楊紅霞 (中石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 克拉瑪依 834000)

王惠民 (中石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

廖健德 (中石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 克拉瑪依 834000)

準(zhǔn)噶爾盆地東部環(huán)阜康凹陷隆起帶原油地球化學(xué)特征與分類

楊紅霞 (中石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 克拉瑪依 834000)

王惠民 (中石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

廖健德 (中石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 克拉瑪依 834000)

準(zhǔn)噶爾盆地東部環(huán)阜康凹陷隆起帶是一個油氣富集地區(qū)。依據(jù)各類生物標(biāo)志物分布與組成及其與不同層位烴源巖之間的關(guān)系，把工區(qū)內(nèi)原油和油氣顯示分為中生界侏羅系煤系成油、二疊系湖相烴源成油、侏羅系煤系成油與二疊系湖相烴源成油-混源原油3大類,并對各種類型的原油地化特征做了探討。

環(huán)阜康凹陷隆起帶；原油；地球化學(xué)特征；成因類型

環(huán)阜康凹陷隆起帶北至白家海凸起，與五彩灣凹陷、東道海子北凹陷相接；東接帳北隆起帶東南段；南抵阜康斷裂帶，與山前凹陷相通。在隆起帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)一批工業(yè)油氣藏和多個出油氣點。環(huán)阜康凹陷隆起帶不僅接受來自阜康凹陷的油氣，還可能接受來自諸如東道海子北凹陷、五彩灣凹陷、山前凹陷的油氣，主要烴源巖為二疊系平地泉組(蘆草溝組)、侏羅系八道灣組和三工河組。環(huán)阜康凹陷隆起帶經(jīng)受了多期構(gòu)造運動，其上的油氣藏有原生的，也有次生的，還有經(jīng)氧化、生物降解等作用而被破壞的稠油油藏。筆者旨在對已發(fā)現(xiàn)原油的地球化學(xué)特征進行對比和分類，有助于認(rèn)識油氣形成條件和分布規(guī)律。

1 原油基本物性特征

1)原油密度 該區(qū)原油密度跨度很大為0.81～0.94g/cm3。彩南油田和阜康凹陷南、北斜坡侏羅系三工河組、西山窯組的原油密度最低為0.8186～0.8399g/cm3,只有彩31井石炭系原油密度很特殊為0.8778g/cm3；在山前斷褶帶和北三臺南、東南的原油密度最高,大于0.88g/cm3,也存在密度低的原油[1],如北9、北81、北13、北28、北34等井，密度為0.80～0.86g/cm3；沙南油田的原油密度為正常原油密度為0.8285～0.8598g/cm3，高于彩南原油低于三臺-北三臺原油。原油密度存在由南向北，由東向西逐漸降低的總體趨勢，其一受烴源類型控制，其二受構(gòu)造運動的影響。

2)原油粘度 該區(qū)原油粘度跨度也非常大，與原油密度表現(xiàn)出的情況基本相同。同在50℃下，彩南油田及阜康凹陷東斜坡的原油粘度最低[2]，為2.87～6.68mPa·s；沙南油田原油粘度為3.9～16.39mPa·s；在山前斷褶帶表現(xiàn)出高粘，大于500mPa·s，臺6井原油粘度甚至高達3256mPa·s,而北5、北81、北13、北28、北34等井原油粘度卻為10.6～74.9mPa·s，并且呈現(xiàn)由西向東逐漸增大的趨勢。由此說明，原油粘度的變化也主要受烴源類型控制。

3)原油含蠟量、凝固點、初餾點 彩南油田及阜康凹陷東斜坡原油含蠟量高，為12.05%～17.71%，凝固點高，為17.0～21.0℃，初餾點低，為102.5～113.5℃；沙南油田原油與彩南油田原油特征相同，高含蠟量(7.13%～13.14%)，高凝固點(13.8～26℃)，低初餾點(68～131℃)；在山前斷褶帶，北三臺南、東南原油表現(xiàn)出的特征為低含蠟量(小于8%)，低凝固點(-10～10℃)，高初餾點(172～264℃)，北5、北81、北13、北28、北34等井原油表現(xiàn)為高含蠟量、高凝固點和低初餾點，與沙南油田原油物性特征基本一致。

