苏北盆地溱潼凹陷油气运聚模式.pdf

年 第 5 。 曹 地 质 论评 G E O L O G I C A L R E V I E W V o 1 5 5 M a y N o 3 2 0 0 9 苏北盆地溱潼 凹陷油气 运聚模式 陆 黄 生 ， 秦 黎明 ， 刘 军 ， 胡 瑛 ， 方 朝 合 ， 杨 永 才 ， 张 枝 焕 1 )南京 大 学地 球科 学 系 ， 南 京 ， 2 1 0 0 9 3 ； 2 )中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室， 北京 ，1 0 2 2 4 9 ； 3 )中 国石油 勘探 开发 公 司 ， 北 京 ， 1 0 0 0 3 4 ； 4 )中 国石油 勘探 开发 研 究 院廊坊 分 院 ， 河 北廊 坊 ，0 6 5 0 0 7 内容提 要 ： 通过对苏北盆地溱 潼凹陷不 同构造带部分 具代表性油藏原 油的饱 和烃 、 芳 烃生物标 志物 和吡咯类含 氮化合物分 布特征的分析 ， 结合 油区构造研究和油源对 比成果 ， 讨论 了研究 区油气 的运移方 向与运聚模式 。结果表 明， 研 究区不同构造带原油 中吡咯类含氮化合物 分馏效 应存 在差 别 ， 处 于断 阶带南侧 的成熟 原油 运移效应 明显 ， 来 源于其西北侧 的俞垛 次凹始新统阜宁组二段烃 源岩 ； 断 阶带北 侧的原油运 移分馏效 应较差 ， 推测其 主要来源 于北侧 的储家楼次 凹阜 宁组二 段烃源岩 ， 以短 距离 侧 向运移 为主 ； 内斜坡 带原 油主要 来 自于储 家楼 深凹阜 宁组二 段烃 源 岩 ， 沿 其构造带上倾方 向 自西南 到东北 方向 ， 含氮化 合物分 馏效应 明显 ； 坡 垒带与 外斜坡 带阜 宁组 三段 原油成熟 度 偏低 ， 吡咯类含氮化合物浓度较高 ， 原油 自东 北 向西南 方 向以短距离 运移 为主 ， 主要来 自于深 凹的低熟 烃源 岩。不 同构造带 的油气成藏模 式也不一致 ， 断阶带为阶梯状断块油气 聚集 模式 ， 内斜坡 带与坡垒 带主要分 布受断层控 制的 断块岩性油藏 ， 外斜坡带为反 向正断层垒块控油模式 。 关键词 ：含氮化合物 ； 油气运移方 向； 成 藏模式 ；溱潼凹陷 ；苏北 盆地 1 区域构造背景 溱潼 凹 陷位 于 江 苏省 中部 的 苏北 盆 地 ， 是 一 个 在新 生代 拉 张背景 下形 成 的箕 状 凹 陷 ， 古 近 系 为 南 断北 超 、 南深 北浅 的半 地堑 盆地 ， 其 上发 育新 近 系和 第四系坳陷。构造上属于苏北一南黄海盆地东台坳 陷 的一个 次级 构造 单 元 ， 位 于东 台坳 陷 区吴 堡 低 凸 起与 泰州 凸起 之 间 ， 整 体 呈 北 东 东 向展 布 。北 以吴 堡一博 镇 断裂 为界 ， 东南 部 与泰 州 凸起 以断层 相 接 ， 西连 江都 隆起 ， 东 接梁垛 低 凸起 ， 西北 部 与吴 堡低 凸 起 以斜 坡 相连 ， 东 北 方 向较 开 阔 ， 过 梁 垛 凹 陷 ， 分 别 与 白驹 凹陷和 海安 凹陷相连 ， 西 南部 较狭 窄 ， 是 凹陷 的收敛 部 位 ( 图 1 ) 。 自南 向北 分 布 有 断 阶带 、 深 凹 带和斜 坡 带三个 构 造带 ， 南 部断 阶带 西南 起姜 小 庄 ， 东北 至小 凡庄 ， 整 体走 向北 东 ， 部 分被 近东 西 向 ( 个 别 为 近南北 向) 断层 错 断 ， 发 育北 东东 向 级 和 级 大断裂 ， 目前 已在 断 阶 带 中段 发 现草 舍 、 陶思 庄 、 角 墩子、 储家楼、 洲城 、 祝庄和淤溪等 7个断块油 田； 深 凹带沿 港 口一储 家 楼 一 时堰 一 线 发 育 ， 其 轴 线 与 断 层平行 ， 自西 向东分布有俞垛 、 储家楼和时堰三个生 烃 中心 ( 次 凹) ， 为 溱潼 凹 陷的 主要油 源 区 ； 斜坡 带位 于 叶甸 、 边 城 、 史家 堡一 线 以北 ， 可分 为 内斜 坡带 、 坡 垒带 、 外斜 坡 带 ， 内斜坡 带 已发现 戴南 、 台南 、 兴 圩和 草殷 4个 油 田； 坡 垒 带 是 一普 遍 发 育 两 条倾 向相 反 的 同生构 造 高带 ， 但 是 断层并 非 连续分 布 ， 下构 造层 地层 埋藏 相 对 较 浅 ， 为 有 利 成 藏 区 ， 已发 现 茅 山油 田 ； 外 斜坡 带 发育 一 系 列 反 向正 断 层 ， 除戴 南 组 外 ， 阜宁组也有部分缺失 ， 已发现殷庄油 田( 周荔青等 ， 2 0 0 4； 钱基 ， 2 0 0 0 ) 。 2 样 品与分析 原油 样 品主要 取 自溱潼 凹 陷三个 构造 带 的始新 统三垛 组 、 戴南 组 和阜 宁组 ， 分布 于研 究 区不 同的油 气 聚集 带 。将 原油 进行 族组 分 和吡咯 类含 氮化 合物 分离 ， 分别对饱和烃 、 芳烃和吡咯类含氮化合物进行 气相色谱一质谱分析。