路俊剛，姚宜同，王 力，陳世加，汪立群，管俊亞，張煥旭，唐海評

1.西南石油大學地球科學與技術(shù)學院，成都 610500

2.四川省高校天然氣地質(zhì)重點實驗室，成都 610500

3.青海油田分公司勘探開發(fā)研究院，甘肅 敦煌 736202

4.東方地球物理公司研究院地質(zhì)研究中心，河北 涿州 072751

0 前言

柴達木盆地西部南區(qū)（以下簡稱柴西南區(qū)）是全盆地油氣資源最富集的地區(qū)，也是主力產(chǎn)油區(qū)塊［1－4］。扎哈泉凹陷作為柴西南區(qū)主要生烴凹陷之一，其周緣構(gòu)造一直是勘探熱點之一［2，5］。2007年6月昆北斷階帶上盤億噸級油田的發(fā)現(xiàn)，展示了扎哈泉凹陷巨大的供烴能力，更將凹陷周緣勘探推向了高潮。

躍進斜坡區(qū)屬于鐵木里克古凸起的一個次級單元，南東方向傾沒于扎哈泉凹陷，是扎哈泉凹陷油氣運移的有利指向區(qū)［6］。躍進斜坡區(qū)更靠近扎哈泉凹陷生烴中心，油氣來源更豐富，但其油藏規(guī)模相對昆北油田卻小得多，個中原因值得深入分析。

筆者在對扎哈泉凹陷源巖進行綜合評價的基礎上，對凹陷周緣構(gòu)造原油成因及來源進行了分析，指出昆北、躍進二號原油均來自扎哈泉凹陷，但其演化階段性不同，躍進斜坡區(qū)原油成熟度較低，未發(fā)現(xiàn)生烴高峰期產(chǎn)物，躍進斜坡區(qū)下傾方向可能存在成熟原油形成的油藏。

1 地質(zhì)概況

躍進斜坡區(qū)位于柴西南區(qū)，構(gòu)造上位于柴達木盆地西部坳陷區(qū)昆北斷階亞區(qū)。其北以阿拉爾斷裂為界與躍進一號構(gòu)造相鄰，西部與阿爾金山接壤，地勢西高東低，其南部、東部及南東方面傾沒于扎哈泉凹陷（圖1），是凹陷油氣有利運移指向區(qū)，具有良好勘探前景。

躍進斜坡區(qū)除北面的阿拉爾斷層外，還發(fā)育有Ⅷ號斷層和Ⅶ號斷層。Ⅶ號斷層為同沉積逆斷層，斷距達2 000m，將躍進斜坡區(qū)分為躍東和躍西兩部分，分別位于斷層下盤和上盤，躍西構(gòu)造又可分為躍進二號東高點、躍進二號西高點等次級構(gòu)造單元［7-8］。

躍進斜坡區(qū)具典型的繼承性沉積特征，據(jù)目前鉆揭資料，地層自上而下分為：七個泉組（Q1＋2）、獅子溝組（N32）、上油砂山組（N22）、下油砂山組（N12）、上干柴溝組（N1）、下干柴溝組上段（E23）、下干柴溝組下段（E13）和路樂河組（E1＋2），基巖地層尚未鉆揭。

扎哈泉凹陷周緣勘探始于20世紀60年代，經(jīng)過幾十年不懈努力，迄今已發(fā)現(xiàn)4個油田，7個含油層系。凹陷南邊，昆北斷階帶上盤發(fā)現(xiàn)億噸級油田，出油層位主要為深層，包括基巖、E1＋2、E13；躍進斜坡區(qū)躍進二號油田深淺層均獲高產(chǎn)工業(yè)油流，淺層包括N1和N12，深層為E23，躍東產(chǎn)油層位為深層E13和E23。北東方向，烏南－綠草灘油田主要出油層位為N12和 N22，深層（E23、E13）鉆揭井位較少，見良好油氣顯示但未獲工業(yè)油流。

