東海盆地麗水凹陷原油地球化學(xué)特征及其來源分析

王勇剛

（中海石油（中國）有限公司上海分公司，上海 200335）

1 地質(zhì)背景

麗水凹陷位于東海陸架盆地臺北坳陷西南部，總體走向NE，是在中生代殘留盆地基底上拉張斷陷形成的新生代單斷箕狀凹陷[1]。凹陷地質(zhì)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為東斷西超，內(nèi)部被中央潛山—披覆構(gòu)造帶分割為東、西兩個次凹[2-4]。麗水凹陷發(fā)育古新統(tǒng)（月桂峰組）及上古新統(tǒng)（靈峰組、明月峰組）發(fā)育兩套湖、海相生油層系[5-7]。目前整個麗水凹陷東、西次凹及靈峰潛山帶10余口井均不同程度見到油氣顯示，且西次凹的在XW36構(gòu)造獲工業(yè)性油氣流[8-13]，證實(shí)麗水凹陷具有良好的油氣資源勘探潛力。本文從對麗水凹陷已鉆井原油的地球化學(xué)特征入手，探討該凹陷的原油成因及來源，以期對麗水凹陷油氣勘探與開發(fā)提供依據(jù)。

2 原油地球化學(xué)特征

2.1 原油物性及族組成

麗水凹陷共4口井見到了原油，麗水西次凹構(gòu)造上原油密度、含蠟量和含硫量均很低（見表1），為凝析油；東次凹密度原油為0.82 g/cm3，屬于輕質(zhì)油；靈峰潛山帶原油為輕質(zhì)油，但含蠟量達(dá)到18.41%。原油族組分表明麗水西次凹飽和烴含量較低（平均69.13%），芳烴含量中等（平均29.12%），飽和烴/芳烴比值約2.2～2.7；麗水東次凹和靈峰潛山帶則飽和烴含量極高（平均90.88%），芳烴含量較低（平均3.24%）。不同區(qū)帶原油間組成差異明顯，表明不其生成母質(zhì)方面存在很大差異，應(yīng)該不是來源于同一套烴源巖。

表1 麗水凹陷原油基本物性及族組成Table 1 The properties and group compositiom of crude oil in Lishui Sag

2.2 原油輕烴組成特征

麗水西次凹的原油C8以前輕烴中以正構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴為主，苯和甲苯含量相對較低。東次凹原油甲基環(huán)戊烷（mcC5）、環(huán)己烷（cC6）和甲基環(huán)己烷（mcC6）的含量相對西次凹明顯較低，苯和甲苯的含量也低；靈峰潛山帶原油以甲基環(huán)己烷（mcC6）為最高，輕烴含量明顯低于東、西次凹原油（圖1）。

圖1 麗水凹陷原油輕烴色譜Fig.1 Gas chromatograms of crude oil in Lishui sag

根據(jù)C4～C7輕烴組成三角圖（圖2），西次凹的原油具有較高的環(huán)烷烴含量和較低的直鏈烷烴含量，而東次凹和靈峰潛山帶原油具有較高的直鏈烷烴含量和較低的環(huán)烷烴含量[14]，說明其母質(zhì)來源有一定的差異，其中西次凹原油中富含環(huán)烷烴，可能與陸源有機(jī)質(zhì)有關(guān)，而東次凹及靈峰潛山帶原油中正構(gòu)烷烴含量相對較高，其有機(jī)質(zhì)來源更偏腐泥型。

圖2 原油中C4-C7輕烴組成三角圖Fig.2 The trigonometric diagram of C4-C7 light hydrocarbon composition in crude oil

2.3 原油全烴組成特征

麗水西次凹的原油富含C8以前輕烴、中高碳數(shù)的烴類含量低，凝析油中類異戊二烯烷烴相對豐度較高，姥鮫烷的豐度甚至大于緊鄰nC17烷烴，Pr/nC17比值大于1.3，Ph/nC18也達(dá)到0.3以上，而且姥鮫烷呈現(xiàn)明顯的優(yōu)勢，Pr/Ph值大于5.0，反映出該原油可能來自氧化環(huán)境。東次凹和靈峰潛山帶原油以高碳數(shù)正構(gòu)烷烴為主，低碳數(shù)烷烴相對較低，原油中類異戊二烯烷烴豐度低，Pr/nC17值不到0.4，Ph/nC18不到0.1以上，Pr/Ph比值2.9～3.7，說明其來源于弱氧化環(huán)境。

根據(jù)原油的Pr/nC17和Ph/nC18關(guān)系圖，西次凹原油的母質(zhì)來源更偏向于腐植型，其成熟度也較低，這與輕烴得到的資料是一致的，說明其來源與煤系地層有關(guān)。東次凹和靈峰潛山帶原油成熟度較高且源巖有機(jī)質(zhì)類型為混合型（圖3）。

