基于多元統(tǒng)計分析的油-源對比
——以渤海灣盆地渤東凹陷為例

郭喜浩，徐昉昊，黃曉波，江 濤，梁浩然，李長志，李智超

［1.成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室，四川 成都 610059；2.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459］

油-源對比是油氣地球化學(xué)研究的重要內(nèi)容之一，同時也是油氣成藏研究的基礎(chǔ)［1］。目前油-源對比常用的方法主要為生物標(biāo)志化合物參數(shù)的二維或三維交會圖法，但其涉及的生物標(biāo)志物參數(shù)較少，無法同時考慮3個以上參數(shù)的影響，因此難免會存在一定的局限性，使油-源對比結(jié)果具有不確定性［2］。多元統(tǒng)計分析是一種高效的數(shù)據(jù)處理方法，可以同時考慮多個生物標(biāo)志化合物參數(shù)的影響［3］，從而使得油-源對比結(jié)果更具可靠性。早在20世紀(jì)80年代，多元統(tǒng)計分析就被應(yīng)用于油氣地球化學(xué)領(lǐng)域，主要包括聚類分析（HCA）、主成分分析（PCA）以及線性判別分析（LDA）［2］。Jürgen Rullktter等通過對某示例盆地原油的芳烴參數(shù)進(jìn)行聚類分析，成功將原油劃分為3類油族［4］；?ygard等通過分析北海油田Brent，Cook，Statfjord和Trias構(gòu)造原油的芳烴參數(shù)，使用主成分分析法確定了3類不同的原油類別［5］；Zumberge等通過對全球216個原油樣品的萜烷參數(shù)進(jìn)行判別分析，成功將原油劃分成5類［6］。值得注意的是，聚類分析主要依靠人為設(shè)定的相似性距離來確定分類，主觀性較強，是一種相對比較粗糙的油-源對比方法。相比之下，主成分分析和線性判別分析在油-源對比中的應(yīng)用效果更好。然而，上述多元統(tǒng)計方法在同一案例的對比應(yīng)用和各自的適用性及優(yōu)缺點尚沒有學(xué)者進(jìn)行專門的研究分析。

渤海灣盆地是中國東部的第二大產(chǎn)油盆地［3］，原油產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的近三分之一［7］。渤東凹陷位于渤海灣盆地渤中坳陷東部的渤海區(qū)域，是渤海海域重要的油氣勘探區(qū)［8］。近年來，隨著勘探程度的不斷提高，渤東凹陷已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多個含油氣構(gòu)造［9］，油氣顯示十分活躍，呈現(xiàn)出良好的勘探前景。渤東凹陷發(fā)育了沙河街組三段（沙三段）、沙一段-沙二段以及東營組三段等多套烴源巖［10］，為油氣成藏提供了充足的烴源基礎(chǔ)，但同時給油-源對比帶來了很大困難，表現(xiàn)出異常復(fù)雜的油氣成藏特征。厘清原油的來源是進(jìn)行油氣成藏分析的前提，對下步成藏主控因素分析以及有利勘探方向預(yù)測具有重要意義。鑒于此，基于GC-MS（色譜-質(zhì)譜）測試得到的各系列生物標(biāo)志化合物參數(shù)，本文分析對比了主成分分析以及線性判別分析在渤東凹陷油-源對比研究中的應(yīng)用效果，探索了各類方法的適用性，并結(jié)合實際地質(zhì)情況予以改進(jìn)，成功揭示了不同構(gòu)造的油氣來源，為渤東凹陷下一步的油氣勘探提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

渤海灣盆地是位于中國東部沿海的大型新生代沉積盆地［11-12］，面積約20×104km2。渤東凹陷位于渤海海域渤中坳陷東部，四周被多個凸起和隆起所包圍，包括膠遼隆起、廟西北凸起、廟西南凸起、渤南低凸起以及渤東低凸起，北接遼東凹陷，西鄰渤中凹陷（圖1），總面積約3 850 km2。渤海灣盆地的兩條大型走滑斷裂帶——北西西向張蓬斷裂帶和北北東向郯廬走滑斷裂帶在研究區(qū)交匯發(fā)育［13］，其中郯廬走滑斷裂帶貫穿全區(qū)，形成了以北北東向和北東向為主的斷裂體系，同時使得渤東凹陷整體走向呈北北東向，內(nèi)部發(fā)育了多個次級洼陷。

