渤海海域渤中凹陷渤中19-6深層潛山凝析氣藏的充注成藏過程

薛永安,王 奇,牛成民,苗全蕓,劉夢醒,殷 杰

[1.中海石油(中國)有限公司 天津分公司，天津 300459； 2.中國石油大學(xué)(華東)，山東 青島 266580； 3.中國石油大學(xué)(北京)， 北京 102249； 4.長江大學(xué)，湖北 武漢 430100]

渤海灣盆地為中國東部重要的含油氣盆地，歷經(jīng)半個多世紀的勘探，發(fā)現(xiàn)探明石油儲量130.5×108t，天然氣儲量約3 510×108m3，探明石油儲量遠高于天然氣儲量[1]，是典型的油型盆地。前人認為渤海灣盆地未發(fā)現(xiàn)大型天然氣藏的原因可能有兩個方面:一是古近系烴源巖熱演化程度不高(有機質(zhì)類型主要為腐泥型與混合型)，尚未進入大量生氣階段[2-5];二是渤海灣盆地晚期新構(gòu)造運動強烈，尤其是渤海海域新近系斷層發(fā)育密度大、活動能力強，不利于天然氣的保存[6-10]。前人針對淺層新近系的大油田綜合研究也揭示新構(gòu)造運動對油氣垂向輸導(dǎo)與空間分布起主導(dǎo)作用[7,11-12]。渤海海域已發(fā)現(xiàn)的天然氣主要為有機成因的熱成因氣，且為干酪根初次裂解氣，天然氣的成熟度對應(yīng)的鏡質(zhì)體反射率(Ro)值總體低于1.3%[13]。而且天然氣聚集主要分布于斷裂活動較弱的遼東灣地區(qū)[8]。

40多年的油氣勘探表明，渤海海域的油氣重大發(fā)現(xiàn)主要在淺層新近系中，即新構(gòu)造運動控制晚期成藏[12]。近年來，隨著渤海海域深層勘探力度加大，天然氣勘探首獲重大突破，在渤中凹陷西南環(huán)深層(埋深>3 500 m)太古宇變質(zhì)巖潛山發(fā)現(xiàn)千億立方米的渤中19-6凝析氣田[1,11]。渤中19-6潛山大型凝析氣藏的發(fā)現(xiàn)在一定程度上表明，即使在構(gòu)造活化區(qū)，深部儲層仍具有較好的油氣勘探潛力[1,11-13]。然而，曲折的深層油氣勘探歷程揭示渤中地區(qū)的油氣資源豐度存在高度差異。因此亟需對深層油氣差異富集機理開展研究，其中晚期構(gòu)造活化背景下的深層油氣來源及充注過程成為亟待解決的勘探難題。本文以新發(fā)現(xiàn)的渤中19-6潛山凝析氣藏為重點剖析對象，通過凝析油地球化學(xué)特征、生烴史模擬與流體包裹體觀測的研究，闡明深層油氣的充注成藏過程及富集機制。開展本研究對推動渤海灣盆地深層天然氣勘探具有重大現(xiàn)實意義。

1 地質(zhì)概況

渤海灣盆地是一個中-新生代疊合盆地[14-15]，盆地具有隆凹相間的構(gòu)造格局，渤海海域指現(xiàn)今渤海灣盆地的海域部分(圖1a)。渤中19-6構(gòu)造帶位于渤海海域渤中凹陷西南環(huán)(圖1a)，東北部為渤中凹陷主洼，東南部緊鄰渤南低凸起，南部為黃河口凹陷，西部為埕北低凸起，北為沙壘田凸起。渤中19-6構(gòu)造帶為一近南北向的構(gòu)造脊，東西兩側(cè)分別發(fā)育渤中南次洼和渤中西南次洼，具有洼中隆的構(gòu)造特征。受新構(gòu)造運動影響，渤中地區(qū)晚期斷裂活動強烈，主要表現(xiàn)為淺層的原油聚集，如渤中25-1油田與渤中19-4油田。局部存在富CO2的含氣構(gòu)造，如渤中21-2與渤中22-1含氣構(gòu)造(圖1b)。

