在国家“碳达峰、碳中和”双碳战略目标引导下，天然气作为绿色低碳能源将在能源结构中占据重要地位，未来相当长的时期内，我国天然气消费量和产量均处于快速增长阶段^[1-2]。松辽盆地发育众多中小型断陷，白垩系发育多套烃源岩，部分已经进入高成熟—过成熟演化阶段，生气潜力大，将是增产上储的关键领域^[3-4]。松辽盆地德惠断陷深部发育多种类型的气藏，如烃类气藏、混合气藏和CO₂气藏，南部农安南洼陷发育油藏，与北部明显不同，形成“南油北气”的分布格局。烃源岩是油气藏形成的物质基础，其形成演化是控制油气藏形成与分布的重要因素。德惠断陷深部发育火石岭组、沙河子组、营城组3套烃源岩，其中火石岭组分布范围大且连片，沙河子组分布范围小，营城组发育多个局部厚度中心^[4]。对于主力烃源岩，申家年等^[5]通过碳同位素组成、轻烃指纹特征等，推断火石岭组天然气为火石岭组和沙河子组泥岩的混源气；邓守伟^[6]研究认为火石岭组上部天然气以火石岭组烃源岩生气为主，因垂向断裂沟通的影响，还有沙河子组烃源岩的贡献。李忠诚等^[7]研究东南部合隆洼陷浅层天然气认为其主力气源不同于其他洼陷，营城组烃源岩是重要的气源岩。对于CO₂气藏，以往普遍认为是无机成因气，沿深大断裂运移成藏或与烷烃气形成混合气藏，高丰度CO₂气藏有其工业价值，但也会对烃类气藏造成一定的破坏，增加油气勘探风险^[8-10]。德惠断陷钻遇的CO₂气藏主要分布在白垩系营城组和登娄库组，火石岭组钻遇无机CO₂气藏的风险尚无预测分析。同时，德惠断陷不同洼陷、不同层位主力烃源岩存在差异，而对“南油北气”的相态分布成因尚未讨论。

基于烃源岩地球化学特征分析、天然气组分分析、储层碳酸盐胶结物地球化学与流体包裹体测温等分析以及盆地模拟技术，开展烃源岩气源对比、烃源岩生烃演化恢复、油气成藏期次等研究，揭示“南油北气”相态分布成因以及烃源岩对油气成藏的控制作用，以期为德惠断陷白垩系天然气勘探开发提供地质依据。

松辽盆地是叠置于华北板块和西伯利亚板块之间的中—新生代陆相含油气盆地。德惠断陷位于松辽盆地中央断陷区南部，白垩系火石岭组、营城组已经展现出良好的油气勘探前景（图 1a）。德惠断陷发育于古生界变质基底之上，沉积盖层具有断、坳双重结构。断陷层自下而上划分为火石岭组、沙河子组、营城组和登娄库组；坳陷层划分为泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组、四方台组、明水组为油气成藏提供了丰富的储集空间。德惠断陷南和依安组（图 1b）。下白垩统火石岭组—沙河子组—部的农安南洼陷、中部华家洼陷和鲍家洼陷以及北营城组沉积时期发育多套烃源岩，岩性主要为暗色部郭家洼陷是当前勘探开发的重点，农安南洼陷火泥岩，夹少量煤和炭质泥岩^[11-12]。德惠断陷白垩系石岭组、登娄库组均钻遇了油藏，其他构造带以火发育碎屑岩、火山岩和火山碎屑岩等多种储集体，石岭组和营城组天然气藏为主。

图 1

Fig. 1

下载原图 图 1 松辽盆地德惠断陷白垩系构造单元划分（a）与岩性地层综合柱状图（b）（据文献[6]修改） Fig. 1 Division of tectonic units (a) and stratigraphic column (b) of Dehui Fault Depression, Songliao Basin

基于烃源岩地球化学实验分析结果，营城组烃源岩总有机碳（TOC）为0.2%~47.4%，主峰为1.0%~5.0%，占比67.1%；沙河子组烃源岩TOC为0.2%~45.9%，主峰为1.0%~5.0%，占比70.3%；火石岭组泥岩TOC为0.3%~67.5%，峰值特征不明显。火石岭组、沙河子组和营城组烃源岩TOC大于1.0% 的样品占比分别为88.1%，82.1% 和80.0%（图 2），3套烃源岩有机质丰度均较高，大部分样品达到好烃源岩的标准。