圖1 渤海灣盆地渤東凹陷構(gòu)造單元特征及地層綜合柱狀圖Fig.1 Location，structural units and comprehensive stratigraphic column of the Bodong Sag，Bohai Bay Basin

新生代渤東凹陷的構(gòu)造-沉積演化可劃分為2個主要階段，即裂陷階段（65.0～24.6 Ma）和拗陷階段（24.6 Ma）［2］。裂陷階段的沉積序列自下而上包括古近系孔店組（Ek）、沙河街組（Es）和東營組（Ed），以湖泊相和陸相三角洲沉積為主［14］。一般認(rèn)為，在古近紀(jì)裂陷期發(fā)育了多套優(yōu)質(zhì)烴源巖，主要包括東三段（Ed3）、沙一段-沙二段（Es1-2）和沙三段（Es3）［15-16］，這3套烴源巖分布面積較廣，有機質(zhì)豐度較高，均具有一定的生烴潛力，其中沙三段和沙一段-沙二段烴源巖以Ⅰ-Ⅱ1型干酪根為主，東三段烴源巖以Ⅱ1-Ⅲ型干酪根為主［17］。拗陷階段的沉積序列自下而上包括新近系館陶組（Ng）和明化鎮(zhèn)組（Nm）以及第四系平原組（Qp），其中新近系以湖泊相和淺水三角洲相沉積為主［18］，第四系以河流相沉積為主［19］。

2 樣品與實驗

2.1 樣品概況

為比較不同烴源巖層段的生物標(biāo)志化合物特征差異，此次研究分別從渤東凹陷東三段、沙一段、沙二段和沙三段共取了34個泥巖樣品。另外，從渤東凹陷LD28，LD32，LD34等7個構(gòu)造共取了28個原油樣品，用來研究不同構(gòu)造原油的來源。

2.2 氣相色譜-質(zhì)譜分析

本次氣相GC-MS分析在中國海洋石油總公司天津分公司實驗室中心進(jìn)行。具體步驟為：先將泥巖樣品清洗后磨成粉末，經(jīng)氯仿/甲醇（87∶13）進(jìn)行索氏抽提72 h，并采用柱層析的方法將抽提物和原油樣品分離為飽和烴、芳香烴和膠質(zhì)等族組分；然后使用HP6890GC/5973MSD儀器對提取物和原油樣品的飽和烴組分進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜分析，儀器配備HP-5MS石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×25μm），以氦氣作為載氣。升溫程序設(shè)置為50℃停留2 min，然后以20℃/min升 溫 至100℃，之 后 以3℃/min升 溫 至310℃，停留16.5 min。質(zhì)譜儀在全掃描和選擇離子掃描兩種模式下操作，根據(jù)保留時間和峰型特征識別化合物，并由單個化合物的峰面積計算生物標(biāo)志化合物比率。

3 多元統(tǒng)計方法對比與選擇

油-源對比的前提條件是存在多套烴源巖且具有各自明顯的特征［2］，因此，油-源對比方法的選擇首先應(yīng)考慮其是否能根據(jù)各類生物標(biāo)志化合物參數(shù)有效區(qū)分各套烴源巖。此次研究分別探討多元統(tǒng)計分析中主成分分析、Fisher線性判別分析以及Bayes線性判別分析等方法在渤東凹陷油源對比中的適用性。

前人在進(jìn)行渤東凹陷臨近區(qū)域的油-源對比中發(fā)現(xiàn)，4-MSI（4-甲基甾烷/∑C29甾烷）、ETR［ETR=（C28甾烷+C29甾烷）/（C28甾烷+C29甾烷+Ts）］、Gam/C30H（伽馬蠟烷/C30藿烷）、C19TT/C23TT（C19三環(huán)萜烷/C23三環(huán)萜烷）、C21TT/C23TT（C21三環(huán)萜烷/C23三環(huán)萜烷）、TT/C30H（三環(huán)萜烷/C30藿烷）、C23TT/C30H（C23三環(huán)萜烷/C30藿烷）、Gam/C24Tet（伽馬蠟烷/C24四環(huán)萜烷）和Gam/C31H（S+R）［伽馬蠟烷/C31藿烷（S+R）］等9個生物標(biāo)志化合物參數(shù)可以有效反映各套烴源巖之間的母質(zhì)來源和沉積環(huán)境差異［20-23］，鑒于此，此次研究采用這些參數(shù)進(jìn)行多元統(tǒng)計分析。渤東凹陷烴源巖的主要生物標(biāo)志化合物參數(shù)特征如表1所示。

