塔里木盆地塔中隆起寒武系深層油氣地球化學(xué)特征及成因

史江龍，李 劍，李志生，郝愛(ài)勝

(1.中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 滲流流體力學(xué)研究所，河北 廊坊 065007；2.中國(guó)石油 勘探開(kāi)發(fā)研究院 廊坊分院，河北 廊坊 065007；3.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司 天然氣成藏與開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 廊坊 065007)

塔里木盆地塔中隆起寒武系深層油氣地球化學(xué)特征及成因

史江龍1,2,3，李 劍2,3，李志生2,3，郝愛(ài)勝2,3

(1.中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 滲流流體力學(xué)研究所，河北 廊坊 065007；2.中國(guó)石油 勘探開(kāi)發(fā)研究院 廊坊分院，河北 廊坊 065007；3.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司 天然氣成藏與開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 廊坊 065007)

塔中隆起寒武系碳酸鹽巖儲(chǔ)層油氣資源豐富，然而由于復(fù)雜的構(gòu)造地質(zhì)背景，油氣來(lái)源和天然氣類型還存在較大爭(zhēng)議。通過(guò)詳細(xì)分析ZS1井、ZS1C井和ZS5井寒武系不同層段中凝析油和天然氣的組成、碳同位素等特征，并結(jié)合寒武系-下奧陶統(tǒng)與中、上奧陶統(tǒng)烴源巖地球化學(xué)特征，對(duì)其油氣來(lái)源和天然氣成因類型進(jìn)行了判別。研究結(jié)果表明，該區(qū)天然氣為典型的腐泥型干酪根裂解氣，其中寒武系肖爾布拉克組天然氣干燥系數(shù)大于0.98，N2含量介于2.5%～4.0%，為過(guò)成熟干氣，且凝析油族組分與和飽和烴單體烴碳同位素偏重，nC9—nC20碳同位素介于-28.8‰～-26.3‰，表明油氣來(lái)源為寒武系-下奧陶統(tǒng)烴源巖。而寒武系阿瓦塔格組和吾松格爾組天然氣干燥系數(shù)介于0.63～0.78，N2含量介于0.2%～0.8%，為低成熟濕氣，且凝析油族組分和飽和烴單體烴碳同位素相對(duì)較輕，nC9—nC23碳同位素介于-37.25‰～-32.56‰，表明油氣來(lái)源為中、上奧陶統(tǒng)烴源巖。

天然氣類型；油氣源；有機(jī)地球化學(xué)；寒武系；塔中隆起；塔里木盆地

塔里木盆地塔中隆起下古生界發(fā)育大范圍分布的碳酸鹽巖儲(chǔ)層，油氣資源十分豐富，具有良好的勘探潛力，是塔里木盆地尋找大型油氣田的重點(diǎn)領(lǐng)域[1-2]。2013年ZS1井和ZS1C井獲得工業(yè)性油氣流，首次在寒武系鹽下白云巖中發(fā)現(xiàn)原生油氣藏，隨后在2014年，ZS5井再次突破并獲得良好的油氣顯示，從而揭開(kāi)了塔中隆起寒武系勘探的新篇章[3]。塔中隆起經(jīng)歷了長(zhǎng)期的構(gòu)造演化和多期疊加改造，斷裂、裂縫和不整合面異常發(fā)育，這一方面形成了油氣運(yùn)移成藏的輸導(dǎo)體系，另一方面卻使得該區(qū)油氣呈現(xiàn)多期成藏、多期調(diào)整、多期改造、油氣混源現(xiàn)象普遍等特點(diǎn)。至今，對(duì)該區(qū)油氣來(lái)源及天然氣類型的認(rèn)識(shí)仍存在較大的分歧，使得塔中隆起寒武系碳酸鹽巖油氣勘探受到影響。本文對(duì)ZS1井、ZS1C井和ZS5井寒武系不同碳酸鹽巖儲(chǔ)層的油氣地球化學(xué)特征進(jìn)行綜合分析，探討了其油氣母質(zhì)來(lái)源，并優(yōu)選出C1/C2-C2/C3，C1/C3-C2/C3，iC4/nC4-iC5/nC5海相成因天然氣判別圖版，對(duì)研究區(qū)的天然氣成因類型進(jìn)行了判識(shí)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