图 2

Fig. 2

下载原图 图 2 松辽盆地德惠断陷白垩系烃源岩有机质丰度 Fig. 2 Organic matter abundance of Cretaceous source rocks in Dehui fault depression, Songliao Basin

在HI-T_max图版中，德惠断陷白垩系烃源岩样品多集中于演化曲线终点，不能有效区分沉积有机质类型，但农安南洼陷火石岭组部分样品具有较高的氢指数，反映有机质类型好、倾油性较强（图 3）。不同类型有机质元素组成不同，低等水生生物来源的有机质富含类脂组，元素组成表现为“富氢贫氧”，反之为陆生高等植物来源特征。营城组烃源岩样品的H/C，O/C原子比分别为0.44~1.29，0.02~0.26，主要为Ⅱ—Ⅲ型干酪根；类型较好的烃源岩样品分布在鲍家洼陷（图 3a，3d）。沙河子组烃源岩样品的H/C，O/C原子比分别为0.20~1.17，0.01~0.14，主要为Ⅲ型有机质；类型较好的烃源岩样品分布在华家和农安南洼陷（图 3b，3e）。火石岭组烃源岩样品的H/C，O/C原子比分别为0.36~1.31，0.01~0.15，农安南洼陷烃源岩有机质类型以Ⅱ型为主，有较强的生油潜力，其他以Ⅲ型为主（图 3c，3f）。

图 3

Fig. 3

下载原图 图 3 松辽盆地德惠断陷白垩系烃源岩有机质类型 Fig. 3 Organic matter types of Cretaceous source rocks in Dehui fault depression, Songliao Basin

营城组、沙河子组、火石岭组烃源岩镜质体反射率（R_o）值分别为0.6%~2.5%，0.5%~2.2%，0.5%~2.4%。受后期构造运动影响，不同洼陷烃源岩层系埋深变化大，相同层系烃源岩Ro值均随深度增加而变大（图 4）。3套烃源岩整体处于成熟—高成熟阶段，鲍家和华家洼陷部分样品处于过成熟阶段，处于成熟阶段烃源岩样品主要来自农安南洼陷。

图 4

Fig. 4

下载原图 图 4 松辽盆地德惠断陷白垩系烃源岩有机质成熟度 Fig. 4 Organic matter maturity of Cretaceous source rocks in Dehui fault depression, Songliao Basin

沉积环境的地球化学条件是影响烃源岩性质的重要因素，如沉积水体盐度、氧化还原条件等。常用姥鲛烷（Pr）、植烷（Ph）比值（Pr/Ph）判断沉积环境的氧化还原条件，Pr/Ph＜0.5反映强还原环境，Pr/Ph为0.5~1.0反映还原环境，Pr/Ph为1.0~2.0反映弱还原—弱氧化环境，Pr/Ph > 2.0反映氧化环境^[13-15]。高含量的伽马蜡烷一般与高盐度水体分层有关，伽马蜡烷指数（伽马蜡烷/C30藿烷）可作为异常盐度的指示参数^[16-17]。鲍家洼陷和郭家洼陷营城组烃源岩Pr/Ph值小于1.5，反映还原环境；华家洼陷Pr/Ph值较高，反映弱氧化沉积环境。营城组烃源岩的伽马蜡烷相对含量较低，伽马蜡烷指数为0.1~0.3，指示淡水—微咸水沉积环境。沙河子组烃源岩Pr/Ph值均大于1.0，指示弱氧化及过渡的沉积环境；伽马蜡烷相对含量较低，大部分样品的伽马蜡烷指数值为0.1~0.4，指示淡水—微咸水沉积环境。火石岭组烃源岩Pr/Ph值为1.0，农安南洼陷和部分华家洼陷样品Pr/Ph值小于1.0，指示还原环境；合隆洼陷烃源岩Pr/Ph值相对较高，指示弱氧化沉积环境（图 5）；伽马蜡烷指数为0.1~0.3，指示淡水—半咸水沉积环境，在华家洼陷和农安南洼陷有少量样品略高（图 5）。

