塔里木盆地順北油氣田1號(hào)和5號(hào)斷裂帶奧陶系油氣藏特征

曹自成，路清華，顧 憶，吳 鮮，尤東華，朱秀香

(1.中國石化 西北油田分公司，新疆 烏魯木齊 830011； 2.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無錫 214126；3.中國石化 西北油田分公司 勘探開發(fā)研究院，新疆 烏魯木齊 830011)

順北地區(qū)順北油氣田位于新疆阿克蘇地區(qū)沙雅縣境內(nèi)，地處號(hào)稱“死亡之?！钡乃死敻缮衬貐^(qū)，北接哈拉哈塘凹陷的中國石油躍滿區(qū)塊，西接阿瓦提斷陷北斜坡，處于順托果勒低隆與沙雅隆起西南斜坡傾沒端的交匯部位(圖1)。

順北地區(qū)在埋深7 000 m以下特深碳酸鹽巖領(lǐng)域獲得重大油氣突破[1]，油氣成果豐富，油氣藏具有沿?cái)嗔褞дw含油、不均勻富集的特點(diǎn)[1-2]。順北1號(hào)斷裂帶獲得油氣突破后，順北5號(hào)斷裂帶也取得了新的油氣突破。兩條斷裂帶油氣成果豐富，但油質(zhì)差異大，順北1號(hào)斷裂帶(包括主干斷裂帶和分支斷裂帶)原油均為顏色淺、透明度高、密度小的揮發(fā)油，順北5號(hào)斷裂帶原油為顏色深、透明度差、密度稍大的輕質(zhì)油，兩條斷裂帶原油除了外觀差異，還存在哪些差異？導(dǎo)致這些差異的主控因素是什么？前人從斷裂對不同斷裂帶油氣富集的控制作用[2-3]或者不同層系油氣藏地球化學(xué)特征進(jìn)行了論述[4-5]，也有學(xué)者對1號(hào)斷裂帶油氣藏地球化學(xué)特征展開精細(xì)解析[6]，尚未有不同斷裂帶油氣藏地球化學(xué)特征對比分析的研究成果。

針對目前存在的問題，本文通過對油氣物理性質(zhì)、油氣藏類型和油氣地球化學(xué)特征的研究，分析順北1號(hào)和5號(hào)斷裂帶油氣藏特征并開展不同斷裂帶油氣藏特征的精細(xì)對比，進(jìn)一步探討不同斷裂帶油氣藏特征差異形成的原因，以期為深入研究順北油氣田不同斷裂帶成藏特征提供依據(jù)。

1 樣品及實(shí)驗(yàn)分析

油氣樣品采自順北地區(qū)奧陶系兩條斷裂帶的相關(guān)井區(qū)(圖1)，其中包括1號(hào)斷裂帶11口鉆井(主干斷裂帶8口和分支斷裂帶3口)和5號(hào)斷裂帶4口鉆井。

本文相關(guān)的主要測試方法包括全油輕烴指紋、飽和烴色譜、飽和烴與芳烴色譜-質(zhì)譜和碳同位素質(zhì)譜等，分析儀器為Aglient 6890氣相色譜儀、Aglient 5973N質(zhì)譜儀及DELTA V同位素比率質(zhì)譜儀等，以上測試均在中國石化油氣成藏重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(無錫)完成。

2 不同斷裂帶油氣藏特征對比

2.1 油氣性質(zhì)

油氣性質(zhì)反映其化學(xué)組成特征，與油氣演化歷史和保存環(huán)境條件等密切相關(guān)。順北1號(hào)斷裂帶和順北5號(hào)斷裂帶原油基本物理性質(zhì)存在差異。從原油外觀上來看，1號(hào)斷裂帶原油顏色淺，為淺黃色，透明度好，5號(hào)斷裂帶原油顏色深，多為暗褐色-黑色，透明度低。兩條不同斷裂帶已發(fā)現(xiàn)油氣的鉆井原油物理性質(zhì)統(tǒng)計(jì)顯示， 1號(hào)斷裂帶原油為低含硫量(0.09%～0.14%)、低密度(0.786 1～0.819 8 g/cm3)的揮發(fā)油；5號(hào)斷裂帶原油總體為低含硫量(0.163%～0.214%)、較低密度(0.820 5～0.843 4 g/cm3)輕質(zhì)油。

