鄂尔多斯盆地姬塬地区长8油源分析

罗丽荣，张文正，吴 凯，刘 飞，李善鹏，孙 林，昝川莉

(1.长庆油田分公司 勘探开发研究院，陕西 西安 710018;2.低渗透油气田 勘探开发国家工程实验室，陕西 西安 710018)

鄂尔多斯盆地是中国陆上第二大沉积盆地，盆地内，区域坳陷复合，地质构造平缓，缺少背斜与断层，总体上呈东部翘起向西部倾伏的区域性斜坡面貌［1］。中生界石油资源十分丰富，鄂尔多斯盆地中生界主要油气储集层以低渗透—特低渗透为显著特征，具有大面积、多层段普遍含油气的特点。上三叠统延长组长6 －长8 段储集层几乎是“井井见油［2，3］。

姬塬地区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡中西部，长8油层组位于上三叠统延长组中下部，主要为一套灰色砂岩、暗色泥岩及薄煤层互层组合，属于典型浅水三角洲沉积。已有勘探成果表明长8油层组为姬塬地区最为有利的油气聚集层位之一。近年来，在姬塬地区长8油层组试油发现多口工业油流井，使姬塬地区长8油藏得到进一步落实和扩大，因此，进一步明确长8油藏的油源，对于石油勘探开发具有重要意义［4－7］。以往的研究表明，盆地中生界油源岩为处于低成熟—高成熟阶段的长4+5—长8段半深湖—深湖相暗色泥页岩，大范围分布的延长组长7湖相优质烃源岩是鄂尔多斯盆地主力油源岩［8］。

本文从原油的物性、族组成、单体碳同位素、饱和烃气相色谱及生物标志化合物等方面，分析了姬塬地区长8原油的地球化学特征。基于延长组不同湖相烃源岩的重排藿烷相对丰度存在着显著的差异，相应地，中生界不同地区、各个产层原油的重排藿烷相对丰度也存在着显著的差异［9］，以重排藿烷相对丰度为主要依据，运用各项参数进行姬塬地区长8原油油源对比，为长8油层组的进一步勘探提供理论依据。

1 样品的采集与分析

原油样品采自姬塬地区H83井、H91井、A42井及C70井等。烃源岩样品采自姬塬地区L32井，L38井的黑色泥岩，油页岩。

源岩样品经索氏抽提32 h，将原油样品与源岩抽提物沉淀沥青质，可溶部分用氧化铝，硅胶柱层析进行族组分分离，分别用正己烷、二氯甲烷、无水乙醇洗脱饱和烃、芳烃和非烃组分。

饱和烃馏分的气相色谱－质谱(GC－MS)分析在赛默飞世尔Trace DSQ∏型色谱－质谱联用仪上完成。色谱条件:HP－5MS(60 m×0.25 mm×0.25μm)色谱柱，EI源;升温程序从80℃以10℃/min的速率升至120℃，以4℃/min速率升至250℃，再以1℃/min速率升至300℃，保留40 min。

2 长8原油的地球化学特征与成因类型

所采集姬塬地区原油密度为0.8311～0.8533 g/cm3，凝固点为 16.5 ～28.0 ℃，运动粘度为 3.83～6.87 mPa·s，物性比较好。对 L73 井、G52 井、Z22井、C11井、C53井、Y189井长8原油族组成分析，结果表明，原油呈高饱芳比(3.48～5.35)、低胶质(2.93 ～3.96%)、低沥青质(0.37 ～ 1.28%)的特点，原油饱芳比＞1显示原油为湖相油型油。

长8原油全烃色谱分析显示，主峰碳为nC15，C21－/C22+为2.087 ～2.427，H7 井长82原油该值高达14.711。原油 Pr/C17为 0.312 ～0.411，Ph/C18为0.221 ～0.439，Pr/Ph 为1.058 ～1.515，呈现出姥植均势，显示其弱还原弱氧化的沉积环境。

长8 原油的 δ13CPDB值介于 －31.11 ～ －31.57‰，碳同位素组成偏轻，与盆地中生界各产层湖相油型油一致(表1)。可以将姬塬地区长81原油成藏划分为北东与南西两个运聚区带。饱和烃气相色谱质谱分析显示，位于这两个运聚带上的原油，五环三萜烷含量较高，藿烷以C30藿烷占优势(图1)。

