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引用本文
孙哲, 于海波, 彭靖淞, 等. 渤海湾盆地庙西中南洼围区原油成因类型及分布主控因素[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(6): 1665-1677
Sun Zhe, Yu Haibo, Peng Jingsong, et al. Genetic Types and Main Controlling Factors of Crude Oil Distribution in South-Central Miaoxi Depression of Bohai Bay Basin[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 2021, 51(6): 1665-1677.
渤海湾盆地庙西中南洼围区原油成因类型及分布主控因素
孙哲, 于海波, 彭靖淞, 胡安文, 李飞     
中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院, 天津 300459
收稿日期: 2020-12-17
作者简介: 孙哲(1989-), 男, 工程师, 主要从事油气勘探与综合评价方面的研究, E-mail: sunzhe6@cnooc.com.cn
基金项目: 中海油"十三五"油气资源评价项目（YXKY-2018-KT-01）
摘要: 通过原油生物标志化合物参数聚类分析，在对比沙河街组不同层系烃源岩地化特征的基础上，分析了渤海海域庙西中南洼已发现原油的成因类型、来源及其分布规律。结果表明，研究区目前已发现的原油主要有Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型3种成因类型，其中：Ⅰ型原油来源于沙三段烃源岩，主要分布在垦利6-4区和蓬莱25区，其进一步可分为Ⅰ1和Ⅰ2两个亚类，分别对应中高熟沙三型原油和中低熟沙三型原油；Ⅱ型原油来源于沙三段和沙四段烃源岩，主要分布在蓬莱31区；Ⅲ型原油主要来源于沙四段烃源岩，可能有少量的沙三段烃源岩贡献，主要分布在渤中36区。原油地化特征及分布规律指示研究区为近源成藏特征。综合烃源岩分布特征及断层活动性分析认为蓬莱25区和垦利6-4区原油类型主要受烃源岩控制，而蓬莱31区和渤中36区原油类型和分布受断裂和烃源岩联合控制。
关键词: 油源对比    聚类分析    源断耦合    渤海湾盆地    
Genetic Types and Main Controlling Factors of Crude Oil Distribution in South-Central Miaoxi Depression of Bohai Bay Basin
Sun Zhe, Yu Haibo, Peng Jingsong, Hu Anwen, Li Fei     
Bohai Petroleum Research Institute, Tianjin Branch, CNOOC China Ltd., Tianjin 300459, China
Foundation item: Supported by the 13th Five-Year Plan for Oil and Gas Resource Evaluation Project of CNOOC (YXKY-2018-KT-01)
Abstract: Based on the cluster analysis of crude oil biomarker parameters and the comparison of geochemical characteristics of source rocks of different strata in the Shahejie Formation, the genetic types, sources, and distribution of the crude oil discovered in the South-Central Miaoxi depression of Bohai Sea were analyzed. The results show that there are three main genetic types of crude oil. Type Ⅰ comes from the Third Member of Shahejie Formation(Es3), and mainly distributed in Kenli 6-4 and Penglai 25 areas. It can be further divided into two sub-categories, Ⅰ1 and Ⅰ2, which correspond to high-maturity Es3 crude oil and low-maturity Es3 crude oil. Type Ⅱ mainly comes from the source rocks of Es3 and Es4, and mainly distributed in Penglai 31 area. Type Ⅲ mainly comes from the source rocks of Es4 with a small amount of source rocks of Es3, and mainly distributed in Bozhong 36 area. The geochemical characteristics and distribution regularity of crude oil indicate that the study area is characterized by near-source reservoir formation. Based on the analysis of distribution characteristics of source rocks and fault activity, it is considered that the types and distribution of crude oil in Penglai 25 and Kenli 6-4 areas are mainly controlled by source rocks, while the types and distribution of crude oil in Penglai 31 and Bozhong 36 areas are controlled by both faults and source rocks.
Key words: oil source correlation    cluster analysis    source-break coupling    Bohai Bay basin    

