伊拉克A油田中白堊統原油地球化學特征及油源對比

劉敬強 中國石油大學（北京）地球物理與信息工程學院，北京102249

振華石油控股有限公司，北京100031

黃海平，盧立澤，蔣利平，臧克一，李鑫 振華石油控股有限公司，北京100031

成都北方石油勘探開發技術有限公司，四川成都610500

美索不達米亞盆地地處阿拉伯臺地扎格羅斯褶皺帶北部，地層保存相對比較完整，成藏配置較好。部分學者［1］對伊拉克南部油田中白堊統原油地球化學特征做了大量研究工作，認為Mishrif組原油主要來自上侏羅統－下白堊統Sulaiy組和下白堊統Yamama組烴源巖，但對伊拉克A油田中白堊統原油的地球化學特征研究卻鮮有報道。雖然伊拉克A油田中白堊統發現了多套成藏組合，具有豐富的油氣資源，但油氣成因一直是困擾勘探開發的重大問題。筆者通過對現有井取樣，應用GC（氣相色譜）和GC－MS（氣相色譜－質譜）等分析手段，分析原油地球化學特征，研究了伊拉克A油田中白堊統原油母質有機質類型、沉積環境、巖性、成熟度和油氣來源，對進一步了解伊拉克A油田中白堊統油氣的形成機理及分布規律具有重要意義。

1 地質背景

伊拉克A油田位于伊拉克東南部，構造上屬于美索不達米亞盆地底格里斯亞帶的南部，是美索不達米亞盆地埋藏最深、沉積厚度最大、構造最穩定的部分。該油田為一完整的、平緩的長軸背斜構造，軸部走向NWW－SEE，兩翼產狀十分平緩，北翼產狀陡于南翼，構造傾角小于2°。

鉆井自下而上揭示了白堊系、古近系、新近系、第四系等，白堊系和古近系以海相沉積為主，新近系上部至第四系主要為海陸交互相和陸相沉積，其中白堊系發育多套生儲蓋組合。

2 樣品與分析試驗

樣品為系統采集的油浸灰巖，具有較好的代表性。其中Mishrif組含油灰巖樣品3個、Rumaila組含油灰巖樣品11個、Mauddud組含油灰巖樣品4個。

采用美國安捷倫科技公司制造的GC－MS聯用儀進行分析鑒定。色譜柱為 DB5－MS（60m×0.25mm×0.25μm）。升溫程序：柱始溫為100℃，升溫速率為4℃／min，柱終溫為315℃，恒溫22min；采用氦氣載氣，電子轟擊，全掃描，掃描速率 為 0.46scan／s，多離子檢測（SIM）。

3 原油地球化學特征

3.1 飽和烴氣相色譜特征

從原油飽和烴氣相色譜（圖2）分析看出，正構烷烴的分布總體相似，為前高單峰型分布，正構烷烴保存較為完整，碳數分布范圍多為C16～C25，主峰碳介于 C18～C22，主要集中在C18，表明原油生物降解作用很弱，母質類型較好，主要為藻類貢獻；色譜基線均呈現了輕微上揚，反映有一定數量的異構烷烴和環烴分布；Pr／Ph為0.13～0.60，平均為0.45，Pr／nC17為0.22～0.77，平均為0.31，Ph／nC18為0.37～1.15，平均為0.47（表1），有明顯的植烷優勢特征，表明母質形成于強還原環境；原油碳優勢指數（CPI）為0.95～1.18，平均為0.99，奇偶優勢（OEP）為0.91～1.02，平均為0.95，∑n／∑n為0.38～1.94，平均為1.05，奇偶優勢不明顯，反映了原油的低成熟特征。

圖1 伊拉克A油田構造位置圖

圖2 伊拉克A油田中白堊統原油飽和烴色譜圖

表1 伊拉克A油田中白堊統原油飽和烴色譜參數

3.2 母質類型和沉積環境

原油中的Pr／nC17和Ph／nC18關系圖（圖3）、Pr／Ph和伽馬蠟烷／C30藿烷關系圖（圖4）通常用來分析母源的有機質類型和沉積環境［2］。

由圖3可知，伊拉克A油田中白堊統原油的Pr／nC17與Ph／nC18均比較低，且分布在一個比較窄的范圍內，反映原油生物降解作用弱，有機質類型為Ⅱ型干酪根，主要來源于海相藻類。原油重排甾烷含量相對較低，規則甾烷含量相對較高，5ααα規則甾烷分布呈C27＞C28＞C29，形態呈“V”字型，反映了原油母質主要以低等水生植物為主。