表1 渤東凹陷烴源巖生物標(biāo)志化合物參數(shù)Table 1 Biomarker parameters of source rock samples from the Bodong Sag

3.1 主成分分析

主成分分析是一種用于特征提取和線性降維的無監(jiān)督學(xué)習(xí)方法，能夠通過線性變換將多元數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)換為一組不相關(guān)的、最大限度反映原始數(shù)據(jù)集大部分信息的新變量［24-26］，稱為“主成分”，其常被應(yīng)用在油氣地球化學(xué)相關(guān)研究中［27-28］。

為了檢驗主成分分析的適用性，此次研究首先對不同層位烴源巖樣品的生物標(biāo)志化合物數(shù)據(jù)集進(jìn)行了主成分分析。在實際應(yīng)用中，通常認(rèn)為特征值大于1的主成分最有用，并且當(dāng)主成分的累計貢獻(xiàn)率超過85.00%時，便能反映原始數(shù)據(jù)的大部分信息［29］。因此，此次研究提取了前3個主成分（PC1，PC2和PC3）來進(jìn)行油-源對比，這3個主成分均滿足特征值大于1并且累積貢獻(xiàn)率達(dá)86.17%（圖2），可以充分表征渤東凹陷不同層位烴源巖樣品的地球化學(xué)特征?；谥鞒煞址治龅囊蜃拥梅謭D表明（圖3），東三段和沙三段烴源巖樣品得到了有效分離，效果較為明顯，但沙一段-沙二段烴源巖樣品分布較為分散，與東三段和沙三段烴源巖樣品間的相關(guān)性較強，區(qū)分效果差，因此主成分分析無法適用于渤東凹陷后續(xù)的油-源對比。

圖2 渤東凹陷烴源巖樣品各主成分特征值與累積貢獻(xiàn)率Fig.2 Eigenvalues and cumulative contribution rates of principal components in the source rocks from the Bodong Sag

圖3 渤東凹陷烴源巖樣品主成分分析的因子得分圖Fig.3 Factor score diagram for principal component analysis of source rock samples taken from the Bodong Sag

3.2 Fisher線性判別分析

Fisher線性判別分析是一種有監(jiān)督型的線性降維方法［30］，其基本原理是：利用Fisher準(zhǔn)則找到最佳的投影方向，使得投影后的樣品在組間具有最大的差異，在組內(nèi)具有最小的差異［31］，從而達(dá)到樣品類別最佳的分離效果。相比之下，主成分分析沒有考慮樣品類別之間的差異，因此Fisher線性判別分析更適用于分類［2］。Fisher線性判別分析的基本思想是：根據(jù)一系列已知類別的樣品集作為訓(xùn)練集來建立判別函數(shù)模型，再利用得到的判別函數(shù)模型來判別未知的樣品［32］。

此次研究將渤東凹陷34個烴源巖樣品的生物標(biāo)志化合物數(shù)據(jù)集作為訓(xùn)練集，同時將東三段、沙一段-沙二段和沙三段烴源巖作為分組變量，利用IBM SPSS Statistics軟件進(jìn)行Fisher線性判別分析，得到2個典型判別函數(shù)。通過繪制典型判別函數(shù)的組質(zhì)心圖（圖4），發(fā)現(xiàn)東三段、沙一段-沙二段和沙三段烴源巖樣品被有效分離，各組烴源巖之間的界限較為明顯，說明基于Fisher線性判別分析的烴源巖分類判別效果明顯優(yōu)于主成分分析法。此外，為檢查判別函數(shù)模型的可靠性，對烴源巖樣品進(jìn)行了總體驗證（即用所有烴源巖樣品數(shù)據(jù)得到的判別函數(shù)模型對每一個烴源巖樣品進(jìn)行驗證）。經(jīng)計算，總體驗證正確率為85.3%（表2），表明該判別函數(shù)模型具有一定的可靠性，可以應(yīng)用于研究區(qū)的油-源對比。