0 引言

渤海湾盆地东南缘庙西中南洼属于典型的边缘洼陷[1-2]。近年来在该区相继发现了渤中36、蓬莱31等一批大中型油田，证实了此类洼陷也具有良好的勘探前景。郯庐断裂东支南段贯穿研究区，造就了该区复杂破碎的构造格局，因此受限于边缘洼陷相对局限的烃源岩分布以及该区复杂的断裂疏导体系，庙西中南洼围区油气差异富集特征十分明显，原油成因类型以及分布规律也极其复杂。前人对该区的研究目前主要集中于洼陷成因演化[3-6]、烃源岩评价预测[7]、局部地区油源对比[8]及油气差异富集规律[9-10]等几个方面，尚缺乏对该区原油成因类型、分布和来源的系统认识。笔者基于研究区大量的原油有机地化数据，通过原油生物标志化合物图版分析和多参数聚类分析，结合饱和烃色-质谱谱图特征，在对比沙河街组不同层系烃源岩地化特征的基础上，分析了渤海海域庙西中南洼围区已发现原油的成因类型、来源及其分布规律。综合烃源岩分布特征及断层活动性分析讨论了该区不同成因类型原油差异分布的主控因素，以期对研究区今后的油气勘探部署有所启示和借鉴。

1 研究区概况

庙西中南洼位于渤海海域东南部海域，西邻渤南低凸起，东靠胶辽隆起，北邻庙西南凸起(图 1)，洼陷呈北东向狭长形展布，面积约1 090 km2。研究区位于郯庐断裂东支南段，新生代以来经历了多期构造运动，整体可划分为古近纪古新世—始新世裂陷阶段、渐新世裂陷阶段以及新近纪中新世以来的裂后阶段[11]。已有研究[6]表明庙西中南洼新生代在西部郯庐断裂带持续长期活动和东部古隆起幕式抬升协同作用控制下，沉降中心迁移频繁[12-13]，造成了该区烃源岩发育的局限性和非均质性。加之新生代多期走滑和伸展作用叠加，NNE向走滑断裂和近EW向伸展断裂十分发育，油气富集规律极其复杂。探井揭示的新生代地层自下而上为孔店组、沙河街组、东营组、馆陶组和明化镇组，其中沙河街组沙三段(Es3)和沙四段(Es4)是该区主要的生油层系。已发现油藏位于古近系沙河街组二段(Es2)和东营组三段(Ed3)、新近系馆陶组(N1g)、明化镇组(N2m)，其中新近系馆陶组和明化镇组下段为主要含油层位。

图 1 研究区位置(a)地层格架综合柱状图(b)及油藏平面分布图(c) Fig. 1 Location of the study area(a) stratigraphic framework(b) and plan distribution of oil reservoir (c)
图选项
2 原油地球化学特征及成因类型

从平面分布上看，研究区目前的油气发现主要位于北部的蓬莱25区，中部的蓬莱31区、渤中36区，以及南部的垦利6-4区。前人曾对研究区局部原油进行过油源对比，认为该区原油主要来源于沙三段烃源岩和沙四段烃源岩[8-9]，但对不同地区原油的成因类型及其来源尚缺乏区域性的系统对比认识。笔者通过区内4个区中累计57个原油及油砂样品的地球化学特征分析，系统梳理了该区原油成因类型及来源。

2.1 原油类型划分

生物标志化合物包含大量指纹信息，可以反映原油形成环境、母质类型和成熟度等特征[14-15]，饱和烃色-质谱谱图分析和生物标志化合物参数是目前油源对比主要的技术手段[16-18]，但由于沉积盆地烃源岩发育条件以及原油生成过程的复杂性，少量样品单参数对比时往往出现多种甚至相互矛盾的结果。因此，可以应用统计学中的聚类分析方法[19-22]，通过优选多个生标参数将大量原油样品进行分类。此法不仅可以有效避免单参数分析的不确定性，而且更适合大量样品数据的多维度挖潜和区域性的油-油和油-源对比。

笔者选取了57个原油及油砂样品进行聚类分析，样品取自研究区4个主要的含油构造，并且多层系兼顾(表 1)，以研究其在原油性质上的亲疏关系。分析采用的变量参数为样品饱和烃色-质谱图中获取的相关生物标志化合物组合参数，分别为指示原油成熟度的C29S/(S+R)、Ts/Tm，反映原油形成环境的C35/C34升藿烷、伽马蜡烷/C30藿烷、C30-四甲基甾烷/C29甾烷、C27重排甾烷/C29甾烷，指示母源性质的C27αα20R/C29αα20R等7项参数。

