陳中紅，柴 智

（1.中國(guó)石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島 266580；2.長(zhǎng)江大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 武漢 430100；3.湖北省油氣地球化學(xué)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430100）

0 引言

分子標(biāo)志物是研究有機(jī)質(zhì)或原油熱演化程度的重要信息載體，成熟度評(píng)價(jià)已成為其重要應(yīng)用內(nèi)容之一。生物標(biāo)志物中甾烷類和萜烷類是應(yīng)用較為普遍的成熟度參數(shù)，如Ts/（Ts+Tm）、ββ/（αα+ββ）-C29甾烷、20S/（20S+20R）-C29甾烷和22S/（22S+22R）-C31升藿烷［1-2］等。非生物標(biāo)志物的結(jié)構(gòu)相較于生物標(biāo)志物更為穩(wěn)定或復(fù)雜，對(duì)高成熟階段的專屬性更高［3］，如輕烴、金剛烷、多環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物。類似于生物標(biāo)志物，這些化合物在熱演化中也會(huì)產(chǎn)生異構(gòu)化作用，如“季碳”位取代的1-甲基雙金剛烷和3-甲基雙金剛烷在熱演化過(guò)程中會(huì)向“橋碳”位取代的4-甲基雙金剛烷轉(zhuǎn)化［4-5］，α位取代的9-甲基菲和1-甲基菲會(huì)向β位取代的3-甲基菲和2-甲基菲轉(zhuǎn)化［6-7］。由此構(gòu)建的甲基雙金剛烷指數(shù)（MDI）和甲基菲指數(shù)（MPI-1）對(duì)成熟度均具有良好的響應(yīng)。此外，以往研究人員［1，3，8］對(duì)不同成熟度參數(shù)在不同熱演化階段的表征能力進(jìn)行了分析，明確了各參數(shù)在成熟度評(píng)價(jià)工作中的專屬性，目前已形成了多類型成熟度參數(shù)判識(shí)體系，然而，針對(duì)多期充注混合而成的原油的成熟度評(píng)價(jià)工作還有待進(jìn)一步探索。

以往研究表明，烴源巖在不同熱演化階段的生成物存在差異，如：烴源巖在生油窗早期主要生成生物標(biāo)志物，而后期主要生成輕烴類［9-13］。儲(chǔ)層中的原油來(lái)源復(fù)雜，不僅為烴源巖在同一生烴階段生成的組分混合物，而且含有不同生烴階段生成的組分混合物［14］，因此，依靠不同的分子標(biāo)志物確定的原油成熟度存在差異，其準(zhǔn)確的成熟度結(jié)果難以厘定。塔里木盆地托甫臺(tái)地區(qū)既有輕質(zhì)油也有重油，且原油具有典型的混合性。以塔里木盆地托甫臺(tái)地區(qū)深層奧陶系原油為研究對(duì)象，分析原油中不同組分的成熟度參數(shù)的分布特征，對(duì)比不同參數(shù)指示結(jié)果的差異，并分析這種差異所蘊(yùn)含的地質(zhì)意義及應(yīng)用，以期為后期的研究工作提供借鑒。

1 地質(zhì)概況

托甫臺(tái)地區(qū)位于塔里木盆地塔北隆起（圖1a）。構(gòu)造上位于塔北隆起阿克庫(kù)勒凸起西南斜坡帶西部，東南部為滿加爾坳陷，西鄰哈拉哈塘凹陷，阿克庫(kù)勒凸起北接雅克拉斷凸（圖1b）。托甫臺(tái)地區(qū)生-儲(chǔ)-蓋配置關(guān)系良好，是油氣長(zhǎng)期運(yùn)移和聚集的有利指向區(qū)。在海西期巖溶作用和加里東中期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的共同影響下，研究區(qū)奧陶系一間房組和鷹山組形成了優(yōu)質(zhì)裂縫和溶蝕孔洞型儲(chǔ)層，為油氣的形成提供了有利儲(chǔ)集條件，是目前研究區(qū)主要的勘探層位。奧陶系上統(tǒng)發(fā)育厚層泥巖、致密灰?guī)r，構(gòu)成了下伏儲(chǔ)層的區(qū)域性蓋層，奧陶系中統(tǒng)不具備儲(chǔ)集條件的灰?guī)r既可上下封蓋也可側(cè)向遮擋（圖1c），此外，研究區(qū)內(nèi)還發(fā)育有較陡的北西向大斷層，為油氣運(yùn)移提供了通道。

