庫車坳陷克拉蘇構(gòu)造帶西部原油地球化學(xué)特征研究

何 海，包建平，肖 飛 （油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室 （長江大學(xué)）長江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院，湖北武漢430100）

塔里木盆地庫車坳陷是在晚二疊世之前的古生代褶皺基礎(chǔ)上，經(jīng)歷晚二疊世－三疊紀的前陸盆地、侏羅－古近紀的伸展坳陷盆地和新近紀－第四紀陸內(nèi)前陸盆地的演化而形成的。坳陷中、西部的古近系庫姆格列木組膏鹽巖和坳陷東部的新近系吉迪克組膏泥巖構(gòu)成了中生界儲集層的良好封蓋層，使得庫車坳陷成為油氣十分富集的地區(qū)［1］?？死K構(gòu)造帶是該坳陷內(nèi)發(fā)育的一個條帶狀構(gòu)造，是庫車凹陷內(nèi)油氣富集的主要區(qū)域。為此，筆者針對庫車坳陷克拉蘇構(gòu)造帶西部原油地球化學(xué)特征進行了研究。

1 樣品與試驗

原油樣品取自克拉蘇構(gòu)造帶西部的大北、大宛齊、克拉2和克拉3含油氣單元。首先進行原油族組分分離，采用正己烷脫去原油中的瀝青質(zhì)，然后用Si O2－Al2O3柱色譜分離脫瀝青質(zhì)原油，分別用石油醚和二氯甲烷沖洗獲取飽和烴和芳烴餾分，最后對飽和烴組分進行色譜質(zhì)譜分析，試驗條件如下：色譜柱為 HP－25 ms石英彈性毛細柱 （30 m×0.25 mm×0.25μm）；升溫程序：50℃ 恒溫 2 min，從50～100℃的升溫速率為20℃／min，100～310℃的升溫速率為3℃／min，310℃恒溫15.5 min；進樣器溫度300℃；載氣為氦氣，流速為1.04 ml／min；檢測方式為全掃描，電離能量為70e V，離子源溫度為230℃。

2 生物標志化合物特征

2.1 正構(gòu)烷烴系列

研究區(qū)原油正構(gòu)烷烴分布完整，多呈單峰態(tài)、前鋒型分布模式，輕組分占優(yōu)勢為特征，原油中C21－／C22＋比值在2.04～42.54之間，且普遍大于4.0（見表1），可見該研究區(qū)原油為輕質(zhì)油或者凝析油。另外，原油CPI（碳優(yōu)勢指數(shù)）值在1.0左右 （見表1），沒有明顯的碳數(shù)優(yōu)勢，顯示出成熟原油的特征。

2.2 類異戊二烯烷烴系列

原油中類異戊二烯烷烴主要為植烷系列，植烷系列的組成特征與烴源巖的沉積環(huán)境密切相關(guān)［4］，克拉蘇構(gòu)造帶西部原油姥植比 （Pr／Ph）大于1.5，說明具有姥鮫烷占優(yōu)勢，但不同含油氣單元的原油姥植比不同 （見表1）。大北地區(qū)原油姥植比變化較大 （1.8～3.8說明），說明該地區(qū)的沉積環(huán)境由弱氧化變化到強氧化；大宛齊地區(qū)原油姥植比普遍大于2.5，說明該地區(qū)的沉積環(huán)境為偏氧化環(huán)境；克拉2、克拉3地區(qū)原油姥植比變化較小 （1.7～1.9），說明上述地區(qū)烴源巖沉積環(huán)境為弱氧化環(huán)境。高原油姥植比常作為判斷煤成油的地球化學(xué)指標［5］，由于大北、大宛齊地區(qū)原油姥植比較高，推測上述地區(qū)的原油可能為煤成油；克拉2、克拉3地區(qū)原油不具有煤成油的高姥植比特征，可以推測上述地區(qū)原油可能為另一類原油，即湖相油。

表1 研究區(qū)原油中生物標志物相關(guān)數(shù)據(jù)

2.3 補身烷系列

克拉蘇構(gòu)造帶西部原油中含有豐富的補身烷系列化合物，主要由補身烷、升補身烷及其重排化合物組成。研究區(qū)原油重排補身烷含量豐富，重排補身烷／8β（H）－補身烷比值在各個構(gòu)造單元有所不同（見表1），大北地區(qū)為0.93～2.40，大宛齊地區(qū)為1.15～2.88，克拉2和克拉3地區(qū)為0.47～0.78，可見大北、大宛齊地區(qū)原油重排補身烷含量比克拉2與克拉3地區(qū)的重排補身烷含量明顯要高，造成這種現(xiàn)象的原因可能是由于原油的來源不同［6］。大北、大宛齊地區(qū)原油應(yīng)來自煤系源巖，而克拉2、克拉3地區(qū)原油應(yīng)來自湖相源巖。