表 1 原油(油砂)样品生物标志物参数 Table 1 Biomarker parameters for crude oil (oil sand) samples
样品编号 井号 深度/m 层位 类型 A B C D E F G
1 PL25-6A 1 510 Ng 原油 0.26 0.69 0.55 0.13 1.02 0.35 0.12
2 BZ36-1A 1 297 Ng 原油 0.33 0.77 1.00 0.17 0.93 0.26 0.08
3 BZ36-1A 1 493 Ng 原油 0.32 0.68 1.11 0.24 0.90 0.26 0.06
4 BZ36-1A 1 552 Ng 原油 0.30 0.72 0.87 0.13 1.01 0.27 0.11
5 BZ36-1A 1 582 Ng 原油 0.31 0.70 0.92 0.15 0.97 0.27 0.10
6 BZ36-1A 1 316 Nm 油砂 0.36 0.75 0.90 0.14 0.92 0.26 0.08
7 BZ36-1A 1 438 Ng 原油 0.35 0.70 1.12 0.24 0.88 0.25 0.06
8 BZ36-2B 2 083 Ed 原油 0.37 0.87 0.98 0.17 0.81 0.33 0.09
9 BZ36-3C 1 080 Nm 原油 0.41 1.40 0.54 0.12 0.72 0.36 0.28
10 BZ36-3C 1 635 Ed 原油 0.34 0.60 0.84 0.16 0.96 0.33 0.15
11 KL6-1A 1 544 Es 原油 0.38 1.17 0.86 0.15 0.70 0.33 0.08
12 KL6-4D 2 263 Ed 油砂 0.37 1.00 0.70 0.12 1.00 0.17 0.39
13 KL6-4C 2 535 Ed 油砂 0.37 1.03 0.50 0.06 0.94 0.21 0.24
14 KL6-4C 2 641 Ed 原油 0.36 1.19 0.51 0.09 1.11 0.22 0.27
15 KL6-4C 2 678 Ed 油砂 0.35 1.07 0.46 0.08 1.21 0.22 0.29
16 KL6-4C 3 073 Es 油砂 0.39 1.12 0.53 0.08 0.89 0.29 0.29
17 KL6-4C 3 187 Es 原油 0.39 1.11 0.49 0.04 0.83 0.29 0.27
18 PL25-6A 1 540 Ng 油砂 0.28 0.65 0.58 0.11 0.91 0.35 0.14
19 PL25-1B 1 193 Ng 油砂 0.37 0.97 0.60 0.29 0.83 0.47 0.22
20 PL25-1B 1 254 Ng 油砂 0.39 0.97 0.60 0.27 0.85 0.47 0.20
21 PL25-1B 1 652 Es 油砂 0.22 0.54 0.57 0.08 1.18 0.35 0.18
22 PL25-6B 1 283 Ng 原油 0.28 0.58 0.56 0.09 0.94 0.47 0.15
23 PL25-6B 1 418 Ng 原油 0.26 0.55 0.54 0.07 1.05 0.51 0.16
24 PL25-6E 1 191 Nm 原油 0.34 0.87 0.58 0.12 0.93 0.40 0.14
25 PL25-6E 1 267 Ng 原油 0.37 0.75 0.57 0.09 0.99 0.35 0.12
26 PL25-6E 1 449 Ng 原油 0.35 0.69 0.56 0.08 1.02 0.35 0.11
27 PL31-3SA 1 186 Nm 原油 0.36 1.33 0.95 0.69 0.92 0.24 0.17
28 PL31-3SA 1 242 Nm 原油 0.36 1.29 0.72 0.09 0.91 0.25 0.17
29 PL31-3SC 1 087 Nm 原油 0.37 1.29 0.80 0.11 0.72 0.22 0.16
