准噶尔盆地南缘霍玛吐背斜带油气源对比研究

2019-11-08 06:01:33 粘接 2019年9期

杨见 何寅 王振齐

摘要:所谓油气源对比,是从成因关系出发,将含油气盆地油气与烃源岩之间进行对比,从而分析已聚集油气的来源,将油气和烃源岩一一对应。其原理是根据有机化学的知识,确定对比参数,从而分析油、气及与源岩之间的配置关系。文章是对比原油(天然气)和烃源岩之间相同馏分中某种成分的含量,确定了原油A、B、C三大类及其地球化学特征和标志性特征。结果可对分析油气朝哪个方向运移、运移距离和油气的次生变化,寻找油气聚集带,确定有利的勘探区域,为油气开发提供指导。

关键词:参数比值;油气;有机质;同位素

中图分类号:TEl32.1;P618.13 文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2019)09-0020-06

准噶尔盆地南缘前陆冲断带作为中国中西部前陆盆地的重要组成部分,是目前中国西部最重要的油气勘探领域,对油气资源的供应起至关重要的作用。研究区南缘霍玛吐背斜带位于准噶尔盆地北天山山前冲断带的二级构造单元上,南为齐古断褶带,北是中央凹陷的南斜坡。霍玛吐背斜带分白垩系东沟组、古近系紫泥泉子组和安集海河组、新近系沙湾组。目前,研究区南缘霍玛吐背斜带中原油与烃源岩之间关系不明确,所以从原油地化特征分类和原油的来源分析两个方面进行对比分析,明确之间的关系。

1原油地化特征分类

之所以进行油油对比,是为了明确原油之间的差异,方便进一步进行油源对比,分析成藏规律闱。从油气的地球化学特征中提取大量的信息,例如烃源岩的沉积环境,形成油气有机质的成熟度等,按照地化指标的差异将油气分为不同的类型,可以更加精细地推断油气形成的条件。本次研究主要从分析原油全油及其族组分碳同位素组成人手,提取原油的生物标志化合物色谱、色谱—质谱图特征及其包含的参数比值,包括姥植比、伽马蜡烷指数、三环萜烷伍环萜烷等如表1所示。通过对比研究将工区的原油分为A、B、C三大类如图所示。

1.1A类原油地化特征

A类原油出现在霍玛吐地区、安集海地区和呼图壁地区,主要集中在第二排和第三排背斜,含油层为古近系紫泥泉子组。该类原油碳同位素介于27.94%0~30.75%0区间内,碳同位素较轻,全油及族组分碳同位素组成中,芳烃含量最高,其次为非烃和原油,烷烃含量最少;类异戊二烯烷烃中植烷含量较为突出,同时含有一些β-胡萝卜烷,姥植比Pr/Ph最大值为0.9,最小值为0.47三环萜烷含量占明显优势,其中C19的含量最高,C20、C21、C23含量依次降低;C24四环萜烷含量处于较低水平,C24四环萜烷与C26三比值处于0.27-0.80之间,没有超过1.0;三环萜烷与五环萜烷比值的最大值为2.5,最小值为0.4,三环萜烷含量较高,是因为油气母质所处的环境含有大量水生生物;ααα-20R规则甾烷中C27、C28、C29的排列方式为“V”形,C27、C29具有较高含量,重排甾烷、孕甾烷比较常见,证明了油气母质来自于藻类等水生生物,不排除陆源有机质的影响;五环三萜烷中,γ蜡烷与C30藿烷的比值在0.2以上,γ蜡玩含量较高,说明油气所处的环境具有还原性;C29甾烷20S/(20S+20R)介于0.37~0.49之间如图2所示。A类原油的母质来源以低等水生生物为主,其类型应以腐泥型为主,腐殖型占有一定的比例,沉积环境为偏还原半深一深湖相,原油为低熟一成熟原油。

