賀其川 （中石化江漢油田分公司荊州采油廠，湖北 荊州434000）

江陵凹陷西南原油分子組成非均質(zhì)性及其意義

賀其川 （中石化江漢油田分公司荊州采油廠，湖北 荊州434000）

對(duì)江陵凹陷西南區(qū)原油樣品的地球化學(xué)分析表明，原油具有高豐度的伽馬蠟烷及較低的Pr/Ph值，預(yù)示其來(lái)源于較強(qiáng)還原性的鹽湖相沉積。原油分子組成非均質(zhì)性預(yù)示兩類不同成因類型原油的存在：Ⅰ類原油主要特征為相對(duì)較高C24－四環(huán)萜烷/C26三環(huán)萜烷比值和較低三環(huán)萜烷/藿烷、補(bǔ)身烷/藿烷、菲/藿烷、Ts/Tm比值；Ⅱ類原油其主要特征為相對(duì)較低C24－四環(huán)萜烷/C26－三環(huán)萜烷比值和較高三環(huán)萜烷/藿烷、補(bǔ)身烷/藿烷、菲/藿烷、Ts/Tm比值。兩類原油區(qū)域性分布特征預(yù)示研究區(qū)區(qū)至少存在兩套油氣富聚體系。

江陵凹陷；原油；地球化學(xué)；生物標(biāo)志物；成因類型

江陵凹陷是江漢盆地的重要的次級(jí)構(gòu)造單元，也是江漢盆地重要的富烴凹陷［1］。江陵凹陷于白堊紀(jì)－第三紀(jì)主要發(fā)育淡水－半咸水－咸水環(huán)境下的湖相沉積，其演化主要經(jīng)歷了白堊系－下第三系沙市組下段的斷陷期、沙市組上段－下第三系新溝咀組的斷拗期、下第三系荊沙組的強(qiáng)烈斷陷期、下第三系潛江組－荊河鎮(zhèn)組的斷拗期、荊河鎮(zhèn)組末的隆升剝蝕期和晚第三紀(jì)沉積的拗陷期。其構(gòu)造主要具有東西分塊、南北分帶的特點(diǎn)［1］。油源研究表明主要有兩套烴源巖，即沙市組上段－新溝咀組下段暗色泥巖和下第三系潛江組暗色泥巖［2］。分布于下第三系以及白堊系砂巖層系為主要的儲(chǔ)集體系，新溝咀組上段、荊沙組上段、潛江組上部泥巖具備蓋層特征。江陵凹陷西南主要包括局部構(gòu)造單元有：采穴構(gòu)造、復(fù)興場(chǎng)構(gòu)造、謝鳳橋構(gòu)造、南崗構(gòu)造及梅槐橋洼陷等［3］；近年來(lái)勘探不僅發(fā)現(xiàn)下第三系油氣的聚集，而且發(fā)現(xiàn)了白堊系新生古儲(chǔ)型油氣藏分布［4］。江陵凹陷原油的地球化學(xué)特征早有報(bào)道［5］；近年來(lái)隨著江陵凹陷西南區(qū)油氣勘探的成功，深入的研究工作取得了一些新的認(rèn)識(shí)［6～9］。筆者試圖通過(guò)采集到的主要分布于采穴、謝鳳橋、南崗和復(fù)I斷塊等構(gòu)造單元的10個(gè)原油樣品，系統(tǒng)分析江陵凹陷西南區(qū)原油樣品的分子組成特征，以期對(duì)研究區(qū)原油成因類型及分布規(guī)律的深入認(rèn)識(shí)有所幫助。

1 原油生物標(biāo)志物特征

1.1 正異構(gòu)烷烴、無(wú)環(huán)類異戊二烯烷烴

所有原油樣品均檢出了豐富的正構(gòu)烷烴和類異戊二烯烷烴類化合物 （圖1）。從姥鮫烷 （Pr）和植烷 （Ph）的分布來(lái)看，所有原油樣品均具較強(qiáng)Ph優(yōu)勢(shì)；Pr/Ph顯低值，分布于0.40～0.46之間，且變化不大，基本穩(wěn)定于0.43左右，預(yù)示其成油環(huán)境的較強(qiáng)還原性。正構(gòu)烷烴的分布范圍相當(dāng)寬，基本上均具有單峰型分布模式。在C14～C18范圍內(nèi)，正構(gòu)烷烴分布存在一定程度的奇碳優(yōu)勢(shì)；而在C19～C23范圍則存在一定程度的偶碳優(yōu)勢(shì)。這種正構(gòu)烷烴奇碳優(yōu)勢(shì)和偶碳優(yōu)勢(shì)同時(shí)存在于同一原油樣品之中，可能預(yù)示其生源輸入的特殊性。柴達(dá)木盆地鹽湖相沉積體系也見(jiàn)相似報(bào)道［10］。