表2 渤東凹陷烴源巖樣品Fisher線性判別分析和Bayes線性判別分析的總體驗證結(jié)果Table 2 Overall verification results of Fisher and Bayes linear discriminant analyses for the source rock samples from the Bodong Sag

圖4 基于Fisher線性判別分析的渤東凹陷烴源巖樣品典型判別函數(shù)組質(zhì)心圖Fig.4 Group centroid map of typical discriminant function based on Fisher linear discriminant analysis for the source rock samples from the Bodong Sag

3.3 Bayes線性判別分析

Bayes線性判別分析同樣也是一種有效的分類工具，通過Bayes準(zhǔn)則，建立判別函數(shù)模型并計算每個樣品的分類概率，以最大分類概率預(yù)測樣品的類別，并使得判別分類具有最小的錯判率［33］。

利用IBM SPSS Statistics軟件對渤東凹陷烴源巖樣品的生物標(biāo)志化合物數(shù)據(jù)集進(jìn)行Bayes線性判別分析，建立了分類判別模型，該模型的總體驗證正確率可達(dá)88.2%（表2），可靠性高。將Bayes線性判別分析得到的分類概率繪制成三元圖（圖5），同樣可以看出，東三段、沙一段-沙二段和沙三段烴源巖樣品得到了有效分離，這表明Bayes判別模型可以用于研究區(qū)的油-源對比。

圖5 渤東凹陷烴源巖樣品分類概率三元圖Fig.5 Ternary diagram of classification probability of source rock samples from the Bodong Sag

4 油源判別標(biāo)準(zhǔn)的建立及判別結(jié)果

上述研究論證了Fisher線性判別分析和Bayes線性判別分析均能適用于渤東凹陷的油-源對比，下步將同時采用這兩種方法進(jìn)行油源判別并對比分析其判別效果。

基于渤東凹陷烴源巖樣品的生物標(biāo)志化合物數(shù)據(jù)集，F(xiàn)isher線性判別分析得到了如下兩個典型判別函數(shù)：

將渤東凹陷不同構(gòu)造的原油樣品生物標(biāo)志化合物參數(shù)代入典型判別函數(shù)得到點坐標(biāo)（F1，F(xiàn)2），然后計算并比較該點與各套烴源巖組質(zhì)心之間的距離，并取距離最短的作為判別分類?；贔isher線性判別分析，渤東凹陷原油樣品的判別結(jié)果如表3所示。

基于渤東凹陷烴源巖樣品的生物標(biāo)志化合物數(shù)據(jù)集，Bayes線性判別分析得到了如下3個分類判別函數(shù)：

同樣將渤東凹陷不同構(gòu)造原油的生物標(biāo)志化合物參數(shù)代入上述的分類判別函數(shù)分別進(jìn)行計算，并比較函數(shù)值的大小，若Y1值最大，則認(rèn)為油樣來源于東三段烴源巖；若Y2值最大，則認(rèn)為油樣來源于沙一段-沙二段烴源巖；若Y3值最大，則認(rèn)為油樣來源于沙三段烴源巖。此外還可以通過計算分類概率來判別類別，哪一類的分類概率最大則判別為哪一類，兩種判別方法得到的判別結(jié)果均一致?；贐ayes線性判別分析，渤東凹陷原油樣品的判別結(jié)果如表3所示。

表3 渤東凹陷烴源巖樣品Fisher判別模型與Bayes判別模型的判別結(jié)果Table 3 Classification results based on the Fisher and Bayes discriminant models for the source rock samples from the Bodong Sag

對比這兩種線性判別分析得出的結(jié)果，可知除LD32-A井2 388 m深度的樣品外，基于Fisher判別分析和Bayes判別分析得到的油樣分類結(jié)果均一致。值得注意的是：基于Bayes判別模型可知，LD32-A井2 388 m深度原油樣品來源于東三段烴源巖的分類概率為0.42，來源于沙一段-沙二段烴源巖的分類概率為0.52，兩種類別的分類概率均較大，說明該原油樣品應(yīng)同時具有東三段和沙一段-沙二段烴源巖的貢獻(xiàn)，但該模型只以最大分類概率作為判別分類標(biāo)準(zhǔn)。不管是Fisher判別模型還是Bayes判別模型，模型給出的判別分類結(jié)果都是單一油源，無法判斷多油源混合情況。

