準(zhǔn)噶爾盆地南緣霍瑪吐背斜帶油氣源對(duì)比研究

楊見 何寅 王振齊

摘要：所謂油氣源對(duì)比，是從成因關(guān)系出發(fā)，將含油氣盆地油氣與烴源巖之間進(jìn)行對(duì)比，從而分析已聚集油氣的來源，將油氣和烴源巖一一對(duì)應(yīng)。其原理是根據(jù)有機(jī)化學(xué)的知識(shí)，確定對(duì)比參數(shù)，從而分析油、氣及與源巖之間的配置關(guān)系。文章是對(duì)比原油（天然氣）和烴源巖之間相同餾分中某種成分的含量，確定了原油A、B、C三大類及其地球化學(xué)特征和標(biāo)志性特征。結(jié)果可對(duì)分析油氣朝哪個(gè)方向運(yùn)移、運(yùn)移距離和油氣的次生變化，尋找油氣聚集帶，確定有利的勘探區(qū)域，為油氣開發(fā)提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：參數(shù)比值;油氣;有機(jī)質(zhì);同位素

中圖分類號(hào)：TEl32.1;P618.13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2019）09-0020-06

準(zhǔn)噶爾盆地南緣前陸沖斷帶作為中國(guó)中西部前陸盆地的重要組成部分，是目前中國(guó)西部最重要的油氣勘探領(lǐng)域，對(duì)油氣資源的供應(yīng)起至關(guān)重要的作用。研究區(qū)南緣霍瑪吐背斜帶位于準(zhǔn)噶爾盆地北天山山前沖斷帶的二級(jí)構(gòu)造單元上，南為齊古斷褶帶，北是中央凹陷的南斜坡?；衄斖卤承睅Х职讏紫禆|溝組、古近系紫泥泉子組和安集海河組、新近系沙灣組。目前，研究區(qū)南緣霍瑪吐背斜帶中原油與烴源巖之間關(guān)系不明確，所以從原油地化特征分類和原油的來源分析兩個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比分析，明確之間的關(guān)系。

1原油地化特征分類

之所以進(jìn)行油油對(duì)比，是為了明確原油之間的差異，方便進(jìn)一步進(jìn)行油源對(duì)比，分析成藏規(guī)律闈。從油氣的地球化學(xué)特征中提取大量的信息，例如烴源巖的沉積環(huán)境，形成油氣有機(jī)質(zhì)的成熟度等，按照地化指標(biāo)的差異將油氣分為不同的類型，可以更加精細(xì)地推斷油氣形成的條件。本次研究主要從分析原油全油及其族組分碳同位素組成人手，提取原油的生物標(biāo)志化合物色譜、色譜—質(zhì)譜圖特征及其包含的參數(shù)比值，包括姥植比、伽馬蠟烷指數(shù)、三環(huán)萜烷伍環(huán)萜烷等如表1所示。通過對(duì)比研究將工區(qū)的原油分為A、B、C三大類如圖所示。

1.1A類原油地化特征

A類原油出現(xiàn)在霍瑪吐地區(qū)、安集海地區(qū)和呼圖壁地區(qū)，主要集中在第二排和第三排背斜，含油層為古近系紫泥泉子組。該類原油碳同位素介于27.94%0～30.75%0區(qū)間內(nèi)，碳同位素較輕，全油及族組分碳同位素組成中，芳烴含量最高，其次為非烴和原油，烷烴含量最少;類異戊二烯烷烴中植烷含量較為突出，同時(shí)含有一些β-胡蘿卜烷，姥植比Pr/Ph最大值為0.9，最小值為0.47三環(huán)萜烷含量占明顯優(yōu)勢(shì)，其中C19的含量最高，C20、C21、C23含量依次降低;C24四環(huán)萜烷含量處于較低水平，C24四環(huán)萜烷與C26三比值處于0.27-0.80之間，沒有超過1.0;三環(huán)萜烷與五環(huán)萜烷比值的最大值為2.5，最小值為0.4，三環(huán)萜烷含量較高，是因?yàn)橛蜌饽纲|(zhì)所處的環(huán)境含有大量水生生物;ααα-20R規(guī)則甾烷中C27、C28、C29的排列方式為“V”形，C27、C29具有較高含量，重排甾烷、孕甾烷比較常見，證明了油氣母質(zhì)來自于藻類等水生生物，不排除陸源有機(jī)質(zhì)的影響;五環(huán)三萜烷中，γ蠟烷與C30藿烷的比值在0.2以上，γ蠟玩含量較高，說明油氣所處的環(huán)境具有還原性;C29甾烷20S/（20S+20R）介于0.37～0.49之間如圖2所示。A類原油的母質(zhì)來源以低等水生生物為主，其類型應(yīng)以腐泥型為主，腐殖型占有一定的比例，沉積環(huán)境為偏還原半深一深湖相，原油為低熟一成熟原油。

