西藏倫坡拉盆地原油地球化學特征

李一騰，葉加仁，曹 強，劉一茗，劉中戎

(1. 構造與油氣資源教育部重點實驗室， 湖北 武漢 430074；2.中國地質大學(武漢)，湖北 武漢 430074；3.中國石化勘探分公司，四川 成都 610041 )

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西藏倫坡拉盆地原油地球化學特征

李一騰1，2，葉加仁1，2，曹 強1，2，劉一茗1，2，劉中戎3

(1. 構造與油氣資源教育部重點實驗室， 湖北 武漢 430074；2.中國地質大學(武漢)，湖北 武漢 430074；3.中國石化勘探分公司，四川 成都 610041 )

基于倫坡拉盆地的原油地球化學資料，在原油物性特征歸納和類型劃分的基礎上，系統分析了原油族組成、碳同位素、輕烴、飽和烴和芳烴等地球化學特征。結果表明：倫坡拉盆地原油存在稠油和常規油2種類型，稠油為常規油遭受輕微或重度的生物降解作用后形成；生油源組成以藻類為主，亦有陸生高等植物輸入貢獻，母質類型屬于腐泥型—腐殖腐泥型，形成于強還原高鹽度咸水湖盆環境；原油為低成熟—成熟階段產物。研究結果為盆地原油的成因與分布認識及油源對比提供了科學依據，具有重要的研究意義。

稠油；生物降解；生物標志化合物；倫坡拉盆地；西藏地區

0 引 言

倫坡拉盆地是西藏地區目前唯一獲得工業油流的新生代陸相盆地，具有較大的油氣勘探潛力[1]。倫坡拉盆地位于青藏高原中部，沿班公湖—怒江縫合帶東西向展布，面積約為3 600 km2[2]。盆地晚期，由于南北方向擠壓，在盆地南北緣發生逆沖推覆，整體抬升剝蝕[3]，現今呈現南北分帶、東西分塊的構造格局。盆地新生界自下而上發育古近系始新統牛堡組一、二、三段和漸新統丁青湖組一、二、三段及第四系，其中牛二段和牛三段是該盆地主要勘探目的層。盆地的原油地球化學特征缺乏系統研究，一定程度上制約了該區油氣勘探。該文基于XL1、XL4、XL5和Z1等老井和新鉆遇的W1井的原油地球化學資料，系統分析了原油的地球化學特征，討論了原油的母質來源、沉積環境和原油成熟度，旨在為倫坡拉盆地原油的成因與分布認識及油源對比提供科學依據。

1 原油物性特征及分類

倫坡拉盆地原油物性差異大，密度為0.875 5～1.089 5 g/cm3，黏度為47.39～3 002.30 mPa·s；原油含硫量為0.15%～2.24%，含蠟量為2.17%～26.92%，多大于5.00%，符合陸相石油特征；凝固點主要為-4～45 ℃。

綜合國內外重質油劃分方案[4]及研究區的勘探開發條件，該文將密度不小于0.9 g/cm3的原油劃歸為稠油。據該標準，平面上，倫坡拉盆地已發現的8個油藏，主要集中在盆地南北邊緣，僅1個油藏為常規油藏，其余7個均屬稠油油藏；縱向上，原油分布具有“上稠下稀”的特征，稠油埋深多小于1 500 m，而常規油藏埋深均大于1 300 m。

2 原油地球化學特征

2.1 原油族組成及碳同位素特征

倫坡拉盆地2種類型原油的族組成存在較大的差異。稠油的非烴含量較高(41.10%～76.22%)，飽和烴含量相對較低(大部分小于35.55%)，飽芳比相對較低(多小于2.00)；而常規原油的非烴+瀝青質含量低(27.71%～37.52%)，飽和烴含量高(41.74%～52.88%)，飽芳比相對較高(1.54～2.72)。

研究區原油碳同位素值(δ13C)為-28.04‰～-25.43‰，總體表現偏高，具一般陸相原油(-28.00‰～-24.00‰)的特征，且稠油樣品的全油、飽和烴、芳烴、膠質和瀝青質的δ13C值均較常規原油的同位素值略高。

