西藏伦坡拉盆地原油地球化学特征

李一腾，叶加仁，曹 强，刘一茗，刘中戎

(1. 构造与油气资源教育部重点实验室， 湖北 武汉 430074；2.中国地质大学(武汉)，湖北 武汉 430074；3.中国石化勘探分公司，四川 成都 610041 )



西藏伦坡拉盆地原油地球化学特征

李一腾1，2，叶加仁1，2，曹 强1，2，刘一茗1，2，刘中戎3

(1. 构造与油气资源教育部重点实验室， 湖北 武汉 430074；2.中国地质大学(武汉)，湖北 武汉 430074；3.中国石化勘探分公司，四川 成都 610041 )

基于伦坡拉盆地的原油地球化学资料，在原油物性特征归纳和类型划分的基础上，系统分析了原油族组成、碳同位素、轻烃、饱和烃和芳烃等地球化学特征。结果表明：伦坡拉盆地原油存在稠油和常规油2种类型，稠油为常规油遭受轻微或重度的生物降解作用后形成；生油源组成以藻类为主，亦有陆生高等植物输入贡献，母质类型属于腐泥型—腐殖腐泥型，形成于强还原高盐度咸水湖盆环境；原油为低成熟—成熟阶段产物。研究结果为盆地原油的成因与分布认识及油源对比提供了科学依据，具有重要的研究意义。

稠油；生物降解；生物标志化合物；伦坡拉盆地；西藏地区

0 引 言

伦坡拉盆地是西藏地区目前唯一获得工业油流的新生代陆相盆地，具有较大的油气勘探潜力[1]。伦坡拉盆地位于青藏高原中部，沿班公湖—怒江缝合带东西向展布，面积约为3 600 km2[2]。盆地晚期，由于南北方向挤压，在盆地南北缘发生逆冲推覆，整体抬升剥蚀[3]，现今呈现南北分带、东西分块的构造格局。盆地新生界自下而上发育古近系始新统牛堡组一、二、三段和渐新统丁青湖组一、二、三段及第四系，其中牛二段和牛三段是该盆地主要勘探目的层。盆地的原油地球化学特征缺乏系统研究，一定程度上制约了该区油气勘探。该文基于XL1、XL4、XL5和Z1等老井和新钻遇的W1井的原油地球化学资料，系统分析了原油的地球化学特征，讨论了原油的母质来源、沉积环境和原油成熟度，旨在为伦坡拉盆地原油的成因与分布认识及油源对比提供科学依据。

1 原油物性特征及分类

伦坡拉盆地原油物性差异大，密度为0.875 5～1.089 5 g/cm3，黏度为47.39～3 002.30 mPa·s；原油含硫量为0.15%～2.24%，含蜡量为2.17%～26.92%，多大于5.00%，符合陆相石油特征；凝固点主要为-4～45 ℃。

综合国内外重质油划分方案[4]及研究区的勘探开发条件，该文将密度不小于0.9 g/cm3的原油划归为稠油。据该标准，平面上，伦坡拉盆地已发现的8个油藏，主要集中在盆地南北边缘，仅1个油藏为常规油藏，其余7个均属稠油油藏；纵向上，原油分布具有“上稠下稀”的特征，稠油埋深多小于1 500 m，而常规油藏埋深均大于1 300 m。

2 原油地球化学特征

2.1 原油族组成及碳同位素特征

伦坡拉盆地2种类型原油的族组成存在较大的差异。稠油的非烃含量较高(41.10%～76.22%)，饱和烃含量相对较低(大部分小于35.55%)，饱芳比相对较低(多小于2.00)；而常规原油的非烃+沥青质含量低(27.71%～37.52%)，饱和烃含量高(41.74%～52.88%)，饱芳比相对较高(1.54～2.72)。

研究区原油碳同位素值(δ13C)为-28.04‰～-25.43‰，总体表现偏高，具一般陆相原油(-28.00‰～-24.00‰)的特征，且稠油样品的全油、饱和烃、芳烃、胶质和沥青质的δ13C值均较常规原油的同位素值略高。