位于北东运聚带上的原油含较高的C29藿烷;18a(H)－30－降新藿烷(C29Ts)次之;重排藿烷和伽马蜡烷含量较低;位于南西运聚带上的原油C30重排藿烷含量较高，C30重排藿烷与C29降藿烷的比值大于1.0。甾烷中含一定的孕甾烷、升孕甾烷和重排甾烷，αβ和βα构型甾烷丰富，ααα－20R构型甾烷呈不对称“V”型分布，反映了较为典型的湖相油型油特征。原油的伽马蜡烷指数不高，说明有机母质的沉积环境盐度不高。从原油的成熟度参数可以看出 C31藿烷22S/(22S+22R)为 0.5 ～0.6，藿烷已达到异构化平衡阶段，反映其成熟的性质。C29甾烷的两个成熟度参数 ββ/(ββ +αα)，20S/(20S+20R)分别为 0.42 ～0.53，0.61 ～0.76。原油 C29甾烷20S/(20S+20R)比值增至0.55以上，可能是由于细菌对20R立体异构体的选择性消耗［10］。

长8原油的δ13CPDB值及aaa－20R构型甾烷呈不对称“V”型分布，均反映了原油为湖相油型油特征。张文正等人根据鄂尔多斯盆地中生界湖相油型油的藿烷类化合物中重排藿烷相对丰度存在着显著的差异，将其细分为a类原油、b类原油和c类原油三类。a类原油的C30*藿烷、Ts等相对丰度较低，重排甾烷也为低或较低;b类原油的C30*藿烷、Ts等相对丰度高，重排甾烷也相对较高;c类原油的C30*藿烷、Ts异常丰富，重排甾烷丰富且正常藿烷低(图2)。与中生界不同地区的各产层原油相比，姬塬地区位于北东运聚带上的长8原油与a类原油具有良好的相似性。位于南西运聚带上的长8原油与b类原油具有良好的相似性(图3)。

表1 鄂尔多斯盆地中生界不同产层原油的碳同位素组成

图1 姬塬地区北东与南西运聚带上长8原油萜烷特征图中a表Ts;b表示C30*藿烷;c表示C30藿烷;左侧为北东运聚带上的长8原油，右侧为南西运聚带上的长8原油

图2 姬塬地区长8原油与盆地中生界原油甾、萜烷质量色谱图对比图中a表Ts;b表示C30*藿烷;c表示C30藿烷;d表示重排甾烷

图3 姬塬地区长8原油与盆地其他原油的对比

图4 姬塬地区长8原油与烃源岩的质量色谱图对比图中a表示Ts;b表示C30*藿烷;c表示C30藿烷;d表示重排甾烷

图5 姬塬地区长8原油与可能烃源岩C30*/C29Ts－C30*/C30藿烷、C29Ts/C29降藿烷 － C30*/C30藿烷图解

3 长8原油与烃源岩的对比

萜烷、甾烷为环状结构，具稳定的碳骨架，能够反映原始生油母质中先驱化合物的基本面貌，可作为可靠的油源对比参数［7］。通过长8油层组原油和各层段烃源岩饱和烃气相色谱质谱测试分析，选取意义明确和对比性强的生物标志化合物特征，如五环三萜烷含量、重排藿烷和伽马蜡烷相对含量、C27～C29胆甾烷构型等进行精细油源对比。姬塬地区长8原油为成熟油，是生油高峰阶段的产物，以a，b类原油为主，位于北东运聚带上的长8原油具有a类原油的特征，位于南西运聚带上的长8原油具有b类原油的特征(图3)，均属典型的湖相油型油。长8原油与可能烃源岩的甾萜类生物标志化合物分布(图4)及特征参数(图5)的对比显示，原油生物标志物分布特征与三叠系延长组源岩相似，位于北东运聚带上的长8原油与三叠系长7段油页岩具有良好的可比性，与同一地区的长7油页岩对比关系良好，位于南西运聚带上的长8原油与长7黑色泥岩对生物标志物特征相似，与本地区的长7黑色泥岩对比关系良好。

