中拐凸起石炭系油藏油氣成因分析①

李際

摘 要：對三個凹陷的石炭系和二疊系烴源巖地化特征進行研究，表明石炭系烴源巖為差的烴源巖，佳木河組烴源巖為中等烴源巖，風城組和烏爾禾組烴源巖為中等-好的烴源巖，具有較強的生烴潛力。中拐凸起石炭系原油地球化學特征研究表明該區原油分為兩類，第一類來源于二疊系風城組烴源巖，第二類來源于二疊系烏爾禾組烴源巖。石炭系油藏至少存在兩期油氣成藏。

關鍵詞：準噶爾盆地 中拐凸起 原油 地球化學特征 成因 石炭系

中圖分類號：TE1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（b）-0253-02

1 地質背景

中拐凸起位于準噶爾盆地西北緣克-烏斷裂帶和紅車斷裂帶的轉換部位，三面臨凹，東北面為瑪湖凹陷、東面與盆1井西凹陷接壤、南面緊鄰沙灣凹陷，是油氣運移和聚集的有利區[1]。其主體形態為一寬緩鼻狀古隆起，自紅車斷裂帶沿南東方向向準噶爾盆地傾沒，勘探面積2200km2。石炭系是區內主要的含油層系之一，該區石炭系為典型的火山巖儲層，儲層巖性以火山角礫巖、安山巖為主，其次為凝灰巖和玄武巖，該儲層孔隙度2%～12%，滲透率（0.1～l）x10-3μm2，屬低孔一超低滲儲層[2-3]。

2 烴源巖評價

2.1 石炭系烴源巖

石炭系烴源巖主要為黑色凝灰巖、深灰色凝灰巖。有機質豐度較高，有機碳含量為0.64%～1.69%，氯仿瀝青“A”含量為0.0080%～0.0676%，生烴潛量為0.22～6.12mg/g，該套烴源巖為差烴源巖。從氫指數和S1+S2看，反映出腐殖型母質的特征。有機元素H/C原子比小于0.80，也反映出腐殖型的母質類型特征。Tmax為448℃～476℃，源巖處于成熟-高成熟階段。因此，綜合評價認為該套烴源巖處于成熟～高成熟的腐殖型母質的差烴源巖，其生烴潛力有限。

石炭系烴源巖碳同位素較重，氯仿瀝青“A”碳同位素δ13C值為-23.84‰～-27.42‰。飽和烴分布完整，姥植比較低（0.92～1.44）。三環萜烷以C20為最高，C20、C21、C23內分布主要呈下降型分布，三環C23/C19值小于5.0， 三環C23/C21小于1.0。Ts/Tm比值較大于0.29。在規則甾烷分布中C27、C28、C29甾烷呈上升型分布，C29甾烷占優勢。成熟度參數αααC2920S/（20S+20R）為0.46 ～0.54，處入成熟～高成熟演化階段。

2.2 二疊系烴源巖

二疊系佳木河組烴源巖為凝灰巖、粉砂質泥巖。有機碳含量為0.085%～2.0%，平均為0.66%，氯仿瀝青“A”含量為0.0014%～0.0096%，S1+S2平均為3.25mg/g。有機質類型以III型為主，個別為II。實測Ro為1.38%～1.9%。綜合評價佳木河組烴源巖為一套成熟-高成熟的腐質型母質的中等烴源巖，具有一定的生烴能力。

佳木河組烴源巖的干酪根碳同位素較重，一般大于-23‰，Pr/Ph一般小于1.0，三環萜烷C20、C21、和C23分布主要以下降型為主，三環C23/C19值大于6.0，含有胡蘿卜烷、Ts、伽馬蠟烷、妊烷和高妊烷，C27規則甾烷相對含量一般略高于C28規則甾烷。

二疊系風城組為海陸過渡的咸化環境下的殘留海-瀉湖相沉積，巖性為灰黑色泥巖、灰黑色白云質泥巖、凝灰質白云巖。有機碳含量平均為1.26%，氯仿瀝青“A”含量平均為0.1493%，總烴含量平均為0.0820%，S1+S2平均為5.73mg/g，有機質類型多為I～II型，Ro為0.85%～1.56%。綜合評價風城組烴源巖為一套成熟-高成熟的腐泥型母質的中等-好的烴源巖，其生烴潛力較強。

風城組烴源巖的碳同位素較輕，氯仿瀝青“A”碳同位素δ13C值為-29.84‰～-31.46‰。飽和烴分布完整，姥植比較低，其值為0.72～1.03。三環萜烷C20、C21、C23呈上升型分布，三環C23/C19值大于6.0。在規則甾烷分布中C27、C28、C29甾烷呈上升型分布，C29甾烷占優勢。成熟度參數αααC2920S/（20S+20R）值為0.42～0.49，處入成熟-高成熟演化階段。