图 5

Fig. 5

下载原图 图 5 松辽盆地德惠断陷白垩系烃源岩沉积环境判别 Fig. 5 Identification of sedimentary environment of Cretaceous source rocks in Dehui fault depression, Songliao Basin

甾烷类化合物主要来自真核生物，以低等水生生物输入为主的烃源岩，C₂₇规则甾烷占优势；以陆源高等植物为主的烃源岩，C₂₉规则甾烷占优势^[18-19]。在规则甾烷组成中，由鲍家洼陷至郭家洼陷和华家洼陷，C₂₉规则甾烷含量逐渐增高，高等植物生源贡献增强（图 6）。规则甾烷组成中显示，沙河子组烃源岩有机质以混合生源和浮游植物生源为主；鲍家洼陷和华家洼陷火石岭组烃源岩以混合生源和浮游植物生源为主；农安南洼陷为浮游植物，C₂₇规则甾烷含量最高，生油能力明显增强（图 6）。

图 6

Fig. 6

下载原图 图 6 松辽盆地德惠断陷白垩系烃源岩沉积有机质母质来源判别（据文献[20-21]修改） 注：Ⅰ. 陆生植物；Ⅱ.陆生植物为主；Ⅲ.混合源；Ⅳ.藻类；Ⅴ.藻类为主；Ⅵ.浮游植物；Ⅶ.浮游植物为主。 Fig. 6 Source identification of organic matter of Cretaceous source rocks in Dehui fault depression, Songliao Basin

德惠断陷不同洼陷、不同层系的烃源岩干酪根类型与其母源沉积环境相对应。相较于沙河子组，火石岭组与营城组烃源岩形成于还原—弱还原、水体盐度较高的古湖泊环境，更有利于有机质富集与保存。农安南洼陷火石岭组烃源岩相较于北部，发育环境的还原性较强、水体盐度较高，烃源岩有机质生源中浮游生物、藻类与细菌等低等生物贡献较大，生油能力更强。

目前，德惠断陷白垩系发现的天然气主要分布在营城组和火石岭组，天然气组成差异大，含有烷烃气、CO₂和少量N₂等。烷烃气体积分数为2.0%~98.5%，CO₂体积分数为0.1%~96.5%，形成了烷烃气藏、混合气藏和CO₂气藏。烃类气体以甲烷含量最高，干燥系数（C₁/C_1-5）为0.78~0.98，平均为0.90，不同层系天然气以湿气为主。德惠断陷CO₂气藏或者混合气主要分布在断裂附近的营城组储层中。CO₂与烷烃气2种组分呈两端元的分布特征，具有明显的此消彼长关系，说明二者具有不同的成因来源^[8]。

根据戴金星等^[22-24]建立的中国天然气成因类型鉴别标准图版，研究区天然气成因类型多样，营城组有煤成气、油型气和未知类型天然气；沙河子组有煤成气、油型气；火石岭组有煤成气和碳同位素倒转混合气（图 7）。天然气成因类型受控于烃源岩母质类型，德惠断陷3套烃源岩均以高等植物生源形成的腐质型干酪根为主，也有一定数量的低等生源贡献，热演化过程中可形成煤成气和油型气。不同之处体现在，鲍家洼陷营城组3个气样（DS33井、DS83井和DS17-1井）显示未知类型成因，甲烷、乙烷碳同位素组成有倒转现象（δ¹³C₁ >δ¹³C₂），甲烷碳同位素明显偏重，重于营城组其他气样（图 7a，7b）。究其原因，该地区营城组有辉绿岩侵入，可能受岩浆高温烘烤作用影响；同时，营城组发育高浓度CO₂，可能受无机CO₂影响。沙河子组烷烃气碳同位素组成为正碳同位素序列（图 7c）。DS12井和DS94井火石岭组天然气为油型气，且有轻微的碳同位素倒转；其余样品为煤成气，乙烷、丙烷同位素倒转特征明显（δ¹³C₂>δ¹³C₃）（图 7d）。这种同位素倒转现象，也是鄂尔多斯盆地苏里格气田煤系天然气碳同位素倒转的主要特征，是由煤系烃源岩不同期次的天然气混合所造成^[25]。因此，研究区火石岭组天然气碳同位素倒转应该是同源、不同期天然气充注混合成藏的结果。