2 原油基本地球化學(xué)特征

1)原油族組成特征 在該區(qū)沙南油田以北、阜康凹陷南、北斜坡和白家海凸起上的原油烷烴含量為76.20%～84.45%，芳烴含量為10.37%～16.84%，非烴與瀝青質(zhì)含量僅為5.0%左右。北三臺油田以南的原油組分有所變化，山前斷褶帶中原油烷烴含量很低，為34.79%～46.65%，非烴含量很高，為21.53%～32.96%，明顯高于沙南原油，而芳烴含量也呈現(xiàn)此現(xiàn)象[3]，所占百分比為16.13%～28.2%。北三臺南坡原油烷烴含量略高于山前斷褶帶原油，低于沙南原油，為42.14%～57.9%，芳烴和非烴都高于沙南，低于山前原油，為17.41%～27.09%，13.85%～26.08%。在北三臺南、西南坡也存在族組成與沙南原油相近的油，如北83，北34、北12井等。

原油的族組成不僅與成油母質(zhì)有關(guān)，也與原油保存條件密切相關(guān)。山前斷褶帶構(gòu)造運動頻繁，致使三臺-北三臺多數(shù)原油遭受生物降解，這也是造成三臺-北三臺原油族組成變化的直接原因。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地東部環(huán)阜康凹陷原油碳同位素組成分布比較圖

2)原油碳同位素組成特征 根據(jù)原油和族組分碳同位素組成，可將原油分成4組(見圖1)。第1組原油為阜2井、阜11井、沙9井侏羅系西山窯組原油，原油碳同位素最重，為-26.5‰和-27.1‰，與吐哈油田典型煤成油相當(dāng)[4]，成烴母質(zhì)為腐殖型。第2組原油見于白家海凸起和阜康凹陷東、東南斜坡侏羅系三工河組和西山窯組地層中，如彩南油田、阜4井、阜5井、北34井等，沙丘6井石炭系和彩36井侏羅系八道灣組原油很特殊，也處在該組內(nèi),原油碳同位素在-27.8‰～-29.2‰，說明其成烴母質(zhì)以腐殖型為主。第3組原油見于沙南油田梧桐溝組、彩39井八道灣組、阜10井和彩31井石炭系、阜5井小泉溝群，油碳同位素為-29.5‰～-30.9‰,比第2組原油略輕1‰，意味著其成烴母質(zhì)為混合型，富含類脂物質(zhì)，然而彩39等井與沙南油田原油生物標(biāo)志化合物不同，因此不是同一類型原油。第4組原油見于山前斷褶帶和三臺-北三臺油田，原油碳同位素-31.3‰～-32.2‰，表明其成烴母質(zhì)類型最好[5]。

3 原油生物標(biāo)志化合物特征

1)正構(gòu)烷烴分布特征 該區(qū)正構(gòu)烷烴分布特征與原油族組成表現(xiàn)形式基本一致。在白家海凸起、阜東斜坡區(qū)、沙南油田以北原油飽和烴色譜峰形呈正態(tài)分布,正構(gòu)烷烴占優(yōu)勢,主峰碳靠前，為nC17～nC19；nC21-/nC22+為2.0～2.5，低碳數(shù)烷烴顯優(yōu)勢，表現(xiàn)出湖沼相陸源植物成油性質(zhì)。沙南油田以南正常原油飽和烴色譜主峰碳為nC21～nC25，nC21-/nC22+為1.2～1.8，表明成烴母質(zhì)類型優(yōu)于沙南油田。三臺-北三臺油田，由于生物降解原油飽和烴色譜基線不同程度大幅隆起，正構(gòu)烷烴開始不同程度損失，低分子正烷烴豐度很低，而高分子正烷烴有相對高的豐度，同時，富集異構(gòu)烴與環(huán)烴類。如北5井二疊系、北83井三疊系、北23井第三系等不同時代的儲層中，原油飽和烴與正常二疊系原油近似，北10井侏羅系儲層的原油有輕微的降解，部分正構(gòu)烷烴消失，還可見異戊二烯烷烴，甾、萜烷，環(huán)烷烴保存完好；北7井三疊系、臺3井侏羅系儲層中原油達到中等程度的生物降解，正構(gòu)烷烴基本消失，甾、萜烷保存完好；在臺1井侏羅系和北10井二疊系儲層中，原油遭到嚴(yán)重的生物降解，甾烷部分損失或發(fā)生嚴(yán)重變化，無法辨認(rèn)。三臺、北三臺不同深度原油、不同程度生物降解的現(xiàn)象，說明該區(qū)原油經(jīng)歷不同的聚集歷史，原油的保存條件也存在巨大差異。