2.4 原油生物標(biāo)志物特征

麗水凹陷西次凹原油中生物標(biāo)志物的分布特征與東次凹和靈峰潛山帶既有相似的方面又存在不同的方面[15-16]，西次凹原油中C24四環(huán)萜烷相對于C26三環(huán)萜烷的豐度更高一些，C29藿烷相對于C30藿烷的豐度也略高一些，而C31以上藿烷相對與C30藿烷的豐度略低一些；在甾烷上，西次凹凝析油中重排甾烷、孕甾烷的含量明顯高。此外，西次凹原油中ααα-20S構(gòu)型甾烷的豐度也均較高，C29甾烷20S/(20S+20R)比值達(dá)到了0.46～0.47，均為成熟原油。

圖3 原油的Pr/nC17和Ph/nC18的相關(guān)關(guān)系Fig.3 The Pr/nC17 and Ph/nC18 Correlation diagram of crude oil

麗水凹陷東次凹和靈峰潛山帶原油生物標(biāo)志物組成與分布特征整體比較相似。在萜烷分布方面，三環(huán)萜烷的含量較高，C23三環(huán)萜烷豐度達(dá)到了C30藿烷的一半，三環(huán)萜烷/五環(huán)萜烷比值達(dá)到0.3左右；C24四環(huán)萜烷的含量低于C26三環(huán)萜烷或基本相當(dāng)；五環(huán)萜烷中Ts、C29Ts、C30重排萜烷的含量高，尤其是靈峰潛山帶原油這些化合物含量更高，Ts/Tm值甚至將近達(dá)3，C30重排/C30藿烷達(dá)到0.25；伽馬蠟烷的含量均較高，其中靈峰潛山帶原油原油基本上與C31藿烷22R的豐度相同，伽馬蠟烷/C31藿烷比值分別為0.42和0.26。在甾烷的分布方面，兩個原油均以規(guī)則甾烷為主，重排甾烷的豐度相對較低。雖然兩個原油ααα-20R C27、C28、C29規(guī)則甾烷均呈“V”字型分布，但靈峰潛山帶原油C29甾烷的豐度高于C27甾烷，而東次凹原油則是C29甾烷低于 C27甾烷，二者的 C27/ C29sterane(ααα 20R)差異明顯。從甾烷的分布還可以看出，兩個原油ααα-20S構(gòu)型甾烷的豐度也均較高，C29甾烷20S/(20S+20R)比值分別達(dá)到了0.45和0.48，均為成熟原油。

應(yīng)用甾烷C27-C28-C29相關(guān)關(guān)系圖（ααα-20R)對原油的母質(zhì)來源進(jìn)行了研究（圖4）。由圖可知，西次凹上的原油、東次凹的樣品相關(guān)性好，說明其來源比較一致，主要為混合來源，靈峰潛山帶原油母源主要為陸生。

3 原油油源對比

3.1 源巖生物標(biāo)志物特征

麗水凹陷縱向上發(fā)育明月峰組、靈峰組、月桂峰組三套烴源巖[17]，三套烴源巖分別具有一些可以互相區(qū)分的生物標(biāo)志物特征。其中明月峰組烴源巖類異戊二烯烷烴豐富，姥鮫烷、植烷豐度很高，甚至高于相鄰的正構(gòu)烷烴，且姥鮫烷含量明顯高于植烷，Pr/Ph比值通常大于4.0，明顯高于其他層位烴源巖，三環(huán)二萜類、Tm、C29藿烷、C31藿烷含量較高，Ts、C29Ts、伽馬蠟烷含量低，甾烷中以C29重排留烷及規(guī)則甾烷為主，C27、C28甾烷含量低為特征，指示出明月峰組下段為氧化條件下陸源有機(jī)質(zhì)輸入；靈峰組烴源巖Pr/Ph比值通常介于2.0～4.0，長鏈三環(huán)萜烷豐度低，以C23三環(huán)萜烷相對豐度最大，Ts、C29Ts、C30重排藿烷含量較高，伽馬蠟烷含量低，重排甾烷含量很高，C27、C29規(guī)則甾烷含量均較高，指示靈峰組烴源巖形成于微咸水環(huán)境，有機(jī)質(zhì)為以陸源輸入為主的混源輸入；月桂峰組烴源巖的Pr/Ph比值多小于2.0，長鏈三環(huán)萜烷豐度低，伽馬蠟烷、C29Ts含量低，Ts豐度低于Tm。甾烷以C29規(guī)則甾烷為主，C27甾烷含量次之，C28甾烷含量最少，指示其形成于微咸水環(huán)境，有機(jī)質(zhì)為以混源輸入為主。

圖4 麗水凹陷原油甾烷C27-C28-C29相關(guān)關(guān)系圖（ααα-20R)Fig.4 The C27-C28-C29 correlation diagram of sterane in cruede oil of Lishui sag

