渤海海域莱州湾凹陷高硫稠油成因及其成藏模式

现今渤海海域仅在莱州湾凹陷发现了规模型高硫油油田，其原油性质复杂，来源及成因认识不清。在大量实验数据分析的基础之上，利用地球化学分析方法和盆地模拟手段对莱州湾凹陷各油田油气来源及成因做了详细研究，结果表明：①莱州湾凹陷主要发育了沙三段和沙四段两套有效的烃源岩，陡坡带和中央构造带上各构造原油主要来源于主洼沙四段烃源岩，缓坡带上各构造原油表现为主洼沙四段和南次洼沙四段双洼供烃的特征；②沙四段地层沉积时期存在水体分隔，南次洼水体更加咸化易形成富硫干酪根，其烃源岩分布范围控制着高硫油的分布范围，是高硫油形成的主控因素。而生物降解作用，一方面导致原油稠化是形成稠油的主要原因，另一方面使原油硫含量相对富集，是形成高硫油的重要因素；③垦利16-1油田具有晚期成藏的特点，形成了咸化湖盆早生、早排双洼供烃成藏模式，深、浅地层成藏模式不同，深部地层为典型不整合面侧向输导远源成藏模式。认为南次洼南部古近系地层和潜山优质储层是油气聚集的有利区带，可作为下一步油气勘探的有利方向。     

莱州湾凹陷垦利10-1亿吨级油田发现的意义

垦利10-1油田是2008年在莱州湾凹陷北部陡坡带发现的亿吨级油田,其主要含油层段为古近系沙三段(构造油藏)和新近系明下段(构造-岩性复合油藏),油藏具有埋藏浅、储量大且丰度高、原油物性好、测试产能高等特征.该油田的发现,进一步证实了莱州湾凹陷是一个小而肥的富烃凹陷,拓展了渤南地区浅层新近系明下段岩性油气藏的勘探领域,扩大了莱州湾凹陷油气勘探范围,再次证实了凹陷中继承性陡坡带具有形成大型复式油气藏的优势条件,对于推动莱州湾凹陷及我国海上其他类似低勘探程度凹陷的油气勘探具有重要意义.     

东营凹陷油源特征分析

东营凹陷油气丰富，发育了古近系沙河街组三段、四段两套有效烃源岩。根据烃源岩及原油的地球化学特征分析，探讨凹陷内各油田的石油来源。将东营凹陷已发现石油划分为沙三型、沙四型及混合型，认为：南斜坡地区原油主要来源于沙四段烃源岩，凹陷中部及北部油田的原油主要源于沙三段或为沙三段、沙四段的混源油；凹陷周边油田的原油大多数来源于沙四上亚段烃源岩，大致呈环状分布于凹陷边部；凹陷中部油田的原油以沙三型为主。各供油洼陷生成的油气就近运移聚集，油气环绕生油洼陷呈环带状分布。图4表1参8     

渤海莱州湾凹陷深洼带垦利10-2新近系大型油田发现与意义

莱州湾凹陷是渤海海域重要的富烃凹陷,但其深洼带浅层一不生烃、二无油源断层、三无汇烃构造,是传统地质认识中的“勘探禁区”。近年来,随着对渤海浅层油气成藏条件及主控因素认识的深入,尤其是油气运移“汇聚脊”控藏认识的提出,为深洼带新近系找油提供了新的视角,并在此认识指导下开展了莱州湾凹陷深洼带石油地质条件再分析与成藏规律攻关研究。创新提出了基于陡坡砂体型汇聚脊控制的浅层规模性岩性砂体“迂回式”成藏模式,为寻找深洼带浅层有利勘探目标指明了方向;形成了砂体整体解剖技术,实现了浅层多期大型连片复合型砂体的精细刻画,为新近系规模性油气成藏寻找到有效储集空间。2021年,在莱州湾凹陷深洼带新近系成功发现并高效评价了垦利10-2亿吨级岩性油田,不仅在渤海深洼带发现了首个亿吨级岩性油田,更为类似盆地的凹陷区浅层勘探开辟了新领域。     