渤中19-6潛山地層為太古界變質(zhì)巖，上覆沉積地層包括古近系孔店組(E1-2k)、沙河街組(E2-3s)、東營組(E3d)，新近系館陶組(N1g)、明化鎮(zhèn)組(N1-2m)以及第四系平原組(Qy)(圖1c)。其中沙河街組三段(簡稱沙三段)與沙一段、東三段的暗色泥巖為研究區(qū)主力的烴源巖[14-15]。潛山太古界變質(zhì)巖及孔店組砂礫巖體為凝析氣藏的主要儲集層，儲層為弱超壓-常壓。前人的研究表明，研究區(qū)廣泛發(fā)育東營組(東二下亞段與東三段)厚層泥巖超壓蓋層，壓力系數(shù)可達1.8[14]，可為天然氣的富集提供良好的保存條件。從剖面圖可以看出(圖2)，潛山儲層直接與沙河街組烴源巖側(cè)向?qū)?，而且沙河街組烴源巖已成熟生烴，可為油氣側(cè)向充注提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

2 凝析油的地球化學(xué)特征與來源

2.1 原油物性

渤中19-6深層孔店組及太古界原油密度介于0.79～0.82 g/cm3，平均為0.81 g/cm3，對應(yīng)API度均值為43.23。凝析油的含蠟量范圍為7.32%～20.52%，瀝青質(zhì)含量0.02%～3.52%，含硫量0.01%～0.037%，表現(xiàn)出低黏度、中等-高含蠟量、低硫與低瀝青質(zhì)輕質(zhì)油特征(表1)，說明深層原油可能具有較高的熱成熟度。

2.2 原油成熟度

飽和烴生物標志化合物可以評價原油的成熟度[20-22]。C29ββ/(ββ+αα)甾烷比值似乎是獨立于有機質(zhì)輸入，常被認為是石油成熟度的有效參數(shù)[21]。渤中19-6 潛山原油的C29ββ/(αα+ββ)甾烷比值介于0.48～0.61，尚未達到平衡值的范圍；但C2920S/(20S+20R)甾烷比值介于0.57～0.69，明顯高于平衡值范圍。這種甾烷成熟度參數(shù)分布特征常見于生物降解與多期充注的原油中[16-18]。渤中19-6潛山原油密度輕，含蠟量較高，而且埋深大于3 500 m，可以排除生物降解的影響，可能主要與多期充注有關(guān)。盡管如此，基于前人關(guān)于C2920S/(20S+20R)甾烷比值與烴源巖成熟度的關(guān)系[19]可知，渤中19-6潛山原油已經(jīng)成熟，對應(yīng)烴源巖的Ro大于0.8%(圖3)。

表1 渤中凹陷渤中19-6潛山構(gòu)造帶原油物性特征Table 1 Bulk geochemical characteristics of oils from the BZ 19-6 buried hill in the Bozhong Depression

與飽和烴成熟度參數(shù)相比，芳烴成熟度參數(shù)具有更高的成熟度指示范圍，適用于具有較高成熟度的油氣評價[18,20-21]。Radke利用甲基菲同分異構(gòu)體熱穩(wěn)定性的差異，提出甲基菲指數(shù)MPI1，并確立了鏡質(zhì)體反射率與甲基菲指數(shù)間的回歸方程[20]。渤中19-6潛山凝析油的MPI1的分布范圍為25～56，通過甲基菲比值和成熟度的方程式計算得到渤中19-6凝析油成熟度對應(yīng)的鏡質(zhì)體反射率在1.3%左右。

2.3 油氣源對比

原油輕烴主要為C5—C10的化合物，是凝析油組成中不可忽略的部分。前人研究揭示，C7化合物甲基環(huán)己烷(MCH)，二甲基環(huán)戊烷(∑DMCYC5)和正庚烷(nC7)的相對含量與母質(zhì)類型密切相關(guān)，C7化合物組成的甲基環(huán)己烷指數(shù)(正庚烷、甲基環(huán)己烷、二甲基環(huán)戊烷、乙基環(huán)戊烷)在劃分母質(zhì)類型上表現(xiàn)出良好的應(yīng)用[22]。從圖4可以看出，渤中19-6潛山凝析油富含正庚烷，與油型的母質(zhì)較吻合，這也符合渤海海域渤中地區(qū)的古近系烴源巖的母質(zhì)類型[15]。