圖1 塔里木盆地順北油氣田構(gòu)造位置Fig.1 Structural location of the Shunbei oil and gas field,Tarim Basin

順北地區(qū)不同斷裂帶已發(fā)現(xiàn)的鉆井天然氣密度特征顯示，順北1號(hào)斷裂帶天然氣密度低，分布在0.65～0.75 g/cm3；順北5號(hào)斷裂帶天然氣密度明顯高于1號(hào)斷裂帶，分布在0.84～0.94 g/cm3。天然氣常規(guī)組分統(tǒng)計(jì)顯示，1號(hào)斷裂帶和5號(hào)斷裂帶各鉆井天然氣特征基本相似，其中烴類組分占絕對優(yōu)勢，且1號(hào)斷裂帶具有更高含量的烴類組分，分布在92.66%～95.75%，5號(hào)斷裂帶烴類組分含量分布在77.85%～83.87%；5號(hào)斷裂帶烴類組分含量非烴組分含量較1號(hào)斷裂帶稍低。

順北1號(hào)斷裂帶和5號(hào)斷裂帶天然氣烴類組分組成特征顯示，不同斷裂帶的甲烷含量中等(其中1號(hào)斷裂帶分布范圍為75.60%～85.24%，5號(hào)斷裂帶分布范圍為46.64%～56.58%)，C2+烴類含量較高(其中1號(hào)斷裂帶分布范圍為9.75%～18.6%，5號(hào)斷裂帶分布范圍為27.29%～35.8%)，表現(xiàn)為原油伴生氣的特點(diǎn)；同時(shí)，5號(hào)斷裂帶天然氣具有更高含量的C2+烴類和更低含量的甲烷組分，干燥系數(shù)低，分布在0.58～0.69，1號(hào)斷裂帶天然氣干燥系數(shù)略高于5號(hào)斷裂帶，分布在0.82～0.90。

天然氣非烴組成組分特征顯示不同斷裂帶CO2含量特征相似，均較低，其中順北1號(hào)斷裂帶分布范圍為0.88%～4.83%，5號(hào)斷裂帶分布范圍為1.39%～5.58%；氮?dú)?N2)和硫化氫(H2S)含量特征存在差異，其中N2含量表明1號(hào)斷裂帶明顯低于5號(hào)斷裂帶(1號(hào)斷裂帶分布范圍為1.89%～7.15%，5號(hào)斷裂帶分布范圍為13.84%～19.26%)，H2S含量表明1號(hào)斷裂帶明顯高于5號(hào)斷裂帶(1號(hào)斷裂帶分布范圍為2 324～10 086 mg/m3，均值為7 345.5 mg/m3，樣品數(shù)為8件；5號(hào)斷裂帶值分布范圍為5～841 mg/m3，均值為228 mg/m3，樣本數(shù)為4件)。

2.2 油氣藏類型

油氣藏?zé)N類流體的物理性質(zhì)取決于其化學(xué)組分，同時(shí)與油氣藏及地面條件下的溫度和壓力系統(tǒng)有關(guān)；油氣藏地層流體pVT分析技術(shù)研究油藏流體的相態(tài)和性質(zhì)，可以有效判斷油氣藏類型[7-8]。

油氣藏地層流體pVT分析技術(shù)顯示，順北1號(hào)斷裂帶典型鉆井SHB1-1H井和5號(hào)斷裂帶典型鉆井SHB5井均為未飽和油氣藏，儲(chǔ)層地層溫度位于臨界溫度的左側(cè)，且遠(yuǎn)離臨界點(diǎn)，地飽壓差大。

不同斷裂帶典型鉆井烴類流體組分特征(圖2)表明，SHB1-1H井油氣藏流體具有C7+重?zé)N含量中等、C1+N2含量較高的特點(diǎn)，氣油比為459 m3/m3，地表原油密度低，為0.79 g/cm3，油質(zhì)相對較輕，屬于揮發(fā)油范疇；SHB5井油氣藏流體的井流物組分中，C7+重?zé)N含量較高，C1+N2含量略低，氣油比僅為50 m3/m3，地表原油密度為0.83 g/cm3，屬于輕質(zhì)油。

2.3 地球化學(xué)特征

通過飽和烴色譜、飽和烴色譜-質(zhì)譜、芳烴色譜-質(zhì)譜及碳同位素值分析，研究油氣地球化學(xué)特征，確定生烴母質(zhì)類型、沉積環(huán)境和成熟度等。