2 原油物性及族組分特征

本次研究的15 個(gè)原油樣品均產(chǎn)自塔里木盆地托甫臺(tái)地區(qū)深層奧陶系一間房組和鷹山組碳酸鹽巖儲(chǔ)層，產(chǎn)層深度為6 130～6 882 m。原油樣品為低密度、低黏度、低含硫、較高含蠟的輕質(zhì)—中質(zhì)油，其原油密度和黏度分別為0.822 5～0.934 0 g/cm3和3.4～309.8 mPa·s，硫和蠟質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.26%～1.58%和1.27%～12.29%。

利用硅膠氧化鋁色譜法獲取飽和烴、芳烴、非烴和瀝青質(zhì)等組分的含量。分離結(jié)果顯示，原油以飽和烴為主，表現(xiàn)出高飽和烴、高飽芳比和低“非烴+瀝青質(zhì)”的特征。其中，飽和烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為34.74%～69.89%，芳烴和“非烴+瀝青質(zhì)”的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為9.83%～24.12%和5.77%～37.99%。

3 分子標(biāo)志物特征

分子標(biāo)志物廣泛分布于有機(jī)質(zhì)或原油中［8，15］，記錄著有機(jī)質(zhì)或原油在形成過(guò)程中的生物、化學(xué)、物理和地質(zhì)過(guò)程等信息，因而在沉積環(huán)境判別、油源對(duì)比、油氣藏次生改造作用的識(shí)別、油氣運(yùn)移路徑的示蹤和成熟度評(píng)價(jià)等方面均具有重要作用［16］。按照分子結(jié)構(gòu)或分子量的不同，分子標(biāo)志物分為飽和烴類、芳烴類、輕烴和金剛烷類等。

3.1 飽和烴組成特征

全油氣相色譜分析結(jié)果顯示，原油樣品以正構(gòu)烷烴系列化合物為主，并具有完整的正構(gòu)烷烴系列化合物。此外，部分原油色譜基線明顯抬升，存在未分辨的復(fù)雜化合物（UCM）鼓包，表明原油遭受了生物降解作用［8］（圖2a）。

飽和烴組分的氣相色譜-質(zhì)譜分析結(jié)果表明，原油中三環(huán)萜烷的豐度值較高，且以C23三環(huán)萜烷為主，普遍表現(xiàn)為C23＞C21＞C20的分布特征。由不同碳數(shù)的三環(huán)萜烷構(gòu)建的C22/C21，C24/C23，C26/C25的值分別為0.33～0.41，0.57～0.65，0.77～0.86，其分布范圍和Peters 等［8］所報(bào)道的海相成因油的分布特征一致。五環(huán)三萜烷化合物以C30藿烷為主，C29藿烷次之，升藿烷的相對(duì)豐度值隨碳數(shù)的增加而降低（圖2b）。原油的C31R 藿烷/C30藿烷值為0.36～0.42，也符合海相烴源巖成因油的特征［8］。此外，原油樣品中還可以檢測(cè)到完整系列的25-降藿烷系列化合物（圖2c），進(jìn)一步表明原油樣品遭受了生物降解作用［17-18］。

在甾烷中，C27—C29規(guī)則甾烷最為豐富，孕甾烷/C27—C29規(guī)則甾烷和重排甾烷/C27—C29規(guī)則甾烷分別為0.12～0.20 和0.22～0.29。C27，C28和C29規(guī)則甾烷呈“√”型分布（圖2d），歸一化的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為24.1%～26.7%，22.8%～26.1%和47.7%～51.9%，顯示以C29規(guī)則甾烷占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，指示其主要來(lái)源于低等海相藻類生物［19-22］。