2.2 原油輕烴地球化學特征

通過對8個原油樣品的C5—C8輕烴化合物進行統計分析表明(表1)，倫坡拉盆地原油輕烴組分總體上呈環烷烴含量大于鏈烷烴含量(正構烷烴+異構烷烴)的特征，環烷烴含量為43.20%～75.55%，平均含量為60.03%；正構烷烴含量為10.82%～24.24%，平均含量為18.97%；異構烷烴含量為7.48%～32.87%，平均含量為21.34%。Snowdon[5]指出原油富含環烷烴與陸源母質有關。原油甲基環己烷指數為16.01%～50.35%，母質類型總體表現為腐泥型—腐殖腐泥型[6]。根據原油的異庚烷值—庚烷值關系圖可以判斷，倫坡拉盆地現有原油樣品多處于低成熟階段(圖1)。

表1 倫坡拉盆地原油輕烴組成特征

圖1 應用輕烴及甾烷參數判別原油成熟度

2.3 原油飽和烴地球化學特征

2.3.1 飽和烴色譜特征

倫坡拉盆地原油及油砂的飽和烴色譜圖(圖2)顯示，多數樣品都遭受了不同程度的生物降解作用，總體有生物降解程度隨深度變淺而逐漸加大的特點：在XL1井的油砂樣品色譜圖中，基線嚴重向上漂移，正構烷烴和異構烷烴基本被耗盡，甾萜類化合物在色譜圖上出現“鼓包”峰，反映原油受到了重度生物降解(圖2a)；XL1井944.0 m稠油、XL5井1 345.0～1 350.6 m稠油和旺1井1 809.0 m稠油，低碳數正構烷烴含量甚低，異構烷烴(尤其是姥鮫烷和植烷)含量相對高，甾萜類化合物在色譜圖上微隆起，表明原油遭受了中等程度的降解(圖2b—d)；而XL1井1 457.0～1 470.0 m常規原油和Z1井1 675.0～1 676.8 m常規原油，正構烷烴和異構烷烴保留相對完整，甾萜類化合物無顯著變化，表明原油未遭受生物降解或降解作用輕微(圖2e、f)。

圖2 倫坡拉盆地代表原油樣品飽和烴色譜

W1井埋深為1 809 m的油樣在飽和烴色譜圖上仍顯示較強程度的降解作用，密度為0.925 g/cm3。綜合分析W1井成藏條件及過程，在主成藏期(丁青湖組沉積中期)，W1井牛堡組儲層埋深淺、距地表近，樣品位置處于油氣氧化帶內，加之W1井附近高角度斷裂發育，保存條件不好，使W1井相對深層原油仍遭次生蝕變而變稠。

倫坡拉盆地原油飽和烴碳數分布在C10—C37之間，主峰碳為C15—C26，稠油樣品以后峰態為主，正常油樣品前峰態和后峰態均存在；多數油樣的OEP值為0.81～1.15；姥鮫烷與植烷的比值為0.08～0.44，具有很強的植烷優勢；姥鮫烷與nC17的比值為0.52～1.69，植烷與nC18的比值為2.07～10.71，指示原油有機母質主要形成于內陸咸水湖盆的強還原沉積環境。

2.3.2 生物標志化合物特征

表2列出了倫坡拉盆地原油的主要生物標志化合物參數。倫坡拉盆地原油的生物標志化合物主要有三環萜烷、五環三萜烷及甾烷類等，雙環倍半萜在原油中含量微弱或未檢測到。

表2 倫坡拉盆地原油主要生物標志化合物參數

原油中三環萜烷含量僅占總萜烷(三環+五環)含量的7.70%～20.20%，五環三萜烷在原油中廣泛分布，且檢測到的三環萜烷主要是長鏈三環萜，其碳數分布在C20—C25。一般認為該類化合物來源于高鹽度湖相較強還原環境下的藻類及微生物[7]。C27、C28、C29規則甾烷的相對含量可以反映有機質的來源。倫坡拉盆地原油C27、C28和C29甾烷的分布總體呈C29甾烷略占優勢，綜合咸水湖盆的母質沉積環境分析，原油母質更多來自藻類，也有高等植物的貢獻。倫坡拉盆地原油中伽馬蠟烷含量很高，其與C30αβ藿烷的比值達0.40～1.00，同樣指示了有機質沉積時為強還原咸水湖盆環境。

根據侯讀杰[8]總結的劃分方案，此次分析的原油樣品C29甾烷20S/(20S+20R)值基本都在0.2之上，C29甾烷ββ/(ββ+αα)值為0.18～0.27，表征原油處于低成熟—成熟階段(圖2b)。此外，原油樣品的C31藿烷αβS/(S+R)值為0.20～0.59，同樣指示原油處于低成熟—成熟階段。