2.2 原油轻烃地球化学特征

通过对8个原油样品的C5—C8轻烃化合物进行统计分析表明(表1)，伦坡拉盆地原油轻烃组分总体上呈环烷烃含量大于链烷烃含量(正构烷烃+异构烷烃)的特征，环烷烃含量为43.20%～75.55%，平均含量为60.03%；正构烷烃含量为10.82%～24.24%，平均含量为18.97%；异构烷烃含量为7.48%～32.87%，平均含量为21.34%。Snowdon[5]指出原油富含环烷烃与陆源母质有关。原油甲基环己烷指数为16.01%～50.35%，母质类型总体表现为腐泥型—腐殖腐泥型[6]。根据原油的异庚烷值—庚烷值关系图可以判断，伦坡拉盆地现有原油样品多处于低成熟阶段(图1)。

表1 伦坡拉盆地原油轻烃组成特征

图1 应用轻烃及甾烷参数判别原油成熟度

2.3 原油饱和烃地球化学特征

2.3.1 饱和烃色谱特征

伦坡拉盆地原油及油砂的饱和烃色谱图(图2)显示，多数样品都遭受了不同程度的生物降解作用，总体有生物降解程度随深度变浅而逐渐加大的特点：在XL1井的油砂样品色谱图中，基线严重向上漂移，正构烷烃和异构烷烃基本被耗尽，甾萜类化合物在色谱图上出现“鼓包”峰，反映原油受到了重度生物降解(图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，低碳数正构烷烃含量甚低，异构烷烃(尤其是姥鲛烷和植烷)含量相对高，甾萜类化合物在色谱图上微隆起，表明原油遭受了中等程度的降解(图2b—d)；而XL1井1 457.0～1 470.0 m常规原油和Z1井1 675.0～1 676.8 m常规原油，正构烷烃和异构烷烃保留相对完整，甾萜类化合物无显著变化，表明原油未遭受生物降解或降解作用轻微(图2e、f)。

图2 伦坡拉盆地代表原油样品饱和烃色谱

W1井埋深为1 809 m的油样在饱和烃色谱图上仍显示较强程度的降解作用，密度为0.925 g/cm3。综合分析W1井成藏条件及过程，在主成藏期(丁青湖组沉积中期)，W1井牛堡组储层埋深浅、距地表近，样品位置处于油气氧化带内，加之W1井附近高角度断裂发育，保存条件不好，使W1井相对深层原油仍遭次生蚀变而变稠。

伦坡拉盆地原油饱和烃碳数分布在C10—C37之间，主峰碳为C15—C26，稠油样品以后峰态为主，正常油样品前峰态和后峰态均存在；多数油样的OEP值为0.81～1.15；姥鲛烷与植烷的比值为0.08～0.44，具有很强的植烷优势；姥鲛烷与nC17的比值为0.52～1.69，植烷与nC18的比值为2.07～10.71，指示原油有机母质主要形成于内陆咸水湖盆的强还原沉积环境。

2.3.2 生物标志化合物特征

表2列出了伦坡拉盆地原油的主要生物标志化合物参数。伦坡拉盆地原油的生物标志化合物主要有三环萜烷、五环三萜烷及甾烷类等，双环倍半萜在原油中含量微弱或未检测到。

表2 伦坡拉盆地原油主要生物标志化合物参数

原油中三环萜烷含量仅占总萜烷(三环+五环)含量的7.70%～20.20%，五环三萜烷在原油中广泛分布，且检测到的三环萜烷主要是长链三环萜，其碳数分布在C20—C25。一般认为该类化合物来源于高盐度湖相较强还原环境下的藻类及微生物[7]。C27、C28、C29规则甾烷的相对含量可以反映有机质的来源。伦坡拉盆地原油C27、C28和C29甾烷的分布总体呈C29甾烷略占优势，综合咸水湖盆的母质沉积环境分析，原油母质更多来自藻类，也有高等植物的贡献。伦坡拉盆地原油中伽马蜡烷含量很高，其与C30αβ藿烷的比值达0.40～1.00，同样指示了有机质沉积时为强还原咸水湖盆环境。