塔中隆起位于塔里木盆地中央隆起帶中部，北鄰滿加爾凹陷，南鄰塘古孜巴斯凹陷，西鄰巴楚低凸起，向東與塔東隆起相接，面積約3×104km2，呈北西-南東走向(圖1)。塔中隆起是一個(gè)長(zhǎng)期繼承性發(fā)育的大型古隆起，整個(gè)地區(qū)古生界發(fā)育較全，且存在廣泛分布的腐泥型烴源巖[4]和多套優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，因此具有良好的油氣成藏條件。塔中地區(qū)經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，斷裂異常發(fā)育，在中加里東期，塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶開(kāi)始活動(dòng)，形成大型逆沖斷裂帶，成為塔中古隆起的雛形；加里東晚期，塔中隆起發(fā)生強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，使得塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶發(fā)生逆沖形成復(fù)雜的斷裂坡折帶，隨后在桑塔木組沉積后期，該區(qū)發(fā)生最強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)，形成了塔中10號(hào)構(gòu)造帶和中央斷裂帶；在晚海西期塔中隆起最終定型，之后在印支期和喜馬拉雅期繼承性發(fā)展，表現(xiàn)為局部斷裂活動(dòng)和小幅度調(diào)整[5-6]。因此，該穩(wěn)定的繼承性古隆起為塔中地區(qū)古老海相碳酸鹽巖油氣藏的保存奠定了良好的基礎(chǔ)。塔中地區(qū)主要存在3期油氣成藏期，分別為晚加里東期、晚海西期和喜馬拉雅期，同時(shí)晚海西期和喜馬拉雅期也是重要的油氣調(diào)整期[7]。

圖1 塔中隆起構(gòu)造單元與油氣藏分布Fig.1 Structure units and hydrocarbon accumulation distribution in the Tazhong Uplift

研究區(qū)寒武系累計(jì)厚度約866～2 861 m，從上而下依次為上統(tǒng)丘里塔格組(3ql)、中統(tǒng)阿瓦塔格組(2a)和沙依里克組(2s)，下統(tǒng)包括吾松格爾組(1w)、肖爾布拉克組(1x)和玉爾吐斯組(1y)[8]。根據(jù)XH1井鉆遇的玉爾吐斯組烴源巖物性顯示，其有機(jī)碳含量(TOC)值介于1.0%～9.43%，平均為5.5%[4]。同時(shí)在阿克蘇地區(qū)野外剖面也發(fā)現(xiàn)了厚約10～15m的玉爾吐斯組烴源巖，TOC介于1.6%～14.3%。因此，寒武系玉爾吐斯組為一套優(yōu)質(zhì)烴源巖。迄今，塔中隆起有ZS1井、ZS1C井和ZS5井3口鉆井在寒武系鹽下白云巖獲得工業(yè)油氣流，其中ZS1井在阿瓦塔格組和肖爾布拉克組獲得油氣流，ZS1C井在肖爾布拉克組獲得天然氣流，ZS5井在吾松格爾組獲得油氣流。塔中地區(qū)寒武系鹽下白云巖的突破為該區(qū)油氣勘探揭示了一個(gè)重要的接替層系和勘探領(lǐng)域。

2 天然氣及其凝析油地球化學(xué)特征

2.1 烴類組成特征

根據(jù)已鉆遇的ZS5井、ZS1C井和ZS1井天然氣地球化學(xué)特征可知，ZS1C井和ZS1井肖爾布拉克組天然氣甲烷含量介于64.1%～78.3%，平均70.4%，重?zé)N含量介于0.8%～1.08%，平均0.93%，天然氣干燥系數(shù)(C1/C1+)大于0.98(表 1)，為典型的干氣，表明其熱演化程度較高。ZS1井阿瓦塔格組和ZS5井吾松格爾組天然氣中甲烷含量介于41.5%～68.6%，平均54.9%，重?zé)N含量介于19.67%～30.51%，平均23.7%，干燥系數(shù)介于0.63～0.78，天然氣明顯偏濕。塔中隆起奧陶系天然氣甲烷含量主要介于76.9%～93.1%，平均84.5%，重?zé)N含量介于3.03%～16.2%，平均8.4%，干燥系數(shù)介于0.82～0.99。因此，塔中隆起寒武系天然氣的烴類氣體含量相對(duì)較低，但重?zé)N含量變化較大，既存在干氣，也有濕氣，且干氣與濕氣在烴類組成特征上差異顯著。