圖3 渤中凹陷渤中19-6潛山原油飽和烴成熟度參數(shù)分布Fig.3 Saturated hydrocarbon maturity parameters for oils from the BZ 19-6 buried hill of the Bozhong Depression

圖4 渤中凹陷渤中19-6潛山原油輕烴母質(zhì)判識三角圖Fig.4 Ternary plot for light hydrocarbon discrimination in oils from the BZ 19-6 buried hill of the Bozhong DepressionnC7：正庚烷；DMCP：二甲基環(huán)戊烷；MCH：甲基環(huán)己烷

圖5 渤海海域烴源巖與渤中19-6潛山原油與天然氣的碳同位素組成Fig.5 Carbon isotopic compositions of source rock extracts in the Bohai Sea and of oil and gas samples from the BZ 19-6 buried hill

前人針對渤中凹陷的三套古近系烴源巖段生物標志化合物已有系統(tǒng)研究，沙河街組(沙三段與沙一段)烴源巖的陸源有機質(zhì)貢獻相對少，以藻類生源為主，具有較低C19/C23三環(huán)萜烷和較低的C24四環(huán)萜烷/C26三環(huán)萜烷比值。但沙三段與沙一段藻類組成與沉積環(huán)境有差異[15]，伽馬蠟烷/αβC30藿烷與4-甲基甾烷/∑C29甾烷通常被用于有效區(qū)分沙一段與沙三段烴源巖的成藏貢獻。沙三段時期，湖泊水體偏淡水，渤海藻和副渤海藻(溝鞭藻)繁盛，因此，沙三段烴源巖及其生成的原油通常表現(xiàn)為較高的4-甲基甾烷/∑C29甾烷比值。沙一段沉積時期，氣候干旱，為鹽堿沉積環(huán)境，而且具有較穩(wěn)定的水體分層條件，故沙一段烴源巖通常表現(xiàn)為高的伽馬蠟烷/αβC30藿烷。與沙河街組烴源巖有別的是，東營組三段(E3d3)沉積期為開放的湖泊條件，具有較高的陸源有機質(zhì)輸入，沉積環(huán)境為低氧-缺氧，水體分層相對不穩(wěn)定。從圖6a可知，渤中19-6太古界潛山與淺層的原油整體具有相對低的C24四環(huán)萜烷/C26三環(huán)萜烷與C19/C23三環(huán)萜烷比值，與沙河街的烴源巖比較吻合。部分樣品值具有高的C19/C23三環(huán)萜烷比值，在渤海海域烴源巖尚未見此類參數(shù)組成。考慮到C19/C23三環(huán)萜烷比值受成熟度影響較大，即隨成熟度增加，該參數(shù)值會增大，因此渤中19-6部分潛山原油高的C19/C23三環(huán)萜烷比值可能揭示著高的原油成熟度。從4-甲基甾烷/∑C29甾烷與伽馬蠟烷/C30藿烷參數(shù)可以看出，渤中19-6潛山原油與沙河街組的烴源巖特征較吻合，尤其是沙三段的烴源巖(圖6b)。由于渤中19-6潛山直接披覆沙河街組，生烴次洼的沙河街組烴源巖已進入成熟-高成熟階段(圖2)，而且沙河街組的成熟烴源巖與潛山儲層側(cè)向?qū)?，前人研究也表明沙河街組地層超壓(與生烴有關(guān))顯著[14]，有利于油氣側(cè)向充注。因此，綜合地球化學(xué)參數(shù)與基礎(chǔ)地質(zhì)條件可推知，渤中19-6潛山凝析氣藏表現(xiàn)為近源充注富集，即潛山油氣可能為沙三段與沙一段的混源油，以沙三段的油氣源為主。