3.2 類異戊二烯烷烴分布特征對比

應(yīng)用Ph/nC18與Pr/nC17相關(guān)圖和Pr/nC17與Pr/Ph圖版進(jìn)行烴源巖與原油飽和烴對比分析。圖5表明麗水西次凹原油具有較高的Ph/nC18與Pr/nC17值，與麗水東、西次凹的靈峰組烴源巖相似；麗水東次凹及靈峰潛山帶原油原油具有較低的Ph/nC18與Pr/nC17值，與麗水東次凹月桂峰組烴源巖的特征相似。

圖5 麗水凹陷源巖與原油的Ph/nC18與Pr/nC17相關(guān)關(guān)系Fig.5 Correlation of Ph/nC18 and Pr/nC17 of crude oil and source rock in Lishui sag

同時，Pr/nC17與Pr/Ph圖版（圖6）顯示麗水西次凹陷原油Pr/nC17值高，其與靈峰組，特別是麗水西次凹靈峰組分布區(qū)域類似，說明麗水凹陷凝析油主要來自于麗水西次凹的靈峰組烴源巖；二烴源巖中麗水東次凹月桂峰組烴源巖與東次凹及靈峰潛山帶原油分布在同一區(qū)域，二者具有更為相似的類異戊二烯分布規(guī)律，說明月桂峰組其原油的烴源巖層。

圖6 麗水凹陷源巖與原油的Pr/nC17與Pr/Ph相關(guān)關(guān)系Fig.6 Correlation of Pr/nC17 and Pr/Ph of crude oil and source rock in Lishui sag

3.3 甾烷和萜烷類生物標(biāo)志物對比

麗水凹陷原油與各層系烴源巖C27-C28-C29甾烷的相關(guān)關(guān)系（圖7），明月峰組主要為高等植物來源，與原油的生烴母質(zhì)差異明顯，說明其不是麗水凹陷原油的油源，麗水凹陷靈峰組及月桂峰組與原油的生源類似[18-19]。

圖7 麗水凹陷源巖與原油C27-C28-C29相關(guān)關(guān)系Fig.7 Correlation of C27-C28-C29 ofcrude oil and source rock in Lishui sag

同時根據(jù)原油的甾烷、萜烷的生標(biāo)特征（圖8）與烴源巖進(jìn)行對比分析表明，麗水西次凹的原油主要來自麗水西次凹的靈峰組烴源巖，而東次凹及靈峰潛山帶的原油的油源巖為月桂峰組烴源巖。另外，盡管靈峰潛山原油與麗水東次凹相似，但也存在著一定差異（圖8），其中靈峰潛山帶的原油Ts、C29Ts、伽馬蠟烷的含量比東次凹的原油更高，相對地Ts/Tm、C29Ts/C29藿烷、伽馬蠟烷/C30藿烷的比值也較高，而C24四環(huán)萜烷、C27甾烷的相對含量更低于一些，分析其差異的原因主要是盡管兩者原油均來源于月桂峰組烴源巖，但其烴源灶區(qū)不同，東次凹的原油本身儲集于月桂峰組地層中，且緊鄰生烴中心，屬于典型自生自儲油藏[20-21]，油源為月桂峰組泥巖。靈峰潛山帶的原油位于麗水凹陷東、西次凹之間的隆起上，兩個凹陷均可供油。

圖8 麗水凹陷原油萜烷和甾烷質(zhì)量色譜圖Fig.8 Mass chromatograms of terpene and sterane of crude oil in Lishui sag

4 結(jié)論

（1）麗水凹陷東次凹及靈峰潛山帶為輕質(zhì)油，飽和烴含量高而芳烴含量低，類異戊二烯烷烴豐度低；西次凹陷原油為凝析油，飽和烴含量相對較低而芳烴含量高，類異戊二烯烷烴十分豐富，姥鮫烷豐度甚至大于相鄰的C27正構(gòu)烷烴。

（2）麗水東次凹和靈峰潛山帶的輕質(zhì)油中的三環(huán)萜烷、Ts、C29Ts、伽馬蠟烷含量相對較高，重排甾烷含量較低；西次凹凝析油中的三環(huán)萜烷、Ts、C29Ts、伽馬蠟烷含量也較高，重排甾烷含量高。

（3）麗水東次凹和靈峰潛山帶的輕質(zhì)油生物標(biāo)志物組成既相似但也存在一定差異，其原油均來源于月桂峰組烴源巖，但兩者的烴源灶不同，東次凹輕質(zhì)油是典型的月桂峰組自生自儲原油，靈峰潛山帶輕質(zhì)油的可能是東西兩個次凹月桂峰組的混合來源；麗水西次凹凝析油也呈現(xiàn)混源油特征，但其主要來自西次凹的月桂峰組和靈峰組的烴源貢獻(xiàn)。