陳立軍，王 樂，何文忠，冷丹鳳，段玉良

(1.延長油田股份有限公司勘探開發(fā)技術(shù)研究中心，陜西延安 716000；2.延長油田股份有限公司下寺灣采油廠)

下寺灣油田位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡的南部(延安市甘泉縣境內(nèi))，整體構(gòu)造為西傾單斜，油區(qū)無大的構(gòu)造，局部發(fā)育小型鼻狀隆起構(gòu)造[1-2]。本次采集9口井的原油(長3和長6油藏)，分別從原油的族組成、飽和烴餾分及穩(wěn)定碳同位素等方面開展原油的地球化學(xué)特征及油源對比研究，對明確油氣成藏規(guī)律和指導(dǎo)進(jìn)一步勘探具有重要意義。

1 原油族組分特征

原油族組成可反映原油的化學(xué)組成、生油母質(zhì)類型、成熟度、運移效應(yīng)以及水洗-生物降解作用等信息。

研究區(qū)延長組長3、長6原油飽和烴的相對含量較高，其中長3原油的飽和烴相對含量為73.68%～80.31%，長6原油的飽和烴相對含量較長3原油的含量高，為77.04%～82.22%。長6原油的芳烴相對含量為13.94%～17.5%，長3的原油芳烴相對含量為13.13%～16.77%。飽/芳比長6原油為4.45～5.80，長3原油為4.40～6.12?！胺菬N+瀝青質(zhì)”相對含量長6原油為2.5%～3.33%，長3原油為2.81%～2.9%。

從原油族組分特征來看，原油族組分相似，飽和烴含量高，表征原油未遭受到生物降解作用[3-4]。

2 原油碳同位素特征

原油基本上繼承其生烴母質(zhì)的穩(wěn)定碳同位素組成特征，但是在烴源巖成熟、生烴和油氣運移過程中，還會發(fā)生碳同位素的分餾效應(yīng)，導(dǎo)致原油與烴源巖之間同位素組成存在一定的差異[5-6]。本次研究選擇對長3、長6分別做了原油和餾分(飽和烴、芳烴、非烴)的穩(wěn)定碳同位素組成分析(圖1)。

圖1 研究區(qū)延長組長6、長3油層原油全油及餾分穩(wěn)定碳同位素分布

長3和長6原油及其族組成的碳同位素都比較輕，原油碳同位素主要分布范圍在-32.72‰～-32.05‰之間，飽和烴碳同位素比原油略輕或相等，分布在-32.86‰～-31.62‰之間；芳香烴碳同位素比原油稍重，主要在-30.59‰～-30.18‰之間；非烴同位素比芳烴碳同位素稍重，分布在-30.62‰～-30.00‰之間。原油及其族組成碳同位素分布呈現(xiàn)規(guī)律：非烴>芳烴>原油≥飽和烴，這是由于同位素分餾作用，原油組分隨其極性增強碳同位素δ13C值增大。

從圖1可以看出，除CH331井和CH41井長3原油略有差異，其他原油樣品的原油及其族組成碳同位素值相近，表現(xiàn)出一致的同源性。

3 原油生物標(biāo)志化合物特征

3.1 鏈烷烴類及規(guī)則類異戊二烯烴類

研究區(qū)延長組油樣飽和烴餾分中，絕大多數(shù)油樣主峰碳數(shù)為nC14、nC18、nC19(表1)，均呈單峰態(tài)分布型式，正構(gòu)烷烴序列分布完整，表明未受到明顯的生物降解作用，其中長3原油樣品3個，主峰碳數(shù)為nC18和nC19，略具偶奇優(yōu)勢，CPI為0.95～1.02，平均值為0.97；OEP為0.93～0.95，平均值為0.94；Pr/Ph為1.07～1.16，平均值為1.12。 長6原油樣品6個，主峰碳數(shù)為nC14和nC18，略具偶奇優(yōu)勢，CPI為0.95～1.01，平均值為0.99；OEP為0.93～0.96，平均值為0.95；Pr/Ph為1.09～1.21，平均值為1.17。