饱和烃和芳烃采用 F in n ig a n DS Q型 GC MS分析系统检测 ， 色谱一质谱分析条 件 ： 载气为 9 9 9 9 9 9 He ， 进样 口温度为 3 0 0 ， 传 注 ： 本文为 国家 自然科学基金资助项 目( 批准号 4 0 1 7 2 0 5 6 ) 的成果 。 收稿 日期 ： 2 0 0 8 1 0 1 5 ； 改回 日期 ： 2 0 0 9 0 3 2 1 ； 责任编辑 ： 章雨旭 。 作者简介 ： 陆黄生 ， 男 ， 1 9 6 1 年生 。南京大学地球科学 系博士研究生 。主要从事石 油地质研究 。E ma il ： l h s 2 1 0 0 1 6 3 c o rn。通讯作 者 ， 张 枝焕 ， 通讯地址 ： 1 0 2 2 0 0 ， 北京市 昌平 区中国石油大学资源 与信息学 院； 电话 ： 0 1 0 8 9 7 3 3 1 1 1 ； E ma i l ： z h a n g z h 3 9 9 6 v i p 1 6 3 c o rn。 地质论评 图 1溱潼凹陷构造位置 图 F i g 1 Te c t o n i c l o c a t i o n o f t h e Qi n t o n g d e p r e s s i o n 1 一地名 ； 2 一井位 ； 3 一构造等深线 ( m) ； 4 断层线 ； 5 油田 1 -p l a c e n a me ；2 一 we l l n a me ；3 s t r u c t u r a l c o n t o ur ( m )；4 m f a u l t l in e ；5 0 I 1 f ie l d s 输线温度为 3 0 0 ， 色谱柱为 HP 一 5 MS弹性石英 毛 细柱( 6 0 m0 2 5 mm0 2 5 F m) ， 升温程序为初温 5 O ( 恒 温 l min ) ， 5 0 开 始 以 2 0 min升 温 至 1 2 0 ， 以 4 min升 温 至 2 5 0 ， 再 以 3 min升 温 至 3 1 0 ， 保 持 3 0 rain ， 载 气 流 速 为 l mL min ， 采 用 E I ( 7 0 e V) 电子 轰击 方 式 ， 灯 丝 电流 为 1 0 0 A， 倍 增器电压为 1 2 0 0 e V， 全扫描 。吡咯类含氮化合物分 析检 测 采 用 F in n ig a n MAT S S Q7 1 0分 析 系 统 ， 色 谱一 质谱分 析 条 件 ： 载 气 为 9 9 9 9 9 9 He ， 进样 口 温度为 2 9 0 ， 传输线温度为 2 9 0 ， 色谱柱为 HP 一 5 MS弹性石 英毛 细柱 ( 3 0 m0 2 5 mm0 2 5 F m) ， 升温程 序 为 初 温 8 0 oC( 恒 温 l min ) ， 开 始 以 1 5 C rain升温至 1 5 0 ， 以 3 mi n升温至 2 7 0 ， 保 持 1 0 rain ， 载气为恒压 1 6 p s i， 采用 E I ( 7 0 e V) 电子轰击 方式 ， 灯丝 电流为 2 0 0 F A， 倍 增器 电压 为 1 1 0 0 e V， 多 离子 检测 。 3 溱潼 凹陷油层分 布及油源特征 溱潼凹陷油气主要分布于断阶带与斜坡带， 其 中断阶带油层分布较广 ， 从古新统泰州组 到始新统 三垛 组均有 分布 ， 但 不 同构 造 带或 同一构 造 带 不 同 断阶油 气层分 布特 征存 在明 显的差别 。靠 近凹陷的北 断 阶油层 主 要分 布 在 中 构 造层 三垛组和戴南组 ， 而 中、 南部 断阶油层主要分布在阜宁组 和泰 州组 ， 如洲 城一祝 庄一 角 墩子构造带的角墩子、 储家楼 断块 主 要 分 布 有 戴 南 组 和 三 垛组 油层 ， 祝庄 构造油 层分 布 在阜 宁组 一段和 阜宁 组三 段 ， 草舍 构 造 带 北 断 块 主 要 分 布 有戴 南组 和三垛 组油 层 ， 中断 块为戴南组一段和阜宁组三 段 油层 ， 南 断块 油层分 布 在泰 州组 和 阜 宁 组 一 段 。在 陶思 庄一 红 庄一溪 南 庄 一 带 油 层 主要分 布 在 中构 造 层 戴 南 组 和三 垛 组 。斜 坡 带 油 层 主要 分 布在 阜宁组 三段 和泰 州组 。 油源对 比表 明 ， 研究 区分 布最 广 的油 源层是 阜 宁组二 段 ， 其 次为泰 州组 。如 图 2所 示 ， 由 阜 宁组 四段 烃 源 岩 提供 油 源 的油藏 主要 分 布在 祝 庄 构造 带 的低 断 阶角墩 子 、 储 家 楼 断 阶和 草 舍 油 田北一 中 断块。除了上述油田外 ， 断阶带的油源主要为阜宁 组二段 烃源 岩 ， 也有 部 分 泰州 组 的 油 源贡 献 。斜坡 带 的原 油 主要 来 源于阜 宁组二 段成熟 度较低 的烃 源 岩或 泰州组成 熟度 较高 的烃源 岩 。 