准噶尔盆地南缘油气生成与分布规律——典型类型原油油源对比

准噶尔盆地南缘地区背斜众多,油气分布广泛,油气性质多样。该地区存在5套有效烃源岩,油-源关系十分复杂,长期以来对原油来源存在很大争议。系统采集了南缘地区5套烃源岩及不同构造原油样品,对烃源岩抽提物与原油碳同位素组成、正构烷烃及类异戊二烯烷烃分子碳同位素组成、生物标志物组成特征等进行了全面的对比分析。结果表明,南缘地区4种典型类型原油分别来源于不同时代的烃源岩:1第1类原油碳同位素组成轻,正构烷烃分子碳同位素分布比较平缓,含有较丰富的β-胡萝卜烷,甾烷以C₂₈、C₂₉规则甾烷为主,来源于二叠系烃源岩;2第2类原油碳同位素组成重,正构烷烃分子碳同位素分布比较平缓,Pr/Ph比值高,甾烷以C₂₉规则甾烷和重排甾烷为主,三环萜烷以C₁₉为主,伽马蜡烷含量很低,来源于侏罗纪煤系烃源岩;3第3类原油碳同位素组成轻,正构烷烃分子碳同位素分布随碳数增高大幅下降,Pr/Ph比值小于1.0,C₂₇、C₂₈、C₂₉甾烷呈"V"型分布,异胆甾烷、重排甾烷、Ts、C₂₉Ts、C₃₀重排藿烷、伽马蜡烷含量高,来源于白垩系清水河组烃源岩;4第4类原油碳同位素组成重,正构烷烃分子碳同位素分布随碳数增高下降幅度大,C₂₇、C₂₈、C₂₉甾烷呈"V"型分布且以ααα-20R为主,甲藻甾烷尤为丰富,来源于古近系安集海河组烃源岩。目前在南缘地区尚未发现三叠系烃源岩生成的原油。     

准噶尔盆地南缘油气生成与分布规律——原油地球化学特征与分类

准噶尔盆地南缘地区原油分布广泛,不同地区原油具有不同的地球化学特征。按照碳同位素与生物标志物组成特征可以分为4种典型类型:1第1类原油典型特征是碳同位素组成轻,全油δ¹³C值通常小于-29‰,正构烷烃分子碳同位素分布比较平缓,δ¹³C值通常小于-28‰,含有较丰富的β-胡萝卜烷,甾烷以C₂₈、C₂₉规则甾烷为主,重排甾烷低,伽马蜡烷含量变化较大;2第2类原油碳同位素组成重,全油δ¹³C值通常在-28‰~-26‰,正构烷烃分子碳同位素分布比较平缓,δ¹³C值通常大于-28‰,Pr/Ph比值高,甾烷以C₂₉规则甾烷和重排甾烷为主,三环萜烷以C₁₉为主,伽马蜡烷含量很低;3第3类原油碳同位素组成轻,全油δ¹³C值通常小于-29‰,C₉以上正构烷烃分子碳同位素分布随碳数增高大幅下降,δ¹³C值在-27‰~-34‰,Pr/Ph比值小于1.0,C₂₇、C₂₈、C₂₉甾烷呈"V"型分布,异胆甾烷、重排甾烷含量高,Ts、C₂₉Ts、C₃₀重排藿烷高,Ts/Tm >1,伽马蜡烷含量高且具有两个异构体,甾/萜烷比值高;4第4类原油碳同位素组成重,全油δ¹³C值通常在-28‰~-26‰,C₉以上正构烷烃分子碳同位素分布随碳数增高下降幅度大,δ¹³C值在-23‰~-29‰,C₂₇、C₂₈、C₂₉甾烷呈"V"型分布且以ααα-20R为主,异胆甾烷丰度低,甲藻甾烷尤为丰富,三环萜烷以C₁₉为主,伽马蜡烷含量较低。     