30 PL31-3SC 1 152 Nm 原油 0.36 1.26 0.73 0.08 0.76 0.28 0.16
31 PL31-3SC 1 217 Nm 原油 0.38 1.30 0.90 0.28 0.75 0.27 0.15
32 PL31-3SC 1 269 Nm 原油 0.35 1.30 0.85 0.11 0.80 0.27 0.16
33 PL31-3SC 1 353 Ng 原油 0.37 1.24 0.70 0.27 0.79 0.22 0.16
34 PL31-3SC 1 402 Ng 原油 0.34 1.21 0.75 0.09 0.83 0.28 0.17
35 PL31-3SD 1 190 Nm 原油 0.37 1.29 0.70 0.13 0.87 0.25 0.16
36 PL31-3SD 1 401 Ng 原油 0.36 1.37 0.72 0.08 0.72 0.30 0.14
37 BZ36-1B 1 546 Ng 原油 0.36 0.68 1.10 0.22 0.83 0.25 0.05
38 BZ36-1B 1 588 Ng 原油 0.34 0.71 1.06 0.23 0.88 0.24 0.07
39 BZ36-1B 1 592 Ng 原油 0.34 0.68 1.08 0.22 0.90 0.24 0.08
40 BZ36-1B 1 707 Ng 原油 0.36 0.72 0.88 0.13 0.82 0.26 0.07
41 BZ36-1A 1 732 Ng 原油 0.34 0.92 0.88 0.13 0.87 0.26 0.16
42 BZ36-2B 1 487 Nm 原油 0.40 1.51 0.72 0.08 0.85 0.25 0.18
43 BZ36-2B 1 540 Nm 原油 0.40 1.54 0.72 0.08 0.81 0.24 0.19
44 BZ36-2B 1 647 Nm 原油 0.39 1.45 0.81 0.11 0.80 0.25 0.18
45 BZ36-2B 1 775 Ng 原油 0.39 1.49 0.56 0.09 0.85 0.24 0.18
46 BZ36-2B 1 915 Ng 原油 0.39 1.23 0.62 0.08 0.84 0.27 0.18
47 BZ36-2B 2 114 Ed 原油 0.30 0.92 0.54 0.16 0.82 0.20 0.16
48 BZ36-2B 2 281 Ed 原油 0.38 1.00 0.94 0.15 0.90 0.28 0.10
49 PL31-3SD 1 358 Ng 原油 0.38 1.13 0.71 0.08 0.85 0.25 0.14
50 PL31-3SC 1 515 Nm 油砂 0.37 1.29 0.79 0.44 0.72 0.29 0.15
51 PL31-3SC 1 738 Ng 油砂 0.34 1.19 0.73 0.09 0.74 0.23 0.14
52 KL6-5B 1 654 Ed 原油 0.36 1.09 0.48 0.07 1.16 0.18 0.32
53 KL6-5B 1 658 Ed 油砂 0.37 1.07 0.51 0.06 1.11 0.19 0.32
54 KL6-5B 1 681 Ed 油砂 0.37 1.06 0.49 0.07 1.09 0.18 0.34
55 KL6-4A 2 153 Ed 原油 0.37 0.68 0.67 0.08 0.99 0.36 0.27
56 KL6-4B 2 561 Es 原油 0.35 0.54 0.66 0.05 0.98 0.48 0.22
57 KL6-4B 2 585 Es 原油 0.36 0.55 0.73 0.06 1.01 0.46 0.20
注：A. C29S/(S+R); B. Ts/Tm; C. C35/C34升藿烷; D. 伽马蜡烷/C30藿烷; E. C27αα20R/C29αα20R; F. C30-四甲基甾烷/C29甾烷; G. C27重排甾烷/C29甾烷。井号：PL. 蓬莱；KL. 垦利；BZ. 渤中。
表选项

