准噶尔盆地南缘油气生成与分布规律——典型油藏油源解剖与原油分布规律

准噶尔盆地南缘地区发育40多个背斜构造、5套有效烃源岩,大多数背斜构造发现了油气或存在油气苗,原油性质呈现多样性变化,长期以来对该地区不同构造原油的来源存在多种观点。在南缘地区典型原油地球化学特征与油源对比的基础上,选择了南缘地区具有代表性的典型背斜构造油藏,对其原油油源进行了深入细致的解剖研究。结果表明,南缘地区绝大多数背斜构造油藏原油为单一烃源来源,不同时代烃源岩生成原油混合现象并不普遍,只有少数油藏存在混源油。不同区域背斜构造原油油源存在较大差异,原油来源严格受控于有效烃源岩的分布:二叠系来源的原油主要分布于南缘中部以东的山前构造,侏罗系来源的原油主要分布于南缘西部及南缘东部构造,白垩系来源的原油仅分布于南缘中部构造,古近系来源的原油仅分布于南缘西部构造;齐古油田侏罗系油藏原油为二叠系与侏罗系原油的混合,各自的贡献约占50%。     

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。     

准噶尔盆地南缘原油地球化学特征

通过系统分析区内原油的地球化学特征,将区内原油划分为三类六型,分别代表单一成因的煤系油(侏罗系,iv型)、湖相油(二叠系,(一七)型;白垩系,(一四)型;古近系,(一五)型)以及混源油(侏罗系和古近系,(九)型;侏罗系和二叠系,v型)。平面上不同构造单元的原油类型呈现出一定的差异,自东向西,阜康断裂带主要发现了iv类、(一七)类和v类油,齐古断褶带原油类型与阜康断裂带基本一致,还发现了(一五)类油,霍-玛-吐背斜带原油以(一四)类为主,四棵树凹陷原油主要是(九)类混源油和iv类煤系油,并提出了(一四)类白垩系生源油为本区油源的认识。     

准噶尔盆地南缘天然气地球化学特征及来源

准噶尔盆地南缘天然气分布较为广泛,在3排背斜带均有分布。该区天然气在组分上以烃类为主,其中甲烷占主导;普遍含有氮气和二氧化碳。准噶尔盆地南缘天然气均为典型热成因气,主要为源自中、下侏罗统成熟-过成熟煤系烃源岩的煤成气,其中第一排背斜带和第二排背斜带天然气均为典型高-过成熟阶段煤成气,第三排背斜带独山子背斜下古近统和呼图壁背斜所有气样也是该类型,第三排背斜带其余煤成气样为典型成熟阶段煤成气。准噶尔盆地南缘煤成气普遍具有碳同位素部分倒转的特征,其主要由于同型不同源（侏罗系不同层位）气的混合,也有部分由于细菌氧化作用（古牧地背斜）或油型气和煤成气的混合（齐古和安集海）。该区油型气样品较少,目前发现的2个油型气样品位于卡因迪克油田白垩系和独山子油气田古近系,分别为成熟和高-过成熟阶段油型气,来自白垩系和二叠系腐泥型烃源岩。齐古背斜二叠系和三叠系中煤成气主要是由断裂下盘埋深较大的下侏罗统八道湾组煤系烃源岩所生成,而侏罗系中煤成气则主要来自中侏罗统西山窑组和下侏罗统三工河组烃源岩,其埋深相对较浅,成熟度相对较低,因此生成的天然气碳同位素值和甲烷含量均相对较小。     

准噶尔盆地中部原油地球化学特征

准噶尔盆地中部1区块和3区块原油地球化学特征相近,正构烷烃分布完整,呈单峰型,主峰碳为C₁₇～C₂₃,弱姥鲛烷优势(Pr/Ph为1.33～1.75)。生标特征:三环萜烷含量丰富,伽马蜡烷含量高,孕甾烷、升孕甾烷含量较高,规则甾烷呈“上升型”分布,ααα20RC₂₇相对含量高,β-胡萝卜烷和γ-胡萝卜烷含量高。碳同位素值偏轻(一般小于-29‰),生源构成可能以低等水生生物和菌藻类为主,母源形成环境为湖相还原环境。原油主要源自二叠系源岩。中部2区块和4区块原油地球化学特征相近,正构烷烃分布完整,呈单峰型,主峰碳为C₁₃和C₁₉,明显姥鲛烷优势(Pr/Ph为5.62～7.24)。生标特征:三环萜烷含量很低,伽马蜡烷含量较低或缺乏,孕甾烷、升孕甾烷含量低,C₂₉甾烷含量很高,规则甾烷呈“反L型”分布,不含β-胡萝卜烷和γ-胡萝卜烷。碳同位素偏重(一般大于-27‰),生源构成可能以高等植物为主,母源形成环境为氧化环境。原油主要源自侏罗系煤系烃源岩。     