1.2B類原油地化特征

B類原油主要聚集在齊古背斜，分布層位主要為下侏羅統(tǒng)八道灣組。該類原油全油碳同位素處于-26.14‰--28.82‰之間，碳同位素比A類原油重，全油及族組分碳同位素組成芳烴含量最多，其次為非烴和原油，烷烴含量最少;類異戊二烯烷烴中姥鮫烷占明顯優(yōu)勢(shì)，Pr/Ph值在2.23～2.28之間，不含β-胡蘿卜烷，三環(huán)萜烷中C19含量最高，C20和C21的含量依次減少，個(gè)別樣品中C20、C21三環(huán)萜烷含量較高，略高于C19三環(huán)萜烷;五環(huán)三萜烷中的γ蠟烷與C30藿烷的比值處于0.04～0.06之間，與A類原油相比，其γ蠟烷含量處于較低水平。從姥植比和γ蠟烷含量可以看出，B類原油在形成階段的沉積環(huán)境具有較強(qiáng)的氧化性;B類原油C24四環(huán)萜烷含量較高，要高于A類原油，C24四環(huán)萜烷與C26三環(huán)萜烷的比值大于1.81小于2.30;三環(huán)萜烷與五環(huán)萜烷的比值最小為0.04，最大值為0.34。規(guī)則甾烷中C27含量極低，C28、C29含量依次增多，其中藻甾烷含量處于較高水平，C29甾烷20S/（20S+20R）值為在0.53～0.59之間，平均值為0.56;C29甾烷ββ/（ββ+ααα）值在0.57-0.61之間，平均值為0.58，以上數(shù)據(jù)表明B類原油成熟度較A類原油高。如圖3所示。B類原油的母質(zhì)來源以陸源高等植物混源輸人為主，干酪根類型應(yīng)以腐殖型為主，沉積環(huán)境可能為偏氧化沼澤相，原油為成熟原油。

1.3C類原油地化特征

c類原油主要分布在齊古背斜，出油層位為三疊系白咸灘群組。該類原油全油碳同位素處于-27.03%0-31.39‰之間，碳同位素比A類原油輕，全油及族組分碳同位素組成芳烴含量最多，其次為非烴和原油，烷烴含量最少;類異戊二烯烷烴中姥鮫烷占優(yōu)勢(shì)，Pr/Ph值為1.17，含高豐度的β-胡蘿卜烷，三環(huán)萜烷中C19含量最高，C20、C21依次減少，個(gè)別樣品存在例外，即C19三環(huán)萜烷含量最低;五環(huán)三萜烷中的γ蠟烷與C30藿烷的比值為0.14，與A類原油相比γ蠟烷含量處于較低水平。從姥植比和γ蠟烷含量可以看出，C類原油在形成階段處于弱氧化一還原環(huán)境。c類原油C24四環(huán)萜烷含量較高，要高于A類原油，C24四環(huán)萜烷與C26三環(huán)萜烷的比值為0.81;三環(huán)萜烷與五環(huán)萜烷的比值大于0.09小于0.31;規(guī)則甾烷中C27含量極低且C29>C28>C27，其中藻甾烷含量處于較高水平，C29甾烷20S/（20S+20R）值處于0.54～0.59之間，平均值為0.58;C29甾烷ββ/（ββ+αα）為0.57～0.62之間，平均值為0.59，以上數(shù)據(jù)表明c類原油成熟度較B類原油高，如圖4所示。c類原油的母質(zhì)來源以陸源高等植物混源輸人為主，干酪根類型應(yīng)以腐殖型為主，沉積環(huán)境可能為弱氧化一弱還原湖相環(huán)境，原油為成熟原油。

2原油來源分析

油氣形成之后，還要經(jīng)過運(yùn)移并在圈閉內(nèi)聚集，并持續(xù)進(jìn)行熱演化，在不同階段外界的物理、化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變，除了水洗作用，還可能被氧化和生物降解從而導(dǎo)致蝕變，使油氣性質(zhì)發(fā)生大幅度改變。然而相同來源的油氣與烴源巖之間會(huì)存在某種內(nèi)在聯(lián)系，其化學(xué)成分或組分具有一定的相似性，例如碳同位素含量、生物標(biāo)志化合物的展布規(guī)律等，這些特征可以作為油源對(duì)比的依據(jù)，尋找不同原油的烴源巖。

2.1碳同位素（813C）組成對(duì)比

油源對(duì)比較為普遍的方法是利用穩(wěn)定碳同位素813C。油氣母質(zhì)的性質(zhì)、形成環(huán)境和演化程度決定了石油的同位素組成，油氣的形成條件不同，其同位素組成存在明顯差別。碳同位素對(duì)比的內(nèi)容為烴源巖中的干酪根或氯仿瀝青“A”碳同位素與全油碳同位素分布特征相比較，以及烴源巖中的干酪根碳同位素與原油碳同位素類型曲線相比較。A類原油碳同位素含量主要在-27.94%0～30.75%0之間，高于二疊系湖相源巖原油，低于侏羅系原油，較為符合白堊系烴源巖的特征。B類原油碳同位素含量主要在-27.03‰-31.39‰之間，高于二疊系和白堊系源巖原油，較為符合侏羅系煤系烴源巖的特征。c類原油碳同位素含量主要在-27.03‰～-31.39‰之間，低于侏羅系和白堊系原油，較為符合二疊系湖相烴源巖的特征。

碳同位素類型曲線對(duì)比法被運(yùn)用于油源對(duì)比，其原理是分析原油組分的碳同位素值的分布規(guī)律，并作出趨勢(shì)線，從而對(duì)烴源巖的干酪根和抽提物碳同位素值進(jìn)行預(yù)測(cè)。類似的，該方法可以揭示原油與烴源巖之間的內(nèi)在聯(lián)系。通常將烴源巖干酪根和抽提物的δ13c與原油及其組分的碳同位素值的趨勢(shì)線進(jìn)行對(duì)比，若兩者剛好吻合或者偏離范圍不大于0.5‰時(shí)，可以得出原油來自于該烴源巖的結(jié)論如圖5所示。