图 7

Fig. 7

下载原图 图 7 松辽盆地德惠断陷白垩系烷烃气成因类型及其碳同位素序列 注：Ⅰ. 煤成气；Ⅱ.油型气；Ⅲ.碳同位素倒转混合气；Ⅳ. 煤成气和（或）油型气；Ⅴ.生物气。 Fig. 7 Genetic types and carbon isotope sequences of Cretaceous alkane gas in Dehui fault depression, Songliao Basin

轻烃C₇馏分的相对含量常被用于判识天然气及原油的母质类型，甲基环己烷主要来源于高等植物的纤维素、木质素及糖类，而二甲基环戊烷可能主要来源于水生生物的环状类脂体，正庚烷被认为主要来源于细菌和藻类，但也会受成熟度的影响^[26]。营城组天然气中甲基环己烷含量高，应该为煤成气，不同于甲烷、乙烷同位素为未知成因的结果（图 8a）；火石岭组和沙河子组天然气分布区间一致，显示成气有机组分中腐泥组分贡献增高（图 8a）。

图 8

Fig. 8

下载原图 图 8 松辽盆地德惠断陷白垩系烃源岩轻烃参数特征 Fig. 8 Light hydrocarbon parameter characteristics of Cretaceous source rocks in Dehui fault depression, Songliao Basin

Thompson^[27]、江梦雅等^[28]基于大量烃源岩样品的轻烃分析发现，轻烃组成与其埋藏过程中经历的最高温度密切相关，庚烷值和异庚烷值可作为成熟度评价指标。分析结果显示，德惠断陷营城组天然气母质处于成熟阶段，DS12和DS94井火石岭组组天然气样品和沙河子组天然气母质处于高成熟阶段，其余火石岭组样品为成熟阶段（图 8b）。

根据Mango^[29]轻烃生成理论，2-甲基己烷（2-MH）、3-甲基己烷（3-MH）反映了干酪根中母体化合物的特征，而2，3-二甲基戊烷（2，3-DMP）、2，4-二甲基戊烷（2，4-DMP）则是由母体衍生的子体化合物。不同烃源岩形成环境的不同，导致构成烃源岩干酪根的结构有所不同，相似环境下的烃源岩生成的油气，轻烃参数会呈一致性，提出参数K₁[K₁=（2-MH+2，3-DMP）/（3-MH+2，4-DMP）]和参数K₂[（K₂ =P₃/（P₂ +N₂）]：P₃ = 3 EC5 +2，2 DMC5 +2，3 DMC5 +2，4 DMC5+3，3 DMC5+2，2，3 TMC4；P₂=2 MC6+3 MC6；N₂=1，t，3 DMCyC5 +1，c，3 DMCP+1，1 DMCP^[30]。因此，研究区天然气可以明显分为两大类，第一类以火石岭组和沙河子组天然气为主，具有较低的K₁和K₂值，与火石岭组和沙河子组烃源岩分布区间一致；第二类为营城组，K₁和K₂值显著增高，与营城组烃源岩的K₂值分布特征近似，但与K₁值差异较大（图 9）。

图 9

Fig. 9

下载原图 图 9 松辽盆地德惠断陷白垩系天然气轻烃参数特征与气源对比 Fig. 9 Light hydrocarbon parameter characteristics and gas source correlation of Cretaceous natural gas in Dehui fault depression, Songliao Basin

