中拐凸起石炭系油藏油氣成因分析①

李際

摘 要：對三個(gè)凹陷的石炭系和二疊系烴源巖地化特征進(jìn)行研究，表明石炭系烴源巖為差的烴源巖，佳木河組烴源巖為中等烴源巖，風(fēng)城組和烏爾禾組烴源巖為中等-好的烴源巖，具有較強(qiáng)的生烴潛力。中拐凸起石炭系原油地球化學(xué)特征研究表明該區(qū)原油分為兩類，第一類來源于二疊系風(fēng)城組烴源巖，第二類來源于二疊系烏爾禾組烴源巖。石炭系油藏至少存在兩期油氣成藏。

關(guān)鍵詞：準(zhǔn)噶爾盆地 中拐凸起 原油 地球化學(xué)特征 成因 石炭系

中圖分類號：TE1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（b）-0253-02

1 地質(zhì)背景

中拐凸起位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣克-烏斷裂帶和紅車斷裂帶的轉(zhuǎn)換部位，三面臨凹，東北面為瑪湖凹陷、東面與盆1井西凹陷接壤、南面緊鄰沙灣凹陷，是油氣運(yùn)移和聚集的有利區(qū)[1]。其主體形態(tài)為一寬緩鼻狀古隆起，自紅車斷裂帶沿南東方向向準(zhǔn)噶爾盆地傾沒，勘探面積2200km2。石炭系是區(qū)內(nèi)主要的含油層系之一，該區(qū)石炭系為典型的火山巖儲層，儲層巖性以火山角礫巖、安山巖為主，其次為凝灰?guī)r和玄武巖，該儲層孔隙度2%～12%，滲透率（0.1～l）x10-3μm2，屬低孔一超低滲儲層[2-3]。

2 烴源巖評價(jià)

2.1 石炭系烴源巖

石炭系烴源巖主要為黑色凝灰?guī)r、深灰色凝灰?guī)r。有機(jī)質(zhì)豐度較高，有機(jī)碳含量為0.64%～1.69%，氯仿瀝青“A”含量為0.0080%～0.0676%，生烴潛量為0.22～6.12mg/g，該套烴源巖為差烴源巖。從氫指數(shù)和S1+S2看，反映出腐殖型母質(zhì)的特征。有機(jī)元素H/C原子比小于0.80，也反映出腐殖型的母質(zhì)類型特征。Tmax為448℃～476℃，源巖處于成熟-高成熟階段。因此，綜合評價(jià)認(rèn)為該套烴源巖處于成熟～高成熟的腐殖型母質(zhì)的差烴源巖，其生烴潛力有限。

石炭系烴源巖碳同位素較重，氯仿瀝青“A”碳同位素δ13C值為-23.84‰～-27.42‰。飽和烴分布完整，姥植比較低（0.92～1.44）。三環(huán)萜烷以C20為最高，C20、C21、C23內(nèi)分布主要呈下降型分布，三環(huán)C23/C19值小于5.0， 三環(huán)C23/C21小于1.0。Ts/Tm比值較大于0.29。在規(guī)則甾烷分布中C27、C28、C29甾烷呈上升型分布，C29甾烷占優(yōu)勢。成熟度參數(shù)αααC2920S/（20S+20R）為0.46 ～0.54，處入成熟～高成熟演化階段。

2.2 二疊系烴源巖

二疊系佳木河組烴源巖為凝灰?guī)r、粉砂質(zhì)泥巖。有機(jī)碳含量為0.085%～2.0%，平均為0.66%，氯仿瀝青“A”含量為0.0014%～0.0096%，S1+S2平均為3.25mg/g。有機(jī)質(zhì)類型以III型為主，個(gè)別為II。實(shí)測Ro為1.38%～1.9%。綜合評價(jià)佳木河組烴源巖為一套成熟-高成熟的腐質(zhì)型母質(zhì)的中等烴源巖，具有一定的生烴能力。

佳木河組烴源巖的干酪根碳同位素較重，一般大于-23‰，Pr/Ph一般小于1.0，三環(huán)萜烷C20、C21、和C23分布主要以下降型為主，三環(huán)C23/C19值大于6.0，含有胡蘿卜烷、Ts、伽馬蠟烷、妊烷和高妊烷，C27規(guī)則甾烷相對含量一般略高于C28規(guī)則甾烷。

二疊系風(fēng)城組為海陸過渡的咸化環(huán)境下的殘留海-瀉湖相沉積，巖性為灰黑色泥巖、灰黑色白云質(zhì)泥巖、凝灰質(zhì)白云巖。有機(jī)碳含量平均為1.26%，氯仿瀝青“A”含量平均為0.1493%，總烴含量平均為0.0820%，S1+S2平均為5.73mg/g，有機(jī)質(zhì)類型多為I～I(xiàn)I型，Ro為0.85%～1.56%。綜合評價(jià)風(fēng)城組烴源巖為一套成熟-高成熟的腐泥型母質(zhì)的中等-好的烴源巖，其生烴潛力較強(qiáng)。

風(fēng)城組烴源巖的碳同位素較輕，氯仿瀝青“A”碳同位素δ13C值為-29.84‰～-31.46‰。飽和烴分布完整，姥植比較低，其值為0.72～1.03。三環(huán)萜烷C20、C21、C23呈上升型分布，三環(huán)C23/C19值大于6.0。在規(guī)則甾烷分布中C27、C28、C29甾烷呈上升型分布，C29甾烷占優(yōu)勢。成熟度參數(shù)αααC2920S/（20S+20R）值為0.42～0.49，處入成熟-高成熟演化階段。