2.3.1 飽和烴色譜

順北地區(qū)不同斷裂帶原油色譜圖(圖3)呈前單峰主峰型，無明顯奇偶優(yōu)勢，正構(gòu)烷烴碳數(shù)分布完整，1號(hào)斷裂帶主峰碳數(shù)分布在C12—C19，5號(hào)斷裂帶主峰碳數(shù)分布在C15—C17范圍內(nèi)；原油中低碳數(shù)正構(gòu)烷烴含量豐富，以nC21-烷烴為主，nC25+正構(gòu)烷烴含量較低，呈現(xiàn)nC21-/nC22+比值高(1號(hào)斷裂帶分布在1.88～13.94，5號(hào)斷裂帶分布在3.38～6.65)和C21+22/C28+29比值高(1號(hào)斷裂帶分布在3.98～13.03，5號(hào)斷裂帶分布在5.46～14.57)的特征，表明低等水生生物為主的腐泥型生烴母質(zhì)類型。

OEP和CPI兩比值參數(shù)值均分布在1.0左右，其中OEP參數(shù)在1號(hào)斷裂帶分布范圍為0.98～1.05，在5號(hào)斷裂帶分布范圍為1.01～1.04；CPI參數(shù)在1號(hào)斷裂帶分布范圍為1.0～1.12，在5號(hào)斷裂帶分布范圍為1.01～1.12，均表明順北地區(qū)原油已達(dá)成熟熱演化階段且成熟度較高。

圖2 順北地區(qū)不同斷裂帶奧陶系典型鉆井流體特征三元圖Fig.2 Ternary diagram showing the characteristics of typical Ordovician fluid in different fault zones of the Shunbei area

圖3 順北地區(qū)不同斷裂帶奧陶系原油飽和烴氣相色譜Fig.3 Gas chromatogram of saturated hydrocarbons from the Ordovician crude oil in different fault zones in Shunbei area

Pr/nC17和Ph/nC18是常用的表征原油地球化學(xué)特征的有效參數(shù)，受成熟度、沉積環(huán)境等多種因素的影響。由圖4可知，順北1號(hào)斷裂帶和5號(hào)斷裂帶原油與塔河主體區(qū)的原油近似分布在一條直線上，表明了這些樣品具有相同的生源特征，均來自于還原環(huán)境的海相藻類生烴母質(zhì)。

2.3.2 飽和烴色-質(zhì)

規(guī)則甾烷相對組成特征與原始有機(jī)質(zhì)的生源構(gòu)成有關(guān)。順北地區(qū)奧陶系不同斷裂帶原油的ααα-C27，ααα-C28和ααα-C29規(guī)則甾烷分布特征相似，整體表現(xiàn)為較高含量的C29規(guī)則甾烷分布，僅個(gè)別鉆井原油的C29規(guī)則甾烷百分含量低于40%，其余鉆井原油的C29規(guī)則甾烷最高含量為54%。國內(nèi)外學(xué)者[9-12]在塔里木盆地寒武系等許多古生界和更老時(shí)代的原油以及一些碳酸鹽巖來源的原油發(fā)現(xiàn)規(guī)則甾烷組成中C29甾烷含量豐富，但它們的源巖沒有或很少有高等植物的輸入，這一現(xiàn)象表明，原油中豐富的C29甾烷歸因于浮游植物藻類。因此認(rèn)為順北地區(qū)原油原油與塔里木盆地其它地區(qū)如塔河、玉北、巴楚-麥蓋提等地區(qū)原油相似，生烴母質(zhì)來源為海相浮游植物、藻類為主。

三環(huán)萜烷(TT)廣泛分布在原油和源巖抽提物中，其分布特征受成熟演化程度的影響，且三環(huán)萜烷表征的成熟度范圍較廣，應(yīng)用于順北地區(qū)能有效區(qū)分不同斷裂帶原油成熟度熱演化序列。圖5所示，隨著熱演化程度的增加，C19/C21TT和C20/C23TT兩參數(shù)比值增大，呈正相關(guān)關(guān)系，且整體特征顯示，順北地區(qū)不同斷裂帶原油成熟度高于塔河地區(qū)。同時(shí)順北地區(qū)1號(hào)斷裂帶和5號(hào)斷裂帶成熟度特征存在差異，1號(hào)斷裂帶兩參數(shù)比值均大于5號(hào)斷裂帶，表明其原油成熟度高于5號(hào)斷裂帶。