2.4 原油芳烴特征

原油芳烴檢測結果揭示，W1井在1 809 m處原油芳烴主要由萘、菲系列化合物和三芳甾烷化合物組成，其含量分別為53.30%、15.28%和20.16%；而該井在1980m處原油芳烴則以萘系列和菲系列為主，分別為6.68%和46.34%，三芳甾烷的含量僅為0.78%。三芳甾烷在芳烴餾分中的相對含量隨生物降解強度增加而增加，因此，W1井在1 809 m處原油樣品遭受的生物降解強度更大。此外，W1井在1 809 m處原油的苯并噻吩系列和呋喃系列化合物含量明顯比1 980 m處原油樣品的含量高，也反映了該原油樣品遭受的生物降解、氧化、水洗等次生作用增強。

前人通過對Z1、XL1、XL4、XL5井共9個原油樣品的芳烴族組成分析發現，其具有高單雙環(88.42%～96.49%)、低四五環(1.05%～3.86%)、較低芳香噻吩(2.47%～7.72%)的特點，且XL4(1 446 m)、XL5井原油的芳香噻吩化合物含量較高，這與XL4、XL5井靠近北部斷裂帶，保存條件變差，原油后生變化大有關[7]。

RADKE等[9]提出了利用原油甲基菲指數(MPI)計算鏡質體反射率(Ro)的關系式。W1井1 809 m和1 980 m原油樣品的MPI值分別為0.50和0.34，由此可計算得到其Ro值分別為0.70%和0.60%，表征這2個原油樣品均為低成熟演化階段產物。

3 結 論

(1) 倫坡拉盆地原油存在常規油和稠油2種類型，其中稠油藏埋藏較淺，族組成中非烴+瀝青質含量高、飽和烴含量低、飽芳比低；而常規油藏則埋藏較深，族組成中非烴+瀝青質含量低、飽和烴含量高、飽芳比相對高。

(2) 倫坡拉盆地原油經歷了不同程度的生物降解作用，并隨埋深變淺，原油生物降解作用的程度由輕微到重度。

(3) 倫坡拉盆地原油的母質來源以藻類為主，陸生高等植物為輔，總體上母質類型屬于腐泥型—腐殖腐泥型，并形成于強還原咸水湖盆沉積環境。

(4) 倫坡拉盆地現已發現的原油處于低成熟—成熟階段。

[1] 范小軍， 潘磊， 李鳳， 等. 西藏倫坡拉盆地古近系油藏成藏機理及有利區帶預測[J]. 石油與天然氣地質， 2015，36(3)：362-369.

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[3] 孫瑋， 李智武， 肖秋茍， 等. 西藏倫坡拉盆地北緣中深層古近系牛堡組油氣成藏分析[J]. 成都理工大學學報(自然科學版)， 2015，42(4)：419-426.

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[5] SNOWDON L R. Immature oil and condensate-modification of hydrocarbon generation model for terrestrial organic matter[J]. AAPG Bulletin， 1982，66(6)：775-788.

[6] 胡惕麟， 戈葆雄， 張義綱， 等. 源巖吸附烴和天然氣輕烴指紋參數的開發和應用[J]. 石油實驗地質， 1990，12(4)：375-394.

[7] 付孝悅， 張國富. 西藏高原石油地質[M]. 北京：石油工業出版社， 2005：107-122.

[8] 侯讀杰， 馮子輝. 油氣地球化學[M]. 北京：石油工業出版社， 2011：238-239.

[9] RADKE M. Application of aromatic compounds as maturity indicators in source rocks and crude oils[J]. Marine and Petroleum Geology， 1988，5(3)：224-236.

編輯 朱雅楠

20160127；改回日期：20160320

中國石化勘探分公司“倫坡拉盆地牛堡組沉積儲層特征及成藏規律研究”(G0800-14-KK-169)；國家自然科學基金項目“殘余盆地古流體動力場演化”(40172051)

李一騰(1992-)，女，2010年畢業于中國地質大學(武漢)地質學專業，現為該校礦產普查與勘探專業在讀碩士研究生，主要從事石油地質綜合研究工作。

曹強(1983-)，男，講師，2005年畢業于中國地質大學(武漢)資源勘查工程專業，2010年畢業于該校氣田開發工程專業，獲博士學位，現主要從事油氣開發綜合研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.03.016

TE122

A

1006-6535(2016)03-0071-04