青东凹陷沙四上亚段烃源岩生烃潜力评价

青东凹陷沙四上亚段烃源岩成烃物质基础、生排烃特征、有效源岩分布及资源潜力评价系统研究表明,青东凹陷沙四上亚段烃源岩成烃物质基础良好,具有与东营凹陷沙四上亚段烃源岩相似的特征,均发育咸化还原环境下优质烃源岩,是青东凹陷最重要的一套烃源岩。烃源岩生烃门限为2250 m左右,排烃门限为2 500 m左右,具有＂早生速排＂的特点,排烃效率较高。沙四上亚段有效烃源岩主要分布于青东凹陷北部、中部洼陷以及南部洼陷的少部分区域。估算青东凹陷沙四上亚段烃源岩总资源量丰富,目前研究区勘探程度较低,勘探潜力较大。     

胜坨油田多源多期成藏混源油的定量判析

精细的原油组群划分、油源对比及成藏分析表明,东营凹陷胜坨油田主要含油层系沙二段的原油是由沙四上亚段烃源岩提供的早期降解原油与沙三下亚段、沙四上亚段两套烃源岩提供的晚期成藏原油形成的三元混合原油。选择两期成藏三个端元典型的原油样品,建立三角形判识图版,运用生物标志物绝对定量分析方法对胜坨油田的混源油进行了油源比例确定。结果表明:坨二区沙二段原油中,沙四上亚段源岩早期贡献为39%,晚期贡献为30%,沙三下亚段源岩的贡献为31%;坨三区沙二段原油中,沙四上亚段源岩早期贡献为41%,晚期贡献为33%,沙三下亚段源岩贡献为26%,即从坨二区到坨三区沙三下亚段烃源岩的贡献有减小的趋势。另外,坨二区沙一段原油中,沙四上亚段源岩早期贡献为8%,晚期贡献为24%,沙三下亚段源岩贡献为68%,混源比例不同于本区主要含油层系原油。     

庙西凹陷中南洼烃源岩评价及其勘探启示

渤海边缘洼陷整体勘探程度较低,烃源岩生、排烃能力分析是研究重点。为明确庙西凹陷中南洼地区油气富集规律,从烃源岩分析和油源对比入手,明确低熟油优势运移通道类型,进而预测油气富集层位与区带。研究表明,中南洼地区发育巨厚沙三段,其有机质母质类型以混源为主,沉积水体为半咸水-咸水环境,现处于低熟阶段,为蓬莱25-6油田主要油源,证明其为研究区主力生烃层系。烃源岩热演化与排烃强度分析表明庙西凹陷中南洼烃源岩热演化程度较低,而低熟油初次运移动力较弱,因此单一型的油气二次运移通道运移量高于复合型通道,沿断层近距离运移馆陶组就近成藏几率较大。研究区中部走滑带断层活动性强且深切油源,主干走滑和其派生断层形成背斜形态圈闭,具有良好的勘探潜力。     

渤海湾盆地辽西凸起北段锦州20油田原油地球化学特征及油源对比

辽西凸起是渤海海域辽东湾地区目前勘探程度最高的地区之一。通过对辽西凸起北段锦州20油田沙河街组和东营组原油地球化学分析,明确了该区原油的物性、族组分、成熟度和生物标志化合物的特征,在此基础上进行了油源对比研究。结果表明,辽西凸起北段锦州20油田沙河街组和东营组的原油均属于低硫、轻质低成熟原油,饱和烃色谱完整,显示未遭受明显生物降解。原油母质为混合型,并且沙河街组原油陆源有机质输入较少,东营组原油陆源有机质输入较多,原油母质形成于还原—弱还原条件下的微咸水或咸水沉积环境。沙河街组原油主要来源于辽西凹陷沙河街组三段和沙河街组一段烃源岩;东营组原油具有双洼混源的特征,主要来源于辽西凹陷沙河街组三段和辽中凹陷东营组三段烃源岩。     

胜利油区埕岛地区原油地球化学特征与油源分析

为了在胜利海域快速、准确地开展逸油来源鉴定，详细分析了胜利油区埕岛地区原油的物性以及饱和烃和芳烃气相色谱、生物标志化合物等地球化学特征，并在此基础上开展了该区原油的油源研究。结果表明，该区西部潜山原油来源于埕北凹陷沙三段烃源岩，中部潜山和东部潜山原油来源于渤中凹陷沙三段、沙一段烃源岩；其上覆的古近系和新近系原油可划分为6种类型：Ⅰ类、Ⅱ类原油分别来自埕北凹陷沙一段、沙三段烃源岩，Ⅲ类原油为埕北凹陷沙三段、沙一段烃源岩提供的混源油，Ⅳ类和Ⅴ类原油分别来自渤中凹陷的沙一段、沙三段烃源岩，Ⅵ类原油为这2个凹陷沙三段和沙一段烃源岩提供的混源油。     

