油源對比方法簡介及鄂爾多斯盆地長9油源研究現狀

任帥鋒，康 昱，夏小雨

(西北大學地質學系，陜西西安710000)

所謂油源對比，其根本是采用有機地球化學相關原理，在大量參數中選取適合的指標來研究油－油、油－巖、油－氣、氣－氣、氣－巖等之間的關系［1］。選取合適的油源對比方法，對于了解油源關系，了解油氣成藏條件和成藏過程具有重要意義。鄂爾多斯盆地中生界石油資源十分豐富。前人根據沉積旋回特征，將延長組自上而下劃分為長1－長10共10個油層組［2］。長9油層組的古地理特征及沉積格局與整個晚三疊世延長組沉積期基本相似，但由于處于盆地發育、演化的早期階段，因此也有其特殊性，主要表現于湖盆發展鼎盛時期(長7油層組沉積期)的分布面積大于長9組沉積期的穩定湖域面積［3］。延長組長7湖相優質烴源巖是鄂爾多斯盆地主力油源巖［4－6］。最近長9湖相黑色泥頁巖烴源巖的發現，以及與長9烴源層相鄰的長8至長9特低滲透儲集層中好的油氣顯示和工業油流井的獲得，預示長9烴源巖可能在油氣聚集中起著重要的作用。進一步查明長9湖相黑色泥頁巖烴源巖的分布范圍，并通過地球化學參數的對比，厘定油－源關系，對于盆地的中生界石油勘探具有重要意義。

1 油源對比方法簡介

油源對比是指利用有機地球化學相關原理，選取適當的參數指標進行油源關系研究。通常認為，干酪根降解產生的一部分油氣殘留于烴源巖中，而另一部分通過運移在儲層中聚集或者逸散，因此烴源巖與源于該層系的油氣之間的化學組成必然存在一定程度地相似性，從而判斷其親緣關系。油源對比對于認識油氣的成因類型、估算資源潛力和明確勘探方向具有指導意義。

1．1 族組分指標對比方法

族組分指標對比法是指利用飽和烴/芳烴比值和組分百分含量等指標的不同來判別油源關系。由于生油母質性質和生化組成的不同，原油族組分組成有較大差異，常被用于油－油的初步對比。

1．2 碳同位素分布對比方法

利用不同成因的石油間碳同位素的組成差異可以判別油－源的親緣關系。影響石油的碳同位素組成的主要因素包括:環境、生化反應和演化程度等，目前在干酪根、氯仿瀝青“A”組分和飽和烴單烴中碳同位素的應用較為普遍。由于碳同位素的分餾效應，在油－源的對比中碳同位素間偏離程度的把握難度較大，除此之外，在疊合盆地中碳酸鹽含量的降低、淡水有機相油氣混入到咸水有機相油氣中、陸生來源油氣混入海相油氣都會使δ13C變輕，都會對加油－源關系的判定產生影響。

1．3 生物標志化合物對比方法

生物標志化合物對比法是指通過對烴源巖和原油的生物標志化合物參數對比，來判斷烴源巖和原油之間的是否具有親緣關系從而確定油源關系。來自于生物體內的化合物作以干酪根的形式保存于地層中并且在熱演化的過程中得以保留下來的生物化合物是油源對比的重要指標。具有親緣關系的烴源巖和原油之間在化合物組成和分布上必然存在一定的相似性［7－8］，這種相似性不但能夠直接體現在色譜或色質譜圖上，在目測的基礎上就可以簡單判別兩者的關系［9］;其次，這種相似性可以通過具有地質意義的參數相對豐度來判別，選取反映沉積有機質沉積環境參數，如 ααα－20RC27/ααα－20RC29;或反映沉積有機質成熟度參數，如αααC29甾烷20S/(20S+20R)、C29甾烷 ββ/(ββ +αα) 、C31藿烷22S/(22S+22R)等;或反映沉積有機質類型參數，如伽瑪蠟烷/αβC30藿烷［7，10－11］，疊合盆地中存在多源供烴、多期次運移、多期次改造等較為復雜的影響因素［12］，利用單一生物化合物參數很難做到全面把握、準確對比油源，所以多參數全面對比才會取得更為準確的油－源關系。

2 鄂爾多斯盆地長9油源關系研究現狀

以往研究表明，延長組長7湖相優質烴源巖是鄂爾多斯盆地主力油源巖［13］，近些年在鄂爾多斯盆地東部發現較厚的長91湖相暗色泥巖烴源巖且有較好的生油潛力，并且在靠近長9烴源巖的長8－長9儲集層發現了較好的工業油流井，部分地區已經投入開發中，說明長91烴源巖可能為鄰近的儲集層提供油源。

