松辽盆地滨北区油气运移与油源对比.pdf

第 2 7卷 第 2期 大庆石油地质与开发P ． G ． 0 ． D ． D ． 2 0 0 8年4月 ．1． 文章编号 1 0 0 0 - 3 7 5 4 2 0 0 8 0 2 - 0 0 0 1 - 0 3 松辽盆地滨北 区油气 运移与油源对 比 卢双舫 ，纪贤伟 ，王跃文 ，薛海涛 ，申家年 1 ．大庆石油学 院，黑龙江 大庆1 6 3 3 1 8 ；2 ．大庆油 田有限责任公 司 勘探开发研究院 ，黑龙江 大庆1 6 3 7 1 2 摘要 针对松辽盆地滨北区油气勘探长期没有实质性突破、油气勘探前景不甚明朗的难题，该文试图 从油源对比和油气运移的角度作一些分析。利用甾萜标记化合物对区内进行的油源对比和利用含 氮化 合物对区内进行的油气运移研 究表明，延伸入滨北的长垣北端的原油可能有多个来源即西部的齐家 一 古龙凹陷、东部的三肇凹陷和北部的滨北区 如黑鱼泡凹陷 。而松辽盆地主力源岩区的齐家 一古 龙 凹陷 生成 的原 油可 以越 过 滨洲铁 路 线 向北运 移 ，但是 达不 到 凹 陷的北端 。其他 广 大滨 北 区的 少量 油 气显示与本地源岩有关。因此，滨北区的油气勘探应该立足于对滨北区源岩条件更为详细的解剖 。 关键词油气运移；油源对比；含氮化合物 ；滨北；松辽盆地 中图分类号T El 2 2 ． 1 文献标识码 A Hy dr o c a r bo n mi g r a t i o n a nd s ou r c e r o c k c or r e l at i o n i n Bi n b e i a r e a o f S o ng l i a o Ba s i n L U S h u a n g f a n g ，J I X i a n w e i ，WANG Y u e ． w e n ，XUE Ha i ． t a o ，S HEN J i a n i a n 1 、 D a q i n g P e t r o l e u m I n s t i t u t e ，D a q i n g 1 6 3 3 1 8 ， C h i n a ； 2 ． E D R e s e a r c h I nst i t u t e D a q i n g O i lfie l d C o m p a n y L t d ． ，D a q i n g 1 6 3 7 1 2 ， C h i n a Ab s t r a c t S t u d i e s f o c u s i n g o n h y d r o c a r b o n mi g r a t i o n a n d s o u r c e r o c k c o mp a ri s o n a r e e x p o u n d e d h e r e i n t h i s a r t i c l e f o r t h e r e a s o n t h a t for q u i t e a l o n g t i me ，e x p l o r a t i o n w o r k i n Bi n b e i a r e a h a s b e e n u n d e r t h e c i r c u ms t a n c e s o f n o s u b s t a n t i a l d i s c o v e r i e s a n d d i m p r o s p e c t s ．S t e r a n e a n d t e r p a n e b i o ma r k e r s a r e a d o p t e d i n s o u r c e r o c k c o mp a ris o n a n d n i t r o g e n c o n p o u n d s a r e u s e d f o r s t u d i e s o n h y d r o c arb o n mi g r a t i o n ．