o 4 溱潼 凹陷原油地球化学特征及 油气运移方 向判识 在油气 运移 过程 中 ， 随二 次运移 距离增 大 ， 原 油 中含 氮化合 物特 征将 发 生 下列 变 化 ： 含 氮 化合 物 绝 对丰 度降低 ； 氮 官 能 团遮 蔽 型异 构 体 相对 于 半 遮 蔽型异构体或暴露型异构体富集 ； 烷基咔唑相对 于烷 基苯并 咔唑 富集 ； 苯并 咔唑 中 ， 苯 环与咔唑 并 合的碳位差异， 形成不同的苯并咔唑结构异构体 ， 一 般常见有呈接近线状 的苯并 a 咔唑 和呈半球状的 苯并 c 咔唑两类异构体 ， 苯并 a 咔唑线性分子 比 苯并 c 咔唑半 球状分 子运 移速度 快 ， 随油气 运移 距 离的增加 ， 线性 分 子异构 体 相对 富集 ( L a r t e r ，e t a 1 ，2 0 0 2；Li M a o we n e t a 1 ， 1 9 9 2； Liu Lu of u e t a 1 ， 1 9 9 7 ， 1 9 9 8 ， 1 9 9 9 ； 王 铁 冠 ， 2 0 0 0 ； 张枝 焕 等， 第3期陆 黄生等：苏北盆地溱潼凹陷油气运聚模 式 1，含有少量的B 一 胡 萝 卜烷；萜 烷 系列化合物 中，C。、C。、C。 。 三环萜烷 丰度 中等，呈上升型 分布，三垛组 一 段原 油伽马蜡 烷丰度中等，伽马蜡 烷c。藿 烷 约为 04 ，戴南组 一 段与阜 宁组三段 原 油略低，与T m 相 比，T s丰度略 低；甾烷系 列 化 合 物 中孕甾烷与 升孕甾烷 丰 度 较低，(孕甾 烷+升孕 甾 烷)规则甾 烷 约 为 002，规 则甾烷 中a a20R C27、C28、C29 呈 “ V ” 型分布。从成熟 度参 数C。 。甾 烷pB(G p+ aa)、C。 甾烷 a a a20S(20S+20R)及 Ts(Ts+Tm)分 布 特征 看 出，阜宁组三段 原油 成熟 度 较 高，而三垛组 一 段与戴南组 一 段原 油成熟度 略低，总体上原 油生 源与沉 积环境变 化不大， (Ey)或者阜 宁组二段(EF)与古新 统泰州组 (E t)混 源的油田(泰州组 贡献 较 小)；5 一 油源为泰州 组 司根据吡咯 类 化 合 物参数 指 (Et)油田；6油源为阜宁组 一 段(Ef )油 田 示油气的运移 方向。阜宁组 1 - - oilso urceslayers；2 ； 0 4 il 一 - b 。 e i a l 。i“gh。i。“；3 - - oilsou ”“rom ( the 严 F ) o u rthM。 (E f 4 ) Eo ceneF u n ingFormationsou red fromtheSecondMemberEoftheFuningFormat d io n h e o r 三段、戴南组 一 段和三垛组 一 ；4 一 oil(产) 一 ”“一” “ 、“ fro mbothoftheE产andthePala eo ceneTaizho uFormatio n( )(Ehas10wer contributio n)；5 - - 段 原 油中吡咯类化合物 绝对 sourcedf ro mthePala eoceneTaizho uFormatio n(Et)；6 - - oilsourcedfromtheFirstMember (E f 。) 浓度具 有明显的差异，以储家 叭时“。”“ 楼油田为界，其南侧的祝庄油 2004)。 因此，可 以选取能够反映油气运移过程中含 氮化合物组成及相 对含量变化 的参 数，包 括 含氮化 合物 绝对浓度、苯并 咔唑a+ b+c绝对 浓度、D MC (暴 露型)和TMC(B+C)化合 物的绝 对 浓度，以及 1，8 D MC2，7 - DMC 、苯并 咔唑aa+ c2、1 - MC 4 一 MC 、(TMC)Ac、(TMC )Ag，DMCT MC 、 MCD MC 、D M C(遮蔽型)DMC(半遮蔽型)、D MC (遮 蔽型)D MC(暴 露型)等相关参数(A、B、C分 别 代表氦 官能团遮蔽、部 分遮蔽、暴露 的异构体)，分 析 不同的构造带油气运移方向。 研究区不同构造带原 油地球化学特征及油 源存 在 一 定的差别，但 同 一 构造带原油地球 化学特征基 本相似，因此 可以根据上述参数 分 析不同构造带原 油的运移方 向。断阶带阜 宁组三段、戴南组 一 段 和 三垛组 一 段原 油 的地球 化 学 特征 均 十分相似，正构 烷烃碳数分 布形态呈单 峰态前 峰型 ，主峰碳主要为 nC nC 孙nC22+值 大于 1，C P I、O EP 在 10左右， 奇偶优势不明显 ，具有 一 定的植 烷优势，P rPh小于 田祝2井阜宁组三段、州城油 田洲6井、洲8井、QK5井 。 三垛组 一 段原 油中含氮 化合 物总浓 度依次 为 2728、1080、948、877和 872 扯gg；D M C(暴露型)化合物 浓度依次 为227、 090、066、061和05 lugg，存在 明显的浓 度 梯 度变化趋势；含氮化 合 物与苯并 咔唑a+ b+c 、含 氮化合物与D M C(暴露型)、DMC(遮 蔽型)与D MC (暴露型)以及苯并 咔唑a+b+ c与TMC(B+C) 浓度均具有很好 的相关性(图 3a d)；(TMC)AC 与(T M C)AB，D MCTMC与MCD MC，D MC (遮蔽型)D MC(半遮蔽型)，DMC(遮蔽型)DM C (暴露型)也具有 一 定的 相关 性(图 3e h)。 