聚类分析就是将数据对象分组，组成多个类或簇，同一个簇的对象之间具有较高的相似度，而不同簇中的对象差别较大[23]。谱系聚类分析(hierarchical cluster analysis，HCA)是聚类分析的一种，它是通过对给定的数据集进行层次分解，连续不断地将最为相似的群组两两合并，来构造出一个群组的层级结构，最终以谱系图(或树状图)的形式直观地表达数据对象的分类状况[24]。

具体应用中根据分类对象的不同，可分为Q型群分析(对样品分类)和R型群分析(对指标分类)2种类型。本次研究借助SPSS数据分析软件采用Q型群分析的分层聚类方法，操作步骤如下：1)启动SPSS数据分析软件并导入样品数据，打开聚类分析模块，选用组内连接，即当2类合并为1类后，类中的所有项之间的平均距离最小，2类间的距离为合并后的类中所有可能的观测量之间的距离平方。2)对距离的测度方法选择欧氏距离的平方，即如果把N个样品看成多维空间中N个点，则2个样品之间相似程度可用多维空间中两点的距离来度量。3)计算并输出结果，样品之间的距离越小表示相关性越好，并用树状图表示聚类分析结果(图 2)。

图 2 研究区原油(油砂)样品聚类分析树状图 Fig. 2 Dendrogram of cluster analysis of crude oil (oil sand) samples in the study area
图选项
2.2 原油地球化学特征及来源

从样品生物标志化合物分类结果(图 2)可以看出，研究区原油类型可以划分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型3个大类，其中：Ⅰ型原油主要分布于研究区北部的蓬莱25区和南部的垦利6-4区，其可进一步分为Ⅰ1和Ⅰ2两个亚类；Ⅱ型原油主要分布在蓬莱31区；Ⅲ型原油主要分布于渤中36区。笔者统计了各类型原油生物标志化合物参数平均值(图 3)，结果显示：Ⅰ1原油的生标参数特征为中高成熟度、低C35/C34升藿烷、低伽马蜡烷/C30藿烷、中高C30-四甲基甾烷/C29甾烷、高C27重排甾烷/C29甾烷；Ⅰ2型原油的生标特征为中低成熟度、低C35/C34升藿烷、低伽马蜡烷/C30藿烷、高C30-四甲基甾烷/C29甾烷、中高C27重排甾烷/C29甾烷；Ⅱ型原油的生标特征为高成熟度、中高C35/C34升藿烷、中高伽马蜡烷/C30藿烷、中低C30-四甲基甾烷/C29甾烷、中C27重排甾烷/C29甾烷；Ⅲ型原油的生标特征为中高成熟度、高C35/C34升藿烷、高伽马蜡烷/C30藿烷、低C30-四甲基甾烷/C29甾烷、低C27重排甾烷/C29甾烷。

图 3 研究区各类原油生物标志化合物参数平均值 Fig. 3 Average value of biomarker parameters of crude oil in the study area
图选项

已有研究[7-9]表明研究区主要发育沙三段和沙四段成熟烃源岩，探井钻遇沙三段烃源岩较多，但目前还没有探井钻遇沙四段烃源岩。为了进一步确定各类型原油与烃源岩之间的亲缘关系，笔者主要根据本区探井钻遇的典型沙三段烃源岩样品地球化学特征和邻区探井揭示沙四段烃源岩样品特征(图 4), 结合原油类型划分结果进行油源对比。

a.b图中：1.18α, -22, 29, 30-三降藿烷(Ts)；2. 17α, -22, 29, 30-三降藿烷(Tm)；3.17α(H), 21β(H)-C30藿烷；4. C31升藿烷；5. 伽马蜡烷；6. C32升藿烷；7. C33升藿烷；8. C34升藿烷；9. C35升藿烷。c.d图中：1. C27重排甾烷；2.20R-ααα-胆甾烷(C27R)；3.20R-24-甲基-ααα-胆甾烷(C28R)；4.20R-4-24-乙基-ααα-胆甾烷(C29R)；5. 四甲基甾烷。a、c. KL6-4A井, 2 975 m, Es3源岩; b、d. KL20-A井, 2 450 m, Es4源岩。 图 4 研究区沙三段、沙四段烃源岩甾烷、萜烷典型谱图特征 Fig. 4 Typical spectral characteristics of steranes and terpenoids of Es3 and Es4 in the study area
图选项

总体来说，相较沙四段，沙三段烃源岩在甾烷、萜烷谱图特征上表现为低伽马蜡烷、低C35升藿烷、高C27重排甾烷、高四甲基甾烷的特征(图 4)。反映烃源岩形成时期偏氧化的沉积环境、较低的水体盐度和较多的甲藻类母质来源。另外规则甾烷C27R、C28R、C29R(分别对应图 4c中2、3、4号峰)呈不对称的“V”型分布，C27R含量(指色谱图上的峰高)高于C29R含量，说明水生生物和陆源高等植物均有输入，但水生生物输入占绝对优势。沙四段烃源岩具有高伽马蜡烷、高C35升藿烷、低C27重排甾烷、低四甲基甾烷的特征。反映烃源岩形成时期偏还原的沉积环境，较高的水体盐度和较明显的水体分层现象。规则甾烷C27R、C28R、C29R的分布呈近似对称“V”型，C27R含量略高于C29R含量，说明水生生物和陆源高等植物均有相当贡献。

