楊振峰

（中石化南陽油田分公司物探研究院，河南 鄭州 473132）

吳楠

（長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100）

肖學(xué)，于群達(dá)

（中石化南陽油田分公司物探研究院，河南 鄭州 473132）

程欣

（長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100）

準(zhǔn)噶爾盆地是近代中國最早開展油氣勘探的地區(qū)，復(fù)雜的生排烴背景、多樣的構(gòu)造運(yùn)動使其成為我國西部重要的含油氣盆地［1－4］。其中，車排子凸起作為準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起的次一級構(gòu)造單元，自20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)至今，眾多學(xué)者已經(jīng)對其沉積、構(gòu)造以及油氣成藏等多個研究領(lǐng)域開展了細(xì)致詳盡的研究工作。對于油氣成藏領(lǐng)域，雖然國內(nèi)學(xué)者在輸導(dǎo)體系以及油氣成藏期次等方面已經(jīng)趨于共識［1－9］。然而，對于車排子地區(qū)油源的研究則尚存爭議［10－12］。

春光油田占據(jù)了車排子凸起的核心構(gòu)造位置，其在多個層系 （侏羅系、白堊系、古近系、新近系）發(fā)育不同類型的原油 （稠油與輕質(zhì)油），為開展車排子地區(qū)油氣源精細(xì)對比研究提供了天然的試驗(yàn)場。研究擬通過對于不同類型原油生物標(biāo)志化合物的解剖與對比，建立不同層系原油差異分布的規(guī)律，為深化車排子地區(qū)油氣成藏的認(rèn)識提供有利的支撐證據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

春光油田位于車排子凸起中部，緊鄰小拐和紅山嘴油田，區(qū)塊面積1023km2。車排子凸起位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣，構(gòu)造上車排子凸起與紅車斷裂帶是同屬于準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起的次一級構(gòu)造單元。春光區(qū)塊自下而上發(fā)育主要地層為石炭系、下白堊統(tǒng)吐谷魯群、古近系、新近系的沙灣組和塔西河組，侏羅系地層在部分溝谷內(nèi)殘存，二疊系、三疊系地層全部缺失。春光區(qū)塊本身不具備烴源巖發(fā)育的有利條件，然而其東部以紅－車斷裂帶為界與昌吉凹陷相接，南臨四棵樹凹陷。2大生油凹陷地區(qū)發(fā)育的多套烴源巖 （二疊系、侏羅系以及古近系）為研究區(qū)提供了充足的油源條件。

2 烴源巖地球化學(xué)特征

在準(zhǔn)噶爾盆地統(tǒng)一的構(gòu)造背景下，春光地區(qū)亦先后經(jīng)歷了海西晚期運(yùn)動、印支運(yùn)動、燕山運(yùn)動及喜馬拉雅運(yùn)動等多旋回的構(gòu)造演化階段，構(gòu)造沉降期接受有機(jī)質(zhì)的大量沉積而發(fā)育烴源巖。根據(jù)構(gòu)造演化及地化特征分析，中、下侏羅統(tǒng)煤系地層、古近系安集海河組湖相泥巖和中、下二疊統(tǒng)泥巖為主要烴源巖。

2.1 烴源巖評價

1）中、下侏羅統(tǒng) 中、下侏羅統(tǒng)烴源巖包括八道灣組 （J3b）、三工河組 （J3s）和西山窯組 （J2s）。其中，下侏羅統(tǒng)J3b總有機(jī)碳（TOC）含量0.15%～0.6% （平均0.38%），中侏羅統(tǒng)J2s的TOC0.18%～0.59% （平均0.39%），烴源巖綜合評價較差。然而，下侏羅統(tǒng)J3s沉積時期是四棵樹凹陷在侏羅紀(jì)時的最大湖侵期，湖盆水體較深，水動力較弱，水體穩(wěn)定且處于相對還原環(huán)境，有利于有機(jī)質(zhì)的大量保存。J3s的TOC0.36%～5.19% （平均2.46%），氯仿瀝青 “A”平均0.0649%，總烴含量平均值418.73ppm，綜合評價為較好的中等～好；巖石熱解生烴潛量 （S1＋S2）0.29～33.43mg／g，平均11.45mg／g，評價為好。綜合分析，下侏羅統(tǒng)J3s烴源巖評價為中等～好。

2）古近系安集海河組 安集海河組 （E2a）沉積期，四棵樹凹陷劇烈沉降，短期接受巨厚沉積，有機(jī)質(zhì)來源豐富，較深的水體又保證了有機(jī)質(zhì)的保存條件。古近系E2a的TOC0.11%～4.5%，平均0.93%；氯仿瀝青 “A”0.0011%～0.3019%，平均0.04%；總烴含量6.63～748.59ppm，平均180.43ppm；巖石熱解（S1＋S2）0.03～25.3mg／g，平均3.74mg／g；總體分析，古近系E2a烴源巖評價為中等～好。