2 烴源巖特征

扎哈泉凹陷早古近紀開始接受沉積，從上到下發(fā)育多套暗色泥巖，分別為E13、E23、N1和N12。

烴源巖綜合評價認為，N1和N12烴源巖有機質(zhì)豐度較低，有機碳質(zhì)量分數(shù)均值分別為0.11%和0.34%（表1），低于柴達木盆地西部地區(qū)生烴下限值（0.40%）［5］，尚處于低－未成熟階段，不具備大規(guī)模生烴的能力。E13和E23有機碳質(zhì)量分數(shù)平均為0.88%和1.10%（表1），分別達到好和很好烴源巖標準，而且其生烴潛量（S1＋S2）也較高，具備大規(guī)模生烴的能力。有機質(zhì)類型評價E23為Ⅱ1型，E13地層干酪根類型較差，為Ⅱ2型。

有機質(zhì)成熟度（鏡質(zhì)體反射率，Ro）在E23和E13分別為0.98%和1.10%（表1），處于生烴高峰期，烴源巖熱解最高溫度（Tmax，℃）也表現(xiàn)出相同的特征，對Ⅱ型有機質(zhì)而言，會有大量油氣生成。但值得注意的是，昆北斷階帶因構(gòu)造抬升較早，昆北斷裂上盤烴源巖演化程度較低，E23Ro為0.40%，目前尚未進入生烴門限，E13Ro為0.56%，未到大量生烴階段。

圖1 工區(qū)位置及油田分布圖Fig.1 Location of of Yuejin slope area and the distribution of oil field，the Qaidam basin

根據(jù)目前鉆探結(jié)果，E23暗色泥巖厚度普遍最大，靠近沉積中心的綠參1井，其暗色泥巖厚度達到1 677.5m，湖盆邊緣厚度變小。E13暗色泥巖主要分布在地層頂部，厚度相對較小，且有機質(zhì)豐度較低，有機質(zhì)類型較差，供烴能力相對有限。

3 油氣成因及來源

3.1 原油物性特征

如表2所示，躍進二號構(gòu)造與躍進一號和躍東構(gòu)造原油物性特征基本一致，屬于低黏、中凝固點和中等密度原油，相對而言，烏南－綠草灘和昆北油田原油密度和凝固點略低。

表1 扎哈泉凹陷不同層位烴源巖評價Table 1 Source rock evaluation of different strata of Zhahaquan rag，the Qaidam basin

表2 躍進斜坡區(qū)及周緣構(gòu)造原油物性數(shù)據(jù)Table 2 Statistical of crude oil physical data in Yuejin slope area and peripheral structure

3.2 原油地球化學特征

1）躍進斜坡區(qū)不同油藏原油來源不同

姥植比：姥鮫烷（Pr）和植烷（Ph）等類異戊二烯化合物主要來源于葉綠素的植醇側(cè)鏈。在氧化條件下植醇主要被氧化成羧酸，脫羧形成姥鮫烷；在還原條件下加氫轉(zhuǎn)變?yōu)橹餐椋粌烧弑戎礟r/Ph常用來表征沉積環(huán)境的氧化還原性［9－11］。

圖2 扎哈泉凹陷周緣原油與躍進一號油田原油對比圖Fig.2 Comparison of crude oil between Zhahaquan sag periphery and Yuejin-1structure

如圖2和表3所示，躍進二號和烏南－綠草灘原油姥植比值較大，為0.32～0.38，而躍東原油姥植比值則較小，分布在小于0.32范圍內(nèi)，與躍進一號原油基本一致，說明躍東和躍進二號構(gòu)造原油來源有機質(zhì)沉積環(huán)境存在差異。

伽馬蠟烷指數(shù)：伽馬蠟烷是咸水環(huán)境的鹽度指標，常用伽馬蠟烷指數(shù)（伽馬蠟烷和C30藿烷峰面積之比）來表示沉積環(huán)境鹽度的大?。?，11］。

