順北油田1號斷裂帶奧陶系原油地球化學(xué)特征

高曉歌，吳 鮮，洪才均，文山師

（1．長江大學(xué)，湖北荊州 434023；2．中國石油西北油田分公司勘探開發(fā)研究院）

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

順北油田位于塔里木盆地順托果勒低隆，西鄰阿瓦提坳陷，東為滿加爾坳陷，順北1號斷裂帶位于順托果勒低隆北部，斷穿，斷裂長約 24 km，為北東向左行走滑斷裂，平面幾何分段性強(qiáng)。地層缺失侏羅系，白堊系、二疊系、石炭系、泥盆系、志留系存在不同程度缺失，奧陶系中-下統(tǒng)碳酸鹽巖是主要目的層。2013年順北1井奧陶系一間房組酸壓測試獲 1.5 m3輕質(zhì)原油， 2015～2016年順北1-1H井等8口井均獲得高產(chǎn)工業(yè)油氣流，證實(shí)了斷穿基底的深大斷裂具有控藏、控富集的作用，但對于油氣的來源和成藏條件仍不清楚。本文通過分析順北1號走滑斷裂帶上獲得的油氣地球化學(xué)數(shù)據(jù)，結(jié)合鉆井資料、生產(chǎn)資料、溫壓測試資料，研究走滑斷裂帶油氣成藏機(jī)理，為勘探開發(fā)提供一定的依據(jù)。

2 原油地球化學(xué)特征分析

2.1 原油物理化學(xué)性質(zhì)

順北1號斷裂帶氣油比362～469，地面原油密度 0.770～0.811 g/cm3（20 ℃），平均 0.795 g/cm3，動力黏度 2.04～3.40 mPa·s（50 ℃）；含硫量0.088%～1.220%，平均 0.110%；含蠟量 3.19%～9.90%，平均5.45%；初餾點(diǎn)56.9 ℃～80.0 ℃，平均為 69.3 ℃，屬于低凝固點(diǎn)、高初餾點(diǎn)、低黏度、高含蠟、低含硫的揮發(fā)性原油（表1）。

表1 順北1號斷裂帶地面原油數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

2.2 原油母質(zhì)類型

順北1號斷裂帶奧陶系原油飽和烴Pr/Ph值為0.943～1.009，表明母質(zhì)來源于還原-強(qiáng)還原性的沉積環(huán)境。芳烴中芴含量5%～53%，硫芴含量42%～94%，氧芴含量0.2%～5.0%，二苯并噻吩、硫化氫含量均比周邊高，硫芴含量占絕對優(yōu)勢，表明原油母質(zhì)主要處于高鹽度或強(qiáng)還原環(huán)境。綜合以上分析，順北1號斷裂帶奧陶系原油母質(zhì)形成于偏強(qiáng)還原條件的海相沉積環(huán)境[1]。順北1號斷裂帶奧陶系原油飽和烴色譜 C21-/C22+為 2～7，輕質(zhì)組分占明顯優(yōu)勢，表明原油的有機(jī)質(zhì)豐度較高；C21+22/C28+29為2.758～7.216，表明母質(zhì)的有機(jī)質(zhì)類型好。

C29規(guī)則甾烷表現(xiàn)為中高含量（30%～65%），比北部低；C28規(guī)則甾烷含量相對較高（24%～28%），即母質(zhì)來源于浮游植物的成分要高些，這可能與順北地區(qū)下伏烴源巖所處的原始環(huán)境水溫較高有關(guān)，有利于浮游植物的沉淀；但總體顯示主體原油主要是浮游植物、藻類為主的母質(zhì)來源。順北1號斷裂帶原油規(guī)則甾烷呈典型的不對稱“V”字型分布，三環(huán)萜烷 C21/C23為 0.51～0.54，C23三環(huán)萜烷占明顯優(yōu)勢（表2），為海相原油特征。

順北、躍進(jìn)、托甫臺奧陶系原油輕烴組成中反映母質(zhì)類型的甲基環(huán)己烷指數(shù)（MCH）都相對集中（25%～45%），北部鄰區(qū)的躍進(jìn)地區(qū)奧陶系原油母質(zhì)以Ⅰ型為主，少量Ⅱ1型，托甫臺地區(qū)南部奧陶系原油母質(zhì)以Ⅰ型、Ⅱ1型為主。順北1號斷裂帶奧陶系原油MCH分布于 30%附近，生油條件相對北部地區(qū)更優(yōu)越。綜合分析表明，順北1號斷裂帶奧陶系原油為海相環(huán)境下的浮游植物、藻類為主的有機(jī)質(zhì)演化生成的海相原油（圖1）。

2.3 原油成熟度

表2 順北1號斷裂帶奧陶系原油飽和烴色質(zhì)參數(shù)

圖1 順北1區(qū)1號斷裂帶及周緣奧陶系原油輕烴組成特征

圖2 順北1號斷裂帶奧陶系原油芳烴組成成熟度判別

圖3 順北1號斷裂帶奧陶系原油飽和烴色譜

順北1號斷裂帶奧陶系原油成熟度高、含硫高，導(dǎo)致三降霍烷系列化合物和二苯并噻吩化合物指標(biāo)失真。本文主要以萘、菲系列化合物作為研究原油成熟度的主要指標(biāo)。順北1井區(qū)原油均為高成熟原油，比北邊的躍參、托普臺原油成熟度更高。順北1號主干斷裂帶原油相對附近的次級斷裂帶上的順北1井原油成熟度更高，表明1號主干斷裂帶是油氣充注的優(yōu)勢區(qū)，晚期高成熟油氣充注強(qiáng)度相對次級斷裂帶更強(qiáng)，是油氣富集的有利區(qū)（圖2）[2-4]。