1.2B类原油地化特征

B类原油主要聚集在齐古背斜,分布层位主要为下侏罗统八道湾组。该类原油全油碳同位素处于-26.14‰--28.82‰之间,碳同位素比A类原油重,全油及族组分碳同位素组成芳烃含量最多,其次为非烃和原油,烷烃含量最少;类异戊二烯烷烃中姥鲛烷占明显优势,Pr/Ph值在2.23~2.28之间,不含β-胡萝卜烷,三环萜烷中C19含量最高,C20和C21的含量依次减少,个别样品中C20、C21三环萜烷含量较高,略高于C19三环萜烷;五环三萜烷中的γ蜡烷与C30藿烷的比值处于0.04~0.06之间,与A类原油相比,其γ蜡烷含量处于较低水平。从姥植比和γ蜡烷含量可以看出,B类原油在形成阶段的沉积环境具有较强的氧化性;B类原油C24四环萜烷含量较高,要高于A类原油,C24四环萜烷与C26三环萜烷的比值大于1.81小于2.30;三环萜烷与五环萜烷的比值最小为0.04,最大值为0.34。规则甾烷中C27含量极低,C28、C29含量依次增多,其中藻甾烷含量处于较高水平,C29甾烷20S/(20S+20R)值为在0.53~0.59之间,平均值为0.56;C29甾烷ββ/(ββ+ααα)值在0.57-0.61之间,平均值为0.58,以上数据表明B类原油成熟度较A类原油高。如图3所示。B类原油的母质来源以陆源高等植物混源输人为主,干酪根类型应以腐殖型为主,沉积环境可能为偏氧化沼泽相,原油为成熟原油。

1.3C类原油地化特征

c类原油主要分布在齐古背斜,出油层位为三叠系白咸滩群组。该类原油全油碳同位素处于-27.03%0-31.39‰之间,碳同位素比A类原油轻,全油及族组分碳同位素组成芳烃含量最多,其次为非烃和原油,烷烃含量最少;类异戊二烯烷烃中姥鲛烷占优势,Pr/Ph值为1.17,含高丰度的β-胡萝卜烷,三环萜烷中C19含量最高,C20、C21依次减少,个别样品存在例外,即C19三环萜烷含量最低;五环三萜烷中的γ蜡烷与C30藿烷的比值为0.14,与A类原油相比γ蜡烷含量处于较低水平。从姥植比和γ蜡烷含量可以看出,C类原油在形成阶段处于弱氧化一还原环境。c类原油C24四环萜烷含量较高,要高于A类原油,C24四环萜烷与C26三环萜烷的比值为0.81;三环萜烷与五环萜烷的比值大于0.09小于0.31;规则甾烷中C27含量极低且C29>C28>C27,其中藻甾烷含量处于较高水平,C29甾烷20S/(20S+20R)值处于0.54~0.59之间,平均值为0.58;C29甾烷ββ/(ββ+αα)为0.57~0.62之间,平均值为0.59,以上数据表明c类原油成熟度较B类原油高,如图4所示。c类原油的母质来源以陆源高等植物混源输人为主,干酪根类型应以腐殖型为主,沉积环境可能为弱氧化一弱还原湖相环境,原油为成熟原油。

2原油来源分析

油气形成之后,还要经过运移并在圈闭内聚集,并持续进行热演化,在不同阶段外界的物理、化学性质会发生改变,除了水洗作用,还可能被氧化和生物降解从而导致蚀变,使油气性质发生大幅度改变。然而相同来源的油气与烃源岩之间会存在某种内在联系,其化学成分或组分具有一定的相似性,例如碳同位素含量、生物标志化合物的展布规律等,这些特征可以作为油源对比的依据,寻找不同原油的烃源岩。

2.1碳同位素(813C)组成对比

油源对比较为普遍的方法是利用稳定碳同位素813C。油氣母质的性质、形成环境和演化程度决定了石油的同位素组成,油气的形成条件不同,其同位素组成存在明显差别。碳同位素对比的内容为烃源岩中的干酪根或氯仿沥青“A”碳同位素与全油碳同位素分布特征相比较,以及烃源岩中的干酪根碳同位素与原油碳同位素类型曲线相比较。A类原油碳同位素含量主要在-27.94%0~30.75%0之间,高于二叠系湖相源岩原油,低于侏罗系原油,较为符合白垩系烃源岩的特征。B类原油碳同位素含量主要在-27.03‰-31.39‰之间,高于二叠系和白垩系源岩原油,较为符合侏罗系煤系烃源岩的特征。c类原油碳同位素含量主要在-27.03‰~-31.39‰之间,低于侏罗系和白垩系原油,较为符合二叠系湖相烃源岩的特征。

碳同位素类型曲线对比法被运用于油源对比,其原理是分析原油组分的碳同位素值的分布规律,并作出趋势线,从而对烃源岩的干酪根和抽提物碳同位素值进行预测。类似的,该方法可以揭示原油与烃源岩之间的内在联系。通常将烃源岩干酪根和抽提物的δ13c与原油及其组分的碳同位素值的趋势线进行对比,若两者刚好吻合或者偏离范围不大于0.5‰时,可以得出原油来自于该烃源岩的结论如图5所示。