鄂尔多斯盆地安塞-富县地区延长组-延安组原油地球化学特征及油源对比

原油族组成、碳同位素、饱和烃气相色谱及萜烷、甾烷等生物标志化合物特征分析显示,鄂尔多斯盆地安塞-富县地区延长组-延安组原油地球化学特征相近,为低成熟-成熟原油。原油饱和烃含量在70%以上;碳同位素值偏轻,δ¹³C值一般小于-31‰;正构烷烃分布完整,呈单峰型,主峰碳为C₁₇-C₂₃。原油生物标志物特征是,五环萜烷含量高于三环萜烷,以C₃₀-藿烷、C₂₉-降藿烷为主,伽马蜡烷含量少;甾烷以C₂₇-胆甾烷、C₂₈-麦角甾烷及C₂₉-谷甾烷为主,规则甾烷呈不对称"V"字型分布,C₂₈-甾烷含量较低,C₂₇-甾烷与C₂₉-甾烷含量相近。原油和源岩的地球化学特征分析对比表明,长8-长4+5半深湖-深湖相腐泥-混合型泥岩是主要烃源岩。生物标志物特征显示原油具有一定的运移效应。     

渭河盆地新发现原油的特征及其油气地质意义

渭河盆地地热井中意外发现有石油产出，打破了该盆地无油的历史定论。为了认识该原油的特征及其油气地质意义，对采集的地热井原油的物性、族组分含量、饱和烃含量、甾烷与萜烷组成、饱和烃单体烃碳同位素组成进行了系统分析。分析表明，原油以饱和烃为主、芳香烃和沥青质次之，胶质含量最低，属于正常含蜡、低硫、轻胶质原油。饱和烃色谱呈双峰型，主峰为C₁₅和C₂₂，CPI和OEP值分别为0.93和0.90。原油母质成熟度较高且主要来自浮游水生生物和少量高等植物，并有藻类有机质的贡献。正构烷烃中低碳数（C₁₄-C₂₂）的碳同位素值随碳数增加而从-27.1‰降低到-30.3‰；当碳数高于C₂₂后，碳同位素值在-29.3‰和-30.4‰之间变化；姥鲛烷（Pr）和植烷（Ph）的碳同位素值重，分别为-26.1‰和-24.9‰。相对较高的伽马蜡烷含量表明了原油母质形成于较高盐度的水体中。通过邻区对比发现，该原油特征与鄂尔多斯盆地二叠系、三叠系延长组、侏罗系等已知产油层位的原油差别较大，显示出明显的地球化学与成因的特殊性。新发现原油表明渭河盆地应具有尚未发现的生烃源岩，对渭河盆地的油气勘探具有重要的指导意义，同时也可为鄂尔多斯周缘盆地新层系油气调查提供借鉴。     

柴达木盆地西南缘乌南油田原油地球化学特征

通过对柴达木盆地西南缘乌南油田原油样品饱和烃、芳烃生物标志化合物和单体烃碳同位素的系统分析,阐明了它们的地球化学特征。研究结果表明,样品中正构烷烃系列碳数分布具有双重性模式,Pr/Ph<0.5,呈强植烷优势;具有相对较高含量的三环萜烷和伽马蜡烷,藿烷C₃₅/C₃₄值基本上≤1;芳烃组分主要以萘系列、菲系列为主,三芳甾烷系列化合物含量较高,指示了乌南原油形成于半咸水-咸水湖相较强还原沉积环境,母质来源主要为低等水生生物,藿烷和甾烷成熟度参数反映其主要为低熟原油。原油单体烃碳同位素分布曲线模式整体上较为水平,高碳数略有增高的趋势,也表明了原油以水生生物和细菌为主的偏腐泥型有机质生源特征。     

辽西低凸起JZ25-1S太古界潜山原油地球化学特征及来源分析

为探讨辽西低凸起JZ25-1S太古界潜山原油的地球化学特征及其来源,分析了太古界潜山原油物性、族组分、稳定碳同位素、生物标志化合物分布特征并与古近系原油地球化学特征进行对比研究。该区古近系沙河街组二段和太古界潜山原油主要为轻质和中质原油;族组分具有中等饱和烃、高芳香烃、高非烃+沥青质的特征;原油碳同位素分布在-26.2‰~-24.4‰,族组分同位素分馏效应小;色谱曲线明显见到生物降解形成的“鼓包”,单高峰—后峰态为主,Pr/Ph一般在1.3左右,Pr/nC₁₇、Ph/nC₁₈均为高值;原油的甾萜烷特征表现出伽马蜡烷丰度较高、C₂₇重排甾烷和4-甲基甾烷含量中等,甲藻甾烷含量低,规则甾烷C₂₇、C₂₈、C₂₉指纹呈不对称的偏“V”或“L”型分布。但JZ25-1S-4D井和JZ25-1-10D井太古界原油与上述原油特征存在较大的差异。JZ25-1S地区古近系和太古界潜山原油主体为辽西凹陷沙三段、辽中凹陷沙一段烃源岩混合来源,其母质来源于具有一定盐度的弱还原环境,以藻类等浮游动植物输入为主,且原油成熟度较高,受生物降解严重。JZ25-1S-4D井和JZ25-1-10D井太古界潜山原油来源于辽西凹陷沙三段烃源岩,为淡水弱还原环境,原油成熟度高,受生物降解较弱。      

