柴達(dá)木盆地七個(gè)泉油田原油飽和烴組成特征及其意義

祁靈，張敏 （長江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （長江大學(xué)），湖北 武漢430100）

七個(gè)泉油田位于柴達(dá)木盆地西緣南區(qū)，西鄰阿爾金山脈，下干柴溝組 （E3）是七個(gè)泉油田的主力產(chǎn)油層位。筆者結(jié)合其地質(zhì)背景因素［1－3］，針對該地區(qū)進(jìn)行了系統(tǒng)地取樣與分析，通過該地區(qū)的原油飽和烴地球化學(xué)分布特征，深入剖析其有機(jī)質(zhì)來源、成熟度及沉積環(huán)境等地球化學(xué)信息。

1 樣品與試驗(yàn)方法

筆者選取七個(gè)泉油田10口油井的原油樣品進(jìn)行研究 （七3－10井、七3－4井、七4－6井、七5－30井、七深28井、七中5井、七2－2井、七Ⅱ5－11井、七6－15井和七中19井），主要覆蓋下干柴溝組上段 （E23）和下段 （E13）的儲層。并對樣品進(jìn)行了族組分分離、全油色譜分析、原油飽和烴定量色譜／質(zhì)譜分析。

2 正構(gòu)烷烴與類異戊二烯烴化合物分布特征

七個(gè)泉油田原油的正構(gòu)烷烴分布特征較為完整 （見圖1），碳數(shù)分布在nC10～nC38之間，（nC21＋nC22）／ （nC28＋nC29）的比值介于1.4～1.8，主碳峰為nC22。在C20～C30范圍具有相對較強(qiáng)的偶碳優(yōu)勢，其中大部分OEP值小于0.9。Grimalt和 Albaiges［4］指出這種偶碳優(yōu)勢是咸水沉積環(huán)境的普遍特征。而朱揚(yáng)明［5］認(rèn)為，這種偶碳優(yōu)勢主要與沉積相帶有機(jī)質(zhì)生源有關(guān)。

圖1 七個(gè)泉油田原油正構(gòu)烷烴、萜類和甾類化合物分布特征圖

類異戊二烯烷烴中，姥鮫烷和植烷的分布常用來作為指示沉積環(huán)境的生物標(biāo)志化合物。如圖1和圖2所示，所有原油樣品均具強(qiáng)烈的植烷優(yōu)勢。Pr／Ph變化不大，分布在0.23～0.28，Pr／nC17在0.36～0.5，而Ph／nC18值為1.2～1.87，預(yù)示其沉積有機(jī)質(zhì)來源于強(qiáng)還原環(huán)境。

研究發(fā)現(xiàn)，原油中高碳數(shù)正構(gòu)烷烴的豐度一般隨碳數(shù)增加逐漸下降，而在七個(gè)泉油田原油中絕大多數(shù)樣品在高碳數(shù)范圍內(nèi)具有明顯nC37優(yōu)勢，表1中列出了參數(shù)nC37／nC36，以示其C37異常的特征 （大多nC37／nC36＞1.2）。包建平等［6］認(rèn)為該研究區(qū)古沉積環(huán)境的強(qiáng)還原性和高鹽度是導(dǎo)致這一現(xiàn)象產(chǎn)生的根本原因。

圖2 七個(gè)泉油田原油Pr／nC17與Ph／nC18參數(shù)變化圖

3 萜烷類化合物分布特征

原油中的五環(huán)三萜烷主要為藿烷類化合物，藿烷系列是代表原核生物細(xì)菌的生源輸入，而其碳數(shù)分布特征則可以指示沉積水體的鹽度。七個(gè)泉油田原油五環(huán)三萜類化合物的分布最顯著的特征是具有高伽馬蠟烷、強(qiáng)“翹尾巴”的升藿烷分布特征 （見表1），即C35＞C34（＞C33）。高C35／C34藿烷比值 （大于1.4）指示了強(qiáng)還原沉積環(huán)境。