圖4 順北地區(qū)奧陶系不同斷裂帶原油飽和烴色譜參數(shù)相關(guān)圖Fig.4 Chromatographic parameters of saturated hydrocarbons from the Ordovician crude oil in the Shunbei 1 and 5 fault zones

圖5 順北地區(qū)奧陶系不同斷裂帶原油飽和烴三環(huán)萜烷系列(TT)成熟度參數(shù)特征Fig.5 Maturity of tricyclic terpanes(TT) in saturated hydrocarbons from the Ordovician crude oil in the Shunbei 1 and 5 fault zones

2.3.3 芳烴色-質(zhì)

原油芳烴化合物中三芴系列化合物常用于識(shí)別有機(jī)質(zhì)沉積環(huán)境，芴(F)序列化合物在氧化環(huán)境中轉(zhuǎn)化為氧芴(OF)，在還原環(huán)境中轉(zhuǎn)化為硫芴(SF)，因此陸相淡水烴源巖和原油中芴含量高，沼澤相煤和煤成油等偏氧化環(huán)境來源的原油中氧芴含量高，鹽湖相等偏還原環(huán)境來源的原油中硫芴含量高[13-15]。有研究者[16]認(rèn)為，利用SF/ (SF+F)比值和OF/ (OF+F) 比值關(guān)系圖還可進(jìn)一步區(qū)分原油的過渡環(huán)境。順北地區(qū)不同斷裂帶原油芳烴組成中，SF/ (SF+F)比值較高，介于0.50～0.93，而OF/ (OF+F) 比值較低，小于0.10，顯示原油母質(zhì)主要是處于還原性較強(qiáng)的沉積環(huán)境。

甲基菲系列化合物因其總體具有較好的抗熱降解能力，能有效判別原油熱成熟演化程度，尤其是在較高成熟演化特征判識(shí)應(yīng)用中具有優(yōu)勢。甲基菲指數(shù)(MPI1和MPI2)是常用的成熟度指標(biāo)[17]，其中MPI1=1.5×[(2-MP)+(3-MP)]/[P+(1-MP)+(9-MP)]；MPI2= 3×(2-MP)/[P+(1-MP)+(9-MP)]。研究結(jié)果表明，順北地區(qū)不同斷裂帶原油成熟度存在差異(圖6)，1號(hào)斷裂帶原油成熟度高于5號(hào)斷裂帶，同時(shí)5號(hào)斷裂帶南段的SHB51X井原油成熟度要高于斷裂北段。

2.3.4 碳同位素

原油及其族組分的碳同位素組成特征反映了生烴母質(zhì)的碳同位素組成特征，順北油氣田1號(hào)和5號(hào)斷裂帶奧陶系原油及族組分碳同位素值分布范圍變化較小，全油碳同位素值δ13C介于-32.6‰～-31.7‰，表明了海相原油特征[18]。

通過對順北油氣田1號(hào)和5號(hào)斷裂帶奧陶系油氣藏特征研究可知，兩條斷裂帶油氣既即存在相似性，又存在一定程度的差異性。

1) 相似性。①生烴母質(zhì)類型相似，規(guī)則甾烷組成特征顯示不同斷裂帶原油生烴母質(zhì)類型良好，以海相浮游植物、藻類等水生生物為主；②有機(jī)質(zhì)沉積環(huán)境相似，三芴系列化合物組成特征中均呈硫芴化合物絕對優(yōu)勢特征，表征生烴母質(zhì)沉積環(huán)境還原性較強(qiáng)；③均處于高成熟熱演化階段，飽和烴色譜無明顯奇偶優(yōu)勢，均以達(dá)到成熟且熱演化程度較高。

圖6 順北地區(qū)1號(hào)/5號(hào)斷裂帶奧陶系原油芳烴中甲基菲成熟度參數(shù)特征Fig.6 Maturity of methylphenanthrene in aromatics from Ordovician crude oil in the Shunbei 1 and 5 fault zones