圖2 塔北隆起托甫臺(tái)地區(qū)奧陶系代表性樣品的輕烴和正構(gòu)烷烴（a）、萜烷（b）、25-降藿烷（c）、甾烷（d），單金剛烷類（e）和雙金剛烷類（f）分布特征Fig.2 Distribution of light hydrocarbons and n-alkanes（a），terpanes（b），25-norhopanes（c），steranes（d），adamantanes（e）and diamantanes（f）of representative samples of Ordovician in Tuofutai area，Tabei uplift

3.2 芳烴組成特征

芳烴類化合物主要由萘類、菲類、二苯并噻吩類、芴類和聯(lián)苯類組成，具有4 環(huán)或更多環(huán)的芳烴類的豐度值較低。二苯并噻吩、二苯并呋喃和芴類等的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均可用來(lái)指示烴源巖的沉積環(huán)境［23-24］，三者歸一化的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為65.7%～75.9%，7.4%～11.8%和15.8%～26.7%，顯示以二苯并噻吩類占主導(dǎo)，指示原油樣品的烴源巖沉積于還原性較強(qiáng)的環(huán)境［23-24］。

3.3 輕烴和金剛烷類組成特征

原油樣品中檢測(cè)到了豐富的C5—C7輕烴類化合物（圖2a）。歸一化的正庚烷、甲基環(huán)己烷和二甲基戊烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為32.2%～65.3%，34.7%～49.3%和0～20.1%，較為一致的分布特征和相對(duì)較高的正庚烷含量指示其主要來(lái)源于藻類和細(xì)菌等腐泥型源巖［25］。

利用全油色譜-質(zhì)譜分析在原油中檢測(cè)到了28種金剛烷類化合物（圖2e，2f），包括單金剛烷類和雙金剛烷類兩大系列。歸一化的4，9-二甲基雙金剛烷類、4，8-二甲基雙金剛烷類和3，4-二甲基雙金剛烷類的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為15.6%～21.4%，32.9%～39.1%和42.7%～50.2%，相對(duì)較窄的分布范圍指示了原油樣品具有相同的來(lái)源，主要為含Ⅱ型有機(jī)質(zhì)的海相烴源巖的貢獻(xiàn)［26］。

4 成熟度參數(shù)分布特征

分子標(biāo)志物會(huì)隨烴源巖及原油熱演化程度的不同而發(fā)生組分、結(jié)構(gòu)及分布特征的變化［8，27］。分子標(biāo)志物的成熟度參數(shù)可表征熱演化過(guò)程中一些分子標(biāo)志物的變化過(guò)程，如分子標(biāo)志物的化學(xué)組成及立體構(gòu)型的轉(zhuǎn)化進(jìn)程、分子異構(gòu)化和芳構(gòu)化等程度［8］。分子標(biāo)志物的成熟度參數(shù)可通過(guò)原油的不同組分進(jìn)行計(jì)算，包括輕烴、金剛烷、甾烷、萜烷、多環(huán)和雜環(huán)芳烴等。

4.1 輕烴

輕烴是石油中的重要組成部分，可占正常原油組分的50%以上，輕質(zhì)油和凝析油組分的90%以上，因此該類化合物蘊(yùn)含著大量的地球化學(xué)信息［28-29］。輕烴參數(shù)中的庚烷值和異庚烷值常用來(lái)反映原油的成熟度［30-31］。本次研究的原油樣品的庚烷值和異庚烷值分別為23.20～41.29 和0.91～1.90，指示原油處于高成熟度階段。由Walters 等［31］繪制的庚烷值、異庚烷值和鏡質(zhì)體反射率（Ro）的關(guān)系圖版，推測(cè)原油樣品的等效鏡質(zhì)體反射率（EqVRo）為0.9%～1.2%。此外，Schaefer［32］發(fā)現(xiàn)Saxony 盆地Posidonia 頁(yè)巖的C7輕烴參數(shù)（2-+3-）甲基己烷/（1，2+1，3）-（順+反）-二甲基環(huán)戊烷（J）與Ro具有明顯的相關(guān)性（Ro=1.11 log（J）+0.84）。原油樣品該輕烴參數(shù)為0.90～1.90，由其推算出來(lái)的EqVRo為0.80%～1.15%。

