论文摘要:石臼坨凸起勘探历史悠久,近期在老油田滚动勘探中凸起中段秦皇岛33区发现了一批构造岩性复合含油气构造,掀起勘探新热潮。通过原油生标特征对比表明石臼坨凸起之上原油表现出混源油的特征,既是渤中凹陷和秦南凹陷的混源油,同时也是沙三段和沙一段的混源油。同时凸起中段、南倾没端与秦皇岛33构造区以及凸起东段、东倾没端表现出细微差别,表明其油气来源自不同的凹陷或贡献大小不同。通过原油特征对比及与围区源岩特征对比,认为石臼坨凸起原油具有分带特征,凸起中段秦皇岛33构造区和凸起东段油源来自于秦南凹陷的贡献量比以前的认识要大。通过不同区块油气来源和成藏规律的认识,可以有助于重新认识勘探程度较低的秦南西次凹以及其紧邻的石臼坨凸起东段北侧的勘探潜力。
关键词:渤海海域;石臼坨凸起;油源对比;烃源岩
1 区域地质概况
渤海盆地新生代盆地总体上被认为是陆内裂谷盆地,渤海盆地经历了前裂谷期(前新生代)和裂陷期(古近纪)以及拗陷期(裂后热沉降期,新近纪一第四纪)三个主要演化阶段。拗陷期主要包括:新近纪-第四纪沉积时期馆陶组和明化镇组下段地质时期,热沉降期发育的新近系呈毯状覆盖在断陷及其分割断陷的凸起之上。
石臼坨凸起位于渤海湾盆地渤海海域中西部,走向为近东西向,为长期性继承性隆起,在其东侧和南侧存在两个倾没端,其南北两侧分别为渤中坳陷、秦南凹陷所包围,是油气最为富集和复式聚集的主要地区之一。自20世纪70年代开始勘探至21世纪初,凸起上发现了多个含油气构造,油气主要集中于高部位明化镇组大型披覆背斜构造中,而凸起斜坡带和倾末端构造虽然也有油气发现,但是构造圈闭面积和储量规模均较小[1]。近年在海域围绕老油田滚动勘探过程中创新地质思维,浅层构造岩性勘探获得众多发现[2]。
除东南两侧倾没端有古近系沉积发育外,凸起区古近纪时期整体上为高地,区域地层为凸起之上覆盖新近系沉积,馆陶组为区域稳定分布的辫状河沉积,砂岩百分含量高达60%-80%;明下段发育浅水三角洲沉积,砂岩百分含量适中,15%-45%,储盖组合较好。
2 烃源岩热演化及生标特征
石臼坨凸起南北两面临凹,渤中凹陷、秦南凹陷都能提供油源,其油源存在一定的差别。渤中凹陷位于渤海海域的中部,是渤海盆地中面积最大也是油气最丰富的凹陷。近年来勘探发现了诸如秦皇32-6等一系列的大中型油气田,其最大特点是油多气少、成藏期晚,至今仍是一个生油为主的凹陷。从QHD34-4-1井(图2)来看,东三段成熟度已经较高,其下地层更深没有揭示,但北区由于地温梯度偏低以及可能异常压力的抑制作用,渤中凹陷古近系源岩主体处于正常的成熟一高成熟演化阶段,至今仍是一个富油的生烃凹陷,郭永华在阐述蓬莱19-3油源时详细论证了这一点。从秦南与渤中凹陷过渡带选取的QHD29-2-1井来看,烃源岩相对于渤中凹陷成熟度要低(图3,4)。
渤中凹陷QHD34-4-1、QHD35-4-1等井东营组源岩特征明显,碳19三环萜和碳24四环萜含量显著高于已发现原油,且具有高Ts/Tm值,高重排甾烷丰度。位于凸起东北侧秦南凹陷和渤中凹陷交界处QHD30-1-1井具有甾烷碳29优势(图6);石臼坨凸起东倾没端秦皇岛29-2构造区沙河街组揭示埋深3100-3300米,源岩重排甾烷含量低,成熟度偏低,无法用于对比。
3 油源对比
前文源岩萜类含量表明凸起区油气东营组来源贡献可以忽略,来自于沙河街组层段问题应用伽玛蜡烷和4-甲基甾烷含量可以较好区分。通过区域对比表明凸起之上原油生标特征整体具有一定的相似性,成熟度较高或中等(Ts/Tm值较高或接近于1,重排甾烷丰度较高或中等)、伽玛蜡烷含量高, 4-甲基甾烷含量高,多数具有碳27甾烷优势,少部分具有碳29甾烷优势。这些特征表明石臼坨凸起原油整体上表现出一个混源油的特征,既是渤中凹陷和秦南凹陷的混源油,同时也是沙三段和沙一段的混源油。
虽然石臼坨凸起原油整体有相似性,但从细微特征来看其原油分带特征明显,凸起中段以秦皇岛32-6油田,凸起南倾没端以渤中3-2油田,BZ3-1-1、BZ3-2-1等井为代表,均具有成熟度较高(Ts/Tm值>1、重排甾烷丰度均较高)和碳27甾烷优势(图8),其环绕渤中凹陷西次凹,与渤中凹陷烃源岩成熟度较高的认识吻合,且区带内原油生标特征非常相似。张春明等通过分析秦皇岛32-6油田双环倍半萜在空间上的规律性变化,即从QHD32-6-14井-QHD32-6-7井QHD32-6-3井和QHD32-6-4井,重排补身烷相对丰度依次降,可能主要反映了整个油田的油气运移与聚集特征,即原油自深至浅、由渤中西次凹从南西向北东方向运移聚集。凸起中段和南倾没端油源主要来自于渤中凹陷西次凹,结论可靠。