2) 差異性。①油氣基本性質(zhì)存在差異，1號(hào)斷裂帶原油顏色淺、透明度好，為密度更輕的揮發(fā)油；天然氣為密度更低，具有更高含量的烴類組分和更低含量的非烴組分，干燥系數(shù)略高的原油伴生氣；5號(hào)斷裂帶原油顏色深、透明度低，為密度略重的輕質(zhì)油；天然氣為密度較大，烴類組分含量略低非烴組分含量更高，干燥系數(shù)低的原油伴生氣；②油氣藏類型不同，1號(hào)斷裂帶主要為未飽和型揮發(fā)質(zhì)油藏，5號(hào)斷裂帶主要為未飽和型輕質(zhì)油藏；③成熟度演化特征存在差異，雖然兩條斷裂帶原油均呈現(xiàn)高成熟熱演化特征，但不同斷裂帶原油熱演化程度序列存在差異，飽和烴中三環(huán)萜烷成熟度參數(shù)和芳烴中菲系列成熟度參數(shù)表明1號(hào)斷裂帶原油成熟度顯著高于5號(hào)斷裂帶。

3 油氣藏地化特征差異成因

順北地區(qū)不同斷裂帶油氣藏地化特征差異與不同的油氣充注過程和后生改造作用有關(guān)。通過生物標(biāo)志物法和碳同位素特征綜合識(shí)別不同斷裂帶的油氣充注過程，并從生物降解作用、熱裂解作用和硫酸鹽熱化學(xué)還原作用(TSR)3個(gè)方面分析油氣藏的后生改造。

3.1 油氣充注過程

3.1.1 生物標(biāo)志化合物

特殊的生物標(biāo)志物分布樣式可以定性地揭示油氣成藏過程，前人研究結(jié)果表明，“UCM” (未知復(fù)雜混合物)基線鼓包、完整的正構(gòu)烷烴系列和25-降藿烷系列同時(shí)出現(xiàn)，與原油的二次充注有關(guān)[19]。

順北1號(hào)斷裂帶揮發(fā)性原油中未中檢測出“UCM”基線鼓包、并有完整的正構(gòu)烷烴系列(圖3)，同時(shí)生物標(biāo)志化合物碎片離子(m/z=191)萜烷系列化合物分布特征圖顯示，藿烷系列化合物缺失，未檢測到25-降藿烷系列化合物(圖7)，表明該斷裂帶成藏后未遭受后生改造作用，油氣保存條件較好。

順北5號(hào)斷裂帶輕質(zhì)原油中檢測出微弱的“UCM”基線鼓包，并有完整的正構(gòu)烷烴系列(圖3)，且生物標(biāo)志化合物碎片離子(m/z=191)特征顯示，藿烷系列化合物含量低且分布不完整，含有少量25-降藿烷系列化合物(圖7)。前人研究成果認(rèn)為，“UCM”基線鼓包多與后生改造作用(包括生物降解、熱裂解和TSR作用等)有關(guān)，而“UCM”基線鼓包與完整正構(gòu)烷烴系列的并存是早期油氣充注遭受后生改造后，存在油氣再次充注的結(jié)果。因此推測順北5號(hào)斷裂帶油氣藏存在兩期油氣充注過程，其中早期油氣充注遭受后生改造作用。

3.1.2 碳同位素分布特征

原油碳同位素分布序列可以充分反映原油充注的多期性，早期充注原油成熟度低，其碳同位素值也較低，晚期充注原油成熟度高碳同位素較重，不同期次充注原油混合后呈現(xiàn)原油及族組分碳同位素分布特征異常，由此判別原油的充注期次[20]。

對于正常原油而言，原油的δ13C值在飽和烴、全油、芳烴、非烴與瀝青質(zhì)之間具有逐漸變重的正常序列，混合原油中由于早、晚期原油族組分的差異，反映在各族組分間的碳同位素值出現(xiàn)變化，原油及族組分碳同位素分布序列倒轉(zhuǎn)。一般來說，混合油族組分組成中，重質(zhì)組分(非烴+瀝青質(zhì))碳同位素值更多反映的是早期充注原油的特征，碳同位素較輕；輕質(zhì)組分(飽和烴)碳同位素值則更多反映的晚期充注原油的特征，碳同位素偏重。由此混合油的碳同位素序列倒轉(zhuǎn)多表現(xiàn)為飽和烴碳同位素的異常變重或者非烴、瀝青質(zhì)組分碳同位素的異常變輕。順北1號(hào)和5號(hào)斷裂帶奧陶系原油及族組分碳同位素分布序列均呈現(xiàn)部分倒轉(zhuǎn)的特征(圖8)，具體表現(xiàn)為瀝青質(zhì)碳同位素偏輕，證實(shí)了原油多期充注的成藏過程。同時(shí)1號(hào)斷裂帶部分鉆井原油具有飽和烴碳同位素變重的倒轉(zhuǎn)特征，表明其后期充注的原油期次更晚，成熟度更高。