為改善線性判別分析在渤東凹陷油-源對比的應(yīng)用效果，考慮到Bayes判別分析辨別烴源巖的準(zhǔn)確率更高，此次研究以Bayes判別模型為例，基于分類概率的概念，對判別模型的判別準(zhǔn)則進(jìn)行了改進(jìn)，使其可以適用于多源混合情況下的油源對比分析研究。改進(jìn)的判別準(zhǔn)則如下：

1）若樣品類別1的分類概率≥50%，且類別2和類別3的分類概率均≤25%時，則將該樣品判別為類別1。

2）若樣品類別1和類別2的分類概率均>25%，且類別3的分類概率≤25%時，則將該樣品判別為類別1和類別2的混合。

3）若樣品類別1、類別2和類別3的分類概率均>25%，則將該樣品判別為類別1、類別2和類別3的混合。

基于上述改進(jìn)的判別準(zhǔn)則可以將分類概率三元圖劃分為7個大區(qū)（圖6），分別為Ⅰ區(qū)（Ed3區(qū)）、Ⅱ區(qū)（Es1-2區(qū)）、Ⅲ區(qū)（Es3區(qū)）、Ⅳ區(qū)（Ed3與Es1-2雙混源區(qū)）、Ⅴ區(qū)（Es1-2和Es3雙混源區(qū)）、Ⅵ區(qū)（Es3與Es1-2雙混源區(qū)）以及Ⅶ區(qū)（Ed3，Es1-2與Es3三混源區(qū)）。渤東凹陷的原油樣品主要位于Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)和Ⅳ區(qū)，因此可以將油樣劃分為4類油族，即油族A、油族B、油族C和油族D。油族A包括LD32-B井、PL9-A井、PL9-B井、LK8-A井的所有油樣以及LK9-A井的館陶組-明化鎮(zhèn)組下段油樣（表3），油源判別結(jié)果為東三段烴源巖；油族B包括LK9-B井和PL3-A井的油樣，油源判別結(jié)果為沙一段-沙二段烴源巖；油族C包括LD28-A井和LD34-B井的油樣、LK9-A井沙河街組的油樣以及LD32-A井的部分油樣，油源判別結(jié)果為沙三段烴源巖；油族D包括LD34-A井和LD34-C井的油樣以及LD32-A井的部分油樣，油源判別結(jié)果為東三段與沙一段-沙二段烴源巖。

圖6 渤東凹陷油樣分類概率三元圖Fig.6 Ternary diagram of classification probability of oil samples from the Bodong Sag

5 油源判別結(jié)果

為檢驗油源判別結(jié)果是否具有地質(zhì)意義，通過多元統(tǒng)計分析所使用的主要生物標(biāo)志化合物參數(shù)，對不同層位烴源巖和各油族的地球化學(xué)特征進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并根據(jù)構(gòu)造等資料分析了原油充注過程。

5.1 地球化學(xué)分析

5.1.1 烴源巖地球化學(xué)特征

在渤海灣盆地的分子地球化學(xué)研究中，伽馬蠟烷指數(shù)（Gam/C30H）和長鏈三環(huán)萜烷指數(shù)ETR常被用于指示地層沉積時期的水體鹽度，Gam/C30H高值和ETR高值均代表沉積環(huán)境鹽堿度高［34-35］。也有學(xué)者使用Gam/C31H（S+R）和Gam/C24Tet來衡量沉積水體的鹽度［22，24］，比值越大代表沉積水體鹽度越高。渤東凹陷東三段烴源巖的Gam/C30H，ETR，Gam/C31H（S+R）和Gam/C24Tet平均值明顯低于沙一段-沙二段和沙三段烴源巖（圖7a—d），表明東三段烴源巖沉積于水體鹽度較低的淡水湖泊環(huán)境，而沙一段-沙二段和沙三段烴源巖沉積于水體鹽度較高的堿性湖泊環(huán)境。