4.2 金剛烷

金剛烷相比于其他化合物具有異常高的熱穩(wěn)定性，已被廣泛應(yīng)用于盆地深部高演化階段烴源巖和原油成熟度的研究中［4-5，11-13］。Chen 等［4］提出甲基單金剛烷指數(shù)MAI（100×1-/（1-+2-）甲基單金剛烷）和甲基雙金剛烷指數(shù)MDI（100×4-/（1-+3-+4-）甲基雙金剛烷）能有效指示成熟度，其中MDI和Ro的關(guān)系式為Ro=0.024 3MDI+0.438 9。郭小文等［33］、Li 等［34］的研究表明，MDI的可靠性相對(duì)較好，但也可能受烴源巖特征差異的影響。本次研究中原油樣品與Chen 等［4］的樣品地質(zhì)背景相似。Chen 等［4］建立的公式可以用來(lái)推算此次原油樣品的成熟度，原油樣品的MDI為20.5～29.4，推算的EqVRo為0.94%～1.15%。

4.3 甾萜烷

生物標(biāo)志物中萜烷類和藿烷類已廣泛應(yīng)用于原油成熟度的評(píng)估［1-2，35-36］。22S/（22S+22R）-C31藿烷、22S/（22S+22R）-C32藿烷隨成熟度增加而增大，但在生油早期這2 個(gè)參數(shù)均達(dá)到熱演化平衡點(diǎn)0.57～0.62［38］。20S/（20S+20R）-C29甾烷和ββ/（αα+ββ）-C29甾烷也隨成熟度的增加而增大，但它們是在成熟度略高的生油高峰前后才分別達(dá)到熱演化平衡點(diǎn)0.52～0.55 和0.67～0.71［36］。原油樣品的22S/（22S+22R）-C31藿烷、22S/（22S+22R）-C32藿烷、20S/（20S+20R）-C29甾烷和ββ/（αα+ββ）-C29甾烷分別為0.48～0.57，0.60～0.66，0.47～0.50 和0.55～0.58，前二者處于熱演化平衡點(diǎn)附近，而后二者均未達(dá)到熱演化平衡點(diǎn)（圖3），表明原油樣品處于生油早期—生油高峰的成熟階段，對(duì)應(yīng)的EqVRo在0.7%左右。Waples 等［1］通過(guò)對(duì)比不同學(xué)者所報(bào)道的20S/（20S+20R）-C29甾烷與Ro的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)20S/（20S+20R）-C29甾烷與Ro的關(guān)系和樣品的來(lái)源與類型基本無(wú)關(guān)。依據(jù)Waples 等［1］研究結(jié)果，可推算托甫臺(tái)地區(qū)原油樣品的EqVRo為0.70%～0.73%。

圖3 塔北隆起托甫臺(tái)地區(qū)奧陶系原油樣品甾萜烷類成熟度參數(shù)分布特征（熱演化平衡點(diǎn)據(jù)文獻(xiàn)［38-39］）Fig.3 Distribution characteristics of maturity parameters related to steranes and terpanes in crude oil samples of Ordovician in Tuofutai area，Tabei uplift