3 渤中19-6凝析氣藏充注歷史

3.1 生烴演化史特征

生烴史主要是模擬烴源巖層段的沉降及生烴演化過程。本文采用BasinMod軟件對渤中19-6氣田東部渤中西南次洼的虛擬井進行一維生烴史模擬，基于EasyRo%模型并結(jié)合周邊探井的鏡質(zhì)體反射率(Ro%)來約束熱史條件。從模擬結(jié)果可知，沙河街組烴源巖在25 Ma左右進入生油窗，生油高峰對應(yīng)地質(zhì)時間為15 Ma，烴源巖生氣高峰也在13.0 Ma，現(xiàn)今處于高-過成熟度階段(圖7a)。東營組烴源巖約在22 Ma進入主生油階段(0.7%～1.0%)，在12.0 Ma左右達生油高峰。在西南次洼中心，東營組烴源巖已經(jīng)進入高成熟度階段，對應(yīng)的鏡質(zhì)體反射率甚至高于1.3%，約在7.5Ma進入生氣高峰。東營組超壓蓋層的發(fā)育也可能主要與生烴作用有關(guān)[14,28]。若以單位地質(zhì)時間(Ma)內(nèi)的Ro%增量來表征烴源巖熟化速率，渤中次洼烴源巖的熟化速率的數(shù)值可達0.15，顯著高于渤海灣盆地的其他凹陷(圖7b)。由此可見，渤中地區(qū)漸新世以來為渤海灣盆地的沉積沉降中心，晚期快速沉積沉降加速了渤中西南次洼沙河街組烴源巖的熟化速率，為渤中19-6構(gòu)造帶近源快速充注提供了有利油氣源條件。

圖6 渤中凹陷渤中19-6原油的特征油源參數(shù)交匯圖Fig.6 Cross plots of source-related parameters for the BZ 19-6 oils in the Bozhong Depression

圖7 渤中凹陷西南次洼烴源巖生烴史(a)與渤海灣盆地沙河街組烴源巖熟化速率對比(b)Fig.7 Hydrocarbon generation history of source rocks in the southwestern sags in the Bozhong Depression (a) and maturation rate comparison for source rocks from the Shahejie Formation in the Bohai Bay Basin (b)

表2 渤中凹陷渤中19-6潛山儲層次生流體包裹體類型Table 2 Types of epigenetic fluid inclusions in the BZ 19-6 buried hill reservoirs,Bozhong Depression

3.2 儲層流體包裹體類型及其分布特征

3.2.1 包裹體類型

儲層流體包裹體被廣泛的應(yīng)用于分析成巖成礦流體的性質(zhì)、成分、形成條件與形成時代。其中，次生的油氣包裹體及其同時期捕獲的鹽水包裹體的觀測與分析是研究油氣成藏過程的一種有效方法[29]。顯微觀察揭示渤中19-6深層儲層次生流體包裹體極為發(fā)育，可按照是否含烴劃分為烴包裹體、含烴包裹體和非烴包裹體三大類。再根據(jù)每一類包裹體的成分及其熒光特征進一步分為黃綠色熒光烴包裹體、藍白色熒光烴包裹體、甲烷氣烴包裹體、含甲烷氣鹽水包裹體、CO2三相包裹體、CO2氣包裹體及鹽水包裹體7個亞類，具體分類見表2。

3.2.2 包裹體巖相學(xué)特征

流體包裹體的巖相學(xué)觀察是儲層包裹體研究的重要基礎(chǔ)工作之一。本文在次生流體包裹體分類基礎(chǔ)上對每一類包裹體進行了精細的鏡下觀察。

1) 烴類熒光包裹體包括黃綠色熒光烴包裹體和藍白色熒光烴包裹體兩類。黃綠色熒光烴包裹體發(fā)育數(shù)量較少，僅存在于BZ19-6-C井的孔店組儲層石英顆粒微裂隙中，呈串珠狀或群體狀分布，一般呈球形、橢球形，個別呈不規(guī)則形，顆粒直徑為2～17 μm。該類包裹體個別呈單一液相，多為氣液兩相，氣液比為6%～15%(圖8a—d)。