2.4 原油保存條件分析

順北1號斷裂帶原油飽和烴色譜為單峰前峰型，主峰碳為nC12～nC15，譜圖基線平穩(wěn)（圖3），未見明顯“鼓包”，表明原油未經(jīng)歷明顯的水洗和生物降解等作用[5-7]。前人對塔里木盆地塔河油田奧陶系原油研究表明，25-降藿烷系列化合物的出現(xiàn)是原油遭受生物降解的標(biāo)志[8-9]。順北1號斷裂帶奧陶系原油藿烷化合物統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，均未檢出25-降藿烷系列化合物，表明順北1號斷裂帶原油保存條件良好。

3 油源對比分析

順北1號斷裂帶及周緣奧陶系原油伽馬蠟烷指數(shù)（伽馬蠟烷/C30藿烷、G/C30H）與C24四環(huán)萜烷/C26三環(huán)萜烷比值（C24TeT/C26TT）的關(guān)系表明，原油中的伽馬蠟烷指數(shù)較高（G/C30H＞0.1）、C24四環(huán)萜烷/C26三環(huán)萜烷值較低（C24TeT/C26TT＜1.5），顯示具有較高鹽度的還原環(huán)境，母質(zhì)類型主要以藻類、細(xì)菌為主。與塔里木臺盆區(qū)塔東2井寒武系烴源巖分布區(qū)間相似。順北地區(qū)奧陶系原油和肖爾布拉克剖面的寒武系黑色頁巖抽提物飽和烴色質(zhì)m/z191，m/z217譜圖進(jìn)行對比，露頭烴源巖由于暴露，成熟度與原油成熟度存在較大差異，但三環(huán)萜烷和甾烷等系列標(biāo)志化合物仍具有較好的相似性，綜合指示油源為本地寒武系玉爾吐斯組烴源巖（圖4）[10-11]。

圖4 順北奧陶系原油與肖爾布拉克寒武系玉爾吐斯組黑色頁巖質(zhì)譜對比

4 油氣運(yùn)移路徑

順北1號斷裂帶具有明顯的斷裂控儲、控藏特征。塔河地區(qū)一間房組頂面為角度不整合古風(fēng)化殼面，為油氣的側(cè)向運(yùn)移提供了優(yōu)勢通道；但順北地區(qū)一間房組頂面為一整合界面，不具備油氣側(cè)向運(yùn)移的條件，平面上油氣充注路徑效果較差，沒有明顯充注點(diǎn)。但是，鉆井、生產(chǎn)動態(tài)、溫壓動態(tài)資料指示油氣運(yùn)移路徑以沿?cái)嗔汛瓜蜻\(yùn)移為主。錄井資料顯示，一間房組-鷹山組均有較好的油氣顯示，表明垂向上都經(jīng)歷過油氣充注過程。從生產(chǎn)特征方面分析，斷穿基底主干斷裂帶相對附近次級斷裂帶產(chǎn)量更高，原油成熟度更高，晚期高成熟油氣充注程度更高，表明主干斷裂以垂向油氣充注為主，次級斷裂以橫向調(diào)整充注為主。溫壓動態(tài)資料分析表明，順北1號斷裂帶油藏中部的流溫和靜溫差5～13 ℃，按地溫梯度 1.94 ℃/100 m推算，油藏中深以下270～656 m參與供給（表3）。近期完成測試的順北1-10H井獲高產(chǎn)揮發(fā)性原油，表明流溫資料識別油藏動態(tài)是可信的。因此，順北地區(qū)奧陶系油氣以垂向運(yùn)移為主，斷穿基底的深大斷裂是油氣垂向運(yùn)移的主要通道。

5 結(jié)論

（1）順北1號斷裂帶奧陶系油藏為高氣油比未飽和揮發(fā)性油藏，原油母質(zhì)主要以強(qiáng)還原沉積環(huán)境下的海相浮游植物、藻類為主，干酪根為Ⅰ型，有機(jī)質(zhì)類型為腐泥型。

（2）順北1號斷裂帶奧陶系油源為本地寒武系玉爾吐斯組烴源巖，油藏中深開發(fā)動態(tài)流溫逐漸增大，表明油藏橫向面積小，沿?cái)嗔褞Эv向分布，斷穿基底的斷裂是油氣垂向運(yùn)移的主要通道。

（3）順北1號斷裂帶原油保存條件良好，原油處于高成熟演化階段，成熟度相對北部的躍進(jìn)、托普臺南、塔河主體區(qū)原油成熟度更高。優(yōu)質(zhì)的Ⅰ型干酪根、高熱演化程度階段的油氣充注和優(yōu)越的保存條件是順北1號斷裂帶形成優(yōu)質(zhì)揮發(fā)性油藏的主要原因。

表3 順北1號斷裂油藏中深靜溫、流溫統(tǒng)計(jì)