4.4 多環(huán)芳烴

與生物標(biāo)志物中的萜烷和藿烷類參數(shù)相比，由多環(huán)和雜環(huán)芳烴中萘、菲、二苯并噻吩等的熱穩(wěn)定性差異構(gòu)建的一系列成熟度參數(shù)，對(duì)高成熟階段有機(jī)質(zhì)成熟度的評(píng)價(jià)更加可靠［6-7，37-40］。由萘系列構(gòu)建的三甲基萘指數(shù)TMNr1（2，3，6-/（2，3，6-+1，2，5-）三甲基萘）和TMNr2（1，3，7-/（1，3，7-+1，2，5-）三甲基萘）、四甲基萘指數(shù)TeMNr1（1，3，6，7-/（1，3，6，7-+1，2，5，7-）四甲基萘）和TeMNr2（1，3，6，7-/（1，3，6，7-+1，2，5，6-+1，2，3，5）四甲基萘）及五甲基萘指數(shù)PMNr（1，2，4，6，7-/（1，2，4，6，7-+1，2，5，6-+1，2，3，5，6-）五甲基萘）可用于各階段成熟度的評(píng)價(jià)［38-39］。原油樣品的這些參數(shù)指示其處于高成熟階段（圖4a）。Van 等［39］提出TMNr2，TeMNr2和PMNr比值三元圖可用來(lái)識(shí)別生物降解和混合作用對(duì)原油的影響，通常遭受生物降解或混合的原油會(huì)明顯偏離成熟度中心。托甫臺(tái)地區(qū)的原油樣品偏離了成熟度中心，指示其受到了生物降解或混合作用的影響（圖4b）。

圖4 塔北隆起托甫臺(tái)地區(qū)奧陶系原油樣品的萘類成熟度參數(shù)分布特征Fig.4 Distribution characteristics of maturity parameters related to naphthalenes in crude oil samples of Ordovician in Tuofutai area，Tabei uplift

菲及其甲基烷基同系物的比值是最常用的芳烴類成熟度參數(shù)，甲基菲指數(shù)MPI-1（1.5×（2-甲基菲+3-甲基菲）/（菲+1-甲基菲+9-甲基菲））與Ro呈良好的線性關(guān)系（Ro=0.6MPI-1+0.4）［6-7］。盡管這種關(guān)系是基于頁(yè)巖和含Ⅲ型有機(jī)質(zhì)的煤所提出的，但有機(jī)質(zhì)類型差異造成的影響會(huì)隨成熟度的增加而大大降低［7］，因此MPI-1 常用來(lái)評(píng)估高成熟原油的成熟度范圍。原油樣品的MPI-1 為0.59～0.73，利用其計(jì)算的EqVRo為0.75%～0.84%。Kvalheim 等［40］和包建平等［41］認(rèn)為，成熟度對(duì)甲基菲異構(gòu)體的影響更明顯，并提出利用甲基菲比值F1［（2-+3-）/（1-+2-+3-+9-）甲基菲］和F2［2-/（1-+2-+3-+9-）甲基菲］來(lái)評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)的成熟度。包建平等［41］還指出，F(xiàn)1 和F2 受巖性和有機(jī)質(zhì)類型的影響較小，當(dāng)Ro為0.6%～1.3%時(shí)，F(xiàn)1 和F2 與Ro的關(guān)系分別為Ro=2.598F1-0.274 9 和Ro=3.293 2F2-0.012 36。原油樣品的F1和F2分別為0.38～0.44和0.22～0.26，由此計(jì)算的EqVRo分別為0.72%～0.86%和0.71%～0.85%。原油樣品的甲基菲比率MPR［（2-+3-）/（1-+9-）-甲基菲］為0.62～10.78，推算的EqVRo為0.69%～0.82%。二苯并噻吩、二苯并呋喃、苯并萘并噻吩、咔唑等雜環(huán)芳烴化合物已被應(yīng)用于沉積環(huán)境的判識(shí)、油氣運(yùn)移路徑的示蹤和成熟度的評(píng)價(jià)等方面［22-24］。

5 不同成熟度指標(biāo)的差異及地質(zhì)意義

在進(jìn)行原油成熟度評(píng)價(jià)時(shí)，通常采用某類組分的單一成熟度指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，但在一些構(gòu)造演化較復(fù)雜、多源多期充注的盆地中，原油中不同組分的成熟度指標(biāo)反映的結(jié)果存在一定差異，這種差異可能和多方面地質(zhì)因素有關(guān)，如不同期次原油的充注和混合作用、生物降解作用、斷裂活動(dòng)性強(qiáng)弱的差異等。因此，對(duì)這種差異及背后的地質(zhì)意義進(jìn)行分析，能深化對(duì)復(fù)雜油氣藏成藏過(guò)程及成藏機(jī)理的認(rèn)識(shí)。