藍白色熒光烴包裹體在整個渤中19-6潛山儲層中均有發(fā)育，或沿穿石英顆粒裂縫和石英顆粒內(nèi)部微裂隙呈串珠狀分布，或在石英顆粒內(nèi)部呈群體狀分布，少量在石英加大邊中呈環(huán)帶狀分布。包裹體呈次球形、橢球形、長條形或不規(guī)則形，顆粒直徑為3～27 μm。該烴類包裹體以氣、液兩相為主，氣液比為8%～29%，總體大于黃綠色熒光烴類包裹體(圖8c—h)。

圖8 渤中凹陷渤中19-6潛山儲層流體包裹體單偏光和熒光照片F(xiàn)ig.8 Plane-polarized and fluorescence images of fluid inclusions from the BZ 19-6 buried hill reservoirs,Bozhong Depressiona，b.黃綠色熒光烴包裹體沿石英顆粒微裂隙串珠狀分布，BZ19-6-C井，埋深4 049.56 m；c，d.黃綠色與藍白色熒光烴包裹體呈群體狀分布，BZ19-6-C井，埋深3 818 m；e，f.藍白色熒光烴包裹體沿石英顆粒微裂隙呈串珠狀分布，BZ19-6-G井，埋深4 678.43 m；g，h.甲烷氣烴包裹體與藍白色熒光烴包裹體沿石英顆粒微裂隙呈串珠狀分布，BZ19-6-C井，埋深3 818 m；i，j.含甲烷氣鹽水包裹體與藍白色熒光烴包裹體伴生，BZ19-6-C井，埋深3 851.77 m；k. CO2三相包裹體沿石英顆粒微裂隙呈串珠狀分布，BZ19-6-G井，埋深4 686.1 m；l. CO2氣包裹體沿 石英顆粒微裂隙分布，BZ19-6-G井，埋深4 494.1 mAI.鹽水包裹體；CH4 FI.甲烷氣包裹體；含CH4 AI.含甲烷氣鹽水包裹體

2) 甲烷氣烴包裹體主要發(fā)育于石英顆粒內(nèi)微裂隙及穿石英顆粒裂隙，熒光下不發(fā)光，呈串珠狀或群體狀產(chǎn)出，一般為次球形或不規(guī)則形，顆粒直徑為2～20 μm(圖8g,h)。

3) 含甲烷氣鹽水包裹體僅在BZ19-6-C井有發(fā)育，分布于顆粒內(nèi)部微裂隙，呈不規(guī)則狀產(chǎn)出，與藍白色熒光烴包裹體伴生，熒光下不發(fā)光，顆粒直徑小于20 μm，氣液比總體小于10%(圖8i,j)。

4) CO2包裹體主要分布于石英顆粒內(nèi)部，包括三相包裹體及氣包裹體。三相包裹體主要成分為氣相CO2、液相CO2以及液相的鹽水溶液，CO2體積占包裹體總體積的35%～75%。CO2三相包裹體大小不一，最大者達20 μm(圖8k)。CO2氣包裹體多為氣、液兩相包裹體，氣泡體積占包裹體總體積的60%以上，拉曼測試顯示氣體成分為純CO2(圖8l)。

5) 鹽水包裹體是渤中19-6儲層中重要的次生流體包裹體之一，主要為氣、液兩相，氣體為水蒸氣，液體為鹽水溶液。該類包裹體透射光下呈透明狀，熒光下不發(fā)光，包裹體形狀不一(圖8a,e)。

烴包裹體所發(fā)出的熒光顏色往往與包裹體內(nèi)石油密度有關(guān)，低密度石油其熒光在短波長范圍內(nèi)(藍光)，隨著密度增加，發(fā)出的熒光在長波長范圍內(nèi)(橘色和紅色)[30]。由此可見，渤中19-6潛山儲層中黃綠色熒光烴包裹體中重質(zhì)組分含量要高于藍白色熒光烴包裹體，成熟度則低于后者。因此認為，藍白色熒光烴包裹體的捕獲時間要晚于黃綠色熒光烴包裹體。甲烷氣烴包裹體分布于石英顆粒內(nèi)部微裂隙或穿石英顆粒裂縫，與藍白色熒光烴包裹體具有相似的產(chǎn)出狀態(tài)，因此其捕獲時間需結(jié)合伴生鹽水包裹體均一溫度分布情況綜合分析。