在中東地區，一般認為，Pr／Ph＜1反映了還原沉積環境；Pr／Ph＞1反映了氧化沉積環境；Pr／Ph＞3反映了陸源有機質輸入的氧化環境或未成熟烴源巖；Pr／Ph＜0.8反映了常見的高鹽度還原環境或碳酸鹽巖還原環境［3～5］。伽馬蠟烷是一個異常鹽度或穩定水體分層的標志，其含量變化常與沉積水體的鹽度密切相關，只有在超鹽度環境中才具有異常高的伽馬蠟烷，在淡水沉積中其含量一般很低［6，7］。從圖4可知，伊拉克A油田原油樣品中Pr／Ph分布范圍及伽馬蠟烷／C30藿烷分布范圍反映了母源為一定鹽度的海相強還原環境。

3.3 母源巖性

原油中三環萜烷的C22／C21與C24／C23關系圖（圖5）和藿烷C31R／C30與C29／C30關系圖（圖6）可用來判斷原油母源的巖性［8，9］。由圖5和圖6可知，伊拉克A油田中白堊統原油母源的巖性為碳酸鹽巖。

3.4 成熟度特征

原油飽和烴中Ts／Tm、C29甾烷ααα20S／（20S＋20R）與C29甾烷αββ／（ααα＋βββ）參數均是常用的且可靠的指示成熟度的指標［10～12］。C29甾烷ααα20S／（20S＋20R）與C29甾烷αββ／（ααα＋βββ）隨成熟度增加均增大，其平衡值分別為0.52～0.55和0.67～0.71［13］。從圖7和圖8可知，Ts／Tm 為0.18～0.89，平 均 為 0.29；C29甾 烷 ααα20S／（20S ＋ 20R）為 0.35 ～ 0.46， 平 均 為 0.43；C29甾烷αββ／（ααα＋βββ）為0.43～0.58，平均為0.54，上述參數均反映伊拉克 A油田中白堊統原油處于低成熟階段，與該油田鏡質體反射率特征結果基本一致。

4 油源對比

前人［14～18］對伊拉克東南部上侏羅統 下白堊統烴源巖做了大量研究工作。其主力烴源巖為海相沉積

的上侏羅統－下白堊統Sulaiy組和下白堊統Yamama組，有機質豐度高，有機質類型以來自海相藻類的Ⅱ型干酪根為主，處于低成熟－成熟階段；其次為海陸過渡相沉積的下白堊統Ratawi組，有機質豐度一般，有機質類型為Ⅱ型和Ⅲ型干酪根，處于低成熟階段；潛力烴源巖為海陸過渡相沉積的下白堊統Zubair組和下白堊統－中白堊統Nahr Umr組，有機質豐度較高，有機質類型以Ⅲ型干酪根為主，處于未成熟－低成熟階段。

圖3 伊拉克A油田Pr／nC17與Ph／nC18關系圖

圖4 伊拉克A油田Pr／Ph與伽馬蠟烷／C30藿烷關系圖

圖5 伊拉克A油田三環萜烷C22／C21與C24／C23關系圖

圖6 伊拉克A油田藿烷C31R／C30與藿烷C29／C30關系圖

圖7 伊拉克A油田Ts／Tm與C29甾烷ααα20S／（20S＋20R）關系圖

圖8 伊拉克A油田C29甾烷αββ／ （ααα＋βββ）與C29甾烷ααα20S／（20S＋20R）關系圖

根據上述原油地球化學結論推斷，伊拉克A油田中白堊統Mishrif組、Rumaila組和Mauddud組原油具有類似的母質來源。其母質類型、母源沉積環境、巖性及成熟度均與上侏羅統 下白堊統Sulaiy組和下白堊統Yamama組烴源巖相似，且具有很好的親緣關系（圖9）。因此，伊拉克A油田中白堊統Mishrif組、Rumaila組和 Mauddud組原油主要來源于上侏羅統- 下白堊統Sulaiy組和下白堊統Yamama組烴源巖。

圖9 伊拉克A油田中白堊統原油與烴源巖對比圖

5 結論

1）伊拉克A油田中白堊統原油飽和烴氣相色譜為前高單峰型，生物降解作用弱，正構烷烴保存較為完整，異構烷烴和環烷烴含量相對較高，原油母質以海相藻類為主，母質有機質類型以Ⅱ型干酪根為主，原油具有低成熟特征。

2）根據飽和烴色譜及萜烷、甾烷等生物標志化合物特征，伊拉克A油田中白堊統原油母質沉積環境以一定鹽度的海相強還原環境為主，母源巖性為碳酸鹽巖，有機質處于低成熟階段。

3）伊拉克A油田中白堊統Mishrif組、Rumaila組和Mauddud組原油具有相似的母質來源，主要來源于上侏羅統－下白堊統Sulaiy組和下白堊統Yamama組烴源巖。

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