表1 塔中隆起寒武系-奧陶系天然氣組分特征

2.2 非烴組成特征

塔中隆起天然氣非烴組分主要以CO2和N2為主，H2S含量均小于8 g/cm3，屬于低含H2S天然氣[9]。其中ZS1C井和ZS1井肖爾布拉克組天然氣中CO2含量介于14.4%～25.7%，平均20.5%，N2含量介于2.5%～4%，平均3.4%；ZS1井阿瓦塔格組和ZS5井吾松格爾組天然氣中CO2含量介于9.7%～14.9%，平均12.4%，N2含量介于0.2%～0.8%，平均0.48%。相比，塔中隆起奧陶系天然氣中CO2含量介于1.4%～5.4%，平均為3.3%，N2含量介于0.97%～3.93%，平均2.7%?？梢?jiàn)，塔中隆起寒武系天然氣中CO2含量明顯偏高，且寒武系肖爾布拉克組天然氣中N2含量相對(duì)較高(圖2)。

Littke等(1995)[10]通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)不同熱演化階段下有機(jī)質(zhì)生成氮?dú)獾乃俾蔬M(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明，隨著烴源巖熱演化程度增高，氮?dú)獾纳伤俾手饾u增大。到目前為止，國(guó)內(nèi)也有許多學(xué)者對(duì)塔中隆起天然氣中N2成因做了大量研究，主體認(rèn)為N2含量偏高主要與泥質(zhì)烴源巖在高-過(guò)成熟階段生成的天然氣有關(guān)[11-13]。通常，烴源巖熱演化程度越高，其生成天然氣中甲烷含量增高，同時(shí)天然氣干燥系數(shù)也逐漸增大[14-15]。因此，根據(jù)天然氣的干燥系數(shù)與N2含量，將寒武系天然氣劃分為兩種不同熱演化程度的類型:第①類天然氣干燥系數(shù)大于0.98，其成熟度相對(duì)較高，N2含量高于2.5%；第②類天然氣干燥系數(shù)小于0.8，其成熟度相對(duì)較低，N2含量低于0.8%(圖3)。這兩種不同熱演化程度的天然氣也預(yù)示著具有不同的母質(zhì)來(lái)源。

圖2 塔中隆起天然氣中N2與CO2含量關(guān)系Fig.2 Relationship between N2 and CO2 contents of the Cambrian gas in the Tazhong Uplift

2.3 天然氣碳同位素特征

烷烴氣碳同位素是探討天然氣成因類型、成熟度和氣源對(duì)比中應(yīng)用較廣、使用較為成熟的指標(biāo)參數(shù)。有機(jī)成因天然氣的碳同位素特征呈δ13C1<δ13C2<δ13C3<δ13C4，即正碳同位素序列；無(wú)機(jī)成因天然氣的碳同位素特征呈δ13C1>δ13C2>δ13C3>δ13C4，即負(fù)序列[16]。有機(jī)成因天然氣中，甲烷碳同位素主要與成熟度有關(guān)，且隨熱演化程度升高逐漸變重；乙烷碳同位素具有良好的母質(zhì)繼承性，受成熟度影響較小，主要與烴源巖母質(zhì)類型有關(guān)，通常δ13C2<-28‰為油型氣，δ13C2>-28‰為煤成氣[17-18]。研究區(qū)天然氣氦同位素3He/4He介于2×10-8～4×10-8[19]，且乙烷碳同位素介于-37.4‰～-34.4‰，均小于-28‰，因此不存在無(wú)機(jī)成因天然氣的混入，為典型的油型氣。塔中隆起寒武系天然氣甲烷碳同位素變化范圍較大，介于-51.4‰～-40.6‰，其中ZS1C井和ZS1井肖爾布拉克組天然氣甲烷碳同位素偏重，均大于-42.1‰，而ZS1井阿瓦塔格組和ZS5井吾松格爾組天然氣甲烷碳同位素偏輕，均小于-44.7‰。塔中隆起奧陶系天然氣甲烷碳同位素介于-52.7‰～-37.3‰(表2)。