3.1.3 流體包裹體特征

順北油氣田1號(hào)和5號(hào)斷裂帶奧陶系儲(chǔ)層中烴類包裹體大量發(fā)育，主要宿主于裂縫充填亮晶方解石脈或溶洞(孔)充填的亮晶方解石中，熒光顏色主要為黃綠色-藍(lán)綠色，同時(shí)也檢測到大量的不發(fā)熒光的氣包裹體。烴類包裹體相態(tài)上單一相與多相態(tài)并存；成分上既有油、氣、鹽水單一相，同樣存在油、氣、水相互混合的兩相或者多相。包裹體形態(tài)主要有橢圓形、方形、條形、不規(guī)則狀，其中以橢圓形和條形為主。

原油熒光光譜參數(shù)可定量表征熒光顏色，是評價(jià)原油成熟度和油氣充注的有效方法，其中λmax為原油微束熒光光譜主峰對應(yīng)的波長，QF-535為波長720和535 nm所限定的面積與波長535和430 nm所限定面積之比，兩參數(shù)均與原油內(nèi)重?zé)N組分含量呈正相關(guān)關(guān)系。 1號(hào)斷裂帶3口單井13項(xiàng)次的原油熒光光譜測試結(jié)果顯示，λmax值分布介于457.9～479.4 nm，均值為464.5 nm；QF-535比值分布介于0.379～0.740，均值為0.549。5號(hào)斷裂帶2口單井6項(xiàng)次的原油熒光光譜測試結(jié)果顯示，λmax值分布介于495.4～516.8 nm，均值為508.5 nm；QF-535比值分布介于0.876～1.268，均值為1.1。由此可見，1號(hào)斷裂帶奧陶系原油內(nèi)重?zé)N組分含量明顯低于5號(hào)斷裂帶，表征了其油氣充注過程的差異，即1號(hào)斷裂帶油氣成熟度較5號(hào)斷裂帶偏高，充注時(shí)間應(yīng)晚于5號(hào)斷裂帶。

圖7 順北地區(qū)不同斷裂帶奧陶系典型鉆井原油飽和烴色譜-質(zhì)譜Fig.7 GC-MS of saturated hydrocarbons from crude oil in typical wells in different fault zones of the Shunbei area

圖8 順北地區(qū)1號(hào)(a)和5號(hào)(b)斷裂帶奧陶系原油族組分碳同位素分布特征Fig.8 Distribution of carbon isotope of family components from Ordovician crude oil in the Shunbei 1(a) and 5(b) fault zones

流體包裹體均一溫度廣泛應(yīng)用于定量表征油氣成藏時(shí)間。5號(hào)斷裂帶SHB5井奧陶系流體包裹體多分布在裂縫充填的方解石中，與液態(tài)烴包裹體伴生的兩相鹽水溶液包裹體均一溫度主頻率峰值介于85～105 ℃(n=69)；1號(hào)斷裂帶SHB1-3井奧陶系流體包裹體多分布在裂縫/溶孔充填的方解石中，與液態(tài)烴包裹體伴生的兩相鹽水溶液包裹體均一溫度分布在主頻率峰值介于115～140 ℃(n=77)。因此，順北油氣田奧陶系油氣藏經(jīng)歷了至少兩期油氣充注，5號(hào)斷裂帶對應(yīng)了相對早期的一次液態(tài)烴充注過程，1號(hào)斷裂帶對應(yīng)的是一期時(shí)間較晚的液態(tài)烴充注過程。

生物標(biāo)志化合物及流體包裹體特征分析的研究結(jié)果表明，順北油氣田1號(hào)和5號(hào)斷裂帶奧陶系油氣藏具有多期油氣充注的特點(diǎn)，至少存在3期油氣充注，5號(hào)斷裂帶原油成熟度明顯低于1號(hào)斷裂帶，為前兩期油氣的混合充注，早期遭到破壞，以第二期成熟度較高的油氣充注為主，1號(hào)斷裂帶為第三期成熟度最高的油氣充注為主，油氣保存條件好。這種油氣多期充注的成藏過程差異是油氣藏差異性的主控因素

