準噶爾盆地南緣霍瑪吐背斜帶油氣源對比研究

楊見 何寅 王振齊

摘要：所謂油氣源對比，是從成因關系出發，將含油氣盆地油氣與烴源巖之間進行對比，從而分析已聚集油氣的來源，將油氣和烴源巖一一對應。其原理是根據有機化學的知識，確定對比參數，從而分析油、氣及與源巖之間的配置關系。文章是對比原油（天然氣）和烴源巖之間相同餾分中某種成分的含量，確定了原油A、B、C三大類及其地球化學特征和標志性特征。結果可對分析油氣朝哪個方向運移、運移距離和油氣的次生變化，尋找油氣聚集帶，確定有利的勘探區域，為油氣開發提供指導。

關鍵詞：參數比值;油氣;有機質;同位素

中圖分類號：TEl32.1;P618.13 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）09-0020-06

準噶爾盆地南緣前陸沖斷帶作為中國中西部前陸盆地的重要組成部分，是目前中國西部最重要的油氣勘探領域，對油氣資源的供應起至關重要的作用。研究區南緣霍瑪吐背斜帶位于準噶爾盆地北天山山前沖斷帶的二級構造單元上，南為齊古斷褶帶，北是中央凹陷的南斜坡。霍瑪吐背斜帶分白堊系東溝組、古近系紫泥泉子組和安集海河組、新近系沙灣組。目前，研究區南緣霍瑪吐背斜帶中原油與烴源巖之間關系不明確，所以從原油地化特征分類和原油的來源分析兩個方面進行對比分析，明確之間的關系。

1原油地化特征分類

之所以進行油油對比，是為了明確原油之間的差異，方便進一步進行油源對比，分析成藏規律闈。從油氣的地球化學特征中提取大量的信息，例如烴源巖的沉積環境，形成油氣有機質的成熟度等，按照地化指標的差異將油氣分為不同的類型，可以更加精細地推斷油氣形成的條件。本次研究主要從分析原油全油及其族組分碳同位素組成人手，提取原油的生物標志化合物色譜、色譜—質譜圖特征及其包含的參數比值，包括姥植比、伽馬蠟烷指數、三環萜烷伍環萜烷等如表1所示。通過對比研究將工區的原油分為A、B、C三大類如圖所示。

1.1A類原油地化特征

A類原油出現在霍瑪吐地區、安集海地區和呼圖壁地區，主要集中在第二排和第三排背斜，含油層為古近系紫泥泉子組。該類原油碳同位素介于27.94%0～30.75%0區間內，碳同位素較輕，全油及族組分碳同位素組成中，芳烴含量最高，其次為非烴和原油，烷烴含量最少;類異戊二烯烷烴中植烷含量較為突出，同時含有一些β-胡蘿卜烷，姥植比Pr/Ph最大值為0.9，最小值為0.47三環萜烷含量占明顯優勢，其中C19的含量最高，C20、C21、C23含量依次降低;C24四環萜烷含量處于較低水平，C24四環萜烷與C26三比值處于0.27-0.80之間，沒有超過1.0;三環萜烷與五環萜烷比值的最大值為2.5，最小值為0.4，三環萜烷含量較高，是因為油氣母質所處的環境含有大量水生生物;ααα-20R規則甾烷中C27、C28、C29的排列方式為“V”形，C27、C29具有較高含量，重排甾烷、孕甾烷比較常見，證明了油氣母質來自于藻類等水生生物，不排除陸源有機質的影響;五環三萜烷中，γ蠟烷與C30藿烷的比值在0.2以上，γ蠟玩含量較高，說明油氣所處的環境具有還原性;C29甾烷20S/（20S+20R）介于0.37～0.49之間如圖2所示。A類原油的母質來源以低等水生生物為主，其類型應以腐泥型為主，腐殖型占有一定的比例，沉積環境為偏還原半深一深湖相，原油為低熟一成熟原油。