对比各类原油生物标志化合物参数均值特征，结合图版分析(图 5)可知，在C27重排甾烷/C29甾烷- C35/C34升藿烷图版(图 5a)上渤中36区原油表现为高C35/C34升藿烷、低C27重排甾烷/C29甾烷的“沙四段特征”，蓬莱25和垦利6-4区原油表现为低C35/C34升藿烷、高C27重排甾烷/C29甾烷的“沙三段特征”，而蓬莱31区在图版上表现为混源特征。在C30-四甲基甾烷/C29甾烷-伽马蜡烷/C30藿烷图版(图 5b)上渤中36区原油表现为高伽马蜡烷/C30藿烷、低C30-四甲基甾烷/C29甾烷的“沙四段特征”，蓬莱25和垦利6-4区原油表现为低伽马蜡烷/C30藿烷、高C30-四甲基甾烷/C29甾烷的“沙三段特征”，蓬莱31区表现为混源特征。另外从C30-四甲基甾烷/C29甾烷来看，渤中36区原油与蓬莱31区相当，推测渤中36区也可能有少量的沙三段烃源岩贡献。

a. C27重排甾烷/C29甾烷-C35/C34升藿烷；b. 伽马蜡烷/C30藿烷-C30-四甲基甾烷/C29甾烷。 图 5 原油在生标参数图版上的分布特征 Fig. 5 Distribution characteristics of crude oil parameters in biomarker compounds
图选项

综上认为，研究区存在3种成因类型的原油：Ⅰ型原油来源于沙三段烃源岩，其又可分为Ⅰ1和Ⅰ2两个亚类，分别对应高熟沙三型原油和低熟沙三型原油，主要分布在垦利6-4区和蓬莱25区；Ⅱ型原油中沙三段和沙四段烃源岩均有贡献，主要分布在蓬莱31区；Ⅲ型原油主要来源于沙四段烃源岩，可能有少量的沙三段烃源岩贡献，主要分布在渤中36区。

3 原油分布特征及主控因素

根据上述原油聚类分析结果，在明确各类原油来源的基础上，对研究区已发现原油与烃源岩的空间对应关系进行了分析。同时结合研究区油源断层模型，分析断层对原油的疏导运移作用，探讨烃源岩展布和断层活动特征对原油分布的控制作用。

3.1 烃源岩展布与原油类型的关系

从研究区沙三段和沙四段有效烃源岩的w(TOC)等值线图(图 6)上可以看出: 沙三段优质烃源岩(w(TOC)＞3%)主要分布在庙西中南洼的南次洼、黄河口东洼以及莱州湾东北洼，庙西中南洼北次洼相对不发育；沙四段优质烃源岩分布相对局限，仅在庙西中南洼南次洼发育，其他地区均不发育。

a. 沙三段; b. 沙四段。 图 6 烃源岩与原油类型分布叠合图 Fig. 6 Overlapping maps of source rocks and crude oil types
图选项

基于烃源岩以及原油类型的认识，我们对烃源岩与原油分布之间的关系进行了探讨和分析，从原油分布上看，研究区高丰度油气藏基本都围绕在优质烃源岩附近，从原有运移效应(图 7)上看，研究区原油都以成熟作用为主，没有明显运移效应，说明原油近源展布，源控特征明显。从原油类型上看，蓬莱25区和垦利6-4区主要发育沙三段烃源岩，沙四段烃源岩不发育，两个地区的原油也以沙三段Ⅰ1和Ⅰ2型原油为主，说明这两个地区原油成因类型受烃源岩控制。蓬莱31区沙四段烃源岩和沙三段烃源岩均较为发育，其原油类型表现为混源特征，渤中36区主要发育沙三段烃源岩，缺失沙四段地层，但是该区原油却主要表现为沙四段特征，说明这两个地区原油成因类型并不仅受烃源岩控制。

图 7 原油运移效应判别图 Fig. 7 Discrimination diagram of migration effect of crude oil
图选项
3.2 断裂活动性与原油类型的关系