3.2 后生改造作用

3.2.1 熱蝕變改造作用

順北地區(qū)油氣藏具有儲(chǔ)層埋藏深(垂深>7 500 m)、溫度高(>160 ℃)的特點(diǎn)[1]，尤其1號(hào)斷裂帶原油熱成熟高，具備原油發(fā)生熱蝕變改造作用的基礎(chǔ)地質(zhì)條件。原油的熱蝕變改造作用導(dǎo)致芳香烴化合物和多環(huán)化合物含量的增加，因此可以用表征芳構(gòu)化作用和環(huán)化作用的地化參數(shù)識(shí)別原油的熱蝕變改造作用。順北地區(qū)不同斷裂帶原油(n=27)表征芳構(gòu)化程度的指標(biāo)參數(shù)二甲苯/正辛烷比值略高(介于0.14～0.74，均值為0.49)，表征環(huán)化程度的指標(biāo)參數(shù)甲基環(huán)己烷/二甲基環(huán)戊烷比值低(介于1.76～2.97，均值為2.27)，表明總體未經(jīng)歷明顯的熱蝕變改造作用。

金剛烷系列化合物也是常用的表征原油熱蝕變改造作用的有效參數(shù)，認(rèn)為其在原油中的含量與烴源巖演化過程無關(guān)，而與液態(tài)烴的熱裂解程度呈正相關(guān)關(guān)系，前人[21-23]建立通過金剛烷和ααα-20R-C29規(guī)則甾烷絕對含量判識(shí)原油熱裂解程度的方法。順北地區(qū)1號(hào)斷裂帶原油中金剛烷絕對含量分布在780.92～1077.89 μg/g，單金剛烷絕對含量分布在703.11～981.73 μg/g，雙金剛烷絕對含量分布在73.23～96.17 μg/g，4-甲基+3-甲基雙金剛烷絕對含量分布在21.76～28.49μg/g，ααα-20R-C29規(guī)則甾烷絕對含量分布在5.08～8.91 μg/g，根據(jù)Dahl[21]等提出的原油裂解定量評價(jià)模板，亦表明1號(hào)斷裂帶奧陶系原油未經(jīng)歷明顯的熱裂解作用。

3.2.2 TSR改造作用

硫酸鹽熱化學(xué)還原作用(TSR)能顯著天然氣的性質(zhì)，油氣藏經(jīng)過TSR作用改造后通常高含H2S[24]。順北地區(qū)不同斷裂帶H2S含量差別顯著，其中1號(hào)斷裂帶共8口鉆井H2S含量豐富，大多含量均高于6 500 mg/m3，最高含量可達(dá)10 086 mg/m3，均值為7 345.5 mg/m3，僅個(gè)別鉆井含量稍低于3 000 mg/m3，推測高含量的H2S特征可能與TSR改造作用有關(guān)；5號(hào)斷裂帶4口鉆井H2S含量低，僅SHB5-2井含量較高為841 mg/m3，其余各井含量均低于100 mg/m3，表明未經(jīng)歷TSR改造作用。

前人研究結(jié)果[25-27]表明，TSR作用將導(dǎo)致烴類碳同位素偏重。順北1號(hào)斷裂帶甲烷碳同位素值分布在-47.2‰～-44.7‰，平均值為-46.4‰；乙烷碳同位素值僅SHB1-1H井較低，為-36.1‰，其余各井均大于-35‰，分布在-34.4‰～-33.3‰。順北5號(hào)斷裂帶甲烷碳同位素值分布為-49.6‰～-48.9‰，均值為-49.2‰；乙烷碳同位素值均小于-35‰，分布在-39.3‰～-35‰。順北1號(hào)斷裂帶天然氣烴類碳同位素明顯較5號(hào)斷裂帶偏重，推測除與較高的成熟度有關(guān)，同時(shí)也是微弱TSR改造作用的結(jié)果；而5號(hào)斷裂帶可能表明未經(jīng)歷TSR改造作用。