2)類異戊二烯烷烴分布特征 準(zhǔn)噶爾盆地東部環(huán)阜康凹陷原油姥植比分布特征見圖2所示。阜2井、阜11井至沙9井西山窯組原油姥鮫烷占絕對優(yōu)勢，是所有原油中最高的，與吐哈油田煤成油具有良好可比性，說明成油母質(zhì)為氧化條件下的陸源有機質(zhì)。在白家海凸起、阜康凹陷斜坡區(qū)、沙西斷裂南、及三臺油田以北西山窯組、三工河組原油呈姥鮫烷優(yōu)勢，姥植比大于2，但又小于2.5，有個別井原油姥植比小于2，如彩018西山窯組原油，姥植比為1.84，說明成烴母質(zhì)類型多樣。白家海凸起八道灣組原油姥植比范圍為1.3～1.95，沙南油田八道灣組原油姥植比為2.3，三臺-北三臺八道灣組原油姥植比為1.3左右，表明成烴母質(zhì)來源不同。三臺-北三臺油田出油層位齊全，從石炭系至白堊系都有，原油姥植比范圍為1.1～1.57，原油同位素范圍也一致，并且生物標(biāo)志物也具有良好可比性，說明成烴母質(zhì)相同，都來源于山前凹陷二疊系蘆草溝組。沙南油田三疊系和二疊系原油姥植比為1.58～1.71，略高于三臺-北三臺油田，油同位素也略重于三臺-北三臺油田，為自身二疊系平地泉所生。阜康凹陷斜坡區(qū)和沙南油田石炭系原油姥植比為1.75～1.83，白家海凸起彩31石炭系原油姥植比為2.58，阜康凹陷斜坡區(qū)阜5井三疊系原油姥植比為1.51，烴源差異很大[6]。

圖2 準(zhǔn)噶爾盆地東部環(huán)阜康凹陷原油姥植比分布圖

綜上所述，環(huán)阜康凹陷斜坡區(qū)成烴母質(zhì)有多個來源，有阜康凹陷侏羅系、二疊系，山前凹陷二疊系、東道海子凹陷二疊系、沙南凸起二疊系等，各烴源形成期的沉積環(huán)境差異也很大，還原-弱還原的半咸水-微咸水湖泊、弱氧化-氧化的淡水湖泊、沼澤等都有。

3)萜烷類、甾烷類生物標(biāo)志化合物分布特征 準(zhǔn)噶爾盆地環(huán)阜康凹陷原油萜烷類、甾烷類生物標(biāo)志化合物分布特征有3種。

第1種以阜2井、阜11井和沙9井西山窯組原油為代表。三環(huán)萜烷系列分布不完整，豐度低[7]，其中以C19、C20三環(huán)萜烷相對豐度高于其他碳數(shù)的三環(huán)萜烷，并且C24四環(huán)萜烷相對豐度很高，明顯高于C26三環(huán)萜烷；五環(huán)萜烷中，C31以上升藿烷含量相對較高。原油妊甾烷類含量較低，重排甾烷含量相對較高，特別是C29重排在C27規(guī)則甾烷出峰背景上表現(xiàn)為2個高峰的煤成油的重要標(biāo)志。規(guī)則甾烷中C27的4種異構(gòu)體基本缺失，C28甾烷含量也偏低，C29甾烷占絕對優(yōu)勢。C27、C28和C2920R甾烷相對豐度的變化順序為C29?C28?C27。

第2種見于沙南油田三疊系、二疊系，阜康凹陷斜坡區(qū)石炭系、三疊系，三臺-北三臺油田。萜烷系列完整，含量豐富，碳數(shù)范圍從C19～C29，甚至還出現(xiàn)C30、C31萜烷，其中以C20、C21、C23三環(huán)萜烷相對豐度高，C24四環(huán)萜烷相對豐度較低。原油含有較高的妊甾烷類，規(guī)則甾烷中C27、C28和C29呈反“L”型，C27和C28甾烷豐度明顯高于侏羅系煤系原油，C29甾烷仍略占優(yōu)勢。C27、C28和C2920R甾烷呈不對稱“∨”分布，表明藻類的成油貢獻是主要的[8]。