研究区位于郯庐断裂东支南段，新生代以来存在多期走滑和伸展作用叠加，NNE向走滑断裂和近EW向伸展断裂十分发育[11-13]。借助于Petrel软件，对研究区断层进行地质建模，并计算各油源断层断接厚度(烃源岩上覆泥岩厚度减去油源断层断距即为盖层断接厚度)[25-27]，利用断接厚度可定量评价断裂对油气的垂向运移疏导能力[28-30]，断接厚度越小，断裂对烃源岩上覆泥岩盖层破坏程度就越大[31-33]，油气越容易向浅层运移和调整。计算结果(图 8)表明，蓬莱31区沙四段上覆盖层断接厚度基本大于400 m，而沙三段盖层断接厚度基本在50~200 m范围内，远远小于沙四段。表明油源断层对沙三段烃源岩的垂向沟通运移能力要远远大于沙四段。

a. 沙三段; b. 沙四段。 图 8 烃源岩上覆泥岩断接厚度与原油类型分布叠合图 Fig. 8 Overlap diagram of faulted-contact thickness and crude oil type distribution
图选项

从剖面(图 9)上看，庙西中南洼南次洼是一个沙三段和沙四段优质烃源岩的叠合发育区，两套烃源岩的垂向叠置关系决定了两种不同成因类型的油气从烃源岩到圈闭各自不同的运移路径和成藏方式。沙三段烃源岩上覆泥岩厚度小，垂向运移通道通畅，以“源-断式”运移方式为主，在洼陷区源上好的构造位置就近成藏；沙四段烃源岩由于上覆沙三段巨厚泥岩的屏蔽作用，垂向运移通道受阻，油气更多地以“源-坡式”运移方式沿不整合面侧向运移，在斜坡带好的构造位置聚集成藏。

T0. 明化镇组底界；T2. 馆陶组底界；T3. 东营组底界；T5. 沙一、二段底界；T6. 沙三段底界；T8. 新生界底界。剖面位置见图 1。 图 9 研究区油气成藏模式 Fig. 9 Petroleum accumulation model map of the study area
图选项

因此我们认为，虽然渤中36区和蓬莱31区烃源岩来自同一洼陷，但油气成藏模式截然不同，蓬莱31区主要是源-断垂向运移、源上聚集成藏的混源型油藏，而渤中36区主要是源-坡式运移、源侧聚集成藏的沙四型油藏。研究区两套烃源岩决定了其发育两套含油气系统[34-35]，两者的叠置关系决定了其不同的运移方式和路径，也决定了原油的成因类型和分布差异。

4 结论

1) 研究区原油可以划分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型3个大类，其中：Ⅰ型原油特征为低C35/C34升藿烷、低伽马蜡烷/C30藿烷、中高C30-四甲基甾烷/C29甾烷、高C27重排甾烷/C29甾烷，根据其成熟度差异又可以进一步分为Ⅰ1和Ⅰ2两个亚类；Ⅱ型原油的特征为高成熟度、中高C35/C34升藿烷、中高伽马蜡烷/C30藿烷、中低C30-四甲基甾烷/C29甾烷，中C27重排甾烷/C29甾烷；Ⅲ型原油的特征为中高成熟度、高C35/C34升藿烷、高伽马蜡烷/C30藿烷、低C30-四甲基甾烷/C29甾烷、低C27重排甾烷/C29甾烷。

2)Ⅰ型原油来源于沙三段烃源岩，主要分布于研究区北部的蓬莱25区和南部的垦利6-4区；Ⅱ型原油中沙三段和沙四段烃源岩均有贡献，主要分布在蓬莱31区；Ⅲ型原油主要来源于沙四段烃源岩，可能有少量的沙三段烃源岩贡献，主要分布在渤中36区。

3) 研究区具有明显的近源成藏特征，高丰度油藏均与优质烃源岩相伴而生，但各构造区原油类型分布规律的主控因素不同。蓬莱25区和垦利6-4区原油类型主要受烃源岩控制，而蓬莱31区和渤中36区原油类型及分布受断裂和烃源岩联合控制。

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http://dx.doi.org/10.13278/j.cnki.jjuese.20200308
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文章信息

孙哲, 于海波, 彭靖淞, 胡安文, 李飞
Sun Zhe, Yu Haibo, Peng Jingsong, Hu Anwen, Li Fei
渤海湾盆地庙西中南洼围区原油成因类型及分布主控因素
Genetic Types and Main Controlling Factors of Crude Oil Distribution in South-Central Miaoxi Depression of Bohai Bay Basin
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http://dx.doi.org/10.13278/j.cnki.jjuese.20200308

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收稿日期: 2020-12-17

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