不同轻烃个体有不同结构，在相近的成熟演化阶段，来自于相同的母质应有类似的轻烃指纹特征。为了减少非母质遗传因素对轻烃组成的影响，选择相似的化学结构和沸点的轻烃单体进行匹配，用2个轻烃单体的组分浓度比值作为对比参数。以轻烃化合物峰面积比值构建了轻烃指纹参数，用于气源对比分析。相同的气源，其轻烃指纹参数相近或者参数系列变化趋势类似，反之，则不同源。火石岭组天然气轻烃指纹参数系列类似，总体显示相同的母质来源；郭家洼陷DS94井天然气表现为参数H值偏低、参数I和L值偏高（图 10a）。以DS12井火石岭组气样为例，该区无营城组烃源岩样品，与烃源岩热解气烃参数对比显示，天然气轻烃参数变化趋势与火石岭组和沙河子组烃源岩类似，考虑天然气运聚过程，火石岭组天然气母源应该以火石岭组烃源岩为主（图 10b）。鲍家洼陷的DS33井、DS83井与DS80井营城组天然气轻烃指纹特征相似，明显不同于火石岭组天然气，A—J系列参数曲线形态变化更为平缓（图 10c）。以DS33井天然气为例，轻烃指纹参数与营城组烃源岩十分相似，而与火石岭组烃源岩不同，尤其在“J-K-L”参数组合中，营城组天然气与烃源岩均为“V”型，反映正庚烷相对含量增高，推测主要来源于营城组烃源岩（图 10d）。因此，德惠断陷郭家洼陷、华家洼陷与农安南洼陷，油气源岩以火石岭组为主；鲍家洼陷营城组烃源岩有明显的气源贡献，为一套新发现的有效气源岩，拓展了德惠断陷天然气的勘探领域。

图 10

Fig. 10

下载原图 图 10 松辽盆地德惠断陷火石岭组、营城组天然气轻烃特征与气源对比 注：A. 正庚烷/（1，反-3-二甲基环戊烷、2-甲基己烷）；B.2，3-二甲基丁烷/2-甲基戊烷；C. 正己烷/（2，2-二甲基戊烷、甲基环戊烷）；D.3-甲基己烷/（1，1-二甲基环戊烷、1，顺-3-二甲基环戊烷）；E.1，反-3-二甲基环戊烷/1，反-2-二甲基环戊烷；F.环己烷/甲基环戊烷；G.2-甲基戊烷/3-甲基戊烷；H. 正庚烷/2-甲基己烷；I. 异戊烷/正戊烷；J.3-甲基戊烷/正己烷；K. 正庚烷/甲基环己烷；L.2-甲基戊烷/正己烷。 Fig. 10 Comparison of light hydrocarbon characteristics and gas-source comparisons of Cretaceous Huoshiling Formation and Yingcheng Formation in Dehui fault depression, Songliao Basin

含油气盆地中，CO₂的成因可以分为无机成因和有机成因两大类^{[23, 31-32]}。无机成因CO₂，包括地幔-岩浆脱气成因和岩石化学成因或碳酸盐热变质成因^{[23, 32]}。干酪根热降解或者裂解会生成有机CO₂，并与生成的有机酸、烃类流体共同运移聚集，是储层中碳酸盐胶结物与次生溶蚀孔隙形成的重要碳源和诱发因素；尤其对于腐质型干酪根，在高—过演化阶段累计生成的CO₂与CH₄变化规律近似，会逐渐增高^[33-34]。此外，还有烷烃组分与水作用发生热裂解、有机质受硫酸盐热化学还原作用和细菌硫还原作用也会产生大量的CO₂^[35]。对于德惠断陷CO₂的成因，通过CO₂含量、碳同位素组成判别，CO₂以无机成因为主，也有少量的有机成因气（图 11）。

图 11

Fig. 11

下载原图 图 11 松辽盆地德惠断陷火石岭组、营城组CO2成因类型判别 Fig. 11 Identification of CO2 genetic types of Cretaceous Huoshiling and Yingcheng Formations in comparison of Dehui fault depression, Songliao Basin