准噶尔盆地南缘异常天然气地球化学特征及其成因

利用天然气成因判别Whiticar图版研究准噶尔盆地南缘独87井、南安1井和齐34井天然气成因类型,结论与乙烷和丙烷碳同位素判识结果相矛盾。在分析研究区南安1井八道湾组、齐34井中、下侏罗统和独87井中新统储层天然气组分和碳同位素组成特征的基础上,对异常天然气成因进行分析。南安1井甲烷含量为84.58%,齐34井甲烷含量为97.38%,两者均为干气;独87井甲烷含量仅为77.09%,为湿气。独87井碳同位素变化比较复杂,出现δ13C1δ13C2,δ13C2δ13C3且δ13C3δ13C4局部碳同位素倒转现象;齐34井天然气为δ13C2δ13C3δ13C4的局部碳同位素倒转;南安1井没有出现碳同位素倒转,为正碳同位素特征。南安1井和齐34井天然气因受到细菌降解作用,其组分含量和碳同位素发生变化;独87井天然气δ13C1变重是上覆盖层封盖能力较差、甲烷发生漏失所致。据此对Whiticar图版进行了必要的补充修正,可以对细菌降解和甲烷漏失次生作用进行有效识别,避免对天然气母质类型认识上的误差。     

准噶尔盆地南缘油气苗有机地球化学特征及成因

为查明准噶尔盆地南缘油气苗的成因及其石油地质意义,对典型油气苗的地球化学特征进行了研究。该地区的油气苗可以分为4类：A类主要分布于南缘东段,油源为二叠系;B类分布于南缘中段第一排构造的齐古地区和南缘西段的托斯台背斜,油源以侏罗系为主;C类主要分布于南缘中段第二排构造,油源为白垩系;D类主要分布于南缘西段的乌苏—独山子地区,以泥火山为特色,油源为古近系而气源为侏罗系。油气苗的分布表现出典型的“源—断”双控特征,并与主要的含油气系统有很好的匹配关系,是地下油气藏在地面的直接线索,下步建议“西段上组合找气、中段中组合找油和东段下组合找有利储层”。     

准噶尔盆地东部原油地球化学特征

火烧山二叠系平地泉组原油具湖相原油特征,自生自储。三台-北三台石炭系至第三系各储层的原油可能亦为湖相混合型有机质生成,但普遍遭受了生物降解。五彩湾凹陷石炭系原油和北三台西南斜坡及古牧地侏罗系原油与上述原油殊异,生油物质可能为湖沼相高等植物。     

准噶尔盆地南缘油气成藏组合特征及分布规律

根据生、储、盖的基本特征。准噶尔盆地南缘主要划分为下部、中部和上部3类油气成藏组合。以及由该3类油气成藏组合派生的下部-中部和中部-上部油气成藏组合，各个油气成藏组合具有不同的油气成藏特征。由于构造运动的影响，准噶尔盆地南缘的沉积中心自东向西发生迁移，南、北出现构造分带，由东向西，由南向北地层、沉积产生差异，生、储、盖的发育也出现差异，从而导致下部油气成藏组合主要分布在南缘东段和中段及西段南部靠近山前的地带，印靠近山前的第一排构造带，而中部和上部油气成藏组合则主要分布在南缘中段和西段北部的第二排、第三排构造带。其中，南缘中段主要分布中部和中部-上部油气成藏组合，而西段则主要分布上部和中部-下部油气成藏组合。     

伊朗卡山区块原油地球化学特征

伊朗卡山区块首次发现了高产成熟原油。成熟度参数表明原油成熟度相当于R0值为0．8％～1．0％阶段，是生油高峰阶段。全油碳同位素组成为-20．7‰；生物标志物中类异戊二烯含量较低、植烷与姥鲛烷均势；萜烷以C30藿烷为主，含有较高含量的Ts、C30重排霍烷和一定含量的伽马蜡烷；甾烷以C27甾烷为主，重排甾烷含量高，异胆甾烷含量高于胆甾院。这些特征表明原油源自滨浅海相泥质沉积物，并具有一定的运移效应。     