研究區(qū)延長組油樣Pr/Ph值都比較低，而且比較一致，分布范圍為1.07～1.21，平均1.15；Pr/nC17分布范圍0.24～0.28；Ph/nC18分布范圍0.20～0.24，兩個油層的油樣非常相近，表明來源一致，指示原油為淡水湖相成因的原油[7]。

3.2 甾烷類

表1 研究區(qū)延長組原油和烴源巖飽和烴色譜參數(shù)

原油的飽和烴餾分中，檢測出完整的甾烷系列化合物，包括C21～C22孕甾烷、C27～C29重排甾烷和規(guī)則甾烷(圖2)。

在甾烷m/z217質(zhì)量色譜圖上，研究區(qū)所有原油樣品(長3、長6)的規(guī)則甾烷αααRC27-C28-C29構(gòu)型都非常一致，都是標(biāo)準(zhǔn)的“V”字型，即C27>C28

甾烷成熟度參數(shù)αααC29甾烷20S/(20S+20R) 和C29甾烷ββ/(ββ+αα) 值為0.4即為低熟油成熟度的上限，相當(dāng)于烴源巖Ro值0.60%～0.65%；當(dāng)αααC29甾烷20S/(20S+20R)和C29甾烷ββ/(ββ+αα) 值為0.55～0.65時，即達(dá)到這兩項成熟度參數(shù)的平衡終點，處于烴源巖的生烴高峰，相應(yīng)的Ro值為0.8%；這兩項參數(shù)值一旦達(dá)到平衡終點(>0.55)，除了表征原油已經(jīng)達(dá)到生烴高峰階段之外，也已經(jīng)失去成熟度參數(shù)的表征意義[4，10]。在研究區(qū)長3和長6原油中，αααC29甾烷20S/(20S+20R)值分布在0.55～0.59，C29甾烷ββ/(ββ+αα) 值為0.56～0.57，均在這兩項成熟度參數(shù)的平衡終點0.55～0.65之中，已經(jīng)進(jìn)入烴源巖的生烴門限，達(dá)到生烴高峰，表明原油相應(yīng)的Ro值達(dá)到了0.8%，屬于中等成熟原油(表2)。

圖2 研究區(qū)延長組原油甾烷質(zhì)量色譜

3.3 萜烷類

原油萜類化合物主要由三環(huán)萜烷系列、藿烷類系列和伽馬蠟烷所組成(圖3)。其中，藿烷類是原核生物(細(xì)菌)的生源產(chǎn)物；三環(huán)萜烷是微生物(細(xì)菌或藻類)的生源產(chǎn)物；伽馬蠟烷具有原生動物生源[10]。原油萜類化合物三環(huán)萜烷系列相對藿烷系列分布較低，藿烷類系列主要分布Ts、Tm、C29、C30、C31、C32(圖2)，分布穩(wěn)定，可用于油-源對比。

γ蠟烷是一種C30三萜烷，γ蠟烷指數(shù)(γ蠟烷/αβC30藿烷)對超鹽環(huán)境具有高效性，源巖沉積時水體鹽度的提高會導(dǎo)致高γ蠟烷指數(shù)和低Pr/Ph，大量γ蠟烷指示有機質(zhì)沉積時的強還原超鹽度條件。研究區(qū)長3和長6原油γ蠟烷指數(shù)分布在0.08～0.09之間，均較低，表征原始有機質(zhì)的沉積水體咸度較低，為陸相沉積環(huán)境，原油來自陸相烴源巖(表2)。

藿烷成熟度參數(shù)C31藿烷22S/(22S+22R)值的平衡終點值的范圍為0.55～0.65，相應(yīng)的Ro值為0.6%，相當(dāng)于烴源巖的生烴門限值[4，10]。長3和長6原油的C31藿烷22S/(22S+22R)值分布在0.53～0.56之間，均處于該項參數(shù)的平衡終點范圍附近，表明兩油層原油的成熟度相當(dāng)，相應(yīng)的Ro值達(dá)到了0.6%，屬于中等成熟原油(表2)。