博兴洼陷油气成因类型及深层勘探潜力

根据博兴洼陷原油生物标志物的特征 ,可在该区辨认出四类不同成因的原油。低成熟的油气来自沙四段上亚段低成熟烃源岩 ;而成熟的油气分别来自沙三段中下亚段和沙四段上亚段成熟烃源岩。沙四段上亚段低熟原油与沙三段成熟原油分布广泛 ,主要形成“自生自储”油藏 ;混源油主要分布在断裂带附近 ;而沙四段上亚段成熟油分布局限 ,可能是勘探程度低之故。根据沙四段上亚段烃源岩的性质 ,成熟油的资源潜力不可小视 ,洼陷深部的沙四段中下亚段和孔店组可能是这类成熟油聚集的主要层位     

廊固凹陷原油成因类型与分布规律

基于34个烃源岩与50个原油样品的分子生物标志化合物分析结果,研究了廊固凹陷主要油田的原油成因类型与分布规律。分析结果表明,沙河街组三段下亚段与沙河街组四段上亚段烃源岩有不同的分子生物标志化合物组合特征:沙河街组三段下亚段烃源岩陆源有机质的输入量较高且富含沟鞭藻类,沉积于淡水较强的还原环境;沙河街组四段上亚段烃源岩陆源有机质输入量较少且低等水生生物输入较多,沉积于咸水强还原环境。在油源对比基础上,结合原油分子生物标志物参数进行聚类分析,划分了3种成因类型的原油。第Ⅰ类原油来自沙河街组四段上亚段烃源岩,主要分布于牛坨镇凸起周边地区;第Ⅱ类原油来自沙河街组三段下亚段烃源岩,主要分布在凹陷偏北部的旧州—王居一带;第Ⅲ类原油来自沙河街组三段下亚段烃源岩与沙河街组四段上亚段烃源岩生成的混源油,以沙河街组三段下亚段烃源岩生成的原油为主,主要分布在凹陷东部的河西务构造带和曹家务—柳泉构造带南部的部分地区。廊固凹陷各油藏紧邻烃源岩聚集成藏,其分布规律受控于不同层段烃源岩的发育与分布。曹家务和中岔口地区是第一类原油下一步的有利勘探目标区域,柳泉构造带王居地区是第二类原油勘探潜力较大区域。     

渤海南部海域莱州湾凹陷构造演化与油气成藏

莱州湾凹陷位于渤海南部海域,勘探程度较低,油气成藏特征复杂。在近期勘探获得亿吨级油气发现的基础上,通过凹陷构造特征分析,揭示莱州湾凹陷同时具有断陷和走滑反转的双重构造特点;根据断裂活动特点和强度,将凹陷内断层划分为3类,它们分别对凹陷格局形成、沉积体系与输导系统具有不同的控制作用,并将莱州湾凹陷演化进一步划分为3个阶段:孔店组(Ek)至沙河街组三段(Es³)的早期断陷、沙河街组一、二段(Es¹⁺²)至东营组(Ed)的中期走滑和晚期活化阶段(新近纪以来)。构造演化对凹陷内油气成藏具有重要的控制作用:构造演化控制了各种类型圈闭的形成;控制了凹陷沉积充填、沉降中心迁移以及烃源岩形成演化;另外,由于晚期强烈的构造和火山活动,对莱州湾凹陷的晚期成藏起到了重要的促进作用。     