3.3 均一溫度分布特征及充注期次

渤中19-6潛山儲層中黃綠色熒光烴包裹體僅在BZ19-6-C井有發(fā)育，藍白色熒光烴包裹體與甲烷氣烴包裹體較發(fā)育。本文以BZ19-6-C井3 818 m深度域的儲層流體為例來展示流體包裹體的均一溫度分布。顯微測試揭示黃綠色熒光烴包裹體均一溫度主要分布于100～110 ℃以及120～140 ℃，與其伴生的鹽水包裹體均一溫度分布為100～140 ℃(圖9a)。藍白色烴包裹體均一溫度分布于140～170 ℃，同期鹽水包裹體均一溫度分布于130～170 ℃(圖9b)。從黃綠色熒光與藍白色熒光烴包裹體均一溫度分布來看，渤中19-6地區(qū)儲層石油包裹體均一溫度普遍較高，這可能與石油包裹體充注時間較晚有關(guān)。與甲烷氣痙包裹體伴生的鹽水包裹體均為一溫度分布區(qū)間較寬，為140～220，主峰位于180-200(圖9c)。

圖9 渤中凹陷渤中19-6-C井埋深3 818m儲層烴類包裹體與同期鹽水包裹體均一溫度分布Fig.9 Homogenization temperatures of hydrocarbon inclusions and coeval aqueous inclusions in the buried-hill reservoir from Well BZ19-6-C at a depth of 3 818 ma.黃綠色熒光烴包裹體及同期鹽水包裹體均一溫度；b.藍白色熒光烴包裹體及同期鹽水包裹體均一溫度；c.甲烷氣烴包裹體及同期鹽水包裹體均一溫度

3.4 儲層油氣充注強度特征

研究揭示渤中19-6構(gòu)造帶儲層原油包裹體豐度極高，或單個礦物顆粒全區(qū)分布(圖8c,d)，或沿著某個穿晶裂縫/微裂縫局部分布(圖8e—g)。原油包裹體豐度可用于判別古油氣的充滿度，GOI正是表征原油包裹體豐度的指標。應(yīng)用該指標可以很好確定現(xiàn)今或地質(zhì)歷史過程中油藏形成與否以及原油運聚的最大范圍[31]。Eadington通過統(tǒng)計23個澳大利亞油田的數(shù)據(jù)，得出可用于判別油氣運聚范圍的GOI指標值(含油包裹體的石英顆粒的頻數(shù)，計算公式為：[GOI(%)=含油包裹體的礦物顆粒數(shù)目×100/總礦物顆粒數(shù)目]，油氣運聚的層位與非油氣運聚的層位，GOI數(shù)據(jù)顯示存在明顯的數(shù)量級差別(圖10)。前人的類似研究也表明，(古)油層的GOI值一般大于5%，1%

本次研究在顯微鏡下對BZ19-6-C井古近系孔店組砂礫巖儲層和BZ19-6-G井太古界變質(zhì)巖儲層，3個深度、5個區(qū)域的包裹體薄片進行油包裹體GOI統(tǒng)計，結(jié)果顯示研究區(qū)油包裹體GOI數(shù)值多高于80%，高于Eadington所統(tǒng)計的GOI數(shù)值范圍(圖10)，說明研究區(qū)儲層經(jīng)歷過原油充注，而且充滿度較高。現(xiàn)今儲層中烴類氣包裹體豐度低于油包裹體，這可能與天然氣超晚期充注有關(guān)。渤中19-6氣田地層測試資料揭示現(xiàn)今孔店組地層壓力系數(shù)為1.21～1.36，太古界變質(zhì)巖儲層的壓力系數(shù)為1.15～1.26，屬于常壓—弱超壓。生烴次洼的沙河街組烴源巖受生烴作用影響，沙河街組地層超壓顯著，對應(yīng)的壓力系數(shù)可達2.0[14]?？梢钥闯?，烴源巖超壓與儲層近常壓的能量場配置可為油氣向潛山儲層提供強的充注動力。