石臼坨凸起东段及东倾没端原油整体上表现出一定的相似性,表现为成熟度中等,Ts/Tm值接近于1,重排甾烷丰度中等,同时本区部分井表现出明显的井间差异性,如QHD33-1-1井碳29甾烷优势(图9),QHD33-1-2井Ts/Tm〉1和重排甾烷丰度高(图10)。从位置图来看,秦皇岛33区处于石臼坨凸起中段和东段之间的位置,其生标参数的快速变化表明秦皇岛33区油源来源和石臼坨凸起东倾没端有变化。石臼坨凸起东倾没端秦皇岛29-2构造区地质和地化研究表明其油源主要来自于秦南凹陷西次凹。早先勘探研究认为规则甾烷ααRC29>C27,呈反L型,以碳29优势为特征的原油主要来自秦南东洼,如QHD33-1-3井,其他则主要来自渤中凹陷为主。笔者经研究对比认为,碳29优势可能代表了秦南东洼的部分特征,但这不是必要条件,也就是说碳27优势的原油也有可能来自于秦南凹陷,证据主要表现为,其一,本区多数碳27优势的原油成熟度不高,低于QHD34-4-1东营组源岩成熟度;其二,从全油碳同位素来看,QHD35-4-2原油(位于凹陷内)全油同位素偏轻,与该区原油有一定差异(图11)。以上分析表明秦皇岛33区为渤中凹陷和秦南凹陷混原油,秦南凹陷的贡献量比早先认识的要大;而凸起东段成熟度较低的原油则主要来自于秦南凹陷。
4 成藏特征及意义
石臼坨凸起被渤中凹陷、秦南凹陷两大凹陷所夹持,长期处于油气运移指向区内,油气聚集条件优越。从区域构造上看,凸起整体表现为以秦皇岛32-6油田为中心的背斜形态稳定存在,且渤海新构造运动影响强烈,晚期断裂发育;从区域沉积上看馆陶组存在稳定分布的大套砂砾岩,利于油气进行长距离横向输导,同时明下段浅水三角洲发育,储盖层组合关系良好。这样凹陷深层的油气经深大断裂向上运移,经馆陶组渗透性砂体进行横向运移,沿切穿馆陶组的晚期断裂垂向运移至明化镇组,不仅在构造圈闭内,在具有区域构造高背景下的岩性砂体(图12),均可聚集成藏,形成“网毯式”和“接力棒式”的区域运移成藏模式(图13),成藏时间在明下段沉积以后,和渤海海域众多大油田晚期成藏期接近。
石臼坨凸起混原油形成与其成藏模式密切相关,区域背景决定了其油藏特征。通过油源对比分析,认识到石臼坨凸起的原油来源具有不同的方向性,对凸起区的不同区带的勘探有一定的指导意义,对不同区块的优势运移指向带进行分析可以更好地评价目标的勘探潜力。秦皇岛33区在明下段构造岩性复合油气藏勘探取得良好效果,与其能够接受南北凹陷双向供油关系密切,表明本区南北双向供油桶道通畅。另一方面,通过重新认识秦南凹陷对石臼坨凸起的油源供应量大小,可以重新审视勘探程度较低的秦南西次凹以及其紧邻的石臼坨凸起东段北侧的勘探潜力,为在这一区带进一步勘探提供宏观认识和信心帮助。
5 结束语
区域对比表明石臼坨凸起之上原油生标特征整体具有一定的相似性,伽玛蜡烷含量高, 4-甲基甾烷含量高,多数具有碳27甾烷优势,表明石臼坨凸起原油整体上表现出一个混源油的特征,既是渤中凹陷和秦南凹陷的混源油,同时也是沙三段和沙一段的混源油,这是由其区域成藏条件决定的。同时凸起中段、南倾没端与秦皇岛33构造区以及凸起东段、东倾没端表现出细微差别,表明其油气来源自不同的凹陷或贡献大小不同。凸起中段、南倾没端油源来自于渤中西次凹;凸起中段秦皇岛33构造区生标变化最大,表明其来自渤中东次凹和秦南凹陷的混原油;凸起东段以及东倾没端油源则来自于秦南凹陷为主。通过成熟度及稳定碳同位素分析认为凸起中段秦皇岛33构造区和凸起东段油源来自于秦南凹陷的贡献量比以前的认识要高。通过不同区块油气来源和成藏规律的认识,可以有助于重新认识勘探程度较低的秦南西次凹以及其紧邻的石臼坨凸起东段北侧的勘探潜力。
参考文献
[1]石文龙,赖维成,魏刚,等.渤海428构造围斜坡区构造-岩性油气藏成藏规律与勘探潜力分析[J].发表于 石油地质,2012(2).
[2]王德英,余宏忠,于海波,等.渤海海域新近系层序地层格架约束下岩性圈闭发育特征分析及精细刻画-以石臼坨凸起明下段为例[J].发表于 中国海上油气,2012,24(增刊1).
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