圖3 塔中隆起寒武系天然氣干燥系數(shù)(C1/C1+)與N2含量關(guān)系Fig.3 Relationship between N2 content and drying coefficient(C1/C1+) of the Cambrian gas in the Tazhong Uplift

表2 塔中隆起寒武系-奧陶系天然氣碳同位素組成特征

Table 2 Carbon isotope composition characteristics of the Cambrian-Ordovician gas in the Tazhong Uplift

井號(hào)層位深度/mδ13C/‰CH4C2H6C3H8C4H10ZS1C1x6861～6944-41 4-34 8——-41 6-34 9——ZS12a6439～64581x6597～6835-44 7-35 5-33 9-26 0-46 1-35 5-33 9--42 1-35 0-31 9-30 0-40 6———ZS51w6562～6671-51 4-37 4-35 4-35 1TZ26O4374～4402-37 3-36 8-32 6-29 8TZ83O5666～5681-39 4-35 1-29 1—ZG11O6165～6631-48 7-34 1-29—ZG8O5893～6146-48 7-36 4-29 8-28 6ZG22O5605～5737-50 9-37 2-31 3—ZG16O6230～6269-52 7-35 7-29 7—TZ12O4652～4800-40 3-37 7-32 1-29 4TZ15O4656～4673-48 8-38 9-37 9-36 1TZ16O4248～4268-45 3-39 9-35-32 5ZG43O4363～4375-48 7-37 2-30 9—ZG45O4953～4982-50-38 2-31 5—

注:ZS1井和ZS1C井天然氣數(shù)據(jù)源自文獻(xiàn)[8]。

王鐵冠等(2014)[20]通過(guò)總結(jié)分析塔里木盆地海相天然氣碳同位素分布特征指出，源于奧陶系烴源巖的成熟-高成熟濕氣的甲烷碳同位素小于-42.5‰，烷烴氣碳同位素值分布曲線(δ13C1-δ13C4)斜率較陡；而源于寒武系烴源巖過(guò)成熟干氣的甲烷碳同位素大于-42.5‰，烷烴氣碳同位素值分布曲線的斜率較為平緩。塔中隆起寒武系-奧陶系天然氣主要為正碳同位素序列(圖4)，其中ZS1井(1x)，ZS1C井(1x)，TZ26井(O)，TZ83井(O)和TZ12井(O)甲烷碳同位素值介于-42.1‰～-37.3‰，均大于-42.5‰,且天然氣碳同位素分布曲線斜率較緩，為來(lái)源于寒武系烴源巖的天然氣。根據(jù)戴金星[16]提出的油型氣成熟度回歸方程δ13C1=15.80lgRo-42.20，結(jié)果表明天然氣成熟度Ro(鏡質(zhì)體反射率)介于1.01%～2.04%?？梢?jiàn)，部分天然氣成熟度偏低，應(yīng)該為寒武系烴源巖早期生成的天然氣或原油伴生氣；而ZS1C井(2a)，ZS5井(1w)，ZG8井(O)，ZG11井(O)，ZG16井(O)，ZG22井(O)，ZG45井(O)和ZG44井(O)等天然氣甲烷碳同位素介于-52.7‰～-44.7‰，均小于-42.5‰，且天然氣碳同位素分布曲線較陡，為來(lái)源于中、上奧陶統(tǒng)烴源巖的天然氣，其成熟度Ro介于0.22%～0.7%。

圖4 塔中隆起寒武系-奧陶系天然氣碳同位素組成特征Fig.4 Carbon isotope composition characteristics of the Cambrian-Ordovician gas in the Tazhong Uplift