躍進二號東高點、西高點深淺層原油特征基本一致，以伽馬蠟烷豐度較低為特征（表3和圖3AE），與烏南－綠草灘地區(qū)原油相似；而躍東地區(qū)原油伽馬蠟烷含量較高（圖3F），與躍進一號（圖4A，B）和獅子溝原油（圖4C）基本一致，說明躍進斜坡區(qū)躍進二號和躍東構(gòu)造原油來源有機質(zhì)沉積水體鹽度不同。

C31－35升藿烷“翹尾巴”特征：藿烷是烴源巖抽提物中常見的生物標志物系列，通常情況下其高碳數(shù)（≥C31）化合物豐度隨碳數(shù)增加而逐步降低，即呈下降階梯型分布模式。而在強還原的咸湖相烴源巖中它們呈特殊的“翹尾巴”分布模式，即C31＞C32≥C33≤C34＜C35，因而可用C35/C34藿烷比值來判別沉積環(huán)境的氧化還原性及水體鹽度特征［9］。

躍進二號、烏南－綠草灘地區(qū)原油C31至C35升藿烷豐度隨碳數(shù)增加呈逐步降低的特征（圖3AE），而躍東構(gòu)造原油具有“翹尾巴”分布模式（圖3F），與躍進一號（圖4A，B）和獅子溝（圖4C）原油一致（圖4），說明躍東構(gòu)造原油與躍進二號和烏南－綠草灘地區(qū)原油來源有機質(zhì)沉積環(huán)境不同，而與北面的躍進一號和獅子溝原油一致。

圖3 躍進二號深淺層原油與躍東、烏南－綠草灘原油萜烷特征對比圖Fig.3 Comparison of crude oil terpane characteristics among Yuejin-2，Yuedong structure and Wunan-Lücaotan oilfield

表3 躍進斜坡區(qū)及其周緣構(gòu)造原油地球化學參數(shù)Table 3 Geochemical parameters of crude oils from Yuejin oilfield and peripheral structure in western Qaidam

圖4 躍進一號和獅子溝地區(qū)原油萜烷分布圖Fig.4 Distribution of crude oil terpane in Yuejin-1and Shizigou area

水體鹽度變化特征：眾所周知，柴達木盆地具有典型的鹽湖沉積特征，新生代湖盆水體鹽度普遍較大，但對于湖盆不同沉積相帶而言，其水體鹽度及氧化還原性仍具有較大差別。據(jù)構(gòu)造演化和地層沉積特征分析，由于喜山運動，柴達木盆地沉積坳陷中心發(fā)生由西向東、由南向北遷移，水體的咸度分布發(fā)生相應的變化。水體的鹽度一般在湖盆中心最高，而湖盆邊緣因受地表徑流的補給、稀釋而鹽度相對較低。

據(jù)現(xiàn)有氯離子、硼元素和Sr/Ba值等研究結(jié)果，到漸新世（E3）時，英雄嶺凹陷Cl－質(zhì)量分數(shù)很高，達5.0%以上，達到超咸水標準，水體達到鹽湖咸化階段，沉積了較厚的石鹽、硬石膏及鈣芒硝層。而這個沉積時期，其南面的扎哈泉凹陷一帶水域水質(zhì)咸化程度相對較低，巖石中Cl－質(zhì)量分數(shù)一般在0.5%以下，屬于半咸水－咸水沉積環(huán)境。

綜上所述，躍進斜坡區(qū)躍進二號和躍東構(gòu)造原油來源有機質(zhì)沉積環(huán)境不同，應為不同凹陷來源產(chǎn)物。結(jié)合漸新世不同凹陷沉積環(huán)境特征（鹽度及氧化還原性）認為：躍進二號構(gòu)造原油來源與烏南－綠草灘及昆北油田原油一致，主要來自扎哈泉凹陷；而躍東構(gòu)造原油與躍進一號原油來源相似，應來自北面的英雄嶺凹陷。