祝 2 井 、洲6井、洲8井和QK5井原油中1，8 一 2，7 - D MC 依次为2 4 5 、3 14 、4 14和494 ，表明祝庄油田阜 宁组三段原油沿 断层 垂向运移到三垛组 一 段，三垛 组 一 段 原 油沿洲 6井 、QK 5井 、洲8井区 运移形 成 洲城油田，横向上存在 自西向东的运移趋势 ，纵 向上 沿断层运移，分馏效应较 弱，西北方向也存在运移趋 3 9 8 09 08 芒凸 0 7 吾 0 6 0 5 0 4 0 3 苷 0 2 O 1 O 2 5 2 15 0 5 O 5 1 O 1 5 2O 含 氮 化 合物 总 丰度 ( u g g ) 0 l 2 3 4 地质论评 2 5 1 5 O5 O 2 0 09 正 2 5 30 O 5 l0 1 5 20 25 3O 含 氮化 合物 总 丰度 ( H g g ) 半遮 蔽 型 二 甲基 咔 唑 化 合物 ( u g g ) O 0 2 0 4 06 08 苯 并 咔 唑( a +b + c) ( itt g g ) 2 4 6 8 1 0 l 2 0 0 5 1 1 5 2 1 2 1 o 8 訾 牧 0 4 将 0 2 O 0 0 05 01 01 5 0 2 025 03 O 遮 敞 犁二 甲基咔 唑 半遮 蔽 型一 甲 咔 唑 2 1 8 二 甲基咔 唑 Z 甲丛 咔 唑 8 一 暑 望 一 寰 幢啭 O 9 8 7 6 5 4 3 2 l O 一 暑 望 一 一 u + 一 一 暑 望 一 醐 剐 谧啭 1 9 8 7 6 5 4 3 2 l 0 O O O O O O O O O 蛾 2 1 8 6 4 2 O l O O O 0 v 6 5 O 0 瑚 4 3 2 l O 0 O O O 摧=鹭 瑚 罐 唑 咔 6 丛 甲 二 一 7 2 唑 咔 基 甲 二 第 3期 陆黄 生等 ： 苏北盆地 溱潼 凹陷油气运聚模式 图 3断 阶带 吡咯类化 合物油气运移分馏效应 Fig 3 Fr a c t iona t ion of p yr r o l ic nit r o ge n c omp oun ds in t he oil s f r o m f a ul t be l t s dur ing migr a t io n 1 一始新统戴南组一段 ( E d ) 原油 ； 2 一始新统阜 宁组三段( E f 。 ) 原油 ； 3 渐新统 三垛组一段原 油( E s ) ； 4 一运移方 向 1 - Eo c e ne Da in a n Fo r ma t io n f ir s t me mb e r( Ed )o il s ； 2 Eo c e ne Fu nin g f or ma t io n t h ir d me mb e r (E )o il ； 3 Ol ig o c e n e S a n d u o f o r ma t io n f ir s t me mb e r( Es ) o il s ；4 - migr a t in g d ir e c t io n 势 ， 阜宁组三段原油沿苏 2 5 5井运移形成叶甸油田， 由此推测 阜 宁组 三段 与三 垛组 一段 原油 主 要来 自于 俞垛次凹方向。储家楼油 田北侧的草舍一陶思庄构 造 带 油气 运 移 规律 性 较 祝 庄一 洲 城构 造 带 的差 ， 如 QK1 2井 、 苏 1 3 0井 戴 南 组 一 段 原 油 总 浓 度 分 别 为 6 1 6 、 3 1 5 , g g ， DMC( 暴 露 型 ) 化 合 物 浓 度 依 次 为 0 4 1 、 0 0 4 # g g ， 苯并 咔唑 a + b +c 浓度 依 次为 0 3 5 、 0 0 7 * g g ， 1 - MC 4 一 MC为 0 4 0 、 0 7 3 ， 而 其 余 相关参数分馏效应效果较差 ( 图 3 e h ) 。总体 上 ， 戴 南组 一段 原 油 以短 距 离运 移 为主 ， 运移 趋势 较 弱 ， 表 明不 同区块 间油藏 连 通性 较差 和 ( 或) 油气 运聚 成 藏 过程 较 为 复 杂 ， 可 能 既 有 近 源 油 气 ( 如 原 地 深 层 和 或 溱潼 次 凹) ， 也 有通 过 断裂 、 不整 合 面运 移 的来 自时堰次凹油气 ， 但含氮化合物特征总体上呈现 由 北 至南 的油 气运 移 效 应 ， 油 气 主 要 来 自于 时 堰 次 凹 方 向。储家 楼 油 田戴 南 组 一 段 原 油 分馏 效 果 较 弱 ， QK3 6 井 含 氮 化 合 物 浓 度 较 低 ， 为 8 6 2 t h g g ， 原 油 可 能存 在垂 向的运 移 分馏 效 应 ， 其 原 油 主要 来 自于 储 家楼 次 凹阜 宁组二 段源 岩 。 