二疊系烏爾禾組烴源巖一套內(nèi)陸湖泊的淺湖相—半深水湖相沉積，巖性為灰黑色泥巖、灰黑色白云質(zhì)泥巖、灰色粉砂質(zhì)泥巖。有機(jī)碳含量平均為0.7%～1.4%，氯仿瀝青“A”含量為0.0084%～0.1395%，有機(jī)質(zhì)類型主要為II型，個(gè)別為型III型，Ro為0.69%～1.38%。綜合評價(jià)烏爾禾組烴源巖為一套成熟的混合型母質(zhì)的中等-好的烴源巖，其生烴潛力較強(qiáng)。

烏爾禾組烴源碳同位素比風(fēng)城組烴源巖要重，氯仿瀝青“A”碳同位素δ13C值為-28.34‰～-29.21‰。飽和烴分布完整，姥植比較低（0.83～1.36）。三環(huán)萜烷C20、C21、C23呈山峰型分布，三環(huán)C23/C19值大于6.0。在規(guī)則甾烷分布中C27、C28、C29甾烷呈上升型分布，C29甾烷占優(yōu)勢。成熟度參數(shù)αααC2920S/（20S+20R）值為0.39～0.45，處入成熟演化階段。

烴源巖的熱演化史研究表明，佳木河組烴源巖的主要生油期為早二疊世至三疊紀(jì)，侏羅紀(jì)進(jìn)入大量生氣階段。風(fēng)城組烴源巖的主要生油期為晚二疊世—晚三疊世，侏羅紀(jì)以后進(jìn)入大量生氣階段。烏爾禾組烴源巖的主要生油期為侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)，第三紀(jì)以后進(jìn)入大量生氣階段。

3 原油地球化學(xué)特征-

石炭系油藏原油分為兩類，第一類原油的碳同位素較輕，其δ13C值為-29.14‰～-30.63‰。飽和烴分布完整，姥植比較低（0.72～1.21）。在萜烷分布中三環(huán)萜烷 C20、C21、C23呈山峰型分布，C23/C19值大于6.0，Ts/Tm比值小于0.4。在規(guī)則甾烷分布中，C27、C28、C29規(guī)則甾烷呈上升型分布，C29甾烷占優(yōu)勢。成熟度參數(shù)αααC2920S/（20S+20R）值為0.40～0.50，為成熟油。在m/z 177質(zhì)譜圖中有25-降藿烷，表明早期原油遭受過生物降解。第二類原油的碳同位素較輕，其δ13C值為-29.34‰～-31.34‰。飽和烴分布完整，姥植比較低，其值為0.65～0.97。在萜烷分布中三環(huán)萜烷C20、C21、C23呈上升型分布，C23/C19值大于6.0，Ts/Tm比值小于0.4。在規(guī)則甾烷分布中，C27、C28、C29規(guī)則甾烷呈上升型分布，C29甾烷占優(yōu)勢。成熟度參數(shù)dddC2920S/（20S+20R）值為0.41～0.52，為成熟油。在m/z 177質(zhì)譜圖中有25-降藿烷，表明早期原油遭受過生物降解。

4 油氣成因

從石炭系烴源巖和原油地球化學(xué)特征來看，中拐凸起石炭系原油與石炭系烴源巖沒有親緣關(guān)系，原油不是來源于石炭系烴源巖。第一類原油的地化特征與烏爾禾組烴源巖具有親緣關(guān)系，該類原油來源于二疊系烏爾禾組烴源巖[4]。第二類原油的地化特征與風(fēng)城組烴源巖具有親緣關(guān)系，該類原油來源于二疊系風(fēng)城組烴源巖[4]。

5 油氣成藏分析

從原油的飽和烴色譜圖可以看出原油飽和烴分布完整，沒有遭受生物降解。而在m/z177 質(zhì)量色譜圖中存在25-降藿烷系列化合物，表明原油遭受過嚴(yán)重的生物降解，出現(xiàn)現(xiàn)今油藏原油面貌的原因是早期原油遭受嚴(yán)重生物降解，后期生成的原油沒有遭受生物降解，該原油注入從而表現(xiàn)出原油飽和烴分布完整，而出現(xiàn)25-降藿烷系列化合物的特征。因此石炭系原油至少存在兩期油氣成藏。

6 結(jié)語

（1）石炭系烴源巖為一套成熟～高成熟的腐植型的差烴源巖，其生烴潛力有限；佳木河組烴源巖為一套成熟-高成熟的腐質(zhì)型母質(zhì)的中等烴源巖，具有一定的生烴能力；風(fēng)城組烴源巖為一套成熟-高成熟的腐泥型母質(zhì)的中等-好的烴源巖，其生烴潛力較強(qiáng)；烏爾禾組烴源巖為一套成熟的混合型母質(zhì)的中等-好的烴源巖，其生烴潛力較強(qiáng)。

（2）石炭系油藏第一類原油來源于二疊系烏爾禾組烴源巖，第二類原油來源于二疊系風(fēng)城組烴源巖。

（3）中拐凸起石炭系原油至少存在兩期油氣成藏。

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