1.2 雙環(huán)倍半萜類

原油樣品中均檢出了豐富的雙環(huán)倍半萜類化合物 （圖2）。主要有8β（H）－補(bǔ)身烷 （C）的重排異構(gòu)化合物4，4，8，8，9－五甲基十氫化萘（A）和4，4，8，9，9－五甲基十氫化萘 （B），8β（H）－升補(bǔ)身烷（D），以及 C14雙環(huán)倍半萜的異構(gòu)體。

圖1 原油m/z 85質(zhì)量色譜圖

參數(shù) （A＋B）/C于采穴油區(qū)漁洋組 （K2y）原油中比值明顯較低 （0.47～0.63）；于謝鳳橋沙市組 （Es）、新溝咀組 （Ex）和荊沙組 （Ej）原油明顯相對(duì)較高比值（0.90～0.94）；而復(fù)I斷塊紅花套組 （k2h）和漁洋組原油中變化較大 （0.69～1.02），且最高值也檢出于復(fù)I斷塊。這一變化特征可能預(yù)示各區(qū)塊原油存在熱演化程度上的差別，也可能預(yù)示各區(qū)塊原油在油源上的存在一定程度的不同，抑或兩者兼有［11，12］。

圖2 原油m/z123質(zhì)量色譜圖

1.3 長(zhǎng)鏈三環(huán)萜、四環(huán)萜烷、五環(huán)三萜烷

原油樣品均檢出了豐富的長(zhǎng)鏈三環(huán)萜類 （圖3），其主要碳數(shù)分布范圍從C19～C30，其分布特征與典型湖相沉積一致。C24－四環(huán)萜烷的相對(duì)豐度在所分析的樣品中具有較明顯的變化。參數(shù)C24－四環(huán)萜/C26－三環(huán)萜比值于采穴油區(qū)漁洋組原油樣品中分布范圍為1.08～1.34；而該參數(shù)于謝鳳橋、南崗和復(fù)I斷塊原油中顯示低值，分布范圍為0.40～0.62（表1）。四環(huán)萜烷與長(zhǎng)鏈三環(huán)萜烷分布特征具明顯的非均質(zhì)性，進(jìn)一步預(yù)示其油源存在差異。

對(duì)于采穴油區(qū)漁洋組原油樣品，Ts/Tm分布范圍為0.59～0.82，均小于1；而其他區(qū)塊原油樣品Ts/Tm則表現(xiàn)出相對(duì)高值，分布范圍為1.60～2.24，均高于1。這一明顯變化的特征，可能預(yù)示原油熱演化程度上的不同，也可能預(yù)示其油源上的差異，抑或兩都兼有。此外，參數(shù)C29Ts/C29藿烷和C23三環(huán)萜烷/C30藿烷基本上與Ts/Tm具有相似的變化趨勢(shì) （表1）。

豐富的伽馬蠟烷的檢出一般預(yù)示沉積環(huán)境水體的分層，通常具有較高的鹽度［13］。分析的樣品中均有豐富的伽馬蠟烷的檢出，其豐度基本上與C30藿烷相當(dāng)。伽馬蠟烷/C30藿烷比值變化于0.81～1.10之間 （表1）。這一特征預(yù)示其油源沉積環(huán)境的還原性，這與前面所揭示低姥植比特征一致。

圖3 原油m/z191質(zhì)量色譜圖

表1 原油部分參數(shù)表

1.4 規(guī)則甾烷及其重排化合物

從圖4可以看出，規(guī)則甾烷占主導(dǎo)地位，其豐度遠(yuǎn)高于重排化合物。規(guī)則甾烷ααα20RC27、C28、C29異構(gòu)體的豐度呈現(xiàn)出以C29為主峰的不對(duì)稱 “V”字分布。C29甾烷ααα20R/（20S＋20R）參數(shù)基本上達(dá)到了異構(gòu)化終點(diǎn)，表明研究區(qū)原油成熟度相對(duì)較高，屬于主生油窗的產(chǎn)物。

2 原油的成因類型及其分布特征

研究不僅對(duì)飽和烴餾份進(jìn)行了色譜－質(zhì)譜分析，同時(shí)也對(duì)全油進(jìn)行了色譜－質(zhì)譜分析。因此，可在同一基準(zhǔn)上對(duì)飽和烴和芳烴進(jìn)行定量，也就是說(shuō)可在同一基準(zhǔn)上對(duì)飽和烴和芳烴的分布特征進(jìn)行分析。