2.4 天然氣中凝析油碳同位素特征

原油的碳同位素取決于其烴源巖的有機(jī)質(zhì)組成和沉積環(huán)境，不同母質(zhì)來(lái)源的原油碳同位素具有一定的差異，而相同來(lái)源的原油因成熟度產(chǎn)生的穩(wěn)定碳同位素組成δ13C差值不超過(guò)2‰～3‰[21-22]。從圖5中可以看出，ZS1井阿瓦塔格組和ZS5井吾松格爾組凝析油和凝析油族組分碳同位素相對(duì)較輕，與TZ201井中、上奧陶統(tǒng)烴源巖碳同位素相似，表明其母質(zhì)來(lái)源為中、上奧陶統(tǒng)烴源巖；而ZS1C井肖爾布拉克組凝析油和凝析油族組分碳同位素相對(duì)較重，與TD2井和庫(kù)南1井寒武系烴源巖具有相似的碳同位素分布特征，表明其母質(zhì)來(lái)源為寒武系烴源巖。

圖5 塔中隆起寒武系凝析油及族組成碳同位素值分布Fig.5 Carbon isotopes of the Cambrian condensate and group composition in the Tazhong Uplift

圖6 塔中隆起寒武系凝析油飽和烴單體烴碳同位素分布特征Fig.6 Carbon isotope characteristics of individual n-alkanes of the Cambrian condensate in the Tazhong Uplift

圖6可以看出，ZS1C井肖爾布拉克組凝析油飽和烴單體烴碳同位素較重，nC9—nC20間碳同位素介于-28.8‰～-26.3‰，與TC1井和TD2井寒武系烴源巖相似。而ZS1井阿瓦塔格組和ZS5井吾松格爾組凝析油單體烴碳同位素偏輕，nC9—nC23間碳同位素介于-37.25‰～-32.56‰，且隨著碳數(shù)增大，正構(gòu)烷烴的碳同位素逐漸變輕，與TZ45井原油和TZ201井中、上奧陶統(tǒng)泥質(zhì)灰?guī)r飽和烴單體烴碳同位素相似。因此，ZS1C井肖爾布拉克組凝析油為寒武系烴源巖的產(chǎn)物，而ZS1井阿瓦塔格組和ZS5井吾松格爾組凝析油為中、上奧陶統(tǒng)烴源巖的產(chǎn)物。

3 油氣成因判識(shí)

通過(guò)綜合判別塔中隆起寒武系天然氣組分、碳同位素，凝析油及飽和烴碳同位素可知，塔中隆起寒武系肖爾布拉克組天然氣為熱演化程度較高的干氣，甲烷碳同位素重于-42.5‰，且天然氣中凝析油族組分及飽和烴碳同位素與寒武系烴源巖特征相匹配，因此油氣母質(zhì)來(lái)源為寒武系烴源巖；塔中隆起寒武系吾松格爾組和阿瓦塔格組天然氣為熱演化程度較低的濕氣，甲烷碳同位素輕于-42.5‰，天然氣中凝析油族組分及飽和烴碳同位素與中、上奧陶統(tǒng)烴源巖特征相似，因此該凝析油為中、上奧陶統(tǒng)烴源巖的產(chǎn)物。由于塔中隆起發(fā)育一系列深切的北東向走滑斷裂和北西向Ⅰ號(hào)斷裂帶，這些斷裂形成了油氣的運(yùn)移的主要通道，尤其是走滑斷裂與Ⅰ號(hào)斷裂帶的交匯部位油氣能夠發(fā)生垂向運(yùn)移。據(jù)此，中、上奧陶統(tǒng)烴源巖生成的油氣沿著Ⅰ號(hào)斷裂帶向底部發(fā)生運(yùn)移，使得寒武系上部阿瓦塔格組和吾松格爾組白云巖儲(chǔ)層中充注了中、上奧陶統(tǒng)烴源巖生成的油氣，為“上生下儲(chǔ)型”。

4 干酪根裂解氣與原油裂解氣判識(shí)