第3種見于白家海凸起侏羅系、石炭系和阜康凹陷侏羅系、三疊系以及沙南油田侏羅系。在白家海凸起、阜康凹陷斜坡區(qū)、沙西斷裂南、及三臺油田以北西山窯組、三工河組姥植比大于2的原油萜烷類分布特征與侏羅系煤成油一致，白家海凸起侏羅系八道灣組和石炭系、阜康凹陷斜坡區(qū)石炭系、三疊系原油萜烷類分布特征與二疊系湖相烴源的原油近似。共同特點是甾烷類分布相近，原油含有較高的妊甾烷類，規(guī)則甾烷中C27、C28和C29呈反“L”型，C27和C28甾烷豐度明顯高于侏羅系煤系原油，又比二疊系湖相烴源原油低，C29甾烷仍略占優(yōu)勢，C27、C28和C2920R甾烷呈不對稱“∨”分布。

4 原油地球化學(xué)特征分類

1)侏羅系煤系烴源的成熟原油 阜2、阜11和沙9井西山窯組原油屬該類型。該類原油具有低密度、低粘度、高凝固點、重碳同位素、高姥植比，貧胡蘿卜烷、三環(huán)萜烷以及伽馬蠟烷和妊甾烷類，C29重排甾烷和規(guī)則甾烷占絕對優(yōu)勢，C27規(guī)則甾烷含量極低，這一系列特征與侏羅系煤系烴源巖有較好的可比性，油源對比結(jié)果表明該油來源于阜康凹陷中生界侏羅系煤系烴源巖，C29甾烷S/(S+R)和ββ/(αα+ββ)值為0.49和0.55，為成熟原油。

2)二疊系湖相烴源的成熟原油 該類原油見于沙南油田三疊系、二疊系，阜康凹陷斜坡區(qū)石炭系、三疊系，三臺-北三臺油田。這種類型原油具有輕碳同位素，低姥植比，富胡蘿卜烷、三環(huán)萜烷、伽馬蠟烷和妊甾烷類，規(guī)則甾烷中C27甾烷含量較高，這一系列特征表明其成烴母質(zhì)富含湖相水生生物，油源對比結(jié)果與阜康凹陷及山前凹陷二疊系湖相烴源巖生物標(biāo)志物的分布與組成具有良好的對比性。又由于在山前斷褶帶構(gòu)造運動期次多、強度大、斷裂發(fā)育，使原油遭受不同程度的破壞，表現(xiàn)出氧化蝕變的特征，如生物降解的原油，也是源于二疊系湖相混合型母質(zhì)烴源巖。

3)多烴源不同比例混合的原油 該類原油見于白家海凸起侏羅系、石炭系，阜康凹陷侏羅系、三疊系，沙南油田侏羅系。由于多烴源不同比例混合，因此這類原油生物標(biāo)志化合物表現(xiàn)出的特征也就千差萬別[9]。白家海凸起、阜康凹陷南、北斜坡三工河組、西山窯組原油和沙南油田侏羅系原油地球化學(xué)特征以侏羅系煤成油為主，混有少量二疊系湖相原油。白家海凸起、阜康凹陷南、北斜坡八道灣組、三疊系和石炭系原油以二疊系湖相原油特征為主，混有不同比例的侏羅系原油。

5 結(jié) 論

1)通過對環(huán)阜康凹陷原油及油顯示生物標(biāo)志物分布與組成的分析表明，這些原油可分為煤成油、湖相成因油和異源混染成因原油3大類。

2)煤成油是以阜2井、阜11井和沙9井西山窯組原油為代表，源于阜康凹陷中、下侏羅統(tǒng)煤系烴源。

3) 湖相成因油包括沙南油田二疊系、三疊系，北三臺、三臺油田從石炭系至侏羅系齊古組原油，此類油源于阜康凹陷與山前凹陷二疊系湖相泥巖。

4) 混源原油既具有侏羅系煤成油特征，又具有二疊系湖相烴源巖成油特征，而且2種烴源所成原油在不同區(qū)塊和層位混合比例不同，在白家海凸起、阜康凹陷南、北斜坡三工河組、西山窯組原油是以侏羅系煤成油為主的混源原油，白家海凸起、阜康凹陷南、北斜坡八道灣組、三疊系和石炭系原油則是以二疊系湖相原油為主的混源原油。

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10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.08.011

P618.13

A

1673-1409(2012)08-N032-04

2012-05-23

楊紅霞(1971-)，女，1991年新疆獨山子石油學(xué)校畢業(yè)，助理工程師，現(xiàn)主要從事石油地質(zhì)勘探和油氣分析化驗方面的研究工作。

[編輯] 洪云飛