内斜 坡 带和 断垒 带 的油气 主要 分 布在 阜 宁组 三 段 ， 此构造带原油 中正构烷烃以及 甾萜烷烃 的地球 化学特征与断阶带阜宁组三段原油 的存在很好的一 致性 ， 但 是 成 熟 度参 数 C 。 甾烷 t? t ? ( + a a ) 、 C 。 。 甾 烷 u a 2 0 S ( 2 0 S +2 0 R) 及 T s ( T s +Tm) 分 布 特 征 存在 差异 ， 内斜 坡 带 靠 近 凹 陷边 缘 的阜 宁组 三 段 原 油成 熟度 较 高 ， 断 垒 带 茅 山 油 田原 油 成 熟 度 较 低 。 内斜 坡带 原油 含氮 化合 物浓 度 也存 在 明显 的分异 性 ( 图 4 a d ) ， 如边 2井 、 边 1井 和 边 4井 原油 中含 氮 化合 物总 浓度 依次 为 7 5 9 、 4 6 0和 3 6 8 g g ， D MC ( 暴 露 型 ) 浓 度 依 次 为 0 2 8 、 0 0 6 和 0 0 2 , g g ， T MC ( B +C) 浓 度 依 次 为 1 6 9 、 0 6 2和 0 1 6 p - g g ， 1 - MC 4 一 MC依 次为 1 9 4 、 2 4 5和 3 1 4 ， 1 ， 8 一 2 ， 7 一 DMC依次为 2 5 7 、 3 9 4和 4 1 6 ， ( TMC ) A g依次 为 0 8 8 、 0 9 4和 1 0 7 ， D MC( 遮 蔽 型 ) D MC( 暴 露 型) 依次为 0 4 9 、 0 8 3和 1 2 9 。总体上看 ， 内斜 坡 带 沿边 2井 、 边 1 井 到边 4井 存在 明显 的运移 趋 势 ， 由此推 断原 油 主要 来 自于储 家楼 深 凹 ， 由斜 坡 上倾 方 向沿边 城 断层 向边 城油 田运移 。坡 垒带 茅 山构 造 阜 宁组 三段 原 油也 存 在 明显 的运 移 分馏 效 应 ， 如 苏 2 4 9 B 、 茅 2 B井 、 苏 2 8 6井 和 茅 3 B井 原 油 中含 氮 化 合物总浓度依次 为 9 4 3 、 6 3 4 、 6 2 0和 6 1 2 F g g ， D MC( 暴 露 型 ) 浓 度 依 次 为 0 3 8 、 0 2 7 、 0 2 0和 0 1 6 g g ， 1 - MC 4 一 MC依 次 为 2 1 4 ， 2 1 5 ， 3 1 9和 3 3 3 。坡垒带原油含氮化合物也存在分馏效应 ， 原 油存在从东至西的运移趋势 。结果表 明， 坡 垒带与 内斜坡带存在 明显的运移趋势 ， 但是运移距离短 ， 部 分参 数相关 性 差 ， 而且 存 在倒 转现 象 ， 内斜 坡带 原油 主要来 自于储 家楼 深 凹源 岩 ， 坡 垒带 原 油 主要 来 自 于沿 深 凹方 向 的泥 岩 ， 砂体 作为 主要 输 导层 ， 不为 深 凹带 生成 的油 气 ( 图 4 a f ) 。 外 斜坡 带 原油 主要 分 布在北 汉 庄油 田阜 宁组 一 段和阜宁组三段 ， 为低熟油 。与其它构造带相 比， 吡 咯类 含 氮 化 合 物 浓 度 明显 偏 高 ， 介 于 1 2 2 7 5 3 1 0 g g 。研 究 表 明 ， 该 构 造 带 原 油 地 球 化 学 特 征 具有 较 明显 的分 异 性 ( 图 5 ) ， 存 在 一 定 的运 移 分 馏 效应 ， 如北 1 - 1 6井 、 北 1 - 1 井 、 北 1 1 1 井 阜 宁组一 段原油 1 ， 8 一 2 ， 7 - D MC依次为 0 3 3 、 0 8 6和 1 4 6 ， 1 一 MC 4 一 MC依次 为 0 1 3 、 0 3 0和 0 7 3 ， D MC ( 半遮 蔽型) D MC ( 暴露型) 依次为 1 0 3 、 1 1 6和 3 1 2 ， 主 体上原油沿北 1 1 6井 、 北 1 - 1井 、 北 l _ 】 1井参数值 逐渐降低 ， 运移距 离短。北 1 3 、 北 1 1 3 、 北 1 - 6 、 北 1 1 9井阜宁组三段原油中苯并咔唑 a +b +c 浓度 依次 为 5 0 5 、 1 1 0 、 0 8 8和 0 9 6 g g ， D MC( 暴露 型 ) 浓度 依次 为 7 5 4 、 3 8 8 、 3 O 6和 2 5 3 g g ， 存 在 明显的浓度梯度 ， 因此 ， 总体上 ， 北汉 庄地区油气来 自于东北 凹陷方 向， 这与北汉庄断层倾斜方 向不一 致 ， 表 明油气 是沿 东 北 凹陷 方 向的砂 岩输 导层 短 距 离运 移 ， 而非 沿 断层运 移 。 5 油气运 聚模式 溱潼 凹陷阜宁组二段 、 阜 宁组 四段 以及泰州组 烃源岩生烃时间较 晚， 阜宁组二段烃 源岩从戴南期 开始生油 ， 阜宁组四段烃源岩从三垛期开始生油 ， 但 生成的油气 非常少 ， 其生油量 占总生油量 的 2 以 下 ， 几乎可以忽 略。