有機(jī)成因天然氣有兩種生成途徑:一種是直接從干酪根上形成烷烴小分子的初次熱解氣，另一種為在熱力作用下，干酪根先形成的液態(tài)烴或原油發(fā)生二次裂解生成的原油裂解氣。多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者依據(jù)天然氣生成動(dòng)力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)，分別對(duì)干酪根裂解氣和原油裂解氣特征進(jìn)行了大量研究，并對(duì)不同成因類型的有機(jī)天然氣進(jìn)行了判別。Hill等(2003)[23]通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)指出，C2/C3與C2/iC4與成熟度有關(guān)，當(dāng)C2/C3值約為2，C2/iC4約為10時(shí)，天然氣成熟度Ro介于1.5%～1.6%。黃光輝等(2008)[24]，王云鵬等(2007)[25]，張敏等(2008)[15]通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)提出C1/C2，C2/C3，C1/C3，iC4/nC4與iC5/nC5等圖版，并對(duì)塔里木盆地和四川盆地海相成因天然氣的成因類型進(jìn)行了判別。塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)有兩套腐泥型烴源巖，分別為為寒武系-下奧陶統(tǒng)黑色泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r和中、上奧陶統(tǒng)泥質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)泥巖[26-30]。因此，針對(duì)腐泥型天然氣類型判別，優(yōu)選出C1/C2-C2/C3，C1/C3-C2/C3和iC4/nC4-iC5/nC5圖版作為原油裂解氣和干酪根裂解氣判別的指標(biāo)參數(shù)，并對(duì)塔中隆起寒武系天然氣的成因類型進(jìn)行綜合判別。

ZS1C井肖爾布拉克組天然氣C1/C2介于123.2～128.5，C1/C3介于391.9～398.2，C2/C3介于3.1～3.2；ZS1井肖爾布拉克組天然氣C1/C2介于147.5～166.3，C1/C3介于447.1～559.3，C2/C3介于3.1～3.4。根據(jù)黃光輝等(2008)[24]對(duì)輪南地區(qū)來(lái)源于中、上奧陶統(tǒng)烴源巖的YW2井原油和TZ12井奧陶系烴源巖進(jìn)行生烴模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果，即在成熟度相似的條件下，干酪根裂解氣的C1/C2和C1/C3比值明顯大于原油裂解氣，且天然氣干燥系數(shù)也明顯較高，可知ZS1井和ZS1C井肖爾布拉克組天然氣具有明顯干酪根裂解氣的特征(圖7)。ZS1井阿瓦塔格組天然氣和ZS5井吾松格爾組天然氣C1/C2介于4.3～6.1，C1/C3介于5.9～11.8，C2/C3介于1.4～1.9，其比值與肖爾布拉克組天然氣差異較大，這主要是天然氣成熟度不同造成的。

研究表明[31-33]，在高-過(guò)成熟度階段，地層中廣泛分布的分散液態(tài)烴是原油裂解氣的重要來(lái)源，且具有很好的天然氣成藏潛力。王云鵬等(2007)[25]通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，指出iC5/nC5<0.6時(shí)為分散液態(tài)烴裂解氣，0.60.85時(shí)，為干酪根裂解氣，同時(shí)結(jié)合Prinzhofer等(2000)[33]提出的研究成果(iC4/nC4<0.9是二次裂解氣)，提出了海相不同母質(zhì)來(lái)源的天然氣成因類型判別圖版(iC4/nC4-iC5/nC5)，并對(duì)四川盆地和塔里木盆地海相天然氣類型進(jìn)行了判別。圖8可以看出，塔中隆起ZS1井、ZS1C井和ZS5井的天然氣iC4/nC4均小于0.9，而iC5/nC5均大于0.85，表現(xiàn)為干酪根裂解氣的特點(diǎn)。

圖7 塔中隆起寒武系天然氣C1/C2-C2/C3(a)與C1/C3-C2/C3(b)關(guān)系(TZ12井和YW2井原油數(shù)據(jù)源自文獻(xiàn)[24])Fig.7 Relationship between C1/C2-C2/C3(a)and C1/C3-C2/C3(b)of the Cambrian gas in the Tazhong Uplift(The data of Well Tazhong12 kerogen and Well YW2 oil from reference[24])

根據(jù)C1/C2,C1/C3,C2/C3,iC4/nC4和iC5/nC5參數(shù)綜合判別結(jié)果可知，塔中隆起寒武系天然氣為典型的干酪根裂解氣，原油裂解氣不顯著。且ZS1C井和ZS1井肖爾布拉克組天然氣烴類組分比值(C1/C2、C1/C3、C2/C3)與ZS1井阿瓦塔格組和ZS5井吾松格爾組天然氣差異較大，表明兩者的母質(zhì)來(lái)源不同。