1.2B類原油地化特征

B類原油主要聚集在齊古背斜，分布層位主要為下侏羅統八道灣組。該類原油全油碳同位素處于-26.14‰--28.82‰之間，碳同位素比A類原油重，全油及族組分碳同位素組成芳烴含量最多，其次為非烴和原油，烷烴含量最少;類異戊二烯烷烴中姥鮫烷占明顯優勢，Pr/Ph值在2.23～2.28之間，不含β-胡蘿卜烷，三環萜烷中C19含量最高，C20和C21的含量依次減少，個別樣品中C20、C21三環萜烷含量較高，略高于C19三環萜烷;五環三萜烷中的γ蠟烷與C30藿烷的比值處于0.04～0.06之間，與A類原油相比，其γ蠟烷含量處于較低水平。從姥植比和γ蠟烷含量可以看出，B類原油在形成階段的沉積環境具有較強的氧化性;B類原油C24四環萜烷含量較高，要高于A類原油，C24四環萜烷與C26三環萜烷的比值大于1.81小于2.30;三環萜烷與五環萜烷的比值最小為0.04，最大值為0.34。規則甾烷中C27含量極低，C28、C29含量依次增多，其中藻甾烷含量處于較高水平，C29甾烷20S/（20S+20R）值為在0.53～0.59之間，平均值為0.56;C29甾烷ββ/（ββ+ααα）值在0.57-0.61之間，平均值為0.58，以上數據表明B類原油成熟度較A類原油高。如圖3所示。B類原油的母質來源以陸源高等植物混源輸人為主，干酪根類型應以腐殖型為主，沉積環境可能為偏氧化沼澤相，原油為成熟原油。

1.3C類原油地化特征

c類原油主要分布在齊古背斜，出油層位為三疊系白咸灘群組。該類原油全油碳同位素處于-27.03%0-31.39‰之間，碳同位素比A類原油輕，全油及族組分碳同位素組成芳烴含量最多，其次為非烴和原油，烷烴含量最少;類異戊二烯烷烴中姥鮫烷占優勢，Pr/Ph值為1.17，含高豐度的β-胡蘿卜烷，三環萜烷中C19含量最高，C20、C21依次減少，個別樣品存在例外，即C19三環萜烷含量最低;五環三萜烷中的γ蠟烷與C30藿烷的比值為0.14，與A類原油相比γ蠟烷含量處于較低水平。從姥植比和γ蠟烷含量可以看出，C類原油在形成階段處于弱氧化一還原環境。c類原油C24四環萜烷含量較高，要高于A類原油，C24四環萜烷與C26三環萜烷的比值為0.81;三環萜烷與五環萜烷的比值大于0.09小于0.31;規則甾烷中C27含量極低且C29>C28>C27，其中藻甾烷含量處于較高水平，C29甾烷20S/（20S+20R）值處于0.54～0.59之間，平均值為0.58;C29甾烷ββ/（ββ+αα）為0.57～0.62之間，平均值為0.59，以上數據表明c類原油成熟度較B類原油高，如圖4所示。c類原油的母質來源以陸源高等植物混源輸人為主，干酪根類型應以腐殖型為主，沉積環境可能為弱氧化一弱還原湖相環境，原油為成熟原油。

2原油來源分析

油氣形成之后，還要經過運移并在圈閉內聚集，并持續進行熱演化，在不同階段外界的物理、化學性質會發生改變，除了水洗作用，還可能被氧化和生物降解從而導致蝕變，使油氣性質發生大幅度改變。然而相同來源的油氣與烴源巖之間會存在某種內在聯系，其化學成分或組分具有一定的相似性，例如碳同位素含量、生物標志化合物的展布規律等，這些特征可以作為油源對比的依據，尋找不同原油的烴源巖。

2.1碳同位素（813C）組成對比

油源對比較為普遍的方法是利用穩定碳同位素813C。油氣母質的性質、形成環境和演化程度決定了石油的同位素組成，油氣的形成條件不同，其同位素組成存在明顯差別。碳同位素對比的內容為烴源巖中的干酪根或氯仿瀝青“A”碳同位素與全油碳同位素分布特征相比較，以及烴源巖中的干酪根碳同位素與原油碳同位素類型曲線相比較。A類原油碳同位素含量主要在-27.94%0～30.75%0之間，高于二疊系湖相源巖原油，低于侏羅系原油，較為符合白堊系烴源巖的特征。B類原油碳同位素含量主要在-27.03‰-31.39‰之間，高于二疊系和白堊系源巖原油，較為符合侏羅系煤系烴源巖的特征。c類原油碳同位素含量主要在-27.03‰～-31.39‰之間，低于侏羅系和白堊系原油，較為符合二疊系湖相烴源巖的特征。

碳同位素類型曲線對比法被運用于油源對比，其原理是分析原油組分的碳同位素值的分布規律，并作出趨勢線，從而對烴源巖的干酪根和抽提物碳同位素值進行預測。類似的，該方法可以揭示原油與烴源巖之間的內在聯系。通常將烴源巖干酪根和抽提物的δ13c與原油及其組分的碳同位素值的趨勢線進行對比，若兩者剛好吻合或者偏離范圍不大于0.5‰時，可以得出原油來自于該烴源巖的結論如圖5所示。