根据侯读杰[8]总结的划分方案，此次分析的原油样品C29甾烷20S/(20S+20R)值基本都在0.2之上，C29甾烷ββ/(ββ+αα)值为0.18～0.27，表征原油处于低成熟—成熟阶段(图2b)。此外，原油样品的C31藿烷αβS/(S+R)值为0.20～0.59，同样指示原油处于低成熟—成熟阶段。

2.4 原油芳烃特征

原油芳烃检测结果揭示，W1井在1 809 m处原油芳烃主要由萘、菲系列化合物和三芳甾烷化合物组成，其含量分别为53.30%、15.28%和20.16%；而该井在1980m处原油芳烃则以萘系列和菲系列为主，分别为6.68%和46.34%，三芳甾烷的含量仅为0.78%。三芳甾烷在芳烃馏分中的相对含量随生物降解强度增加而增加，因此，W1井在1 809 m处原油样品遭受的生物降解强度更大。此外，W1井在1 809 m处原油的苯并噻吩系列和呋喃系列化合物含量明显比1 980 m处原油样品的含量高，也反映了该原油样品遭受的生物降解、氧化、水洗等次生作用增强。

前人通过对Z1、XL1、XL4、XL5井共9个原油样品的芳烃族组成分析发现，其具有高单双环(88.42%～96.49%)、低四五环(1.05%～3.86%)、较低芳香噻吩(2.47%～7.72%)的特点，且XL4(1 446 m)、XL5井原油的芳香噻吩化合物含量较高，这与XL4、XL5井靠近北部断裂带，保存条件变差，原油后生变化大有关[7]。

RADKE等[9]提出了利用原油甲基菲指数(MPI)计算镜质体反射率(Ro)的关系式。W1井1 809 m和1 980 m原油样品的MPI值分别为0.50和0.34，由此可计算得到其Ro值分别为0.70%和0.60%，表征这2个原油样品均为低成熟演化阶段产物。

3 结 论

(1) 伦坡拉盆地原油存在常规油和稠油2种类型，其中稠油藏埋藏较浅，族组成中非烃+沥青质含量高、饱和烃含量低、饱芳比低；而常规油藏则埋藏较深，族组成中非烃+沥青质含量低、饱和烃含量高、饱芳比相对高。

(2) 伦坡拉盆地原油经历了不同程度的生物降解作用，并随埋深变浅，原油生物降解作用的程度由轻微到重度。

(3) 伦坡拉盆地原油的母质来源以藻类为主，陆生高等植物为辅，总体上母质类型属于腐泥型—腐殖腐泥型，并形成于强还原咸水湖盆沉积环境。

(4) 伦坡拉盆地现已发现的原油处于低成熟—成熟阶段。

[1] 范小军， 潘磊， 李凤， 等. 西藏伦坡拉盆地古近系油藏成藏机理及有利区带预测[J]. 石油与天然气地质， 2015，36(3)：362-369.

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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， 张义纲， 等. 源岩吸附烃和天然气轻烃指纹参数的开发和应用[J]. 石油实验地质， 1990，12(4)：375-394.

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[8] 侯读杰， 冯子辉. 油气地球化学[M]. 北京：石油工业出版社， 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.

编辑 朱雅楠

20160127；改回日期：20160320

中国石化勘探分公司“伦坡拉盆地牛堡组沉积储层特征及成藏规律研究”(G0800-14-KK-169)；国家自然科学基金项目“残余盆地古流体动力场演化”(40172051)

李一腾(1992-)，女，2010年毕业于中国地质大学(武汉)地质学专业，现为该校矿产普查与勘探专业在读硕士研究生，主要从事石油地质综合研究工作。

曹强(1983-)，男，讲师，2005年毕业于中国地质大学(武汉)资源勘查工程专业，2010年毕业于该校气田开发工程专业，获博士学位，现主要从事油气开发综合研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.03.016

TE122

A

1006-6535(2016)03-0071-04