3）中、下二疊統(tǒng) 二疊系可細(xì)分為下二疊統(tǒng)和中二疊統(tǒng)2套烴源巖。

風(fēng)城組 （P2f）是海陸過渡環(huán)境的殘留海－澙湖相沉積，水介質(zhì)條件屬咸化性質(zhì)，巖性為黑灰色泥巖、白云質(zhì)泥巖、凝灰質(zhì)泥巖、凝灰質(zhì)碳酸鹽巖與沉凝灰?guī)r。TOC平均1.26%，氯仿瀝青“A”平均0.1493%，總烴含量平均0.0820%，（S1＋S2）平均0.73mg／g，有機(jī)質(zhì)類型多為Ⅰ～Ⅱ型，Ro（鏡質(zhì)體反射率）為0.85%～1.16%。處于成熟～高成熟階段，是一套較好～好的生油巖。

下烏爾禾組 （P3x）是淺湖相－半深水湖相沉積，分布在斷裂帶下盤。目前所鉆遇到的烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度普遍較低，有機(jī)碳含量平均為0.7%～1.4%，氯仿瀝青 “A”0.0014%～0.0696%，平均0.0088%，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅲ型，個別為Ⅱ2型和Ⅱ1型。該套地層無論在斷裂帶附近還是在凹陷斜坡區(qū)都表現(xiàn)為典型陸源生源，Ro在斷裂帶附近平均為0.86%?？偟膩砜矗琍3x處于成熟～高成熟階段，是一套差～較好的烴源巖。

2.2 烴源巖生標(biāo)特征

J3s泥巖可溶有機(jī)質(zhì)抽提物飽和烴氣相色譜圖 （TIC）呈前高雙峰型，主峰碳數(shù)為C15、C17；霍烷系列質(zhì)量色譜圖 （m／z＝191）顯示三環(huán)萜C20、C21及C23呈下降型分布，且總體含量較低，C24四環(huán)萜烷含量極低，五環(huán)三萜Ts含量極低，C35升霍烷含量極低，幾乎不含伽馬蠟烷；甾烷系列質(zhì)量色譜圖（m／z＝217）顯示規(guī)則甾烷C27、C28及C29弱勢呈現(xiàn)反 “L”型分布，三者中C29相對含量小于50% （見圖1）。綜合分析，J3s泥巖有機(jī)質(zhì)母質(zhì)來源以陸源高等有機(jī)質(zhì)為主，藻類等水生生物亦有較大部分貢獻(xiàn)；沉積環(huán)境為弱氧化～弱還原。

古近系E2a泥巖可溶有機(jī)質(zhì)抽提物飽和烴氣相色譜圖 （TIC）弱勢呈現(xiàn)后高雙峰型；主峰碳數(shù)為C27；霍烷系列質(zhì)量色譜圖 （m／z＝191）顯示三環(huán)萜C20、C21及C23呈山谷型分布，且總體含量較低，C24四環(huán)萜烷含量低，五環(huán)三萜Ts含量極低，C35升霍烷含量極低，伽馬蠟烷含量較高；甾烷系列質(zhì)量色譜圖 （m／z＝217）顯示規(guī)則甾烷C27、C28及C29明顯呈 “V”型分布，C27與C29相對含量比值約等于1（見圖2）。綜合分析，E2a泥巖有機(jī)質(zhì)母質(zhì)來源以藻類等水生生物為主，沉積環(huán)境為弱還原。

圖1 J3s泥巖生物標(biāo)志化合物氣相色譜、質(zhì)量色譜特征圖

圖2 古近系E2a西湖1井4043m灰色泥巖生物標(biāo)志化合氣相色譜、質(zhì)量色譜特征圖

圖3 二疊系車202井2457～2460m泥巖生物標(biāo)志化合物質(zhì)量色譜特征圖

二疊系烴源巖抽提物碳同位素值較低，一般小于－30.0‰；甾烷以C29、C28為主，幾乎不含重排甾烷或重排甾烷含量很低以及C27甾烷含量很低；萜烷分布特征最明顯的是伽馬蠟烷普遍較高，三環(huán)萜烷分布常以C23為最高，C20、C21相當(dāng)或略低，C19一般很低，總體上三環(huán)萜烷相對于五環(huán)萜烷的豐度要高些；五環(huán)萜烷的分布以C30－藿烷和C29－藿烷為主，其他藿烷含量相對較低；Pr／Ph較低，通常小于2.0，而β－胡蘿卜烷含量相對較高，這是二疊系烴源巖的一個重要生物標(biāo)志物特征 （見圖3）。