圖3 研究區(qū)延長組原油萜烷質(zhì)量色譜

表2 研究區(qū)三疊系延長組原油生標(biāo)參數(shù)

4 油源對比

從原油生物標(biāo)志物以及其同位素特征，可以看出長3和長6原油為同一類型原油，原油特征相似，為同一油源。

4.1 正構(gòu)烷烴特征對比

正構(gòu)烷烴的組分和分布特征受母質(zhì)類型、有機質(zhì)演化程度等多種因素的影響，如果原油和烴源巖有親緣關(guān)系，原油和烴源巖的正構(gòu)烷烴分布特征具有相似性。色譜峰型皆為低碳數(shù)單峰型，有一定的相似性，有機質(zhì)來源相似，為低等水生生物來源；CPI、OEP參數(shù)皆接近，原油和各層源巖皆處于成熟階段，奇碳優(yōu)勢不再明顯。但是主峰碳以及Pr、Ph等參數(shù)有差異，Pr/nC17、Ph/nC18、Pr/ Ph差異大，相比與長7部分源巖樣品有近相似特征(表1)。

4.2 甾萜類生物標(biāo)志物組合特征對比

根據(jù)烴源巖與原油的甾萜烷生物標(biāo)志物指紋特征分析，各油層原油與烴源巖規(guī)則甾烷αααRC27-C28-C29構(gòu)型都是的“V”字型，而甾烷特征以長7甾烷特征尤為相似，萜烷以長6、長7有一定相似特征(圖4)。

4.3 生物標(biāo)志物參數(shù)相關(guān)圖對比

選擇了反映成熟度、生物來源和沉積環(huán)境方面的多項生物標(biāo)志物參數(shù)[11-12]，對研究區(qū)各層原油與不同層位烴源巖進(jìn)行了對比研究(圖5)。

通過相關(guān)對比，除Tm/Ts和甾烷ααα20RC27/C29參數(shù)存在差異外，原油與烴源巖有較好的可比性。

圖4 研究區(qū)延長組烴源巖抽提物萜烷和甾烷質(zhì)量色譜

圖5 生物標(biāo)志物油-源對比圖P1-Tm/Ts，P2-αααC29(S/S+R)，P3-C29ββ/(αα+ββ)，P4-γ蠟烷/αβC30藿烷，P5-C31藿烷(22S /22R+22S)，P6-ααα20R C27/C29

從生儲蓋配套組合關(guān)系上來看，長3油層位于長4+5、長6、長7烴源巖的上部，而長6油層位于長6和長7烴源巖的上部。從烴源巖品質(zhì)來看，長4+5烴源巖品質(zhì)較差，有機碳含量分布在0.03%～1.39%，長6烴源巖品質(zhì)中等，有機碳含量分布在0.10%～8.38%，兩層有機質(zhì)類型皆為Ⅲ-Ⅱ2型。而長7烴源巖品質(zhì)較高，有機碳含量分布在1.04%～4.95%，有機質(zhì)主要為Ⅰ-Ⅱ1型。各層源巖有機質(zhì)皆處于成熟階段，結(jié)合油源對比特征，認(rèn)為長3油層可能為長4+5、長6、長7烴源巖的混源，而長6油層為長6和長7烴源巖的混源；從烴源巖品質(zhì)來看，長7烴源巖為主要油源。

5 結(jié)論

(1)從原油族組分特征來看，原油族組分相似，飽和烴含量高，芳烴含量較低，原油未遭受到降解作用。原油及其族組分碳同位素值相近，表現(xiàn)出好的同源性。

(2)飽和烷烴色譜特征為低碳單峰型，偶奇優(yōu)勢表現(xiàn)為成熟原油。

(3)原油甾烷特征表現(xiàn)為腐泥型有機質(zhì)來源，萜烷特征表現(xiàn)為原始有機質(zhì)的沉積水體咸度較低的陸相沉積環(huán)境。生物標(biāo)志物成熟度參數(shù)表征原油為中等成熟度。

(4)通過油-油，油-源對比，結(jié)合生儲蓋配套關(guān)系，長3、長6原油來自同一源巖，屬于混源，長7烴源巖為主力油源。

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