姬塬油田延长组发育多套潜在烃源岩层段，长8、长7、长6、长4+5暗色泥岩均具有一定的生烃能力，但不同层段的烃源岩具有不同的沉积有机相背景，有机质类型和生烃潜能存在较大差异［11］，长6、长4+5油层组中黑色泥岩的有机质丰度较高，有机母质类型较好－好，生烃能力较强，但排烃能力一般。由于黑色泥岩的发育规模有限，因而对石油成藏与聚集的贡献较为有限。长8段生烃有机质丰度较高，但因受整体长8期浅水三角洲沉积环境所限，生烃母质中的陆源高等植物贡献较多，有机质类型较差，生烃潜量中等［12］。长7段烃源岩，其有机质含量是延长组生油岩中最高的，这套烃源岩分布面积达5×104km2，单层厚度一般为5～25 m，累计厚度大都在10～50 m之间，最厚可达80 m以上。长7段优质油源岩形成于水体较深、盐度不高、水体分层不明显、还原的沉积环境，有机质来源以贫13C的湖生低等生物—藻类为主，干酪根类型为Ⅰ－Ⅱ1型，有机质丰度很高，残余有机碳含量一般为6～14%，最高可达30%以上。并且有机质已达到成熟—高成熟演化阶段。油源对比结果也显示，长8原油与长7油页岩及黑色泥岩的对比关系最好，长8油层组原油主要来源于长7烃源岩，长6、长4+5黑色泥岩为辅助烃源岩。

4 结论

姬塬地区长8油藏的原油为典型的湖相油型油，对原油进行生物标志化合物研究表明。原油均呈五环萜烷含量高、藿烷占优势、伽马蜡烷含量低的特征，甾烷中含一定的孕甾烷、升孕甾烷和重排甾烷，aβ和βa构型甾烷丰富，aaa－20R构型甾烷呈不对称“V”型分布。位于北东运聚带上的原油与三叠系长7段油页岩的甾、萜烷生物标志物特征相似。位于南西运聚带上的原油与长7黑色泥岩甾、萜烷类生物标志物特征相似，表明原油主要来源于三叠系长7段烃源岩。

［1］杨俊杰.鄂尔多斯盆地构造演化与油气分布规律［M］.北京:石油工业出版社，2002.

［2］杨华，张文正.论鄂尔多斯盆地长7段优质油源岩在低渗透油气成藏富集中的主导作用［J］.地球化学，2005，34(2):148－154.

［3］张文正，杨华，李善鹏.鄂尔多斯盆地长91湖相优质烃源岩成藏意义［J］.石油勘探与开发，2008，35(5):557－562.

［4］王昌勇，王成玉，梁晓伟，等.鄂尔多斯盆地姬塬地区上三叠统延长组长8油层组成岩相［J］.石油学报，2011，32(4):569－604.

［5］罗顺社，银晓.鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长8沉积相的研究［J］.石油天然气学报，2008，30(4):5－9.

［6］王纹婷，郑荣才，王成玉，等.鄂尔多斯盆地姬塬地区长8油层组物源分析［J］.岩性油气藏，2009，21(4):42 －46.

［7］侯林慧，彭平安，于赤灵，等.鄂尔多斯盆地姬塬－西峰地区原油地球化学特征及油源分析［J］.地球化学，2007，36(5):497 －506.

［8］杨华，张文正，蔺宏斌，等.鄂尔多斯盆地陕北地区长10油源及成藏条件分析［J］.地球化学，2010，39(3):82－89.

［9］张文正，杨华，候林慧，等.鄂尔多斯盆地延长组不同烃源岩17a(H)－重排藿烷的分布及其地质意义［J］.中国科学 D 辑:地球科学，2009，39(10):1438－1435.

［10］K.E.彼得斯，C.C.沃尔特斯，J.M.莫尔多万著(张水昌，李振西等译).生物标志化合物指南(第二版.下册，生物标志化合物和同位素在石油勘探与地史研究中的应用)［M］.北京:石油工业出版社，2011.

［11］史建南，郑荣才，韩永林，等.鄂尔多斯盆地姬塬地区长8油层组岩性油藏成藏机理研究［J］.岩性油气藏，2009，21(3):129 －133.

［12］郑荣才，牛小兵，梁晓伟，等.鄂尔多斯盆地姬塬油田延长组原油性质与来源分析［J］.地球科学与环境学报，2011，33(2):143 －145.