表1 七個(gè)泉油田原油飽和烴主要地球化學(xué)參數(shù)表

高豐度的伽馬蠟烷經(jīng)常與鹽湖或者含鹽度較高的環(huán)境有關(guān)［7］，因此伽馬蠟烷常被認(rèn)為是指示水體鹽度的標(biāo)志［8］。伽馬蠟烷／C30藿烷比值分布于0.98～1.46，均值為1.20，顯示為典型的高鹽度強(qiáng)還原湖相成因原油。

常用于衡量成熟度的參數(shù)Ts／Tm值普遍較低，介于0.23～0.36，顯示原油成熟度較低。

4 甾烷類化合物分布特征

從甾烷類化合物分布特征圖 （見圖1）中可以看出，研究區(qū)原油含有較為豐富的，總體上C27、C28、C29規(guī)則甾烷相對組成分布呈明顯不對稱“V”字型，且以C27甾烷為主峰。αααRC27／C29具有較高值（分布于1.05～2.81），且一致性較好。一般認(rèn)為，C27甾烷來源于藻類等低等水生生物，而C29甾烷在陸源有機(jī)中含量較高［9］。通常規(guī)則甾烷／藿烷反映出以藻類和高等植物為主的真核生物和以細(xì)菌為主的原核生物為重要的成油母質(zhì)［10－12］。研究發(fā)現(xiàn)總甾烷與總藿烷之比，與甾烷αααC29－20R與C30藿烷之比，具有良好的相關(guān)性。為了減少分析誤差，筆者取甾烷αααC29－20R與C30藿烷之比來代表甾藿比。如表1所示，七個(gè)泉油田原油樣品中，C29甾烷／C30藿烷均大于1.5，顯示了其原油有機(jī)質(zhì)生物水生藻類的貢獻(xiàn)比較大。從甾烷／藿烷與Pr／Ph、甾烷／藿烷C2920S／（20S＋20R）的相關(guān)圖 （見圖3）可以看出，甾藿比隨沉積環(huán)境還原性的增加而增加，隨成熟度增加而減小。因此，在研究甾烷／藿烷值變化時(shí)，要考慮其沉積環(huán)境和成熟度的影響。

圖3 七個(gè)泉油田原油甾烷／藿烷和Pr／Ph，甾烷／藿烷和C29甾烷20S／（20S＋20R）參數(shù)變化關(guān)系圖

此外，參照Huang等的劃分標(biāo)準(zhǔn)［13］，可以分別將C2920S／（20S＋20R）值為0.25和 C29ββ／（ββ＋αα）值為0.27定為未熟和低熟的界限；將C2920S／（20S＋20R）值為0.43和 C29ββ／ （ββ＋αα）值為0.42定為低熟和成熟的界限。C2920S／ （20S＋20R）比值介于 0.29～0.39，C29ββ／ （ββ＋αα）比值為0.30～0.35，即研究區(qū)的原油屬于低熟原油 （見圖4）。

圖4 七個(gè)泉油田原油C2920S／ （20S＋20R）和C29ββ／ （ββ＋αα）參數(shù)變化圖

5 結(jié)論

通過對七個(gè)泉油田原油飽和烴中各類生物標(biāo)志化合物組成特征的分析，結(jié)果顯示：

1）七個(gè)泉油田原油總體上表現(xiàn)為正構(gòu)烷烴系列分布較為完整，明顯的偶碳優(yōu)勢、低姥植比、高伽馬蠟烷、以及高C35／C34藿烷比指示原油來源于高鹽度、強(qiáng)還原咸水湖相沉積環(huán)境。

2）原油規(guī)則甾烷呈“V”字型分布且以C27為主峰的特征，C29甾烷／C30藿烷均大于1.5，說明生油母質(zhì)來源以低等水生生物為主。

3）七個(gè)泉油田原油樣品的C2920S／ （20S＋20R）和C29ββ／ （ββ＋αα）比值范圍分別是0.29～0.39與0.30～0.35。表征原油為低熟演化階段的產(chǎn)物。

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