德惠断陷万金塔构造带、鲍家洼陷营城组均有CO₂发现，德惠断陷白垩系天然气主要包括幔源无机CO₂和有机烷烃气2个端元组分。其中，无机CO₂的分布受无机气源控制，主要表现在深大断裂发育的区域，随距离深大断裂距离变远，气藏中CO₂含量逐渐降低，直至演变为常规的烷烃气藏^{[8, 9, 36]}。近年来，在华家洼陷火石岭组也钻遇少量高含量CO₂气层，如DS65水平井在火石岭组钻遇高浓度CO₂气藏（摩尔分数为99%）。CO₂充注后，会对储层碳酸盐胶结物产生一定影响，其碳、氧同位素组成是判断碳源以及形成环境的重要指标。碳酸盐的δ¹³C值与其碳的来源有关，受有机碳影响则偏负值，与无机碳有关的则偏正值^[37]；而氧同位素组成对地层环境温度敏感，环境温度越高，氧同位素越偏负^[38-39]。分析显示，德惠断陷登娄库组—营城组—火石岭组储层碳酸盐胶结物发育（图 12a，12b），其δ¹⁸O值为-20.9‰~-13.5‰，随埋深加大表现为负偏移，指示成岩温度逐渐增高（图 12c）。δ¹³C值为-12.0‰~-0.9‰，随深度增大表现为正偏移，说明白垩系碳酸盐中碳受无机碳源影响有所增强（图 12d），白垩系储层钻遇无机CO₂气藏的风险增高。

图 12

Fig. 12

下载原图 图 12 松辽盆地德惠断陷白垩系储层碳酸盐胶结物及其碳、氧同位素组成随深度变化 （a）凝灰岩中方解石胶结物，DS16井，2 206.5 m，火石岭组；（b）凝灰岩中方解石胶结物阴极发光下呈亮橙色，DS94井，3 282.1 m，火石岭组；（c）碳酸盐胶结物氧同位素随深度变化；（d）碳酸盐胶结物氧同位素随深度变化。 Fig. 12 Changes of carbonate cements of Cretaceous reservoirs and their carbon and oxygen isotopic compositions with depth in Dehui fault depression, Songliao Basin

德惠断陷火石岭组、沙河子组经历早期快速沉降和后期缓慢抬升过程，不同洼陷的沉降速率、最大埋深和古地温梯度不同，造成烃源岩热演化过程不同。以主力烃源岩火石岭组为例，根据盆地模拟结果，北部郭家洼陷烃源岩达到最大生气速率的时间为登娄库组末期，华家洼陷为青山口组末期；农安南洼陷在嫩江组沉积末期、烃源岩埋深最大时，也只达到了成熟演化阶段（图 13）。农安南洼陷火石岭组沉积环境为弱还原性，烃源岩有机质生源中有一定的低等生物，有机质类型较好，发育倾油型干酪根，烃源岩热演化成熟度相比较于其他洼陷较低，正处于大量生油阶段。然而北部烃源岩古埋深大，烃源岩成熟早，甚至在最大埋深之前就达到了生气速率峰值（图 13）。烃源岩类型与热演化程度的差异，是造成德惠断陷“南油北气”相态分布的根本地质原因。

图 13

Fig. 13

下载原图 图 13 松辽盆地德惠断陷白垩系火石岭组烃源岩生烃演化对比 Fig. 13 Comparison of hydrocarbon generation evolution of Cretaceous Huoshiling Formation source rock in Dehui fault depression, Songliao Basin

德惠断陷白垩系烃源岩热演化历史的差异，控制了不同洼陷油气成藏期次的不同。以火石岭组油气成藏期次为例，郭家洼陷DS81井主要发育纯气相流体包裹体，伴生盐水包裹体均一温度主峰为100~115 ℃，反映连续充注成藏过程；结合埋藏史-热史关系，火石岭组油气充注时间为118~115 Ma，对应营城组早期。华家洼陷DS16井火石岭组也主要发育纯气相流体包裹体，包裹体均一温度分布呈双峰态，主峰分别为100~110 ℃和115~130 ℃，油气充注时间分别为96~92 Ma和87~82 Ma，分别对应泉头组中期和姚家组—嫩江组早期。农安南洼陷DS20井火石岭组发育油相和气液两相包裹体，伴生盐水包裹体均一温度主要为100~125℃，反映油气具有连续充注特征，时间为80~70 Ma，对应嫩江组中期—明水组早期（图 14）。因此，由北部郭家至中部华家和南部农安南洼陷，相同层位油气成藏期次依次推迟。