圖10 渤中凹陷渤中19-6儲層原油包裹體GOI統(tǒng)計(據(jù)文獻[30]修改)Fig.10 GOI statistics of oil inclusions from Bozhong 19-6 reservoirs in the Bozhong Depression(modified after reference[30])

3.5 渤中19-6充注歷史

從烴源巖的生烴史(圖7)可以看出，古近紀末期(25 Ma左右)，渤中19-6構(gòu)造帶臨近生烴次洼的沙河街組烴源巖已進入生油窗，早期生成的原油沿著斷層、砂體向渤中19-6潛山圈閉充注油氣。儲層油包裹體共生鹽水包裹體的均一溫度主要介于100～160 ℃，根據(jù)單井熱埋藏史可知，渤中19-6潛山早期原油充注期對應(yīng)地質(zhì)時間約為12 Ma。新構(gòu)造運動(5.1～0 Ma)期，渤中地區(qū)快速沉積了厚層的新近系，渤中19-6構(gòu)造帶兩側(cè)次洼發(fā)育的沙河街組烴源巖進入大量生氣階段(圖7)，有利于晚期天然氣的大量充注。儲層烴類氣包裹體共生鹽水包裹體的均一溫度主要介于140～220 ℃，結(jié)合單井熱埋藏史可推知，天然氣的主充注期為5.1 Ma以來，這與烴源巖生烴時間相吻合(圖11)。伴隨著晚期新構(gòu)造運動，邊界大斷層活化，部分深層原油與天然氣沿斷層運移至淺層，使得在渤中19-6構(gòu)造區(qū)的淺層新近系儲層形成渤中19-4億噸級油田。然而，淺層天然氣難以獨立聚集，主要以油溶解氣富集[13]。前人研究針對該地區(qū)淺層油田的成藏期也揭示兩期油氣充注[33]，第一期為12～5.1 Ma，對應(yīng)明化鎮(zhèn)組下段沉積時期，第二期為5.1～0 Ma，對應(yīng)新構(gòu)造運動期。

綜合以上分析認為，渤中19-6潛山儲層經(jīng)歷了早油晚氣的連續(xù)的充注過程，原油充注主要在5.1 Ma以前，而天然氣則主要在晚期(5.1～0Ma)充注。

4 構(gòu)造活化區(qū)深層的油氣成藏啟示

天然氣的富集需要高的生氣強度及良好的保存條件[3,8,34]。前人研究發(fā)現(xiàn)，渤海海域油型母質(zhì)烴源巖具有良好的生氣潛能，可為研究區(qū)天然氣聚集提供充足的物質(zhì)基礎(chǔ)[13]。然而渤中地區(qū)新構(gòu)造運動期構(gòu)造活動強烈，使得邊界大斷裂活化同時還伴生高密度的新近系斷層[12]、可能不利于天然氣的保存[8]，已發(fā)現(xiàn)的商業(yè)性油田多分布于新近系儲層[7,35]。盡管如此，在淺層發(fā)現(xiàn)了渤中19-4大油田之后，仍在深層渤中19-6潛山儲層發(fā)現(xiàn)了大型凝析氣藏，揭示深層仍具有較好的油氣勘探前景?？紤]到渤海海域曲折的天然氣勘探歷程，結(jié)合本研究關(guān)于渤中19-6潛山油氣充注過程研究可知，在構(gòu)造活化背景下深層形成大型油氣田需滿足兩方面的條件。