2）昆北油田原油來自扎哈泉凹陷

目前，昆北斷階帶上盤昆北油田已發(fā)現(xiàn)包括切6、切12和切4－切16井區(qū)在內(nèi)的多個油藏，探明儲量超過1億t，最近在切12井區(qū)西面區(qū)塊也獲得突破，展示了該區(qū)良好的勘探前景。昆北油田主要出油層位為基巖、E1＋2和E13中下部，除高產(chǎn)工業(yè)油流外，儲層中還發(fā)現(xiàn)大量的黑色固體瀝青。

昆北斷階帶上盤不同層位烴源巖有機質(zhì)豐度均較低，其中N1－N12有機碳質(zhì)量分數(shù)低于該區(qū)生烴門限下限值（0.40%），E13和E23有機質(zhì)豐度較高，具有一定生烴能力。E23有機碳質(zhì)量分數(shù)為0.02%～1.11%，均值為0.42%，生烴潛量（w（S1＋S2））均值為0.91mg/g，屬于較差烴源巖，且其演化程度較低，Ro為0.40%，尚處于未成熟階段，生烴能力很低；E13有機碳質(zhì)量分數(shù)和生烴潛量均較高，達到較好烴源巖標準，但演化程度低，尚處于低成熟階段，且其暗色泥巖厚度較小，為35.7～65.5m，生烴能力有限。從生儲組合來看，暗色泥巖主要分布在E13頂部，而油藏主要分布在基巖、E1＋2和E13中下部，E13頂部暗色泥巖主要起蓋層作用。

此外，從演化程度來看，昆北油田原油和儲層固體瀝青成熟度明顯高于其本身烴源巖演化程度（圖5），說明昆北原油不是來自本身烴源巖，應來自埋藏更深的、烴源巖成熟度更高的扎哈泉凹陷。

綜上所述，相對于昆北油田億噸級儲量而言，昆北斷階帶上盤烴源巖供烴明顯不足，且其演化程度也低于昆北油田原油和儲層固體瀝青，昆北油田原油應來自下盤扎哈泉深凹陷。

3）E23烴源巖是主要供烴源巖

如圖6所示，躍進二號（圖6A、B）、烏南－綠草灘（圖6C）和昆北油田原油甾烷分布特征基本一致，呈近似“L”型，說明C27甾烷來源有機質(zhì)豐度較高，主要來源于低等水生生物有機質(zhì)。扎哈泉凹陷E13烴源巖抽提物甾烷分布呈近似反“L”型特征（圖6F），E23烴源巖抽提物甾烷分布呈近似“L”型特征（圖6E），對比原油特征，E23烴源巖特征與原油更為相似，說明原油應來自E23源巖，這與烴源巖評價結(jié)果也一致。

4 躍進斜坡區(qū)成熟油藏勘探潛力

4.1 斜坡區(qū)烴源充足

1）躍進斜坡區(qū)油藏原油成熟度較低

生物標志化合物特征：生物標志化合物是原油成因研究中最有力的工具。其中，甾烷構(gòu)型參數(shù)C29ββ/（ββ＋αα）和C2920S/（20S＋20R）是最常用的經(jīng)典的成熟度判識指標［10，12－13］。

圖6 躍進二號、烏南－綠草灘和昆北原油甾烷分布特征與不同層位烴源巖甾烷分布對比圖Fig.6 Comparison of sterane distribution among crude oil from Yuejin-2，Wunan-Lücaotan，Kunbei and source rocks in different horizons

柴達木盆地是典型的鹽湖沉積環(huán)境，與低鹽度水體有機質(zhì)來源產(chǎn)物相比，其生源組成及生物標志化合物特征都有差異，甾烷成熟度參數(shù)表征的地質(zhì)意義也有所不同。從綠參1井烴源巖成熟度（鏡質(zhì)體反射率，Ro/%）與其抽提物甾烷成熟度參數(shù)關(guān)系（圖7）來看，C2920S/（20S＋20R）和C29ββ/（ββ＋αα）隨Ro升高而線性變大，表明對工區(qū)鹽湖有機質(zhì)而言甾烷成熟度參數(shù)仍具有較強的敏感性和可靠性。當源巖成熟度為0.8%時，對應的C2920S/（20S＋20R）和C29ββ/（ββ＋αα）值都分布在0.4左右。