Re s u l t s i n d i c a t e t h a t c r u d e o i l i n t h e n o rt h e r n e n d o f p l a c a n t i c l i n e w h i c h e x t e n d s t o B i n b e i a r e a p r o b a b l y s o u r c e s f r o m v a r i o u s o ri g i n s ，i n c l u d i n g Q i j i a G u l o n g D e p r e s s i o n i n t h e e a s t ， S a n z h a o D e p r e s s i o n i n t h e w e s t a n d B i n b e i a r e a i n t h e n o rt h e ．g ．He i y u p a o D e p r e s s i o n ．Q i j i a G u l o n g D e p r e s s i o n i s t h e m a j o r o ri g i n o f s o u r c e r o c k i n S o n g l i a o B a s i n ，w h e r e t h e c rud e o i l p r o d u c e d w o u l d mi g r a t e t o t h e n o rt h a c r o s s B i n z h o u r a i l wa y，b u t w o u l d n o t r e a c h t h e n o rt h e r n e n d o f t h e D e p r e s s i o n ．S l i g h t o i l s h o w s i n o t h e r p a rt s o f B i n b e i a r e a a r e i n d i s p e n s a b l e w i t h t h e s o u r c e r o c k t h e r e ．I t i s a d v i s a b l e t h a t e x p l o i t a t i o n wo r k i n B i n b e i a r e a s h o u l d b a s e o n mo r e d e t a i l e d s t ud i e s o n l o c a 1 s 0 u I ℃ e e v a l u a t i 0 n ． ’ Ke y wo r d s h y d r o c a r b o n mi g r a t i o n；s o u r c e r o c k c o r r e l a t i o n；n i t r o g e n c o mp o u n d s ；B i n b e i a r e a ；S o n g l i a o B a s i n 滨北区泛指松辽盆地位于滨洲铁路线 以北 、面积 约 71 0 k m 的地区。除了延伸到滨北的大庆长垣北 端富集油气 喇嘛甸油田和萨北油田北部 、齐家一 古龙凹陷的北部有较为集中的油气显示和工业油气流 井外，其余广大面积上虽然历经 4 0余年几上几下的 多轮勘探 ，累计钻井 1 0 0余 口，仍只发现少量油气显 示和 1口工 业气 流井 ，油气 勘探 没 有 实 质性 的突 破⋯。滨北地 区究竟还有 没有勘探潜力 回答这一 问题，当然需要依靠对烃源岩评价所得认识。不过， 油气运移研究和油源对比研究也可提供十分有益的信 息。它可以为烃源条件研究提供补充和佐证信息，也 有 助 于主力 源岩 层和 主力 源岩 区的确 定 是滨北 区源 岩生成 的原 油 往南 运 移还 是 盆地 内主力 生烃 区 齐家 一古龙凹陷和三肇凹陷所生成的原油 向滨北 地区运移不难理解 ，对这些问题的回答 ，将深刻影 响滨北 区的勘探前景。这正是本文试 图探讨的问题。 1 油源对 比 为进行油源对比，从滨北区及临近的齐家 一古龙 和三肇 凹陷采取岩心样品 7 1个 、原油样品 4 7个。