图 14

Fig. 14

下载原图 图 14 松辽盆地德惠断陷白垩系火石岭组储层流体包裹体均一温度分布与天然气成藏期次 Fig. 14 Uniform temperature distribution of fluid inclusions of Cretaceous Huoshiling Formation and natural gas accumulation period in Dehui fault depression, Songliao Basin

德惠断陷深部发育各类断层-岩性、岩性圈闭，储层已经致密化，断层和源-储之间的连通孔隙是油气纵向运移的重要通道。气源对比显示，德惠断陷白垩系有机烷烃气的分布与气源岩密切相关，具有“近源成藏”特征。北部郭家洼陷DS94井火石岭组天然气为油型气，来自于郭家洼陷火石岭组烃源岩；华家洼陷火石岭组天然气以油型天然气为主，来自于华家洼陷火石岭组烃源岩；鲍家洼陷营城组天然气以煤型气为主，主要来自于鲍家洼陷营城组烃源岩；兰家洼陷营城组天然气以煤型气为主，主要来自于兰家洼陷营城组烃源岩^[40]。

德惠断陷白垩系发育的3套烃源岩，沉积后均遭受了抬升剥蚀。卢克宁^[4]通过结合单井与地震资料，预测了优质烃源岩的分布特征（图 15）。火石岭组优质烃源岩厚度中心位于DS20井—N103井一带，DS20井区最大厚度大于80 m（图 15a）；沙河子组沉积期，火山活动较弱，湖盆发生了最大规模的水体扩张，在断陷中部华家—鲍家—合隆洼陷发育半深湖相沉积，残余多个烃源岩厚度中心，最大残余厚度大于50 m（图 15b）；营城组烃源岩厚度中心继续向北部、东部迁移，残余烃源岩分布在郭家—鲍家—合隆—兰家一带，华家洼陷也有少量分布（图 15c）。总体而言，火石岭组烃源岩分布范围最广且连续性较强，营城组形成多个残余厚度中心，沙河子组烃源岩分布范围较小、厚度较小。对照单井试气结果可见，工业油气流井主要分布在烃源岩厚度中心附近，烃源岩厚度分布与油气藏分布吻合，再次佐证了德惠断陷深部油气有机成因以及烃源岩分布对油气藏分布的控制作用。

图 15

Fig. 15

下载原图 图 15 松辽盆地德惠断陷白垩系烃源岩厚度与工业气流井分布（据文献[4]修改） Fig. 15 Thickness distribution of Cretaceous source rocks and industrial gas wells in Dehui fault depression, Songliao Basin

综上所述，德惠断陷深部天然气的成因类型与主力气源岩分布吻合，均以本地烃源岩供气为主，油气沿断层或者储层连通孔隙，近源充注于储集层，白垩系烃源岩分布与热演化程度控制了天然气的分布以及相态差异（图 16）。

图 16

Fig. 16

下载原图 图 16 松辽盆地德惠断陷白垩系油气分布模式 Fig. 16 Hydrocarbon distribution model of Cretaceous system in in Dehui fault depression, Songliao Basin

（1）松辽盆地德惠断陷白垩系沙河子组、火石岭组和营城组烃源岩以处于成熟—高成熟阶段为主，农安南洼陷处于成熟生油气演化阶段；火石岭组与营城组烃源岩形成于还原—弱还原、水体盐度较高的古湖泊环境，农安南洼陷火石岭组烃源岩有机质生源中浮游植物贡献大，生油条件优于其他烃源岩。

（2）德惠断陷白垩系烷烃气以煤型气为主，有少量油型气；郭家、华家、农安南等洼陷火石岭组油气来自本地火石岭组烃源岩，鲍家洼陷营城组天然气可能来自本地营城组烃源岩；CO₂以无机幔源成因为主，火石岭组有钻遇有高含CO₂气层的风险。

（3）德惠断陷白垩系烃源岩有机质类型和热演化程度控制油气相态分布与成藏期次，北部火石岭组烃源岩生源构成以高等植物为主，且热演化生烃早，形成气藏且成藏早；南部火石岭组烃源岩生源中低等生物贡献较大，正处于成熟阶段，以油藏为主且成藏晚；烃源岩残余厚度控制油气藏分布，工业油气流井主要分布在烃源岩厚度中心附近。