如圖8所示，躍進二號原油成熟度與烏南－綠草灘油田原油基本一致，成熟度較低（A區(qū)），與昆北油田儲層固體瀝青成熟度相似，但是明顯低于昆北油田原油成熟度（B區(qū)），說明躍進二號構(gòu)造原油與昆北原油屬于扎哈泉凹陷E23烴源巖不同演化階段的產(chǎn)物。

原油輕烴特征：輕烴在原油中的含量較高，可達30%以上，是原油成因及來源研究的重要組分，特別是對于可能遭受“運移污染”的原油效果更好。

Thompson對原油輕烴組分進行了定量分析，提出用庚烷值（H）和異庚烷值（I）來研究原油成因及對原 油 成 熟 度 進 行 分 級［14］。Mango［15－16］基 于 本人提出的穩(wěn)態(tài)催化輕烴成因模式，提出了輕烴溫度參數(shù)及其方程式。再根據(jù)Berker等［17］提出的從地溫計算相應鏡質(zhì)體反射率的方法，可計算原油生成溫度獲得相當?shù)溺R質(zhì)體反射率值（Rm）。

圖7 綠參1井不同成熟度烴源巖與抽提物甾烷成熟度參數(shù)對比圖Fig.7 Comparison of sterane maturity parameter among source rock with different maturity of Lücan 1well and extract

如表4所示，躍進二號深淺層原油輕烴參數(shù)基本一致，其庚烷值（H）和異庚烷值（I）均較低，分別為6.8～29.7和0.54～1.41，屬于成熟度較低的產(chǎn)物［14］。而且其輕烴換算成熟度 （Rm）為 0.59%～0.82%，成熟度也較低，這與生物標志化合物分析結(jié)果基本一致，說明躍進二號原油成熟度較低并非是在運移過程中遭低成熟原油“污染”所致。

圖8 躍進二號、烏南－綠草灘和昆北原油及儲層瀝青抽提物甾烷成熟度參數(shù)對比圖Fig.8 Comparison of sterane maturity parameter among crude oil from Yuejin-2，Wunan-Lücaotan，Kunbei and extract of reservoir bitumen

表4 躍進斜坡區(qū)原油輕烴成熟度參數(shù)統(tǒng)計表Table 4 Maturity parameters of light hydrocarbon in Yuejin slope area

2）躍進斜坡區(qū)未發(fā)現(xiàn)成熟原油

烴源巖生烴高峰期產(chǎn)物是油氣勘探的主要目標［18－19］。從扎哈泉凹陷E3烴源巖生烴特征來看，凹陷深部源巖目前已達到生烴高峰期，成熟度大于1.00%，而且在昆北斷階帶上盤也發(fā)現(xiàn)了該期產(chǎn)物，但是在躍進斜坡區(qū)卻沒有發(fā)現(xiàn)。躍進斜坡區(qū)高部位油藏原油僅相當于烴源巖成熟度小于0.80%的產(chǎn)物（類似昆北油田捕獲的第一期產(chǎn)物，現(xiàn)已破壞形成固體瀝青），生烴高峰期產(chǎn)物（相當于昆北油田原油）并沒有捕獲到（圖9）。

從區(qū)域地質(zhì)特征來看，扎哈泉凹陷烴源巖生烴高峰期的油氣可以向南通過昆北斷裂運移到斷階帶上盤形成儲量達億噸級的昆北油田，也應該向東西兩側(cè)的躍進斜坡區(qū)和烏南－綠草灘斜坡區(qū)運移成藏。此外，躍進斜坡區(qū)更靠近扎哈泉凹陷生烴中心，具有優(yōu)先充注的特征，油源應更為充足，而且現(xiàn)今構(gòu)造的斜坡部位都在油氣運移的路徑上，躍進斜坡區(qū)具良好的成藏條件。