经 基金项目教育部新世纪优秀人才支持计划基金项目 N C E T一 0 4 0 3 4 5 资助。 收稿 日期 2 0 0 7 - 1 2 ． 1 7 作者简介 卢双舫 1 9 6 2一 ，男 ，湖北天门人 ，教授，博 士生 导师，从事油气地球化学和地质学的教学和研究工作 。 维普资讯 2 大庆石油地质与开发P ． G ． 0 ． D ． D ． 第2 7卷第 2期 过全面普查，从滨北区的众多探井中筛选出 6个标有 各级含油性显示的岩心样品。经过抽提分析，其中的 霍 l 、霍 4、双3 、青 2井得到少量可用于对 比分析的 可溶有机质。 由柱层析得到的岩心抽提物和原油样品中的饱和 烃，经 G C MS分析得到甾萜标记化合物的分布。利 用不同的化合物对指标 ，可以做出大量的油 一 油 、油 一 岩对 比关 系图 - 。由于不 同图所说 明 的问题相 似 ，限于篇幅，本文仅给出了 C 。 T s ／ C 降藿烷 一T s ／ T m 和 o L o L C 2 9 S／ 仪 o L C2 9 SR 一 p C 2 9 ／ o L o L C 2 9 p p C 关系图 图 l 、图 2 。从 图中可 以看出 ， 滨北霍 l 井青一段泥岩裂缝油和霍4井的青一段的油 砂与邻近的青一段源岩样品非常接近，应该具有肯定 的亲缘关系 ；明水阶地 的双 3井嫩一段的油斑砂岩中 的原油与本地嫩江组源岩有较大差别 ，可能为本地埋 深较大的青山口组源岩生成 ；长垣北部油样 与滨北青 山口组部分样品点 比较接近，但也与部分样点有一定 距离 ，总体上看 ，它们介于不同的地区、不同层位的 源岩样品点之间 ，有可能是不同来源油的混合 图 2 黜 篷 露 U n ＼ 蜀 U Ts ／ Tm 图l滨北地区油岩C 2 9 T s ／G 【 p C 2 9 降藿烷一 T s ／ T m 关系图 Fi g ．1 Rel ati o nal pl ot of s o u rce ro c k C2 q Ts ／ a p C 2 9 n o r h o p a n e T s ／ T m i n B i n b e i a r e a B 8 C 2 9 ／ c 【 c 【 C 2 9 B 8 c 2 9 图2滨北地区油岩CX C X C 2 9 S ／a aC 2 9 S R 一 p p C 2 9 ／ a a C 2 q B C 2 9关系图 F i g ． 2 R e l a t i o n a l p l o t o f s o u r c e r o c k Ⅱ a C2 9 s ／a a C S R 一 B B C ／ a a C B p C i n B i n b e i a r e a 是油源对 比及油气运移研究 中的常用 图件 。从图 中可以看出，部分长垣原油明显偏离源岩的成熟趋势 而体现出运移趋势 ，这表明长垣原油的确经过了明显 运移。该图同时也表明 ，滨北油砂 的成熟度与长垣原 油相近，只是因源于滨北区青山口组源岩所生成油的 就近聚集而未体现出运移趋势。从成熟度上看 ，长垣 北部原油及滨北油砂可源于滨北区的青山口组 、齐家 一 古龙区的青山 口组 以及成熟度较高的嫩一段 源岩 偏南一些 、埋深较大 ，而不太可能来源于滨北 区 及齐家 一 古龙北部的嫩一段 2 油气运移 油气运移方向的研究结果既可与油源对比认识相 互佐证 ，也可为成藏研究提供有益的信息。原油非烃 中的含氮化合物被认为是 目前研究原油运移最为有效 的指标 。这里 ，最常用的是含氮化合物中的烷基 咔唑类化合物 利用原油中的含氮化合物研究油气二 次运移已成为当前地球化学研究领域 的一种新方法 。 对此 国内外许多学者做了大量的研究。研究表明 ，含 氮化合物中的咔唑类受沉积环境 、母源 、有机质成熟 度的影响很小，而主要受运移因素影响，是研究油气 运移较为可靠的指标。 咔唑类化合物属于极性化合物 ，极性源于氮原子 上的一对未配对电子 ，极易形成氢键而与周围介质发 生作用 ，使得部分咔唑分子滞 留在油气运移路径上或 储集层中。不同咔唑类异构体极性强弱不同。原油非 烃馏分中的含氮化合物经前处理后 ，可用色谱 一质谱 联用仪进行分 析定量。