莱州湾凹陷北洼沙河街组三段砂岩储层孔隙定量演化模式

莱州湾凹陷位于渤海湾盆地南部，是一个"小而肥"的富烃凹陷，其储层成岩作用的研究程度较低。铸体薄片、扫描电镜、X射线衍射和阴极发光等多种技术手段的分析结果显示，莱州湾凹陷沙河街组三段中-深层储层的岩性主要为中粒-细粒岩屑长石砂岩，其成分成熟度和结构成熟度为中等偏好，属于中孔、中-低渗储层类型，储集性能良好，成岩作用处于中成岩阶段A1期。地层埋藏史、热演化史、烃源岩生烃史和成岩演化史的综合分析指示，储层孔隙空间的演化主要经历了机械压实减孔、早期胶结减孔、酸性溶蚀增孔和晚期胶结减孔4个阶段，其孔隙度的变化量分别为7.73%、4.61%、5.99%和2.54%，由此可建立储层孔隙定量演化的综合模式。受长期浅埋环境和成岩演化阶段影响，莱州湾凹陷沙河街组三段在古成藏期的储层孔隙度约为25%，油气充注情况良好。现今的孔隙类型仍以原生粒间孔为主，油气保存情况较好，勘探潜力较大。这一认识可为研究区的进一步勘探开发提供理论支持。     

渤南洼陷沙三段原油地球化学特征及油源对比

通过对渤南洼陷沙河街组部分烃源岩、原油、含油砂岩抽提物中的饱和烃化合物进行GC和GC—MS分析,研究饱和烃色谱和生物标志物特征,讨论了沙三段原油的来源问题。结果表明,沙四段和沙三段烃源岩均可分为两类,沙三段原油可以分为差别明显的三类。油源对比表明,第一类原油来自沙四上亚段膏岩层段的暗色泥岩夹层,第二类原油来自沙四段膏岩层下部的泥岩层段,第三类原油来自沙三段时期淡水-微咸水还原环境下的暗色泥岩。     

饶阳凹陷任丘潜山油藏油源对比及有效烃源岩成藏贡献

为进一步研究饶阳凹陷任丘潜山油藏的原油来源及烃源岩的成藏贡献,根据原油和烃源岩的饱和烃气相色谱-质谱分析数据以及生物标志物特征,对潜山原油进行了详细分析,确定了其与烃源岩的亲缘关系,并通过地质条件分析解释了混源成藏的原因,最终确定了混源油的混源比例。C₂₉甾烷20S/（20S+20R）参数反映任丘潜山油藏原油基本为成熟原油,Pr/Ph、G/H、S/H、C₁₉/C₂₃等生物标志物参数表明任丘潜山油藏存在3种类型原油,分别为A类、B类和C类。3类原油生物标志物参数呈现规律性变化,并且空间分布亦存在一定规律性。A类为马西洼槽沙河街组三段中-下亚段（沙三段中-下亚段）烃源岩单一来源的原油,主要分布于任丘潜山北部偏东地区的奥陶系储层中。B类和C类原油为任西洼槽沙河街组一段下亚段（沙一段下亚段）和马西洼槽沙三段中-下亚段烃源岩混合来源的原油,其中B类原油中来自沙三段中-下亚段烃源岩的原油占比为60%~70%,其次为来自沙一段下亚段烃源岩的原油,主要分布于任丘潜山北部偏西地区的元古界雾迷山组和寒武系府君山组储层中。C类原油则以沙一段下亚段烃源岩贡献为主,来自沙三段中-下亚段烃源岩的原油占比较低,为30%~40%,集中分布于任丘潜山油藏南部地区的元古界雾迷山组储层中。整体上,沙一段下亚段烃源岩对任丘潜山油藏原油的贡献北低南高,而沙三段中-下亚段烃源岩则为北高南低。     

饶阳凹陷任丘潜山油藏油源对比及有效烃源岩成藏贡献

为进一步研究饶阳凹陷任丘潜山油藏的原油来源及烃源岩的成藏贡献，根据原油和烃源岩的饱和烃气相色谱-质谱分析数据以及生物标志物特征，对潜山原油进行了详细分析，确定了其与烃源岩的亲缘关系，并通过地质条件分析解释了混源成藏的原因，最终确定了混源油的混源比例。C₂₉甾烷20S/（20S+20R）参数反映任丘潜山油藏原油基本为成熟原油，Pr/Ph、G/H、S/H、C₁₉/C₂₃等生物标志物参数表明任丘潜山油藏存在3种类型原油，分别为A类、B类和C类。3类原油生物标志物参数呈现规律性变化，并且空间分布亦存在一定规律性。A类为马西洼槽沙河街组三段中—下亚段（沙三段中—下亚段）烃源岩单一来源的原油，主要分布于任丘潜山北部偏东地区的奥陶系储层中。B类和C类原油为任西洼槽沙河街组一段下亚段（沙一段下亚段）和马西洼槽沙三段中—下亚段烃源岩混合来源的原油，其中B类原油中来自沙三段中—下亚段烃源岩的原油占比为60%~70%，其次为来自沙一段下亚段烃源岩的原油，主要分布于任丘潜山北部偏西地区的元古界雾迷山组和寒武系府君山组储层中。C类原油则以沙一段下亚段烃源岩贡献为主，来自沙三段中—下亚段烃源岩的原油占比较低，为30%~40%，集中分布于任丘潜山油藏南部地区的元古界雾迷山组储层中。整体上，沙一段下亚段烃源岩对任丘潜山油藏原油的贡献北低南高，而沙三段中—下亚段烃源岩则为北高南低。     