萜烷可以反映沉積環(huán)境以及母質(zhì)來源［20］，通常認(rèn)為C23三環(huán)萜烷優(yōu)勢指示豐富的藻類貢獻(xiàn)，而C19三環(huán)萜烷或C21三環(huán)萜烷優(yōu)勢則指示高的陸源有機質(zhì)輸入［36］，因此C19TT/C23TT比值或C21TT/C23TT比值可反映母質(zhì)來源，比值越高代表陸源有機質(zhì)輸入越多。渤東凹陷東三段烴源巖具有很高的C19TT/C23TT比值和較高的C21TT/C23TT比值（圖7e，f），表明陸源有機質(zhì)輸入量大；沙一段-沙二段烴源巖具有較低的C19TT/C23TT比值和稍低的C21TT/C23TT比值，表明陸源有機質(zhì)輸入較少；沙三段烴源巖的C19TT/C23TT比值和C21TT/C23TT比值最少，表明陸源有機質(zhì)輸入相對前兩者更少。此外，TT/C30H比值和C23TT/C30H比值也是重要的母源參數(shù)，可用于比較細(xì)菌或藻類與原核生物的相對貢獻(xiàn)［37］。渤東凹陷東三段烴源巖具有非常低的TT/C30H比值和C23TT/C30H比值（圖7g，h），表明菌藻類貢獻(xiàn)?。簧骋欢?沙二段烴源巖具有較低-較高的TT/C30H比值和C23TT/C30H比值，表明菌藻類貢獻(xiàn)中等；沙三段烴源巖具有高的TT/C30H比值和C23TT/C30H比值，表明菌藻類貢獻(xiàn)大。

圖7 渤東凹陷各烴源巖和油族的生物標(biāo)志化合物參數(shù)箱狀圖Fig.7 Box plots of biomarker parameters for the source rocks and oil families from the Bodong Sag

甾烷同樣可以反映母質(zhì)來源，在渤海灣盆地常使用4-MSI來指示豐富的溝鞭藻貢獻(xiàn)［23］。渤東凹陷從東三段到沙三段，4-MSI值逐漸升高，表明溝鞭藻的生源貢獻(xiàn)逐漸增大（圖7i）。

5.1.2 原油地球化學(xué)特征

油族A具有最低的Gam/C30H比值、最低的ETR值、最低的Gam/C24Tet比值、最低的Gam/C31H（S+R）比值、最高的C19TT/C23TT比值、最高的C21TT/C23TT比值、較低的C23TT/C30H比值和較低的4-MSI值（圖7），反映烴源巖沉積于淡水湖泊環(huán)境，陸源有機質(zhì)輸入很多而溝鞭藻貢獻(xiàn)較小，與東三段烴源巖具有良好的相關(guān)性，吻合度較高。

油族B表現(xiàn)出最高的Gam/C30H比值、較高的ETR值、較高的Gam/C24Tet比值、較高的Gam/C31H（S+R）比值、較低的C19TT/C23TT比值、較低的C21TT/C23TT比值、較低的C23TT/C30H比值和較低的4-MSI值（圖7），反映烴源巖沉積于堿性湖泊環(huán)境，陸源有機質(zhì)輸入少，溝鞭藻貢獻(xiàn)均較小，與沙一段-沙二段烴源巖具有良好的相關(guān)性，吻合度較高。

油族C整體上表現(xiàn)出較高的Gam/C30H比值、最高的ETR值、最高的Gam/C24Tet比值、較高的Gam/C31H（S+R）比值、較低的C19TT/C23TT比值、最低的C21TT/C23TT比值、較高的C23TT/C30H比值和最高的4-MSI值（圖7），反映烴源巖沉積于堿性湖泊，陸源有機質(zhì)輸入很少而溝鞭藻貢獻(xiàn)很大，這與沙三段烴源巖具有良好的相關(guān)性，吻合度較高。

油族D整體上表現(xiàn)出較低-較高的Gam/C30H比值、較低-較高的ETR值、較低-較高的Gam/C24Tet比值、低-高的Gam/C31H（S+R）比值、較低-較高的C19TT/C23TT比值、中等的C21TT/C23TT比值、中等的C23TT/C30H比值和較低的4-MSI值（圖7），反映烴源巖沉積水體鹽度變化大，陸源有機質(zhì)輸入變化范圍也較大，但溝鞭藻的貢獻(xiàn)很小。這說明油組D為來自沙一段-沙二段和東三段烴源巖的混源油，吻合度較高。