主力烃 源岩 的生烃高峰在新近 纪 ， 其生油量 占总生油量的 9 8 以上 ， 阜 宁组 二段 4 0 0 地质论评 2 0 0 9年 0 7 O 6 O 5 0 4 O 3 O 2 0 1 0 0 4 0 35 0 3 o 25 壹H 五0 2 0 1 5 0 1 链 酩 0 0 5 0 l 4 1 2 1 0。 o 6 善。 一 4 O 2 O O 2 4 6 8 含氮 化 合 物 总丰 度 ( g g g ) O O 2 0 4 0 6 0 8 1 1 2 半 遮 敝 犁二 甲摹咔 唑 化 合物 ( a g g ) 0 4 O 3 5 O 3 0 25 0 2 O l 5 副O - 1 麓o 0 5 O 0 1 1 6 l 4 l 2 O 8 O 6 0 4 0 2 0 6 4 3 2 O O 2 4 6 8 含 氮 化 合物 总丰 度 ( t g g ) O O 2 0 4 0 6 0 8 苯 并咔 n ( a + b + c) ( ia g g ) 0 5 1 1 5 0 二 甲基咔 唑 三 甲基 咔 唑 O 5 1 1 5 遮 敞型 二 甲基咔 唑 半 遮 蔽犁 二 甲基 咔 唑 图 4内斜坡带与坡垒带吡咯类 化合 物油气运移分馏效应 Fi g 4 Fr a ct i o n a t i o n o f p y r r o l i c n i t r o g e n co mp o u n d s i n t h e o i l s f r o m i n t e r n a l s l o p e a n d h o r s t b e l t s d u r i n g mi g r a t i o n 1 一 始新统阜宁组三段( E ) 原油 ； 2 一运移方向 1 Eo ce n e Fu n i n g f or m a t i o n t hi r d m e mb e r ( E ) o i l s ； 2 mi g r a t i ng d i r e ct i o n 和阜宁组 四段烃源岩至今仍处于生烃阶段。从不 同 层位烃源岩的生烃强度图表明( 图 6 ) ， 泰州组与阜 宁组 二段烃 源岩 的 生烃 范 围较 广 ， 使得 斜 坡 带 与 断 阶带均可获得足够的油源 ， 而阜宁组 四段烃源岩生 烃范 围集 中在 断阶带 ， 与油 源对 比结 果极 为吻合 ， 综 合溱 潼 凹陷油源 层 的分 布特 征 以及 含氮化 合物运 移 分馏效 应 ( 图 7 ) ， 不 同构 造 带 的油 气运 聚模 式 存在 差别 ( 图 8 ) 。 一 暑 斗 u 一 暑 e一 。 + 0 一 埒 一 暑 暑 1 1 一 一 u + 一 詈 峡 啭 博 _ 罐 第 3期 陆黄生等 ： 苏北盆 地溱潼 凹陷油气运 聚模 式 4 0 1 6 l O 6 善 z 嶝 噤0 0 7 O 6 O 5 喜 o 0 3 羹。 一 2 0 l O O 2 0 30 40 50 含 氮化 合 物 总 丰 度 ( t g g ) 6 0 O 2 4 6 8 1 O 半 遮 蔽 型二 甲基 咔 唑化 合 物 ( g g g ) O 1 2 0 8 蝌 O 6 吁 寸 二O 4 O 2 O O O 1 0 2 0 30 4O 5 O 6O 含 氮 化 合物 总 丰 度 ( B g g ) 0 2 3 4 5 6 苯 并咔 唑( a + b + c) ( t g g 1 O 5 l I 5 0 1 ， 8 - 二 甲丛 咔 唑 2 ， 7 一 二 甲丛 咔 唑 0 2 0 4 0 6 0 8 甲基 咔 唑 二 甲基 咔 唑 图 5外斜坡带 吡咯类 化合物油气运移分馏效应 Fi g 5 Fr a ct i o na t i o n of p yr r o l i c ni t r oge n co m p ou nds i n t h e oi l s f r o m e x t e r n a l s l ope be l t s dur i n g mi gr a t i o n 1 古新统阜宁组一段原油 ； 2 一始新统阜宁组三段原油 ； 3 一运移方 向 1 P a l a e o ce n e F u n i n g F o r ma t i o n f i r s t me me r ( E f ) o i l s )2 - Eo ce n e F u n i n g f o r ma t i o n t h i r d me mb e r o i l s ( E l 3 ) ； 3 - mi gr at i n g d i r e ct i o n s ( 1 ) 断 阶 带 油 气 聚 集 模 式 ： 三 垛 运 动 末 期 ( 2 5 Ma !) ， 储家楼和俞垛次 凹的阜 宁组二段烃源 岩 尚 未成熟 ， 只有泰州组烃源岩进入生烃 阶段 。此 时 号断层和 F 3断层活动相对强烈 ， 断层垂 向开启 ， 泰 州组的油气没有作侧 向运移 ， 而是沿 号断层 以垂 向运移为主。油气运移至阜宁组三段砂岩时， 上覆 2 O 8 6 4 2 O 一 暑 暑 1 1 一 副 惜咚 5 4 3 2 ， O 一 T j 一 一 。 + + 日 v u O 8 6 4 2 一 暑 望 一 一 u + 目 ) 地质论评 图6不同层位烃源岩生 烃强度分布图 F i g 6Theg en eratedhydro ca rboninten sityofd fferen cial so u rcero cksinQinto ngsag (a) 一 古 新统泰州组(Et)；(b) 一 古新 统阜 宁组二段(E尸)； (c) 一 始新 统阜宁组四段(E尸) (a) 一 Pala eocen eTaizhouFormation(Et)；(h) - - Pala e oc en e F u n ingformatio nsecondmember (E 尸)；(c) - - Eocen eFu ning fo rmationfou rthmember(Ef ) 数百米阜 宁组四段泥岩盖层 对油 气 具 有 封闭作用， 油气以连通性好的阜宁组三段砂岩 为输导层侧向运 移至构造高部位，继续以断层 一 砂体复合输导 系统 向高部位运移，最终 在祝 庄 油田阜宁组三段聚集 成 藏。来源 于自泰州组烃源岩的油气主 要通过先垂向 运移后侧向运移的油气成藏 模 式，导致 该 时期祝 庄 油田阜宁组 一 段 没有泰州组油气注入，源于泰州组 烃源岩的油气在阜宁组三段存在，而没有 在 阜 宁组 一 段 聚集成藏。而三垛运动结束后，盐城组 开始沉 积，阜宁组二段烃源岩已开始生 油。此时，号 断层 和F3断层 活动停止，断层垂向封闭性增强，不能作 为大规模油气垂向运移的通道。 F2断层依然活动 ， 可以作为油气垂向运移通道。阜 宁组二段和泰州组 烃源岩生成 的油气先进入上覆砂岩，再侧向运移至 F2断层，最后沿F 2断层 垂 向运移进入阜 宁组 一 段 和阜宁组三段储层。 (2)斜坡带油气聚集模式：斜坡带阜 宁组三段储 层分别被阜 宁组二、四段两套生油岩所夹持，无论 是 正向正断层还是反向正断层，只要断距适中就 能 封 闭或成 为油气运移的通道。内斜坡带构造 相对不发 育，主要为岩性构造复合油藏，这类油气藏与地层相 变，砂泥差异压实作用有关，主要发育在中构造层储 层，剖面上泥夹砂，平面上泥包砂，上倾 尖灭或 分又 尖灭形成，多 为三角 洲前缘、河口砂 坝、冲积扇泛 砂 坝沉 积，但分布不稳 定。内斜坡 带供油区主要位于 深凹陷，主要烃源岩为阜宁组二段和泰州组。深凹 陷成熟的阜宁组二段 或泰州组烃源岩生成 的油气主 要通过侧 向运移进入断裂带，沿断层(推测主 要为反 向正断层)运移进入阜宁组三段储层，进入阜宁组三 段的油气沿断层向上运移至高部 位圈闭 内聚集成 藏，阜宁组三段的 油气高富集必需 有断距在 100 200m 左右 的能 够完全封闭阜宁组三段上、下砂侧 向运移的区域性断层侧 向封闭)。 (3)坡垒带油气聚集模式：坡 垒带主要含油层位 是 下构造层储层，主要有两种 成藏形式，垒式和 堑式 类型。阜宁组三段、戴南组 一 段 及 上构造 层为 有 利 储 集相带，油气主 要分布在阜 宁组三段，主 要来源 于 阜宁组二段烃源岩。南北主控 断层对阜宁组三段上 砂组完全圈闭，形 成良好的圈闭；下砂组封闭条件较 差，不能形成很好的圈 闭。烃源岩分 析及 油 源 对比 表明，原 油成熟 度参数对 应 的烃源岩R o值为07 左右，门限深度约 为2800m ，构造带区域 内阜宁组二 段 烃源岩成熟度较低，往南部成熟度增大，烃源 岩进 入成熟阶段，南部断层可起纵 向输导 油气作用，因此 油气主要来自东南 部，但主要以构造带附近成 熟 度 较低的阜宁组二段烃源岩供油为主。含氮化合物指 示 原油沿断层 由东至西的运移 趋 势，表明主要供油 第3期陆黄生等：苏北盆地溱 潼凹陷油气运聚模 式 图7溱潼凹陷吡咯类含氮化合物油气运移方 向分 布图 F i g 7Pyrrolicnitrogencompou ndscon centrationa ndpa rametersshowingthemi grati onofoi lsinQintongdepression 1 含氮化合物 总浓 度；2暴 露型咔唑 化合物 总 浓 度；3 一 遮蔽型 暴露型二甲基咔唑；4 卜4 甲基咔唑 比值； 5三甲基 咔 唑(B -+- c)浓度；6 一 二甲基咔唑 三甲基咔唑 比值 1thetobalcon centration sofca rha zoles：2 一 thecon centration sofe xposu reca rbazoles：3shiel dedexpo suredimethyl carba zoles；414methylcarba zole；5the co n centration softrimethylcarbazoles(B+C )；64 一 dimethyl 一 trimethyl ca rba zoles 凹陷为时堰、储 家楼 次凹，阜宁组二段烃源岩 排 烃期 发生在渐新世末期(233M a)，坡 垒带 构造 总体上是 两条近东西向断层与另 一 组形成时 间较早(吴堡运 动期)的反向正断层 相交组成 的 一 组菱形断块构造， F2号和F3号 断层从 渐 新 世 末 期 断 裂活动逐渐减 弱，F5断层则 在戴南组和三垛组沉 积时活动 最 为剧 烈，此时油气主要 通过此断层运移成藏，而在盐城组 沉积后，基本停止 运动，与阜 宁组二段烃源岩 油源 贡 献的分 布特征 相似。