上述分析可知，參數(shù)C24－四環(huán)萜烷/C26－三環(huán)萜烷、Ts/Tm、C29Ts/C29藿烷和C23－三環(huán)萜烷/C30藿烷均表現(xiàn)出明顯的非均質(zhì)性；特別是采穴漁洋組原油表現(xiàn)出顯著的差異 （表1）。甾烷類化合物和藿烷是具有明確生源的兩類生物標(biāo)志化合物；分析發(fā)現(xiàn)，C29甾烷與C30藿烷的相對(duì)豐度也存在明顯的非均質(zhì)性。C29甾烷/C30藿烷比值于采穴油區(qū)相對(duì)較低 （0.38～0.49）；而于其他油區(qū)大多數(shù)樣品均顯示較高值（0.54～0.99）。這一特征可能預(yù)示其生物輸入上的差異。對(duì)全油樣品的分析發(fā)現(xiàn)，芳烴的相對(duì)豐度于各油區(qū)也具有明顯特征變化。取菲/C30藿烷的比值來(lái)衡量芳烴非均質(zhì)性的變化。表1中可見(jiàn)菲/C30藿烷比值于采穴油區(qū)漁洋組相對(duì)較低 （0.46～1.02）；而在其他油區(qū)則相對(duì)較高 （2.77～13.74）?？疾煅a(bǔ)身烷與C30藿烷相對(duì)豐度的變化，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)身烷/C30藿烷比值與菲/C30藿烷比值具有頗為一致的變化趨勢(shì)。

圖4 原油m/z217質(zhì)量色譜圖

上述地球化學(xué)參數(shù)的變化表明，各區(qū)塊原油分子組成的非均質(zhì)性明顯。下面選取典型的組分的變化特征，進(jìn)一步探討其原油成因類型。選取C30藿烷、C29甾烷和菲的相對(duì)含量作圖5（a），可見(jiàn)兩類原油的分布。同樣取C30藿烷、C15補(bǔ)身烷和菲的相對(duì)含量作圖5（b），同樣可見(jiàn)兩類原油的分布特征。由此可見(jiàn)，研究區(qū)至少存在兩類不同成因類型原油的分布。

圖5 原油類型劃分

上述原油分子組成特征特別是生物標(biāo)志物組成特征，揭示了兩類不同成因類型的原油的存在。結(jié)合兩類原油于油藏空間上的分布來(lái)看，兩類原油亦存在規(guī)律性的分布特征。Ⅰ類原油主要分布于采穴油區(qū)漁洋組油藏；而Ⅱ類原油主要分布于謝鳳橋、南崗和復(fù)I斷塊，其油藏分布包括紅花套、漁洋組、沙市組、新溝咀和荊沙組。兩類原油在區(qū)域上規(guī)律性的分布特征，預(yù)示兩類原油具有明顯不同油源特征。

3 結(jié) 論

1）地球化學(xué)分析揭示原油樣品均具有相當(dāng)豐富的伽馬蠟烷含量及相對(duì)較低的Pr/Ph值，表明研究區(qū)原油主要源于鹽湖相的沉積體系，且具有較強(qiáng)的還原性。盡管各區(qū)塊原油成熟度存在一定差別，但所有原油均具有相對(duì)較高的熱演化程度，屬于主生油窗的產(chǎn)物。

2）研究區(qū)主要存在兩類不同成因類型原油。Ⅰ類原油其主要特征為相對(duì)較高C24－四環(huán)萜烷/C26三環(huán)萜烷比值和較低三環(huán)萜烷/藿烷、補(bǔ)身烷/藿烷、菲/藿烷、Ts/Tm、甾/藿比值；Ⅱ類原油其主要特征為相對(duì)較低C24－四環(huán)萜烷/C26－三環(huán)萜烷比值和較高三環(huán)萜烷/藿烷、補(bǔ)身烷/藿烷、菲/藿烷、Ts/Tm、甾/藿比值。

3）兩類不同成因類型原油具有明顯區(qū)域性分布特征：Ⅰ類原油主要分布于采穴油區(qū)；Ⅱ類原油主要分布于南崗、謝鳳橋和復(fù)I斷塊。兩類不同成因類型原油區(qū)域性的分布規(guī)律預(yù)示研究區(qū)存在兩套油氣富集體系。

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TE122.1

A

1000－9752（2011）06－0183－05

2011－05－20

國(guó)家科技重大專項(xiàng) （2008ZX05007－005－2）。

賀其川 （1965－），男，1987年大學(xué)畢業(yè)，碩士，高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事油氣勘探開(kāi)發(fā)工作。

［編輯］ 宋換新