5.1 不同組分成熟度的差異性指示原油多期充注和混合現(xiàn)象

盡管不同類型的成熟度參數(shù)均指示原油處于成熟—高成熟階段，但輕烴-金剛烷參數(shù)和甾萜烷-芳烴參數(shù)所指示的成熟度范圍卻存在較大差異（圖5）。由輕烴及金剛烷參數(shù)推算的原油樣品的EqVRo為0.9%～1.2%，指示其處于生油高峰—生油高峰后期；由甾萜烷分布特征推算的原油樣品的EqVRo為0.70%～0.73%，指示其處于生油早期—生油高峰之前的成熟階段。由菲類推算的原油樣品的EqVRo為0.75%～0.90%。因此，輕烴和金剛烷參數(shù)推算的成熟度結(jié)果大致相當(dāng)，但高于甾萜烷-芳烴參數(shù)所指示的成熟度范圍，根據(jù)甾萜烷計(jì)算出的成熟度結(jié)果最低。

為了分析不同參數(shù)推算結(jié)果存在差異性的原因，將托甫臺(tái)地區(qū)及其西南部順北地區(qū)［11-13］的原油樣品進(jìn)行對(duì)比分析。原油樣品中金剛烷類化合物的總濃度隨MDI、重排甾烷/規(guī)則甾烷和MPR等成熟度參數(shù)的增大而增大，而萜烷類、甾烷類和菲類的濃度卻隨這些比值的增大而不斷降低，甾萜烷的濃度甚至接近于0（圖6）。Wilhelms 等［14］的研究表明，烴源巖不同產(chǎn)油階段產(chǎn)生的化合物存在顯著差異，因此，在烴源巖熱演化高成熟階段，生成的輕烴和金剛烷類化合物的濃度逐漸增加。由此可推測(cè)，多期充注混合而成的高成熟原油中的金剛烷和輕烴主要來(lái)源于后期的充注階段，菲類等一些芳烴和甾萜烷多形成于早期的充注階段。由輕烴和金剛烷推算的成熟度主要反映后期充注原油（多為生油高峰之后）的成熟度，而甾萜烷和芳烴類推算的結(jié)果主要反映早期充注（多為生油窗內(nèi)生油高峰之前）的原油成熟度。

圖6 塔北隆起托甫臺(tái)地區(qū)奧陶系原油樣品中金剛烷、萜烷類、甾萜烷、菲類總質(zhì)量分?jǐn)?shù)和不同成熟度參數(shù)的相關(guān)關(guān)系Fig.6 Correlation of diamondoids，terpanes，steranes and phenanthrenes with different maturity parameters of crude oil samples of Ordovician in Tuofutai area，Tabei uplift

綜上所述，甾萜類、芳烴、輕烴及金剛烷參數(shù)推算的成熟度結(jié)果的差異，往往指示原油經(jīng)歷了多期充注和混合作用，在結(jié)合地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上，可將其作為原油多期充注和混合的證據(jù)。