圖9 Ⅱ型烴源巖生烴曲線及不同構(gòu)造原油捕獲階段性Fig.9 Pyrogenation curve ofⅡtype source rock and capture stages of crude oil in different structures

4.2 躍進斜坡區(qū)成藏條件有利

1）斜坡區(qū)砂體是油氣運移的主要通道

如前所述，躍東原油與躍進二號原油地球化學特征截然不同，原油來源及其成因也不同。從構(gòu)造特征來看，躍進二號和躍東構(gòu)造分別位于Ⅶ號斷裂上下盤。如果油氣沿斷裂運聚成藏或者油氣成藏時斷裂是開啟的，斷裂上下盤應捕獲相同來源的油氣，或者上下盤構(gòu)造油藏原油特征應具有相似性；但兩者差別巨大，說明成藏時Ⅶ號斷裂處于封閉狀態(tài)［20］，不是油氣運移通道，Ⅶ號斷裂上盤躍進二號構(gòu)造油藏原油應主要沿斜坡區(qū)骨干砂體順層運聚成藏。

2）躍進斜坡區(qū)存在大量巖性和構(gòu)造－巖性圈閉

扎哈泉凹陷第三紀經(jīng)歷了一次完整的水進－水退旋回，縱向上形成了粗－細－粗的配置關(guān)系［20］；同時因為湖盆的周期性擴張和收縮，砂泥巖指狀交互沉積，形成了有利的生儲蓋組合。躍進斜坡區(qū)位于鐵木里克古凸起向扎哈泉凹陷傾沒部位，為河流－辮狀河三角洲－湖泊沉積體系，發(fā)育各類上傾尖滅砂體，多韻律疊置的復合砂體為巖性油氣藏提供了優(yōu)越的儲集空間［21－22］。此外，由于Ⅶ號和Ⅷ號斷裂后期活動性較弱，主要以封閉性為主，在斜坡區(qū)可形成大量上傾方向被斷裂遮擋的構(gòu)造－巖性圈閉。

5 結(jié)論

1）扎哈泉凹陷有機質(zhì)豐度較高的烴源巖主要分布在E13和E23，豐度指標達到好－很好烴源巖級別，目前均達到成熟階段。其中：E13暗色泥巖厚度較小，有機質(zhì)類型較差，主要為Ⅱ2型，生烴能力相對有限；E23暗色泥巖厚度大、分布面積廣、有機質(zhì)類型較好，具有巨大的生烴能力。

2）躍進二號構(gòu)造東高點和西高點原油特征與烏南－綠草灘油田原油基本一致，但與躍東和躍進一號構(gòu)造原油不同，且其甾烷分布特征與E23烴源巖基本一致，與E13烴源巖不同，說明躍進二號原油應來自扎哈泉凹陷E23烴源巖產(chǎn)物。

3）昆北斷階帶上盤本身有機質(zhì)豐度普遍較低，尚處于未－低成熟階段，不具備大規(guī)模生烴能力，而且昆北油田原油和儲層瀝青成熟度均高于本身烴源巖，應來自埋藏更深、成熟度更高的扎哈泉凹陷。

4）躍進二號構(gòu)造原油成熟度較低，與昆北油田儲層固體瀝青基本一致，但明顯低于昆北油田原油，屬于源巖低成熟－成熟階段早期產(chǎn)物。扎哈泉凹陷E23烴源巖生烴高峰期產(chǎn)物并沒有運移到躍進斜坡區(qū)高部位成藏，斜坡區(qū)下傾方面的巖性圈閉和構(gòu)造－巖性圈閉具有捕獲扎哈泉凹陷來源成熟油氣的有利條件，具有巨大的勘探潛力。

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