海拉尔盆地乌尔逊—贝尔凹陷白垩系原油地球化学特征及油源对比

对海拉尔盆地乌尔逊凹陷和贝尔凹陷共21个原油和油砂样品进行GC、GC-MS和非烃含氮化合物测试分析,根据饱和烃、轻烃和甾萜类生物标志化合物的分析资料,全面剖析了海拉尔盆地乌尔逊-贝尔凹陷白垩系原油的地球化学特征,并通过油源对比确定了其主力烃源层。研究结果表明,海拉尔盆地贝尔凹陷和乌尔逊凹陷原油存在2种成因类型:第一类油饱和烃C₁₇—C₂₃具正构烷烃优势,呈单峰型分布,Pr/Ph>1(1~2.88),C₂₇—C₂₉甾烷呈"V"型分布,伽马蜡烷含量较低,表征淡水湖相沉积环境;第二类油具有饱和烃低碳正构烷烃优势,Pr/Ph<1,孕甾烷、C₂₇重排甾烷含量较低,伽马蜡烷不发育,表征煤系地层原油。油源对比揭示,原油来自2套不同沉积环境的源岩,展示了海拉尔盆地良好的烃源条件。      

南阳凹陷高蜡原油的地球化学特征

南阳凹陷原油为低密度、低粘度、低含硫和高凝固点的正常原油,高蜡-特高蜡也是南阳凹陷原油的主要特征。饱和烃含量高,饱和烃/芳香烃值大于3.0.C₂₇—C₂₉规则甾烷均呈“V”字型分布,C₂₉甾烷异构化作用较强,其比值为0.3~0.6.萜烷以五环三萜烷和长链三环萜烷为主,非藿烷系列(尤其是伽马蜡烷)含量相当丰富。个别样品伽马蜡烷指数高达1.3,为高盐度强还原环境。芳香烃组分以菲为优势组分,其次为萘系列,三芳甾烃在张店地区相对较低,且变化幅度较大。     

塔里木盆地柯克亚地区原油差异与成因分析

塔里木盆地柯克亚油气田主要含油气层系为新近系中新统西河甫组(N₁x)、古近系卡拉塔尔组(E₂k)和白垩系。研究表明,该区原油的物性、族组成、饱和烃色谱、饱和烃甾烷、萜烷、碳同位素和中性含氮化合物等参数在纵向和平面上均呈现出有规律的变化。在纵向上,原油密度、咔唑的丰度由下而上逐渐降低,而原油饱和烃含量、C₂₁-/C₂₂+、C₂₁₊₂₂/C₂₈₊₂₉、C₂₇重排甾烷/C₂₇规则甾烷、碳同位素和气/油比等参数自下而上有逐渐增大的趋势,这些变化趋势主要归结于自下而上的运移分馏作用;而不同层系或同一层系不同油组平面上的特征差异主要受储层沉积相带和物性的制约,是分类聚集作用的结果。      

海拉尔盆地原油地球化学特征与成因分类

海拉尔盆地原油绝大多数为正常密度的中高蜡低硫成熟原油，部分为轻质中高蜡成熟原油，少量为中低蜡低成熟稠油；全油碳同位素值为-34‰～25‰，生物标志化合物组成与分布特征变化很大，说明生油母质的组成和沉积环境差异很大。根据原油碳同位素和生物标志化合物组成特征，将该盆地原油分为5种类型：第一类以碳同位素组成轻、伽马蜡烷含量高、无重排甾烷为特征，分布于巴彦呼舒凹陷；第二类以碳同位素组成轻、伽马蜡烷和重排甾烷含量中-低为特征，分布干乌尔逊凹陷南部地区；第三类以碳同位素组成较轻、伽马蜡烷含量低和富含重排甾烷、Ts、C29Ts、C30重排藿烷为特征，分布于乌尔逊凹陷北部和贝尔凹陷；第四类以碳同位素组成重、伽马蜡烷含量中一低和富含重排甾烷、Ts、C29Ts为特征，分布于呼伦湖凹陷；第五类以碳同位素组成重、Pr/Ph值高、富含C29甾烷和重排甾烷、C27甾烷异常低、无伽马蜡皖为特征，为煤系原油，分布于呼和湖凹陷。图5参8     