5 結(jié)論

1) 塔中隆起寒武系白云巖儲(chǔ)層中天然氣以烴類為主，重?zé)N含量變化較大，既存在干氣，也有濕氣；天然氣中非烴氣體主要為N2,CO2和H2S，其中N2,CO2含量相對(duì)較高，H2S含量相對(duì)較低，屬于低含H2S天然氣。

2) 根據(jù)天然氣干燥系數(shù)、N2含量和熱演化程度可將研究區(qū)天然氣劃分為兩類，一類為ZS1C井、ZS1井肖爾布拉克組過(guò)成熟干氣，天然氣甲烷碳同位素重于-42.5‰，且該層位凝析油碳同位素偏重，為寒武系-下奧陶統(tǒng)烴源巖晚期干酪根裂解氣；另一類為ZS1井阿瓦塔格組和ZS5井吾松格爾組低成熟濕氣，天然氣甲烷碳同位素小于-44.7‰，其凝析油碳同位素偏輕，屬于中、上奧陶系烴源巖在低成熟階段生成的干酪根裂解氣。

3) 塔中隆起經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，異常發(fā)育的斷裂對(duì)油氣聚集成藏具有控制作用，深切斷裂及斷裂的交匯部位是油氣發(fā)生垂向運(yùn)移優(yōu)勢(shì)通道。氣源綜合對(duì)比認(rèn)為研究區(qū)寒武系阿瓦塔格組和吾松格爾組油氣成藏組合為上生下儲(chǔ)型。

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(編輯 張亞雄)

Geochemical characteristics and origin of the deep Cambrian oil and gas in the Tazhong Uplift,Tarim Basin

Shi Jianglong1,2,3，Li Jian2,3，Li Zhisheng2,3，Hao Aisheng2,3

(1.InstituteofPorousFlowFluidMechanics,UniversityofChineseAcademyofSciences,Langfang,Heibei065007,China；2.ResearchInstituteofPetroleumExplorationandDevelopment-Langfang,PetroChina,Langfang,Heibei065007,China；3.TheKeyLaboratoryofGasReservoirFormationandDevelopment,CNPC,Langfang,Heibei065007,China)

The Cambrian carbonate reservoirs of Tazhong uplift is rich in oil and gas.However,there are different opinions on the origin and genetic types of oil and gas in this area due to the complex tectonic setting.In this paper,we studied the origin and genetic types of oil and gas through a detailed analysis of the composition and carbon isotope data of condensate oil and gas in different intervals of the Cambrian in ZS1,ZS1C and ZS5 wells and the geochemical characteristics of the Cambrian-Lower Ordovician and Middle-Upper Ordovician source rocks.The results indicate that the Cambrian gas in the Tazhong uplift is typical cracking gas of sapropelic kerogen.Gas in the Xiaoerbulake Formation is typical over-mature dry gas with a drying coefficient of higher than 0.98 and N2content of 2.5%～4.0%.The carbon isotopes of group composition and individual n-alkanes of condensate in the Xiaoerbulake Formation are relatively heavy.The carbon isotope of C9-C20n-alkane are -28.8‰～-26.3‰.These geochemistry characteristics indicate that the condensate oil and gas in the Xiaoerbulake Formation originated from the Cambrian-Lower Ordovician source rocks.While the natural gas in the Awatage and Wusonggeer Formations is low-mature wet gas with a drying coefficient of 0.63～0.78 and N2content of 0.2%～0.8%.The carbon isotope of group composition and individual n-alkanes of condensate in the Awatage and Wusonggeer Formations are relatively light.The carbon isotopes of C9-C23n-alkane are -37.25‰～-32.56‰.These geochemistry characteristics indicate that the condensate oil and gas in the Awatage and Wusonggeer Formations originated from the Middle-Upper Ordovician source rocks.

gas type,source of oil and gas,organic geochemistry,Cambrian,Tazhong Uplift,Tarim Basin

2016-09-20;

2017-02-20。

史江龍(1989—)，男，碩士研究生，油氣地質(zhì)地球化學(xué)。E-mail:shijl5118@163.com。

李劍(1966—)，男，教授，天然氣地球化學(xué)、天然氣成藏、天然氣資源評(píng)價(jià)。E-mail:lijian69@petrochina.com.cn。

國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05007)。

0253-9985(2017)02-0302-09

10.11743/ogg20170210

TE122.1

A