我校教授在《地质学》发文：超压释放是稠油形成的一种新机制

　　地大新闻网讯（通讯员刘明辉）近日，资源学院、构造与油气资源教育部重点实验室平宏伟教授在稠油成因机制以及页岩油源内运聚方面取得新进展，该成果以《超压释放：稠油形成新机制的流体包裹体证据》为题，发表在国际地学领域顶级期刊《地质学》上，平宏伟教授为第一作者和通讯作者。

　　平宏伟教授为陈红汉教授团队主要成员之一。该研究以我国东部渤海湾盆地东濮凹陷PS18-1井页岩稠油为例，证实古超压释放导致的极性组分析出是稠油形成的一种新机制，揭示了该稠油油藏经历了早期深部生成的成熟油充注、随后的超压释放导致的极性组分分馏和轻组分散失以及晚期原地烃源岩生成油的混合等复杂的油气成藏过程。

　　稠油在全球含油气盆地发育广泛，以贫饱和烃、富含非烃和沥青质组分为典型特征。好氧生物降解是浅部次生稠油形成的最重要机制（通常油藏温度<80℃），而厌氧生物降解可能是深部稠油形成的重要机制。此外，富含燧石和磷灰石的海相和咸水-超咸水湖相等富含硫的干酪根在未熟-低熟阶段也可以形成原生稠油。

　　PS18-1井稠油产出于东濮凹陷柳屯洼陷沙三上亚段盐间强超压裂缝型页岩油藏，具有高密度（0.94 g/cm3）、特高粘度（油藏条件下43000 mPa·s）、高沥青质（35 wt%~40wt%）和胶质（10 wt% ~13 wt%）含量等特征。稠油常规有机地化分析表明其既不属于典型未熟-低熟油（~0.75%Ro，基于C29甾烷比值计算），也未经历过明显的生物降解作用（饱和烃分布完整，未发现25-降霍烷）。稠油和产出段泥岩抽提物的生标和热成熟度基本一致，但泥岩抽提物沥青质含量极低（平均值为3.9 wt%）。此外，泥岩抽提物正构烷烃分布为“前峰型”，而稠油正构烷烃分布为“双峰型”。可见，生物降解和未熟-低熟油均无法解释PS18-1井稠油形成过程。综合原油和源岩地化证据，PS18-1稠油成因较复杂，可能并非原地滞留成藏，揭示其形成过程及机制意义重大。

　　针对上述科学问题，选取该稠油油藏底部顺层方解石脉样品，开展了详细的成岩序次和流体包裹体研究。在成岩序次、单包裹体荧光光谱以及单期次油包裹体分子成分等多参数约束基础上，厘定了PS18-1稠油油藏烃类流体温度、压力和组分演化历史。研究结果表明该稠油油藏经历了橙黄色、浅黄色和褐色-不发荧光等不同物理性质的油充注，古原油密度范围较大（0.85-0.91 g/cm3），但主要位于0.88-0.89 g/cm3之间，且远小于现今稠油密度（0.94 g/cm3），表明该稠油不大可能为一期原地生成的原生稠油成藏。方解石脉成岩序次与油充注关系结果表明，随着成岩演化油藏经历了橙黄色-浅黄色-不发荧光油充注过程（图1A），对应油质则经历重-轻-重同时伴随着强烈的增压和泄压演化过程（图1B），但古油源和热成熟度（0.87-0.91%Ro）却未发生变化，且热成熟度明显高于现今稠油和泥岩抽提物的热成熟度（0.78-0.79%Ro）（图1C）。

　　图1 东濮凹陷PS18-1井稠油油藏方解石脉成岩演化和古油充注共生序次（A）以及油充注过程超压（B）及古油组分演化（C）（Ping et al., 2020）

图2 P18-1井稠油形成过程模式图

　　综上，认为早期橙黄色荧光油和晚期不发荧光稠油应为同一期油在不同演化阶段的产物，结合油充注过程伴随强烈的增压和泄压演化，提出晚渐新世构造抬升导致了早期来自深部的正常页岩油（主要为捕获的橙黄色荧光油包裹体）经历了强烈的超压释放，原油中极性组分析出并滞留在原地（捕获为褐色-不发荧光油包裹体），而伴随强烈的压力释放富含饱和烃的原油则发生再次运移，从而形成最初的富含极性组分的稠油油藏（图2A-B）；新近纪以来，盆地整体进入再次沉降阶段，欠压实和生烃增压导致稠油油藏压力再次增加并伴随着原地新生的相对低成熟度页岩油的混合（覆盖了最初页岩油的成熟度信息），最终形成现今PS18-1井稠油油藏。

　　前人研究多聚焦于超压对油气成藏的控制，平宏伟等研究成果表明，强烈超压释放导致的极性组分析出是控制原油组分变化的不可忽视的因素，特别是烃源岩内石油运聚过程。明确超压演化过程对原油组分的影响不仅对理解常规储层、盆地深层乃至烃源岩内烃类流体组分演化和运聚规律意义重大，还对理解烃类初次运移组分分馏机制、非常规页岩系统沥青和稠油分布以及深部非生物降解成因稠油的形成具有重要参考价值。此外，该研究成果也表明流体包裹体技术是一项非常强大的技术手段，流体包裹体与其他技术手段的有效结合可以解决常规技术无法解决的问题。

　　该研究成果得到国家自然科学基金和中石油创新基金项目联合资助。（文字编辑徐燕）

　　论文链接: https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/geology/article/48/8/803/586490/Overpressure-release-Fluid-inclusion-evidence-for