二疊系烏爾禾組烴源巖一套內陸湖泊的淺湖相—半深水湖相沉積，巖性為灰黑色泥巖、灰黑色白云質泥巖、灰色粉砂質泥巖。有機碳含量平均為0.7%～1.4%，氯仿瀝青“A”含量為0.0084%～0.1395%，有機質類型主要為II型，個別為型III型，Ro為0.69%～1.38%。綜合評價烏爾禾組烴源巖為一套成熟的混合型母質的中等-好的烴源巖，其生烴潛力較強。

烏爾禾組烴源碳同位素比風城組烴源巖要重，氯仿瀝青“A”碳同位素δ13C值為-28.34‰～-29.21‰。飽和烴分布完整，姥植比較低（0.83～1.36）。三環萜烷C20、C21、C23呈山峰型分布，三環C23/C19值大于6.0。在規則甾烷分布中C27、C28、C29甾烷呈上升型分布，C29甾烷占優勢。成熟度參數αααC2920S/（20S+20R）值為0.39～0.45，處入成熟演化階段。

烴源巖的熱演化史研究表明，佳木河組烴源巖的主要生油期為早二疊世至三疊紀，侏羅紀進入大量生氣階段。風城組烴源巖的主要生油期為晚二疊世—晚三疊世，侏羅紀以后進入大量生氣階段。烏爾禾組烴源巖的主要生油期為侏羅紀—白堊紀，第三紀以后進入大量生氣階段。

3 原油地球化學特征-

石炭系油藏原油分為兩類，第一類原油的碳同位素較輕，其δ13C值為-29.14‰～-30.63‰。飽和烴分布完整，姥植比較低（0.72～1.21）。在萜烷分布中三環萜烷 C20、C21、C23呈山峰型分布，C23/C19值大于6.0，Ts/Tm比值小于0.4。在規則甾烷分布中，C27、C28、C29規則甾烷呈上升型分布，C29甾烷占優勢。成熟度參數αααC2920S/（20S+20R）值為0.40～0.50，為成熟油。在m/z 177質譜圖中有25-降藿烷，表明早期原油遭受過生物降解。第二類原油的碳同位素較輕，其δ13C值為-29.34‰～-31.34‰。飽和烴分布完整，姥植比較低，其值為0.65～0.97。在萜烷分布中三環萜烷C20、C21、C23呈上升型分布，C23/C19值大于6.0，Ts/Tm比值小于0.4。在規則甾烷分布中，C27、C28、C29規則甾烷呈上升型分布，C29甾烷占優勢。成熟度參數dddC2920S/（20S+20R）值為0.41～0.52，為成熟油。在m/z 177質譜圖中有25-降藿烷，表明早期原油遭受過生物降解。

4 油氣成因

從石炭系烴源巖和原油地球化學特征來看，中拐凸起石炭系原油與石炭系烴源巖沒有親緣關系，原油不是來源于石炭系烴源巖。第一類原油的地化特征與烏爾禾組烴源巖具有親緣關系，該類原油來源于二疊系烏爾禾組烴源巖[4]。第二類原油的地化特征與風城組烴源巖具有親緣關系，該類原油來源于二疊系風城組烴源巖[4]。

5 油氣成藏分析

從原油的飽和烴色譜圖可以看出原油飽和烴分布完整，沒有遭受生物降解。而在m/z177 質量色譜圖中存在25-降藿烷系列化合物，表明原油遭受過嚴重的生物降解，出現現今油藏原油面貌的原因是早期原油遭受嚴重生物降解，后期生成的原油沒有遭受生物降解，該原油注入從而表現出原油飽和烴分布完整，而出現25-降藿烷系列化合物的特征。因此石炭系原油至少存在兩期油氣成藏。

6 結語

（1）石炭系烴源巖為一套成熟～高成熟的腐植型的差烴源巖，其生烴潛力有限；佳木河組烴源巖為一套成熟-高成熟的腐質型母質的中等烴源巖，具有一定的生烴能力；風城組烴源巖為一套成熟-高成熟的腐泥型母質的中等-好的烴源巖，其生烴潛力較強；烏爾禾組烴源巖為一套成熟的混合型母質的中等-好的烴源巖，其生烴潛力較強。

（2）石炭系油藏第一類原油來源于二疊系烏爾禾組烴源巖，第二類原油來源于二疊系風城組烴源巖。

（3）中拐凸起石炭系原油至少存在兩期油氣成藏。

參考文獻

[1] 朱國華，蔣宜勤，李嫻靜.克拉瑪依油田中拐一五八區佳木河組火山巖儲集層特征[J].新疆石油地質，2008，29（4）： 445-447，547.

[2] 王彭，梁則亮，朱雨萍，等.準噶爾盆地西北緣中拐凸起石炭系火山巖儲層裂縫預測[J].油氣藏評價與開發2012，2（5）：1-5.

[3] 李軍，薛培華，張愛卿，等.準噶爾盆地西北緣中段石炭系火山巖油藏儲層特征及其控制因素[J].石油學報，2008，29 （3）：329-335.

[4] 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（2）：32-36，93-94.