5.2 原油充注分析

為佐證此次油源判別的準(zhǔn)確性，專門對油源較為復(fù)雜的典型構(gòu)造進(jìn)行原油充注過程分析。LD34-B井原油來源于沙三段烴源巖，該井臨近沙三段烴源灶（圖8），由此推測為近源成藏模式，為附近的沙三段烴源巖生成的原油沿斷裂垂向運移至古近系儲層并聚集成藏。

圖8 渤東凹陷北部構(gòu)造帶油氣成藏立體圖Fig.8 Stereogram of hydrocarbon accumulation model in the northern part of the Bodong Sag

LD32-A井位于3套烴源巖的烴源灶之上，具有優(yōu)越的物質(zhì)基礎(chǔ)。油源判別結(jié)果顯示，館陶組上段原油（深度2 388 m）為來自東三段與沙一段-沙二段烴源巖的混源油，館陶組下段-東二上亞段原油（深度2 662～2 917 m）來源于沙三段烴源巖，這與油源斷裂的發(fā)育情況相吻合。館陶組上段的油源斷裂僅斷至沙一段-沙二段烴源巖，沒有溝通沙三段烴源巖，導(dǎo)致上部原油沒有沙三段烴源巖的貢獻(xiàn)；而館陶組下段-東二上亞段的油源斷裂斷至沙三段烴源巖，有利于沙三段烴源巖生成的原油沿斷裂垂向運移并聚集成藏。當(dāng)然東三段和沙一段-沙二段烴源巖也可能具有一定的貢獻(xiàn)，但貢獻(xiàn)率較低。

LK9-A井、LD34-A井以及LD34-C井均遠(yuǎn)離烴源灶，因此推測這3口井均為遠(yuǎn)源成藏。油源判別結(jié)果顯示，LK9-A井新近系儲層原油來源于東三段烴源巖，推測為東三段烴源巖生成的原油經(jīng)斷裂-T2不整合面復(fù)合輸導(dǎo)體系長距離運移后在新近系聚集成藏；而古近系儲層原油來源于沙三段烴源巖，推測為沙三段烴源巖生成的原油經(jīng)斷裂-T5不整合面復(fù)合輸導(dǎo)體系長距離運移后在古近系成藏。LD34-A井和LD34-C井的原油均為來自東三段與沙一段-沙二段烴源巖的混源油，推測為洼陷區(qū)域的東三段和沙一段-沙二段烴源巖生成的原油發(fā)生長距離運移并聚集成藏。

6 結(jié)論

1）主成分分析法不能有效地區(qū)分渤東凹陷東三段、沙一段-沙二段以及東三段主力烴源巖，而線性判別分析可以實現(xiàn)不同層位烴源巖間的準(zhǔn)確分離，可以用于渤東凹陷的油-源對比研究。

2）渤東凹陷東三段烴源巖沉積于相對富氧的淡水湖泊環(huán)境，陸源有機質(zhì)輸入多而溝鞭藻貢獻(xiàn)?。簧骋欢?沙二段烴源巖沉積于相對缺氧的堿性湖泊環(huán)境，陸源有機質(zhì)輸入少且溝鞭藻貢獻(xiàn)均較??；沙三段烴源巖沉積于相對缺氧的堿性湖泊環(huán)境，陸源有機質(zhì)輸入較少而溝鞭藻貢獻(xiàn)大。

3）Fisher判別分析和Bayes判別分析均不能判別實際中存在的混源油情況，為此在Bayes判別模型的基礎(chǔ)上對判別準(zhǔn)則進(jìn)行了優(yōu)化，將分類概率三元圖劃分為7大區(qū)，并成功識別出渤東凹陷存在的4類油族：油族A來源于東三段烴源巖；油族B來源于沙一段-沙二段烴源巖；油族C來源于沙三段烴源巖；油族D來源于東三段和沙一段-沙二段烴源巖。這4類油族的地球化學(xué)特征與對應(yīng)烴源巖是相吻合的，同時典型構(gòu)造的原油充注分析也佐證了此次油源判別結(jié)果的正確性。