, 1999)。

對于蠡縣斜坡原油, 雖然證實(shí)了B類和C類原油主要來自E下1烴源巖, 但某些生物標(biāo)志化合物參數(shù)揭示其可能具有不同的來源。針對這一問題, 本研究基于DBTs參數(shù)開展蠡縣斜坡原油運(yùn)移路徑示蹤研究, 以明確斜坡區(qū)的供烴源巖。影響4-/1-甲基二苯并噻吩(4-/1-MDBT)值的因素主要為成熟度和運(yùn)移距離, 4-/1-MDBT值隨成熟度增加而增加, 隨運(yùn)移距離增大而逐漸減小。蠡縣斜坡B類原油的4-/1-MDBT值為0.61～0.83, C類原油的4-/1-MDBT值為1.21～2.48(圖9), 指示C類原油成熟度整體高于B類原油, 與飽和烴成熟度參數(shù)的結(jié)論一致。楊帆等(2020)認(rèn)為斜坡中南部原油是任西洼槽供烴, 然而從成熟度梯度出發(fā), 低熟原油優(yōu)先排出烴源巖, 對應(yīng)運(yùn)移距離通常最遠(yuǎn), 而高熟原油則在靠近烴源巖的位置聚集, 形成沿運(yùn)移方向, 成熟度逐漸降低的平面展布特征, 這與目前蠡縣斜坡原油的成熟度展布特征不符, 除非上述原油是沿著不同的輸導(dǎo)通道運(yùn)移成藏。而4-/1-MDBT值的平面展布進(jìn)一步指出B類和C類原油存在2條運(yùn)移路徑(圖9), 其中B類原油指向任西洼槽, 為從任西洼槽向斜坡外帶逐漸減小, C類原油則是從肅寧洼槽向斜坡外帶逐漸降低。這與斜坡帶發(fā)育的鼻狀構(gòu)造具有良好的匹配關(guān)系(圖1), 由此, 原油運(yùn)移示蹤揭示了蠡縣斜坡的B類和C類原油雖然均來自E下1烴源巖, 但B類原油由任西洼槽供烴, C類原油由肅寧洼槽供烴。此外, A類原油主要來自北部保定洼槽E4-E的成熟原油, 未經(jīng)過長距離運(yùn)移, 因此, 4-/1-MDBT值顯著高于蠡縣斜坡其他未熟–低熟原油。

圖9 蠡縣斜坡4-/1-MDBT值運(yùn)移示蹤平面圖

6 結(jié) 論

(1) 烴源巖評價證實(shí)任西洼槽和肅寧洼槽的E下1烴源巖具有較好的生烴潛力。任西–肅寧洼槽烴源巖可以劃分為3類: ①形成于具有一定高等植物的淡水湖泊環(huán)境的E下1上部烴源巖; ②形成于藻類和低等水生生物為母質(zhì)來源的咸水湖泊環(huán)境的E下1下部烴源巖; ③形成于淡水–咸水環(huán)境的E上3烴源巖。

(2) 蠡縣斜坡原油可以劃分為3類: A類主要為蠡縣斜坡北部-Ⅰ區(qū)原油, 由淀北洼槽E4-E烴源巖供烴; B類為蠡縣斜坡北部-Ⅱ區(qū)和中南部-Ⅰ區(qū)原油, 由任西洼槽E下1烴源巖供烴; C類為蠡縣斜坡中南部-Ⅱ區(qū)原油, 主要由肅寧洼槽E下1烴源巖供烴。

(3) 通過明確蠡縣斜坡中南部C類原油的油源, 從地球化學(xué)角度證實(shí)了肅寧洼槽對蠡縣斜坡中南部的供烴能力, 為后續(xù)蠡縣斜坡南部的勘探提供了有力的證據(jù), 并對斜坡南部勘探具有重要指導(dǎo)意義。

致謝:感謝中國石油大學(xué)(北京)李美俊教授和另一位匿名審稿專家提出修改意見。

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Geochemical evidence of the hydrocarbon supply potential of Suning Sub-sag for Lixian Slope in Raoyang Sag

ZHANG Ruifeng1, CAO Lanzhu2, FU Jian3*, LIU Zongbao3, CHEN Ketong2, SUN Yonghe3, QIN Menghua2, LI Yihang2, CAO Song4

(1. PetroChina Huabei Oilfield Company, Renqiu 062552, Hebei, China; 2. Research Institute of Exploration and Development, PetroChina Huabei Oilfield Company, Renqiu 062552, Hebei, China; 3. College of Geoscience, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, Heilongjiang, China; 4. The Fifth Oil Production Plant of PetroChina Huabei Oilfield Company, Xinji 052360, Hebei, China)

The Lixian Slope, an important area for oil and gas exploration in the Raoyang Sag, has been a focal point of exploration research on its oil sources, particularly in the southern part of the slope, where its origin has been the subject of debate. This study confirmed the hydrocarbon supply potential of the Suning sub-sag to the south of the slope through the evaluation of source rocks and analysis of the geochemical characteristics of the source rocks of the Renxi-Suning sub-sag, oil source analysis, and migration path tracing of crude oil within the Lixian Slope. The study identifies distinct oil sources from different regions of the Lixian Slope, which can be divided into three types: Type A, primarily sourced from the E4-Esource rock in the Dianbei sub-sag and mainly distributed in the northern part of the Lixian slope; Type B, primarily sourced from the Ex 1 source rock in the Renxi sub-sag, predominantly found in the north-central part of the slope; and Type C, located in the middle-southern part of the Lixian slope, with oil source analysis and aromatic hydrocarbon migration tracer parameters indicating that it is the Ex 1 source rock of the Suning sub-sag. The validation of the source origin of C-type crude oil confirms the hydrocarbon supply capacity of the Suning sub-sag to the southern Lixian slope, provides solid evidence for the exploration of the southern Lixian slope, and has important guiding significance for further exploration of the southern slope.

biomarker; oil source correlation; migration tracer; Lixian Slope; Suning sub-sag

P618.13

A

0379-1726(2023)05-0595-10

10.19700/j.0379-1726.2022.05.011

2022-07-15;

2022-10-08

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(42172161)資助。

張銳鋒(1964–), 男, 教授級高級工程師, 主要從事油氣地質(zhì)綜合研究與勘探管理工作。E-mail: ktb_zrf@petrochina.com.cn

付健(1989–), 男, 講師, 主要從事油氣地球化學(xué)、盆地模擬研究。E-mail: fujian287@gmail.com