根据链 烷基 常为 甲基咔 唑类化合物 1 8位上取代基情况可把键基 咔唑分为 三类 图 3 第一类为 1 ，8位上的吡咯氢原子均 被键烷基取代 ，形成 N H全屏蔽型结构 ，称之为屏 蔽型异构体。该类化合物极性小，与围岩介质作用 小 ，运移过程 中不易被吸附，其运移速度快，运移距 离远，因此随着运移距离的增 大，其相对含量增加。 第二类是 1 ，8碳位上氢原子均未被烷基取代 ，形成 N H全裸型结构 ，称之为裸露型异构体。该类化合 物极性较强 ，运移速度慢 ，运移距离短 ，运移过程中 容易被周围介质吸附而损失 ，因此随着运移距离的增 大，其相对含量减小。第三类为 1 ， 8位上任一氢原 子被烷基取代，形成 N H部分屏蔽型结构，称之为 半裸露型异构体，被吸附性介于上述两类之间 。 利用对松辽盆地北部滨北地 区的含油岩心及齐家 一 古龙 凹陷 、三肇凹陷 、大庆长垣北部 喇嘛甸油 田 、萨北油田的 4 7个原油样品中含氮化合物的定 量分析数据 ，可 以做 出大量 的区 内各种屏蔽／ 半裸 、 维普资讯 2 0 0 8年 4月 卢双舫等 松辽盆地滨北区油气运移与油源对比 3 ； 5 4 ； H H 眠 屏蔽型 裸 露型 图3咔唑类化合物分子结构示意图 Fi g ．3 Mol e cul a r s t ru ct ur es o f ca rb az ol e c om pou n ds 屏蔽／ 全裸 、半裸／ 全裸咔唑类指标所指示 的油气运移 指向图。图4以极性差别最大 、因而指示运移效应最 为明显的 1 ，8一二甲基咔唑／ 2 ，7一二 甲基 咔唑 屏 蔽／ 全裸为例示出了区内的原油运移指向长垣北 部的原油既可能来 自滨北区的黑鱼泡 、乌裕尔凹陷及 明水阶地 ，也可能来 自作为盆地 内的主力源区的齐家 一 古龙和三肇凹陷，即长垣北端 的原油运移有多个方 向，这也与前面油源对比所得认识一致。同时 ，齐家 一 古龙生油凹陷生成的原油可以越过滨洲铁路线向北 运移 ，但是达不到凹陷的北端 ，相反 ，齐家 一古龙生 油凹陷北端生成的原油却向南运移到铁路线以北的金 8 井区域的局部构造高点，这可能与中浅层的构造背 景有关。 另外 ，朝 阳沟阶地的青 2井 F油层 的油浸砂岩中 原油的多项全裸露和半裸露咔唑类含氮化合物指标含 量极少 ，说明经过了较长距离 的运移 ，这也可以证明 其来源最大可能为三肇凹陷。这无疑有助于提高朝阳 沟阶地的勘探预期 。明水 阶地 的双 3井嫩一段的油斑 砂岩中原油全裸露和半裸露咔唑类含氮化合物指标相 对含量较高，基本没有或只有较短距离的运移 ，也表 综合上述油源对比和油气运移两方面的研究成 果 ，可以认为 1 滨北霍 4井青一段油 迹砂岩和霍 1井青一 段泥岩裂缝 中的原油与本地青山 口组源岩相近 ，应该 为齐家 一 古龙凹陷北端青 山口组源岩所生；明水阶地 的双 3井嫩一段 的油斑砂岩中的原油与本地嫩江组源 岩有较大差别 ，可能为本地埋深较大的青山 口组源岩 生成的。 2 长垣北部 S 、P 、G油层原油多数生物标记 化合物性质均 比较相近，可能表明各层原油具有相近 的来源。其主要来源可能有三个滨北 黑鱼泡凹 陷 、明水阶地 的青 山 口组源岩 、齐家 一古龙 凹陷 北部的嫩一段源岩及青山 口组源岩 、三肇凹陷北部靠 近长垣北部的主力源岩。 3 齐家 一古龙生油凹陷生成的原油可以越过 滨洲铁路线 向北 运移 ，但是达 不到 凹陷 的北端 ，相 反，齐家 一古龙生油凹陷北端生成的原油却向南运移 到铁路线以北的金 8井区局部构造高点。但三肇 凹陷 北部 的原油则可 能已向北运 移到 了朝 阳沟 阶地。因 此 ，滨北区的油气勘探应该立足于对滨北区的源岩条 件更为详细的解剖。 参考文献 [ 1 ]王跃文 ．松辽盆地滨北烃 源条 件评价 方法研究及应 用 [ D]．大 庆 大庆石油学院 ，2 0 0 5 ． [ 2 ]王 占国，吕茜 ，李景坤 ．松辽盆地北部黑帝庙 油层烃 源岩条件 初步探讨 [ J ]．大庆石油地质与开发 ，2 0 0 5，2 4 1 3 5 - 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