酒西坳陷原油地球化学特征与成熟度分类

酒西坳陷属于典型的勘探程度非常高的含油气坳陷,目前已发现的原油主要分布于青西凹陷和鸭儿峡-老君庙-石油沟构造带。这些原油绝大多数为正常密度和黏度的中-高蜡原油,只有少量为中-高蜡稠油,具有典型湖相原油的地球化学特征,全油碳同位素δ¹³C值为-32 ‰~-30 ‰,生物标志物组成总体相似,但分布特征存在一定差异,可以分为3类不同类型或成熟度原油。第1类为低成熟原油,甾烷以规则甾烷为主,没有重排甾烷;规则甾烷以ααα-20R甾烷为主,C₂₇、C₂₈、C₂₉甾烷呈不对称V型分布,C₂₉甾烷20S/（20S+20R）和ββ/（αα+ββ）值一般小于0.4;萜烷以五环萜烷为主,Ts、C₂₉Ts和C₃₀重排藿烷低,伽马蜡烷较高。第2类为中等成熟原油,Pr/Ph值一般小于1.0;甾烷也是以规则甾烷为主,没有重排甾烷,但ααα-20S和αββ甾烷明显高于第1类原油,C₂₉甾烷20S/（20S+20R）和ββ/（αα+ββ）值一般为0.40~0.55,C₂₇、C₂₈、C₂₉ ααα-20R甾烷呈不对称V型分布,C₂₇/C₂₉比值一般大于0.6;萜烷分布特征与第1类原油类似,Ts/Tm一般小于0.5;甾烷/萜烷比值基本大于1.0。第3类为高成熟原油,Pr/Ph值一般大于1.0;甾烷以规则甾烷为主,但重排甾烷明显且含量变化大,αββ甾烷明显高于ααα甾烷,C₂₉甾烷20S/（20S+20R）和ββ/（αα+ββ）值分别大于0.5和0.6,C₂₉甾烷含量明显高于C₂₇甾烷,C₂₇/C₂₉比值一般小于0.6;萜烷分布特征与前两类原油相似,但Ts、C₂₉Ts和C₃₀重排藿烷相对较高,Ts/Tm一般大于0.5,伽马蜡烷含量变化较大;甾烷/萜烷比值基本上小于1.0。     

东营凹陷中央隆起带油-源特征分析

东营凹陷的沙河街组三段的烃源岩具有姥鲛烷占优势,姥植烷比为0.5～1.0,微弱的伽马蜡烷等特征;沙河街组四段烃源岩具有较强的植烷优势,姥植烷比小于0.5,丰富的伽马蜡烷等特征。根据这一显著差异,将东营凹陷中央隆起带上各油田的油源类型划分为沙三型、沙四型以及混合型,其中以沙三型和混合类型为主。不同地区和不同层系原油的来源存在较大差异,通过对构造特征与地化特征的平面分布规律研究,认为石油遵循就近运移聚集的规律,各洼陷中心即为油源中心;西部地区的油源主要以利津洼陷沙河街组三段烃源岩为主;少量东南部的原油由牛庄洼陷沙河街组四段烃源岩供应;而东北部的则由民丰洼陷烃源岩供给。断裂发育处混源石油较为普遍,说明了断裂对混源的作用较大。     

塔中北坡SH9井区柯坪塔格组下段原油地球化学特征

塔中北坡SH9井区在柯坪塔格组下段首次发现了中—轻质黑油,具有低粘度、低含硫、低凝固点、高含蜡等特征。族组分中总烃含量、饱芳比均较大,碳同位素轻,小于-31‰。正构烷烃总体为单峰、前峰型分布,正构烷烃保存相对完整,但有轻微的“鼓包”（UCM峰）,具有轻微生物降解的特征;CPI值为1.04~1.05,Pr/Ph值为0.84~0.94,不具备奇偶优势,有明显的植烷优势。规则甾烷均呈“V”字形分布,C₂₈20R甾烷相对含量小于25%,C₂₉甾烷含量高于C₂₇甾烷,重排甾烷、升孕甾烷和孕甾烷的相对含量较高。三环萜烷系列的丰度高于藿烷系列,并在三环萜烷中表现为C₂₃三环萜烷的丰度优势,伽马蜡烷含量也较高。原油具有硫芴优势,三芳甲藻甾烷和甲藻甾烷欠发育;成熟度指标表征其为成熟油。认为该原油主要来源于中、上奥陶统烃源岩,中、下寒武统烃源岩贡献不明显。      

