準噶爾盆地東部環阜康凹陷隆起帶原油地球化學特征與分類

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

王惠民 (中石化石油勘探開發研究院，北京 100083)

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

準噶爾盆地東部環阜康凹陷隆起帶原油地球化學特征與分類

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

王惠民 (中石化石油勘探開發研究院，北京 100083)

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

準噶爾盆地東部環阜康凹陷隆起帶是一個油氣富集地區。依據各類生物標志物分布與組成及其與不同層位烴源巖之間的關系，把工區內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。

環阜康凹陷隆起帶；原油；地球化學特征；成因類型

環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。在隆起帶內已發現一批工業油氣藏和多個出油氣點。環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。環阜康凹陷隆起帶經受了多期構造運動，其上的油氣藏有原生的，也有次生的，還有經氧化、生物降解等作用而被破壞的稠油油藏。筆者旨在對已發現原油的地球化學特征進行對比和分類，有助于認識油氣形成條件和分布規律。

1 原油基本物性特征

1)原油密度 該區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，其二受構造運動的影響。

2)原油粘度 該區原油粘度跨度也非常大，與原油密度表現出的情況基本相同。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 原油基本地球化學特征

1)原油族組成特征 在該區沙南油田以北、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，而芳烴含量也呈現此現象[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有關，也與原油保存條件密切相關。山前斷褶帶構造運動頻繁，致使三臺-北三臺多數原油遭受生物降解，這也是造成三臺-北三臺原油族組成變化的直接原因。

圖1 準噶爾盆地東部環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[4]，成烴母質為腐殖型。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,原油碳同位素在-27.8‰～-29.2‰，說明其成烴母質以腐殖型為主。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‰，意味著其成烴母質為混合型，富含類脂物質，然而彩39等井與沙南油田原油生物標志化合物不同，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‰，表明其成烴母質類型最好[5]。

3 原油生物標志化合物特征

1)正構烷烴分布特征 該區正構烷烴分布特征與原油族組成表現形式基本一致。在白家海凸起、阜東斜坡區、沙南油田以北原油飽和烴色譜峰形呈正態分布,正構烷烴占優勢,主峰碳靠前，為nC17～nC19；nC21-/nC22+為2.0～2.5，低碳數烷烴顯優勢，表現出湖沼相陸源植物成油性質。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，表明成烴母質類型優于沙南油田。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，富集異構烴與環烴類。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，部分正構烷烴消失，還可見異戊二烯烷烴，甾、萜烷，環烷烴保存完好；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，原油遭到嚴重的生物降解，甾烷部分損失或發生嚴重變化，無法辨認。三臺、北三臺不同深度原油、不同程度生物降解的現象，說明該區原油經歷不同的聚集歷史，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 準噶爾盆地東部環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，說明成油母質為氧化條件下的陸源有機質。在白家海凸起、阜康凹陷斜坡區、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，并且生物標志物也具有良好可比性，說明成烴母質相同，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，阜康凹陷斜坡區阜5井三疊系原油姥植比為1.51，烴源差異很大[6]。

圖2 準噶爾盆地東部環阜康凹陷原油姥植比分布圖

綜上所述，環阜康凹陷斜坡區成烴母質有多個來源，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、甾烷類生物標志化合物分布特征 準噶爾盆地環阜康凹陷原油萜烷類、甾烷類生物標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。三環萜烷系列分布不完整，豐度低[7]，其中以C19、C20三環萜烷相對豐度高于其他碳數的三環萜烷，并且C24四環萜烷相對豐度很高，明顯高于C26三環萜烷；五環萜烷中，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規則甾烷出峰背景上表現為2個高峰的煤成油的重要標志。規則甾烷中C27的4種異構體基本缺失，C28甾烷含量也偏低，C29甾烷占絕對優勢。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，碳數范圍從C19～C29，甚至還出現C30、C31萜烷，其中以C20、C21、C23三環萜烷相對豐度高，C24四環萜烷相對豐度較低。原油含有較高的妊甾烷類，規則甾烷中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、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甾烷仍略占優勢，C27、C28和C2920R甾烷呈不對稱“∨”分布。

4 原油地球化學特征分類

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、三環萜烷以及伽馬蠟烷和妊甾烷類，C29重排甾烷和規則甾烷占絕對優勢，C27規則甾烷含量極低，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、三環萜烷、伽馬蠟烷和妊甾烷類，規則甾烷中C27甾烷含量較高，這一系列特征表明其成烴母質富含湖相水生生物，油源對比結果與阜康凹陷及山前凹陷二疊系湖相烴源巖生物標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造運動期次多、強度大、斷裂發育，使原油遭受不同程度的破壞，表現出氧化蝕變的特征，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志化合物表現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 論

1)通過對環阜康凹陷原油及油顯示生物標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。

[1]王嶼濤，陳克迅.準噶爾盆地東部原油地球化學特征[J].石油與天然氣地質，1990，11(1)：16-22.

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[3]陳建平，梁狄剛.彩南油田多源混合原油的油源(二)[J].石油勘探與開發，2003，30(5)：34-38.

[4]王昌桂，程克明，徐永昌，等.吐哈盆地煤成烴機理及油氣富集規律[M].北京：科學出版社，1998.

[5]楊斌.碳同位素在克拉瑪依油區油源對比中的應用[J].新疆石油地質，1985， 6(2)：56- 63.

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[7]Moldowan J M，Seifert W K，Gallegos E J.Relationship between petroleum composition and depositional environment of petroleum source rock[J].AAPG Bulletin，1985，69：1255-1268

[8]王緒龍，康素芳.準噶爾盆地腹部及西北緣斜坡區原油成因分析[J].新疆石油地質，1999，20(2)：108-112.

[9]陳建平，梁狄剛，王緒龍，等.彩南油田多源混合原油的油源( 一)——烴源巖基本地球化學特征與生物標志物特征[J].石油勘探與開發，2003，30(4)：20-25.

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校畢業，助理工程師，現主要從事石油地質勘探和油氣分析化驗方面的研究工作。

[編輯] 洪云飛