控制地垒构造 的断层使阜 宁组 三段上砂组侧向界岩为阜宁组四段，圈闭性 良好，而 下砂组的整体侧 向界岩 为阜宁组三段上砂组，封闭 性 很差，油气主要聚集在阜宁组三段上砂组成藏，而 控制堑式构造 的断层断距适当，使得下砂组分 别 与 对 盘阜宁组二段大套泥岩接触 ，侧 向 良好的界岩，主 要含油层位是阜宁组三段 下砂组，堑式 断 块构造常 发育的正向正断层，不利于阜宁组二段油气向阜宁 组三段中上部砂岩段运移。 6 结 论 (1)溱潼凹陷油气主 要分 布于断阶带 与斜坡带 的戴南组 一 段 和阜 宁组三段，主要来源 于阜 宁组二 段 源岩，部分地区具有泰州组源岩 的 贡献。含氮 化 合物运移分馏效应表明 ，不同构造 带 油气的运移 方 向存在 明显的差别，断阶带以储 家楼油田为 界，南侧 祝 庄 油田阜 宁组三段 原油沿祝 庄 一 洲城 构造带运移 到洲城地区，并且沿西 北方 向运移到叶甸地区，原 油 主要来 自于俞垛次凹阜宁组 二段源岩；北侧 戴 南组 一 段 原 油 沿草舍 一 陶思庄构造带 自东北向西南方 向 运移，原油主要来 自于储 家楼 次凹阜宁组二段源岩。 内斜坡带原 油沿其构造带上倾方向自西南 到东北方 ? 4 0 4 地质论评 2 0 0 9在 三2 憋 g 一 富 一 4 图 8溱潼凹陷油气成藏模式 图 ( a ) 一断 阶带 ；( b ) 一斜坡带 ；( c) 一断垒带 Fig 8 Mig r a t io n a nd a ccumu l a t ion mode l o f o il in Qi n t o n g d e p r e s s i o n (a) f a u 1 t e d b e l t s ； ( b) s l o p e b e l t s ：( c ) 一 u D 1 if t b e l t s 1 一不整合面 ； z 一来源于古新统 泰州组 原油运移 方向 ； 3 一来 源 于阜宁组二段原油 的运移方向； 4 一油层 1 - u n co n f o r mit y s u r f a ce ；2 一 t h e m ig r a t in g d ir e ct io n o f t h e o il s d e r iv e d f r om t h e Pa l a e o ce ne Ta iz h o u Fo r ma t io n； 3 -t h e mig r a t ing d ir e c t io n o f t h e o il s de r iv e d f r o m t h e S e co nd M e mb e r ， Fu n in g F o r ma t io n ；4 m o il l a y e r s 向运移， 主要来 自于储家楼深 凹阜 宁组二段源岩。 坡垒带与外斜坡带阜宁组三段低熟原油 自东北向西 南方 向运移 ， 主要来 自于沿深 凹方 向的低熟烃 源岩 ， 砂体作为主要输导层 ， 而非深凹带生成的油气 。 ( 2 ) 溱潼凹陷不 同构造带成藏模式与成藏条件 具有差别 ， 断阶带为阶梯状断块油气聚集模式， 内斜 坡带与坡垒带主要分布受断层控油的断块一岩性油 藏 ， 外斜坡带为反向正断层垒块控油模式 ， 主要分布 有低 熟 油 。 注释No t e s o 中石化股份有限公司华东 分公 司 ，中国石油大学( 北京 ) 2 0 0 5 溱潼凹陷、 金湖探区烃源岩地球化 学特征及油源精细分 析( 研究 报告) 0文 中所列井的井位分布见图 7 参考文献 R e f e r e n ce s 钱基2 0 0 0 苏北盆地油气 田的形成与分布特征 石油大学学报 ( 自 然科学舨) ，2 4 ( 4 ) ： 2 1 2 5 王铁冠 ，李素梅 ，张爱云，朱雷 ， 李伯虎 ， 周永炳2 0 0 0 利用原油 含氮化合物研究 油气 运移 石 油大 学学 报 ( 自然科 学版) ，2 4 ( 4) ：8 3 8 6 张枝焕 ，王铁冠 ，吴水平 ， 常象春2 0 0 4 原油中部分吡咯类含氮化 合物运移参数的适 用性 成都理工 大学学报( 自然科 学版) ，2 4 ( 2 ) ：1 6 2 1 6 7 周荔青 ，刘池洋 ，陆黄生 ，张淮2 0 0 4 苏北盆地阜宁组三段油气成 藏规律 石油实验地质 ， 2 6 ( 2 ) ： 1 8 7 1 9 3 La r t e r S RM il l s N 1 9 9 2 Ph a s e co n t r o l l e d mo l e cu l a r f r a ct io n a t i o n in migr a t in g p e t r o l e u m c h a r g e s I n：En g l a n d W A a n d