3 原油類型分布特征

油氣的地球化學(xué)特征包含豐富的信息，包括油氣母質(zhì)來源的沉積環(huán)境、成熟度等，根據(jù)不同地化指標(biāo)對油氣進(jìn)行分類有利于更好的揭示油氣的來源本質(zhì)，對油氣運(yùn)移及成藏過程研究具重要意義。研究中，依據(jù)原油全油及其族組分碳同位素組成，原油生物標(biāo)志化合物色譜、色譜－質(zhì)譜的圖譜特征及其包含的參數(shù)比值信息如姥植比、伽馬蠟烷指數(shù)、三環(huán)萜烷／五環(huán)萜烷、C24四環(huán)／C26三環(huán)萜烷、C20、C21、C23三環(huán)萜烷相對含量組成、ααα－20R規(guī)則甾烷相對含量可將春光區(qū)塊原油分為3類 （A類、B類、C類） （見表2）。其中，A類輕質(zhì)油主要分布在工區(qū)西南部 （產(chǎn)層為E、N1s）以及工區(qū)東部排8井區(qū) （N1s）；B類稠油分布在工區(qū)東北部 （產(chǎn)層為K、N1s）；C類稠油在工區(qū)西北部主要產(chǎn)自N1s，而在中部地區(qū)則分布于E、N1s。

表2 春光區(qū)塊原油分類分布表

3.1 A類原油地化特征

A類原油 （輕質(zhì)油）:正構(gòu)烷烴分布完整，為單峰型，原油碳同位素較重，為－26.6‰，與侏羅系較為接近。Pr／Ph的值較高，為2.25～2.27，與侏羅系相近。不含β－胡蘿卜烷，三環(huán)萜烷C20、C21、C23豐度較低且呈下降型，與侏羅系相近，具典型的侏羅系烴源巖特征，表明該原油主要來自侏羅系烴源巖 （見圖4（a））。

圖4 春光油田不同類型原油的生標(biāo)特征

3.2 B類原油地化特征

B類原油 （稠油）:原油遭受降解，TIC上正構(gòu)烷烴難以區(qū)分；含微量β－胡蘿卜烷；原油碳同位素較輕:全油－30.9‰，烷烴、芳烴、非烴和瀝青質(zhì)組分分別為－32.1‰，－29.7‰，－30.0‰和－31.3‰，與二疊系烴源巖較為接近。C20、C21、C23三環(huán)萜烷呈上升型分布，伽馬蠟烷相對豐度較高，富含25－降霍烷，具明顯的二疊系烴源巖特征，表明該原油主要來自二疊系烴源巖 （見圖4（b））。

3.3 C類原油地化特征

C類原油 （稠油）:飽和烴色譜基線漂移特征明顯，但正構(gòu)烷烴分布完整；姥植比較低，為0.84～1.04；不含β－胡蘿卜烷；整份原油以降解油為主，同時在降解后存在正常原油的2次混入過程。穩(wěn)定碳同位素總體較輕。原油密度為0.98g／cm3；族組成中飽和烴含量高，芳烴和非烴次之，不含瀝青質(zhì)，表明其為二疊系與侏羅系的混源特征 （見圖4（c））。

關(guān)于車排子凸起輕質(zhì)油的來源問題一直是學(xué)術(shù)界爭議的焦點(diǎn)。通過對于春光油田不同類型原油的平面分布特征直接證實(shí)了侏羅系烴源巖是輕質(zhì)油的母巖，同時，車排子凸起輕質(zhì)油存在2大油氣充注方向:①來源于南部的四棵樹拗陷，烴類對于春光油田的充注方向自春50井SW－NE運(yùn)移。②來源于東部的昌吉拗陷，其油氣運(yùn)移路徑較為局限，自排8井區(qū)，沿春3井－春8井SE－NW運(yùn)移至春23井－春40井一線。

4 結(jié)語

春光油田位于準(zhǔn)噶爾盆地車排子凸起的中部，區(qū)內(nèi)在多層系共同發(fā)育稠油與輕質(zhì)油。進(jìn)一步的研究表明，春光地區(qū)不同層系的原油可分為3種類型，即A類為侏羅系來源輕質(zhì)油、B類為二疊系來源稠油和C類二疊系稠油與侏羅系輕質(zhì)油的混源油。而春光油田不同類型原油的分布特征，亦直接證實(shí)了2大生油拗陷對于春光地區(qū)現(xiàn)今油氣藏形成的控制作用，并識別出了侏羅系輕質(zhì)油的2條運(yùn)移方向與主運(yùn)移通道，認(rèn)為春50井是四棵樹拗陷向車排子凸起供烴的主力充注點(diǎn)，而排8井區(qū)則為昌吉拗陷的主要充注指向。

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