5.2 不同參數(shù)相關(guān)性的差異指示差異性生物降解

托甫臺(tái)地區(qū)大部分原油樣品的不同成熟度參數(shù)之間均顯示出線性相關(guān)性，但也有少量樣品明顯偏離趨勢(shì)線（圖7），圖中氣泡的大小代表C29降藿烷/C30藿烷的大小，結(jié)合其他地球化學(xué)參數(shù)發(fā)現(xiàn)，偏離的這些樣品均具有相對(duì)較高的C29降藿烷/C30藿烷值。C29降藿烷/C30藿烷的值常用來(lái)指示生物降解程度的強(qiáng)弱，生物降解程度越強(qiáng)該比值越大［15-16］，但對(duì)于多期充注和混合的油氣藏來(lái)說(shuō)，這一比值也可能受后期充注過(guò)程的影響。如托甫臺(tái)地區(qū)TP152，TP107，TP134 等原油樣品，盡管其檢測(cè)到了嚴(yán)重生物降解才出現(xiàn)的25-降藿烷類化合物，但其仍具有未—輕微生物降解才具有的完整正構(gòu)烷烴系列，這表明其應(yīng)是早期嚴(yán)重生物降解原油和后期未—輕微生物降解油的混合物。因此，原油樣品成熟度參數(shù)的上述偏離應(yīng)是早期充注的原油更多地受到了生物降解改造作用的影響，受后期充注作用影響有限。甾萜烷和菲類相對(duì)于金剛烷類和二苯并噻吩類更容易受生物降解作用的影響，因此，在原油遭受嚴(yán)重生物降解的背景下，不同指標(biāo)相關(guān)性的差異可指示原油樣品之間差異性的生物降解作用。

圖7 塔北隆起托甫臺(tái)地區(qū)奧陶系原油樣品不同成熟度參數(shù)氣泡圖Fig.7 Bubble charts showing different maturity parameters of crude oil samples of Ordovician in Tuofutai area，Tabei uplift

5.3 不同參數(shù)平面分布特征的差異指示油源斷裂活動(dòng)性的變化

原油分子標(biāo)志物保存著原油充注和運(yùn)移過(guò)程中有價(jià)值的信息［42］。油藏地球化學(xué)原理指出，原油以波陣面的形式持續(xù)向前充注進(jìn)入油藏，且先充注的是成熟度較低的原油，后充注的是成熟度較高的原油［43］。受運(yùn)移勢(shì)能的影響，越接近烴源灶，晚期充注的相對(duì)高成熟的原油越多，越靠近烴源灶的原油表現(xiàn)出的原油成熟度越高，因此成熟度遞減的方向可指示離烴源灶距離的遠(yuǎn)近，從而可指示油氣充注的有利路徑。因此，由原油成熟度指示的平面分布特征可反映油氣充注路徑的相關(guān)信息。本次研究選取甲基雙金剛烷指數(shù)MDI 和二甲基二苯并噻吩比率DMDR（4，6-/（1，4+1，6）-二甲基二苯并噻吩）這2 個(gè)抗生物降解作用能力較強(qiáng)的成熟度參數(shù)來(lái)示蹤托甫臺(tái)地區(qū)原油的充注路徑（圖8）。

圖8 塔北隆起托甫臺(tái)地區(qū)奧陶系原油樣品二苯并噻吩比率DMDR（a）、金剛烷指數(shù)MDI（b）和原油密度（c）的平面分布及指示的充注方向Fig.8 Distribution and filling direction of dibenzothiophene parameter DMDR（a），diamondoids parameter MDI（b）and crude oil density（c）of crude oil samples of Ordovician in Tuofutai area，Tabei uplift

DMDR呈自南向北遞減的分布趨勢(shì)（圖8a），指示托甫臺(tái)地區(qū)的原油自南向北充注而成，其示蹤結(jié)果主要反映早期的原油充注特征，這與之前Wu等［44］的研究結(jié)果一致。代表后期充注原油特征的MDI在平面上的分布特征和DMDR不同（圖8b），在DMDR分布圖上顯示最高值的TP19X 井的MDI值較低，其北部TP210 的MDI值也較低，說(shuō)明晚期充注中自南向北的運(yùn)移趨勢(shì)不明顯，其他井的MDI所呈現(xiàn)出的側(cè)向運(yùn)移趨勢(shì)也不明顯。這一結(jié)果表明，后期充注的油氣側(cè)向運(yùn)移相對(duì)較弱，主要為垂向運(yùn)移，MDI值相對(duì)較高的TP12CX 井、TP209CX井充注作用強(qiáng)，可能為主要充注點(diǎn)。考慮到斷裂是托甫臺(tái)地區(qū)油氣運(yùn)移的主要通道，這些差異可以解釋為早期油氣充注時(shí)，斷層活動(dòng)性較強(qiáng)，呈現(xiàn)開(kāi)啟狀態(tài)，油氣具有規(guī)模側(cè)向運(yùn)移特征；而晚期充注中斷層活動(dòng)性總體較弱，其中TP12CX 井、TP209CX井等可能處于斷層活動(dòng)相對(duì)較強(qiáng)的部位，油氣發(fā)生了更為顯著的垂向運(yùn)移，從而MDI顯示高值。

