本文以东濮凹陷胡庆油田为研究对象,针对该区油源关系不清、油气运移和油气成藏过程缺乏系统的研究以及油气成藏机制等问题,利用地质、测井、分析化验等资料以及现代有机地球化学分析手段对胡庆油田烃源岩、原油及储集层抽提物的物理性质和分子地球化学特征进行了总结,在此基础上进行了油气类型划分、油/源关系研究和含油气系统问题的探讨。本文还利用分子地球化学技术、流体势分析、流体包裹体分析技术及盆地模拟技术对胡庆油田原油的运移方向、油气成藏期次和成藏时间以及烃源岩的生烃演化史进行了研究,文章最后对胡庆油田油气的成藏规律进行了总结,指出了有利勘探方向。取得的主要成果如下:(1)胡庆油田古近系存在沙一段和沙三段两套烃源岩,两套烃源岩在有机质丰度、类型以及成熟度方面存在明显差异。沙一段烃源岩有机质丰度较高,有机碳平均值大于1.0%,有机质类型为Ⅰ或Ⅱ型,但多数地区演化程度较低,还处于未熟-低熟阶段;沙三段有机质丰度中等,母质类型以过渡型为主,大部分地层正处于或已经历了生油高峰,综合评价为较好烃源岩。生物标志物分布特征表明研究区烃源岩主要形成于半咸水—咸水湖泊的还原环境中,物源输入为水生生物和陆源高等植物混合生源为主,沙三段烃源岩是胡庆油田目前投入开发原油的主要来源,沙一段烃源岩由于其演化程度低对原油的贡献不大。(2)根据原油的物理性质和族组成特点,将胡庆油田原油划分为三种类型:Ⅰ类原油属于低密度、低粘度轻质原油,多分布在长垣、邢庄断层下降盘及柳屯—海通集洼陷区,饱和烃含量高于70%,具有高饱和烃、低非烃+沥青质含量的特征,原油成熟度高;Ⅱ类原油属于中密度、中粘度中质原油,是胡庆油田主要油气类型,主要分布在胡状集、庆祖集的二台阶地区,原油成熟度较低;Ⅲ类原油属于高密度、高粘度重质稠油,主要分布在邢庄、石家集断层上升盘,部分原油遭受了生物降解作用,饱和烃含量低于50%,非烃+沥青质含量较高。(3)油源对比选取了反映源岩生源构成、沉积环境、成熟程度等几个方面从宏观分布到生标组成来进行,旨在总结那些指标可以有效地应用于胡庆油田进行油源关系研究。研究表明,胡庆油田具有就近生油成藏的特点,一般都分布在洼陷周边地区。胡庆油田长垣断层下降盘胡41块、邢庄断层下降盘胡96块等近洼带沙三中、下亚段原油成熟度较高,为其下覆源岩生成,属自生自储型油藏;胡状集—庆祖集Ⅱ台阶原油主要来自海通集洼陷沙三中段源岩和Ⅱ台阶本身源岩,部分地区捕获来自柳屯洼陷向南运移而来的油气;邢庄断层上升盘胡19块原油,成熟度较低,主要为马寨洼陷低熟烃源岩生成的产物。并根据烃源岩分布、储盖组合条件以及油源对比结果等以沙三2、3盐岩为界划分出含油气系统,分为盐上、盐下两个子系统,盐下沙三3、4段子系统是本区主要含油气系统,盐上沙一、沙二段、沙三1、2段子系统是次要含油气系统。(4)利用烷基二苯并噻吩作为油气示踪参数,结合地下流体势特征,确立了胡庆油田油气的整体运移方向。研究结果表明,靠近柳屯—海通集洼陷部位的流体势高,往斜坡带的流体势相对较低,洼陷为主要的供流区,斜坡带为泄流场所,在同一平面,流体势表现出东南高西北低的总体规律。对于盐上子系统,柳屯洼陷向南、向北是油气运移的主指向,向东、向西是次要运移指向,海通集洼陷向北、向东是主要运移指向,向西、向南是次要运移指向,尤其是向斜坡带方向只是在洼陷北部才有所显示。对于盐下子系统,马寨洼陷生成的油气部分朝南运移至胡19块聚集成藏;柳屯洼陷生成的油气受盐岩的封堵不能通过断层向上运移,早期生成的、成熟度较低的油气通过沟通的砂体向南运移至胡5块,晚期生成的、成熟度较高的油气被断层封堵在洼陷区聚集成藏;胡—庆地区二台阶,尤其是北段一方面接收海通集洼陷生成的油气,同时也接收二台阶本身烃源岩生成的油气,庆祖集地区有由南向北的运移趋势;海通集洼陷晚期生成的、成熟度较高的油气在近洼及洼陷区可被断层封堵聚集成藏。(5)利用流体包裹体技术及盆地模拟技术,并结合地层的埋藏史和古地温史,标定胡庆油田不同区带油藏的成藏时间和成藏期次。研究表明,一台阶主要发育早、晚两期油气充注过程,早期充注发生于19～10Ma,晚期充注发生时间为6～2Ma;二台阶的油气历经三期充注过程,其中第一期主要发生在30Ma左右,第二期主要发生于19～7Ma,第三期则主要发生于4Ma以来;三台阶主要为一期油气充注,发生于3Ma左右。相比之下,二台阶构造带内原油成藏时间相对较早,且自一台阶→二台阶→三台阶,同期次的油气充注时间有依次变晚的趋势。(6)以油藏地球化学理论方法为指导,建立胡庆油田油气成藏模式,划分出自源—砂体侧向运聚成藏模式、混源—砂体—断层侧向—垂向运聚成藏模式和它源—砂体—断层—不整合面侧向—垂向阶梯状运聚成藏模式三种类型。胡庆油田一台阶以自源—砂体侧向运聚成藏模式为主,易形成高温高压岩性或断层—岩性油气藏;二台阶以混合源—砂体—断层侧向—垂向运聚成藏模式为主,自源—砂体侧向运聚成藏模式为辅,形成多类型和复杂的油气藏,其油气最为丰富;三台阶基本上为它源—砂体—断层—不整合面侧向—垂向阶梯状运聚成藏模式,成藏条件较为苛刻,油气富集程度较低;总结了胡庆油田的油气成藏规律,指出了多个有利的油气勘探方向和潜在领域。