1) 近源且油氣源充足。渤中坳陷以郯廬斷裂為代表的主要斷裂在新近紀—第四紀重新強烈活動，同時還伴生大量北東向與近東西向的斷裂網(wǎng)[36]。斷裂相互切割，溝通了深部的沙河街組與東營組的油氣，使得大量油氣調(diào)整至淺部地層[12,36]。渤中19-6地區(qū)邊界斷裂新構(gòu)造運動期的斷層活動速率大于25 m/Ma，根據(jù)前人統(tǒng)計的斷裂活動速率與油氣聚集[35]，斷裂應(yīng)以垂向輸導(dǎo)為主。渤中19-6潛山與油源近，生烴次洼的生氣強度也達到20×108m3/km2[13]，滿足大中型氣田所需的生氣強度[32]。而且，潛山儲層與烴源巖側(cè)向?qū)樱瑥亩苊饬擞蜌忾L距離運聚而發(fā)生大范圍垂向調(diào)整。因此，即使研究區(qū)受新構(gòu)造運動影響，晚期深部油氣存在一定程度散失，但大量油氣同時也充注保存于潛山儲層中(圖12)。

圖11 渤中凹陷渤中19-6-C井埋藏史和熱史以及油氣充注時間Fig.11 Burial and thermal history and hydrocarbon charging time for Well BZ19-6-C,Bozhong Depression

圖12 渤中凹陷渤中19-6氣田及其周緣油氣藏分布及成藏模式(剖面位置見圖1)Fig.12 Geological profiles showing the occurrence and accumulation model of the BZ 19-6 gas condensate field and neighboring oil-gas fields (see Fig.1 for the location)a. 5.1 Ma;b. 0 Ma

2) 有效的源儲配置關(guān)系。受構(gòu)造活動的影響，深層變質(zhì)巖潛山裂縫發(fā)育，形成了優(yōu)質(zhì)的儲層[37]，而且儲層為弱超壓-常壓條件。次洼烴源巖由于生烴作用，超壓顯著，對應(yīng)壓力系數(shù)可達2.0，烴源巖超壓-儲層近常壓的能力場配置有利于油氣發(fā)生快速充注。

綜上所述，盡管渤中19-6地區(qū)深層油氣不斷通過斷裂輸導(dǎo)至淺層聚集，但由于渤中19-6潛山構(gòu)造為多洼環(huán)繞，近源油氣快速強充注，潛山仍具有較高的充注效率與充注強度，有利于深層聚集商業(yè)性油氣。與此同時，早期充注至渤中19-6潛山的原油，隨著上覆地層增加而持續(xù)深埋，可能促進深部儲層原油發(fā)生了一定程度裂解(即正常油裂解輕質(zhì)化)，晚期大量充注高成熟烴氣，有利于形成凝析氣藏。即渤中19-6凝析氣田經(jīng)歷了先油后氣、淺成深埋、局部調(diào)整改造的油氣富集過程，其中近源強充注與有效的源儲配置是深層凝析氣田大量富集的關(guān)鍵因素(圖12)。

5 結(jié)論

1) 渤中19-6深層潛山凝析油的輕烴參數(shù)與腐泥型的母質(zhì)較吻合，碳同位素組成與飽和烴生物標志物參數(shù)揭示凝析油氣可能主要來源于沙河街組烴源巖，尤其是沙三段烴源巖，成熟度對應(yīng)為0～1.3%。

2) 渤中19-6潛山儲層發(fā)育黃綠色和藍白色兩種熒光烴包裹體以及甲烷氣烴包裹體，熒光烴包裹體的GOI值高達80%揭示較高的原油充滿度。烴包裹體同期鹽水包裹體均一溫度揭示渤中19-6潛山儲層經(jīng)歷早油晚氣連續(xù)充注過程。早期原油充注對應(yīng)時間為12～5.1 Ma，天然氣則主要充注于新構(gòu)造運動期，對應(yīng)地質(zhì)時間為5.1～0 Ma。

3) 渤中19-6深層潛山凝析油氣富集揭示了近源強充注是構(gòu)造活化區(qū)深層油氣富集的關(guān)鍵地質(zhì)因素。新構(gòu)造運動期斷裂活動使得一部分油氣通過斷裂輸導(dǎo)運至淺部地層，然而良好的源儲配置為潛山近源快速充注提供了動力，有利于深層凝析氣的動態(tài)富集。