构造-古地貌对沉积的控制作用——以渤海南部莱州湾凹陷沙三段为例

利用地震、测井及录井资料,恢复古近系沙河街组三段沉积时期莱州湾凹陷构造-古地貌特征,分析构造-古地貌对沉积体系的控制作用.沙三段沉积时期,莱州湾凹陷可划分为8个构造-古地貌单元,包括东部断坡带、东北斜坡带、北部斜坡带、西部斜坡带、南部斜坡带、中央凸起带、北部洼陷带和南部洼陷带,西部和南部斜坡带存在明显沟谷.受构造-古地貌控制,沙三段沉积时期莱州湾凹陷的东部发育扇三角洲,西部和南部发育辫状河三角洲,三角洲沉积体系的主体发育部位明显受次洼的控制.受东部断坡控制形成的扇三角洲砂体,受西部和南部缓坡及沟谷控制形成的辫状河三角洲砂体,特别是受西部缓坡控制在北部洼陷发育的大型辫状河三角洲砂体,是油气勘探的重要目标.图7参17     

渤海湾盆地风险探井歧页1H井沙河街组一段页岩油勘探突破及其意义

2021年完钻的风险探井歧页1H井实现了渤海湾盆地黄骅坳陷沙河街组一段(沙一段)页岩油重要勘探突破,可以为具有相似地质特征的页岩油勘探提供参考与借鉴。基于4口系统取心井的岩心、岩石薄片、测井资料以及烃源岩评价、X射线衍射全岩矿物分析等测试资料,系统总结了歧口凹陷沙一段页岩油形成与富集特征和配套关键工程技术。研究表明,歧口凹陷沙一段发育纹层状混合质页岩、纹层状云灰质页岩、纹层状长英质页岩、块状黏土质泥岩和块状碳酸盐岩5类岩相,其中,纹层状混合质页岩和纹层状云灰质页岩具有高有机质丰度(TOC含量平均为2.8 %)、高生烃潜量(S₁+S₂含量平均为21.8 mg/g)、富含颗石藻、高频纹层结构(纹层密度达24 000层/m)、层理缝异常发育、可动烃含量较高(＞2.5 mg/g)等优越的地质特征,是沙一段最有利的页岩油富集岩相。综合岩相、含油性和工程可压性等,将歧页1H井水平段划分为3类富集层,其中I类富集层长度为364 m,气测值最高可达11.8 % 。优选海水基压裂液体系,采用二氧化碳前置和"逆混合+多级段塞+连续加砂"等关键压裂技术,有效解决了沙一段页岩黏土矿物含量高(＞25 %)、塑性和水敏性均较强、页岩不易起裂等开发难题,为沙一段页岩油的勘探突破提供了关键技术保障。歧页1H井沙一段下亚段页岩油勘探突破,对渤海湾盆地乃至中国具较高黏土矿物含量的页岩油的勘探具有重要的借鉴和启示意义。     

莱州湾凹陷沙三段含油气系统与有利勘探方向

莱州湾凹陷近两年获重大油气发现,主要位于古近系的沙三段和新近系的明下段。总体上莱州湾凹陷研究程度低．油气成藏规律认识尚不够深入。文中在前人认识的基础上,运用含油气系统的理论和方法,分析了莱州湾凹陷含油气系统地质要素,指出莱州湾凹陷存在一个重要的含油气系统——沙三段含油气系统,该系统形成的关键时段为明化镇期。在含油气系统特征分析基础上,指出莱西斜坡带和莱北低凸起潜山带为该舍油气系统下一步有利勘探方向。