原油中类异戊二烯烷烃的地球化学特征

在原油和沉积岩中,广泛存在着类异戊二烯烷烃。它们是一种生物标记化合物,是异构烷烃的重要组成部分。原油中这类化合物的存在是石油有机成因的重要依据。由于成油环境及其生油母质的差异,原油和沉积岩中类异戊二烯烷烃的分布特征也有所不同,所以,在有机地球化学研究中,目前主要应用于油源对比¹⁾和成油环境的探讨^[1]。在我国各类沉积盆地中,往往具有多套生、储、盖组合,因此研究原油中类异戊二烯烷烃的地球化学特征,具有一定的意义。     

尕斯库勒油田不同赋存状态烃类的地球化学特征

通过对柴达木盆地尕斯库勒油田古近、新近系六个油砂样品中游离烃、封闭烃、碳酸盐胶结物烃、束缚烃和石英颗粒包裹体烃的分步分离和GC-MS分析,研究了不同赋存状态饱和烃馏分生物标记化合物的地球化学特征。研究结果表明,①正构烷烃的峰形为单峰型;碳数范围为nC₁₃—nC₄₂,在不同赋存状态烃中略有差异;碳优势指数(I_CP)小于1.2,具有较弱的奇碳优势;m(Pr)/m(Ph)值小于0.39,具有植烷优势,形成于强还原环境;高含量的伽马蜡烷指示了源岩的盐湖相沉积环境,不同赋存状态烃之间差异反映了盐湖的咸化演化过程。②油砂中不同赋存状态烃中含有丰富C₂₇规则甾烷、藿烷和长链三环萜,4-甲基甾烷的含量相对较高,显示出低等水生生物的藻类和细菌对成烃的贡献。m(C₂₉甾烷20S)/m[C₂₉甾烷(20S+20R)]和m(C₂₉甾烷ββ)/m[C₂₉甾烷(ββ+αα)]的比值表明不同赋存状态烃为低熟-成熟生油岩生成的原油。油藏储集层(油砂)中这些不同赋存类型(期次)烃类,反映出油气从烃源岩进入储集层成藏的先后差异。     

原油中甾烷的生物降解模拟实验研究

通过喜氧细菌对原油的模拟生物降解实验,以及对模拟产物的饱和烃色谱—质谱分析,对原油饱和烃中规则甾烷和重排甾烷的降解作用进行了研究。研究结果显示,规则甾烷先于重排甾烷发生生物降解,甾烷降解由易到难的顺序为C₂7>C₂8>C₂9。在甾烷被大量降解前,20S/(20S+20R)(甾烷异构化作用)等生物标记化合物的成熟度指标基本无变化,但某些用于油源对比、母源和沉积环境研究的生物标记化合物参数可能会发生变化,如:规则甾烷/17α(H)-藿烷、C₂7-C₂8-C₂9甾烷、C₂7-C₂8-C₂9重排甾烷和重排甾烷/规则甾烷等。      

渤海湾盆地黄骅坳陷滨海Ⅰ号构造原油的油源研究及意义

滨海Ⅰ号构造是渤海湾盆地黄骅坳陷歧口凹陷勘探程度很低的大型构造,所钻探的白东2×1井东营组发现低产油流。原油地球化学特征研究表明,该原油为中高蜡轻质成熟原油,甾烷组成中以胆甾烷和异胆甾烷为主,且C₂₇,C₂₈,C₂₉甾烷呈略不对称的"V"型分布,有一定量的重排甾烷和4-甲基甾烷;萜烷组成中三环萜烷略低于五环萜烷,伽马蜡烷高,Ts,C₂₉Ts和C₃₀重排藿烷含量相对较高。生物标志物分布特征表明该原油的生烃母质具有菌藻类和陆源高等植物混合特点,且沉积于半咸水—咸水环境,应该来源于歧口凹陷沙一下段或沙三段咸水湖相烃源岩。滨海Ⅰ号构造紧邻歧口生油凹陷,油气成藏条件好,具有良好的勘探前景。