依據(jù)芳烴中含硫類生物標(biāo)志化合物比值參數(shù)DBT/P(二苯并噻吩/菲)識(shí)別順北地區(qū)不同斷裂帶原油是否經(jīng)歷TSR改造作用[28-29]，1號(hào)斷裂帶7口鉆井原油統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，總體具有較高的含硫類芳烴化合物參數(shù)比值，DBT/P比值介于0.93～1.27，均值為1.1，顯示具有高于塔河地區(qū)奧陶系原油DBT/P比值0.2～1.0分布范圍的特征，略低于塔中地區(qū)奧陶系鷹山組發(fā)生TSR改造作用原油DBT/P 分布范圍(1.59～6.62)，推測1號(hào)斷裂帶奧陶系原油可能存在微弱的TSR改造作用；5號(hào)斷裂段4口鉆井原油統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，DBT/P比值較低，介于0.22～0.43，應(yīng)未經(jīng)歷TSR改作作用。金剛烷系列化合物亦表明順北地區(qū)TSR作用弱[30]。

3.2.3 生物降解作用

飽和烴色譜基線的“UCM”基線鼓包，通常認(rèn)為這是因生物降解引起環(huán)烷烴及異構(gòu)烷烴富集，而在色譜中難以分離的結(jié)果，多與后生改造作用(包括生物降解、熱裂解和TSR作用等)有關(guān)，“UCM”基線鼓包與完整正構(gòu)烷烴系列的并存是早期油氣充注遭受后生改造后，存在油氣再次充注的結(jié)果[31]。前面已經(jīng)提到，順北1號(hào)斷裂帶飽和烴色譜基線平直、正構(gòu)烷烴系列分布完整，藿烷系列缺失未檢測到25-降藿烷系列，表明該斷裂帶保存條件良好，未經(jīng)歷明顯的生物降解作用；順北5號(hào)斷裂帶輕質(zhì)原油中 “UCM”基線鼓包、完整的正構(gòu)烷烴系列和少量25-降藿烷系列化合物并存，同時(shí)前面論述已知，5號(hào)斷裂帶原油未經(jīng)歷明顯的熱裂解改造作用和TSR作用，因此推測5號(hào)斷裂帶原油中“UCM”基線鼓包與生物降解作用有關(guān)，表明該斷裂帶早期充注原油可能經(jīng)歷了微生物降解作用。

4 結(jié)論

1) 順北地區(qū)不同斷裂帶油氣藏地球化學(xué)特征相似性表明其油氣同源：原油規(guī)則甾烷化合物組成中C29-規(guī)則甾烷含量豐富，為來源于水生生物等類型好的生烴母質(zhì)；三芴系列化合物組成特征中呈硫芴優(yōu)勢，表明其有機(jī)質(zhì)沉積環(huán)境還原性較強(qiáng)；飽和烴色譜圖呈前單峰主峰分布特征，無奇偶優(yōu)勢，顯示其處于高成熟演化階段；天然氣重?zé)N含量較高，干燥系數(shù)低，為與原油伴生的油型氣；

2) 順北地區(qū)1號(hào)斷裂帶油質(zhì)輕，為未飽和揮發(fā)油藏，順北5號(hào)斷裂帶油質(zhì)較1號(hào)斷裂帶略重，為未飽和輕質(zhì)油藏；原油飽和烴三環(huán)萜烷成熟度參數(shù)和菲系列化合物成熟度參數(shù)表明1號(hào)斷裂帶原油成熟度明顯高于5號(hào)斷裂帶，同時(shí)5號(hào)斷裂帶原油南段成熟度高于北段；天然氣干燥系數(shù)特征表明，1號(hào)斷裂帶天然氣成熟度明顯高于5號(hào)斷裂帶；

3) 順北地區(qū)1號(hào)斷裂帶和5號(hào)斷裂帶油氣藏特征差異性與其多期油氣充注和后期改造作用有關(guān)，且由多期充注導(dǎo)致的成藏過程差異是不同斷裂帶油氣藏特征差異的主控因素：①順北地區(qū)可能存在3期油氣藏充注，1號(hào)斷裂帶油氣成熟高，以最晚的第三期油氣充注為主，5號(hào)斷裂帶油氣成熟度略低，主要為前兩期油氣充注混合成藏，且最早一期油氣充注遭到破壞以第二期油氣充注為主；②1號(hào)斷裂帶油氣保存條件優(yōu)于5號(hào)斷裂帶，且兩條斷裂帶均未經(jīng)歷明顯的熱蝕變改造作用，但1號(hào)斷裂帶成藏后經(jīng)歷輕微的TSR改造作用，5號(hào)斷裂帶在成藏過程中早期曾經(jīng)歷過輕微的生物降解作用。