5.4 原油物性可指示主體原油的成熟度

托甫臺(tái)地區(qū)和順北地區(qū)奧陶系原油密度與原油中的甾烷類絕對(duì)總量（圖9a）及萜烷類總量（圖9b）呈良好的線性關(guān)系，說(shuō)明原油物性受甾烷和萜烷的影響較大。托甫臺(tái)地區(qū)原油物性與金剛烷總量和菲類總量基本無(wú)相關(guān)性；順北地區(qū)由于原油密度低，受晚期高成熟油氣充注的影響較明顯，總體上隨著金剛烷濃度的增加，原油物性降低（圖9c，9d）。從原油物性的平面分布規(guī)律（圖8c）可看出，原油密度降低的方向宏觀上與Wu 等［44］的示蹤結(jié)果一致，總體反映了主體原油的充注方向，與甾萜類和芳烴類反映的基本規(guī)律一致。

圖9 塔北隆起托甫臺(tái)地區(qū)奧陶系原油樣品的原油密度和萜烷（a）、甾烷（b）、菲類（c）以及金剛烷（d）總質(zhì)量分?jǐn)?shù)交會(huì)圖Fig.9 Crossplots of crude oil density with terpanes（a），steranes（b），phenanthrenes（c）and diamondoids（d）of crude oil samples of Ordovician in Tuofutai area，Tabei uplift

原油物性是原油不同組分組成的綜合反映，可指示原油的成熟度，能反映出不同原油之間的成熟度變化，結(jié)合地質(zhì)背景，基本上能勾勒出原油充注和后期改造的輪廓。在未來(lái)的研究中，如何定量地利用原油物性來(lái)反映原油成熟度還需進(jìn)一步研究。

6 結(jié)論

（1）塔里木盆地塔北隆起托甫臺(tái)地區(qū)奧陶系原油不同成熟度參數(shù)推算的成熟度范圍存在差異。由輕烴及金剛烷參數(shù)推算的EqVRo為0.8%～1.2%，指示其處于生油高峰—高峰后期階段；由甾萜烷分布特征推測(cè)的原油樣品的EqVRo為0.70%～0.73%，指示其處于生油早期—高峰之前的成熟階段；由菲類推測(cè)的EqVRo為0.70%～0.83%。原油甾萜類、芳烴、輕烴及金剛烷參數(shù)推算的成熟度結(jié)果的差異可作為原油多期充注和混合作用的依據(jù)。

（2）生物降解作用導(dǎo)致托甫臺(tái)地區(qū)奧陶系原油不同組分成熟度參數(shù)結(jié)果的差異性變化。該地區(qū)不同組分成熟度參數(shù)示蹤的油氣運(yùn)移路徑存在差異，分析認(rèn)為這與不同充注期原油充注通道和斷裂活動(dòng)強(qiáng)弱的變化有關(guān)。在托甫臺(tái)地區(qū)早期原油充注中斷裂活動(dòng)性強(qiáng)，顯示油氣側(cè)向運(yùn)移趨勢(shì)；晚期原油充注中斷裂活動(dòng)性總體減弱，油氣主要發(fā)生垂向運(yùn)移。

（3）托甫臺(tái)地區(qū)和順北地區(qū)奧陶系原油密度與萜烷類、甾烷類總質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈良好的線性關(guān)系，指示原油物性受甾烷和萜烷的影響較大。物性是原油不同組分的綜合體現(xiàn)，指示了原油的成熟度及其充注路徑。