准噶尔盆地白家海凸起阜北斜坡区油气运移示踪分析

2011-04-10油气资源与勘探技术教育部重点实验室长江大学长江大学地球科学院湖北荆州434023

长江大学学报(自科版) 2011年34期

(油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学）长江大学地球科学院，湖北荆州434023）

覃毅(渤海钻探第一固井公司，河北任丘062552）

付欢(油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学）；长江大学地球科学院，湖北荆州434023）

油气运移作为油气成藏链上的重要环节，是研究油气生、排、聚、保的连接纽带。近年来，随着地球化学、流体包裹体、地球物理及数值模拟技术的发展，流体活动与油气运移的示踪研究取得了较大进展[1-2]，国内外很多学者从不同角度对此进行过系统的综述和探讨[3-4]。前人对白家海凸起油气的油源做了很多的研究[5-6]，但对该区域的油气运移路径的研究相对薄弱。用含氮化合物来示踪油气运移是最常用的指标，但研究区未做相关的样品分析，因此，笔者综合运用原油物性和各种生物标志化合物指标，从宏观上分析区域油气运移的方向和趋势。

1 地质背景

准噶尔盆地东部勘探面积约2．35×104km2，自20世纪80年代恢复勘探以来，相继发现了火烧山、北三台、三台、彩南、五彩湾、沙南等多个油气田，含油层组达11个，已成为盆地重要的产油区。白家海凸起区位于准噶尔盆地中央隆起带东段，为中央坳陷东部一个北东向展布的三级正向构造单元。白家海凸起南面为阜康凹陷，北面为东道海子北凹陷，东北面为五彩湾凹陷，东南以沙西断裂为界与沙奇凸起和沙帐断褶带相邻，西面与莫索湾、莫北凸起紧邻。阜北斜坡区位于白家海凸起东南，西南向阜康凹陷过渡，东靠沙西-沙南隆起。

研究区存在东道海子和阜康2个主要的生烃凹陷，发育二叠系、三叠系、侏罗系等多套烃源岩，油气资源较为丰富，而与2个凹陷相邻的白家海凸起和与阜康凹陷相接的沙北油田很显然是油气运移的有利区。白家海凸起的侏罗系原油主要来自二叠系和侏罗系烃源岩，沙北油田侏罗系原油主要是侏罗系烃源岩的贡献，在该区开展油气运移特征研究，对于深化该地区的油气精细勘探，具有重要理论意义和实际价值。

2 油气运移示踪原理

油气运移示踪研究的本质在于判识油气在流动过程中，油(气）-水-岩相互反应所导致的各种有机与无机地球化学反应响应[7]。许多学者认为原油组分、原油同位素、原油饱和烃生物标志化合物、芳烃生物标志化合物、中性含氮化合物、储层流体包裹体以及无机地球化学元素等均可作为判识油气运移的重要指标。由于白家海凸起-阜北斜坡区油气成藏具有 “多灶、多源、多期”的特点，研究油气的运移特征较为复杂，需要综合考虑各项因素。基于丰富的化验资料，笔者主要采用原油组分、原油碳同位素、原油饱和烃生物标志化合物和芳烃生物标志化合物等指标对该区侏罗系油气运移进行综合的研究。

3 油气运移分析

3．1 原油的物理性质

图1 研究区侏罗系原油密度等值线图

根据研究区已有探井的试油数据，发现白家海凸起地区原油侏罗系密度最小为0．7488g／cm3，最大为 0．8598g／cm3，粘度分布范围0．6～15．1mPa·s；沙北油田原油密度在0．80g／cm3左右，粘度大约为1．90mPa·s。在白家海凸起部位，油气主要沿断裂运移，受氧化作用的影响，原油的密度随运移距离的增加而变大。平面上，c31井区的原油密度的变化范围较大，可能是油气来自多个方向的因素所致，但原油密度从西到东总体上是一个增大的趋势，即随着运移距离的增加，原油密度从c31井区到彩南油田再到c8井区逐渐增大。从阜北斜坡到沙北油田，距离阜康凹陷的生烃中心近原油密度较大，大多在0．81g／cm3以上，而距离阜康凹陷的生烃中心远的沙北油田的原油密度较小，基本上为0．80g／cm3（见图1）。原油粘度分布规律和密度相似，在凸起部位，在c31井区粘度变化较大0．87～3．83mPa·s，彩南油田2．07～3．85mPa·s，c8井区为5．66mPa·s以上；从阜北斜坡到沙北油田原油粘度减少。

3．2 原油组分及碳同位素

油气在在运移过程中，由于化学组分的改变，引起同位素分馏，沥青质、非烃和芳烃减少，而饱和烃含量会相对增加，原油的δ13C同位素值在运移过程中会降低[8]。由c31井区到彩南油田再到c8井区，原油饱和烃、非烃含量即呈现这种趋势。c31井区原油饱和烃含量为40．7%～87．32%，平均值为74．91%，非烃含量为0．55%～16．32%，平均值为5．45%；彩南油田饱和烃含量为64．01%～89．96%，平均值为75．00%，非烃含量为2．41%～15．89%，平均值为4．88%；c26井饱和烃含量为76．58%，非烃含量为3．59%。从阜康凹陷到斜坡区再到白家海凸起的构造高点，从f11井(65．16%）到f7井(67．58%）再到c31井区(74．91%）饱和烃逐渐增加。从阜康凹陷到沙北油田，饱和烃含量从f11（65．16%）到s19井(81．96%）再到s21井(87．97%）逐渐增加，非烃含量逐渐减少。原油碳同位素值从c31井区到彩南油田再到c8井区在逐渐的减低(见图2）。而在阜北斜坡区，原油的δ13C同位素值从f11井(-26．75‰）到f16井(-27．25‰）和f11井(-26．75‰）到f2井(-27．52‰）也在减小，说明油气从阜康凹陷向白家海凸起运移的趋势。

图2 原油碳同位素运移效应图

3．3 芳烃化合物

芳烃的甲基菲系列中9-甲基菲比其他异构体更容易运移[9]。笔者运用9-甲基菲／1-甲基菲来判断油气运聚的方向。在c31井区，由c36井到c34井再到c31井，9-甲基菲／1-甲基菲逐渐增加；而从c502井到c45井再到c31井，9-甲基菲／1-甲基菲也逐渐增加，说明c31井区的油气有东道海子凹陷烃源岩的贡献。从c31井区-彩南油田-c8井区，9-甲基菲／1-甲基菲由c31井到cc2井(2．21）再到c8井(2．83）也在逐渐增加，反映了油气大的运移方向(见图3）。

图3 原油芳烃9-甲基菲／1-甲基菲等值线图

3．4 三环萜烷／17α（H）-藿烷和重排甾烷／规则甾烷

三环萜烷是原油中最常见的组分之一，它的抗生物降解的能力较强。重排甾烷抗生物降解的能力也较强，重排甾烷要比规则甾烷稳定，它们可以作为油气运移的参数。从研究工区不同区块的这2个参数的分布可以看出(见表1），c31井区的成熟度最高，彩南油田的次之，c8井区的成熟度较低。因此可以大致判断油气由西向东北运移。