2．1 鄂爾多斯盆地長9烴源巖分布及評價研究現狀

鄂爾多斯盆地延長組長7至長8烴源巖沉積環境為半深湖至深湖，包括泥巖、碳質泥巖及泥頁巖，其烴源巖的TOC含量高，特別是長7油層組的烴源巖TOC含量為本區最高;烴源巖母質類型主要為以混合型，并且長7油層組最好，長8次之;烴源巖有機質均已成熟。據以往的研究，長9暗色泥巖烴源巖主要在盆地東部的志丹南部富縣－古峰莊一線發育，其中在志丹南部地區最厚可達20多米，向西北方向延姬塬、古峰莊一帶厚度逐漸變薄［14－15］(如圖1)。長9暗色泥巖烴源巖累計厚度大于6 m的分布面積大約為4336 km2，遠遠小于長7烴源巖分布［13］。長9烴源巖主要為灰黑至黑色泥巖、頁巖，發育環境為淺湖至半深湖［16］。根據長慶研究，長9烴源巖最為發育的志丹南部地區長9暗色泥巖烴源巖有機碳含量平均高達5．03%;有機質類型為腐泥－腐殖型;Ro基本分布在0．68% ～1．19%之間，達到成熟至高成熟階段［13，17］。因此，在盆地的東部特別是志丹地區長9暗色泥巖有能力為其鄰近的儲集層提供油源。

圖1 鄂爾多斯盆地長9烴源巖厚度［14］

2．2 鄂爾多斯盆地長9原油地球化學特征

李相博、劉顯陽等［18］根據原油地球化學特征將鄂爾多斯盆地長9原油劃分為2大類(見表1)。

表1 鄂爾多斯盆地長9原油地化參數特征

第Ⅰ類原油主要分布于姬塬和隴東地區，其地球化學特征為:C3017α(H)－重排藿烷含量遠小于 C30藿烷含量;ααα20R C27、C28、C29 甾烷(簡稱 C27、C28、C29)呈“L”型分布。第Ⅱ類原油主要分布于隴東地區，其地球化學特征為:C3017α(H) －重排藿烷含量高 ααα20R C27、C28、C29甾烷分布呈“L”型并且ααα20R C27甾烷略占優勢。

2．3 鄂爾多斯盆地長9油源關系

鄂爾多斯盆地延長組長7油層組和長9油層組的烴源巖沉積環境均為湖相沉積，所以長7油層組和長9油層組的烴源巖具有相似的生標化合物，從而給油源對比增加了難度。然而，由于長7油層組與長9油層組烴源巖的沉積以及成巖氧化還原環境存在明顯差異，因此，可以選取特定的生物標志化合物參數指標進行油源關系分析。為了進行油源對比，段毅、劉顯陽和李相博等對鄂爾多斯盆地不同地區延長組長9原油和長7至長9潛在烴源巖進行了生物標志化合物分析［18－19］，研究發現，長9的Ⅰ類原油與長7的泥巖、油頁巖烴源巖都具有C3017α(H)－重排藿烷含量很低，C30藿烷含量較高的特點［20］，說明長9油層組的Ⅰ類原油與長7油層組的烴源巖具有較好的親緣關系;而長9油層組的暗色泥巖烴源巖與長9的Ⅱ類原油都具有C3017α(H)－重排藿烷含量高的特征［20］，說明長9油層組的Ⅱ類原油與長9油層組的烴源巖具有較好的親緣關系。

通過對比鄂爾多斯盆地延長組長9油層組原油和烴源巖的生標化合物特征發現:在志丹及志丹南部地區長9油層組具有較好的生烴潛力，為該地區長9儲集層提供油源，部分地區的長9儲集層是長7和長9油層組共同提供油源。其他區域很少發現長9烴源巖大量供烴現象，其油源絕大部分都來自長7烴源巖。油源對比的結果與長9油層組烴源巖的發育范圍有很好的匹配關系。

3 結論

(1)油源對比是一項油氣地質上經常使用的技術，最常用的方法為生物標志化合物對比，依據不同情況選取不同的生標參數，多重參數相結合才能更準確的判定油源關系。

(2)鄂爾多斯盆地長9油層組烴源巖在志丹南部富縣地區最為發育，最大厚度達20 m以上，有機質豐度較高，生烴能力強。延西北方向古峰莊一帶發育，其厚度逐漸變小，烴源巖逐漸變差。

(3)目前研究發現鄂爾多斯盆地志丹及其鄰近地區長9油層組的原油有長9油層組的烴源巖貢獻，其它地區絕大部分為長7油層組的烴源巖貢獻，這與鄂爾多斯盆地延長組長9油層組烴源巖分布是一致的。