准噶尔盆地南缘油气生成与分布规律——烃源岩地球化学特征与生烃史

准噶尔盆地南缘发育二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系和古近系5套可能的烃源岩,并在很多构造圈闭发现了不同物理化学性质的油气。长期以来对该地区有效烃源岩及所发现油气的来源存在很大争议。通过对南缘地区24条地面剖面及28口探井烃源岩岩心系统采样分析研究认为,不仅二叠系与侏罗系是南缘地区重要的烃源岩,三叠系是可能的烃源岩,白垩系与古近系也是非常重要的烃源岩。二叠系烃源岩有机质丰度很高、类型好,以I、II型有机质为主;三叠系与侏罗系烃源岩有机质丰度变化大,且类型较差,以II、III型有机质为主;白垩系和古近系烃源岩有机质丰度中等,但有机质类型好,以I、II型有机质为主。5套烃源岩目前成熟度差异较大,二叠系、三叠系、侏罗系烃源岩处于低成熟-高、过成熟阶段,白垩系烃源岩处于未成熟-高成熟阶段,古近系烃源岩处于未成熟-成熟演化阶段。5套烃源岩大量生烃时期明显不同:中二叠统烃源岩主要在晚侏罗世-古近纪,侏罗系在晚白垩世-新近纪;白垩系从始新世延续现今,在上新世初达到生油高峰;古近系中新世末期进入生油门限开始生油,目前仍未达生油高峰。白垩系在南缘中部地区为有效生烃源岩,古近系在南缘西部地区是有效的生油源岩。     

准噶尔盆地沙湾凹陷东部原油地球化学特征和来源

沙湾凹陷是准噶尔盆地腹部重要的勘探领域之一,为了更好地厘清凹陷内二叠系、侏罗系和白垩系储层中原油的来源,明确油气成藏过程和富集规律,对该凹陷东部典型井原油样品开展了碳同位素和生物标志化合物分析,并基于对原油地球化学特征的分析,开展了原油分类和油源对比。沙湾凹陷东部不同层系原油可以分为3类：第一类原油赋存于二叠系及侏罗系储层中,其全油δ¹³C值和Pr/Ph比值分别介于-31.0‰~-29.0‰和1.0~2.0,αααR规则甾烷相对含量具有C₂₇＜C₂₈＜C₂₉的特征,萜烷类多数表现出C₂₀＜C₂₁＞C₂₃TT、C₂₄TeT/C₂₆TT＜1的特征,且伽马蜡烷指数均小于0.30,这类原油主体来自中二叠统下乌尔禾组烃源岩,其中上二叠统上乌尔禾组油样中未检出Ts,β-胡萝卜烷/C₃₀藿烷比值大于1,三环萜烷分布表现出C₂₀＞C₂₁＞C₂₃TT的特征,且甲基菲分布分数反映了原油处于高成熟演化阶段,这表明其中混入了少量下二叠统烃源岩生成的原油;第二类原油赋存于中侏罗统储层中,其典型特征为全油δ¹³C值及正构烷烃单体δ¹³C值主体大于-29.0‰,Pr/Ph比值相对较高,介于2.0~2.5,且C₂₄TeT/C₂₆TT比值大于1,表明这类原油主体为侏罗系烃源岩生成;第三类原油赋存于下白垩统储层中,其全油δ¹³C值和Pr/Ph比值分别小于-31.0‰和1.0,αααR规则甾烷含量呈C₂₇≈C₂₈＜C₂₉特征,伽马蜡烷指数均高于0.50,正构烷烃单体δ¹³C值随碳数升高而逐渐降低,且主体小于-31‰,表明这类原油主要来自下白垩统烃源岩。     

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。     

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     

准噶尔盆地哈山南缘白垩系清水河组油砂基本地质特征

为了扩大哈山南缘风城油砂山外围的油砂勘探成果,针对白垩系清水河组油砂,以地表地质调查成果为基础,通过对油砂岩露头与岩芯的粒度、岩石薄片、测井、铸体、重量含油率等资料的分析,开展沉积相与储层特征等方面研究。结果表明,清水河组油砂以长石岩屑砂岩、岩屑砂岩为主,砂岩稳定性较差,距离物源较近;清水河组识别出冲积扇、辫状河三角洲、辫状河3种沉积相,细分为9种微相;油砂主要发育于辫状河河道滞留、心滩、三角洲平原分流河道及前缘水下分流河道微相中,油砂岩重量含油率高达35.12%,孔隙度为25.3%～39.1%,渗透率为124～4 580 mD,含油性、孔隙度、渗透率均较好,以上4种微相砂体可作为下一步勘探开发的重要方向。丰富的烃源岩、良好的运移通道、优质的储集层及降解稠化作用是哈山南缘油砂成矿的主控因素。该研究成果,对整个准噶尔盆地西北缘油砂勘探具有一定指导意义。