2.4 三環(huán)萜烷系列

該研究區(qū)不同含油氣單元所產(chǎn)原油具有不同的萜烷分布特征，同一含油氣單元也具有一定區(qū)別。大北地區(qū)原油三環(huán)萜烷中C19或者C20為主峰呈階梯狀分布模式，大宛齊地區(qū)原油中三環(huán)萜烷具有2種分布模式，即以C23為主峰呈正態(tài)分布模式和以C19為主峰呈階梯狀分布模式，而克拉2、克拉3地區(qū)原油三環(huán)萜烷是以C20（或C21）為主峰向兩端遞減的分布模式。煤成油中三環(huán)萜烷C19、C20的含量相對占優(yōu)［7］，由于大北和大宛齊地區(qū)原油中C19－20／C21－23比值基本大于1，而克拉2、克拉3地區(qū)原油中 C19－20／C21－23比值全部小于1，據(jù)此推測大北、大宛齊地區(qū)所產(chǎn)原油可能為煤成油，而克拉2、克拉3地區(qū)原油不具有煤成油的特征，可能為湖相油。

2.5 藿烷系列

研究區(qū)原油中藿烷系列化合物含量豐富，除了常見的藿烷類化合物外，研究區(qū)原油中還含有未知藿烷 （un C30），而且研究區(qū)原油中含有豐富的重排藿烷。由于未知藿烷與重排藿烷具有相似的地球化學(xué)意義，說明兩者都形成于酸性偏氧化環(huán)境，并與粘土礦物的催化作用有關(guān)，且煤系泥巖中具有豐富的粘土礦物，更有利于重排類化合物的形成［7－8］。另外，研究區(qū)未知藿烷和重排藿烷的含量在4個地區(qū)有所不同，大北、大宛齊地區(qū)原油中未知C30藿烷／C30藿烷 （un C30／C30）明顯高于克拉2與克拉3地區(qū) （見表1）。根據(jù)上述特征，可以推測大北、大宛齊地區(qū)原油可能為煤成油，克拉2、克拉3地區(qū)原油可能為為另一類陸相油，即湖相油。

2.6 甾烷系列特征

原油中的甾類化合物主要包括低分子量的孕甾烷系列、重排甾烷及C27－C29規(guī)則甾烷［9］。其中孕甾烷／規(guī)則甾烷 （C21－22／C27－29）值在0.07～0.26之間，在甾烷成熟度參數(shù)的有效范圍內(nèi)孕甾烷含量隨成熟度的增加而增大。規(guī)則甾烷中C29甾烷含量相對較高，C29／C27比值在1.37～3.02之間變化 （見表1），這與煤成油中C29甾烷含量高的特征相符［10］。另外，研究區(qū)原油中重排甾烷的含量也很高，重排甾烷／規(guī)則甾烷比值在0.12～0.46之間變化，大北、大宛齊地區(qū)原油重排甾烷相對含量明顯比克拉2、克拉3地區(qū)高，根據(jù)趙孟軍的研究成果［8］，可以推測大北、大宛齊地區(qū)原油可能為煤成油，克拉2、克拉3地區(qū)原油可能為湖相油。

3 結(jié) 論

1）大北、大宛齊地區(qū)原油具有高Pr／Ph、三環(huán)萜烷以C19或C20為主峰、未知藿烷和重排類生物標志物相對含量較高，規(guī)則甾烷中C29含量較高，分析認為上述地區(qū)原油可能為煤成油。

2）克拉2、克拉3原油Pr／Ph較低，三環(huán)萜烷以C21為主峰，未知藿烷和重排類生物標志物含量較低，分析認為上述地區(qū)原油可能為湖相油。

［1］何登發(fā)，周新源 .庫車坳陷的地質(zhì)結(jié)構(gòu)及其對大油氣田的控制作用 ［J］.大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2009，33（1）：19－32.

［2］張敏，朱楊明 .塔里木盆地庫車油氣系統(tǒng)原油地球化學(xué)特征 ［J］.地質(zhì)論評，1996，42（增刊）：229－235.

［3］包建平，朱翠山，張秋茶，等.庫車坳陷東部陽霞凹陷依南5井原油地球化學(xué)特征研究 ［J］.石油天然氣學(xué)報 （江漢石油學(xué)院學(xué)報），2009，31 （6）：25－31.

［4］包建平，朱翠山 .北部灣盆地不同凹陷原油生物標志物分布與組成特征 ［J］.沉積學(xué)報，2007，25（4）：646－652.

［5］朱翠山，包建平 .三塘湖盆地煤成油地球化學(xué)特征 ［J］.江漢石油學(xué)院學(xué)報，2001，23（1）：9－13.

［6］李建明 .柴西南七個泉油田原油地球化學(xué)特征研究 ［J］.石油天然氣學(xué)報 （江漢石油學(xué)院學(xué)報），2011，33（1）：19－20.

［7］Peters K E，Moldowan J M.The biomarker guide：interpreting molecular fossils in petroleum and ancient sedi ments.Prentice Hall，Englewood Cliffs，New Jersey 07632，1993.

［8］趙孟軍，張水昌.17α（H）－重排藿烷在塔里木盆地中的指相意義 ［J］.石油勘探與開發(fā)，2001，28（1）：36－38.

［9］李素梅，王鐵冠，張水昌 .塔北輪南地區(qū)油氣成因與成藏探討 ［J］.西安石油大學(xué)學(xué)報 （自然科學(xué)版），2004，19（4）：13－18.

［10］王雪，遲宏一 .松遼及外圍盆地煤成油的有機地球化學(xué)特征 ［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2001，20（5）：3－5.