准噶尔盆地东部环阜康凹陷隆起带原油地球化学特征与分类

杨红霞 (中石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆 克拉玛依 834000)

王惠民 (中石化石油勘探开发研究院，北京 100083)

廖健德 (中石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆 克拉玛依 834000)

准噶尔盆地东部环阜康凹陷隆起带原油地球化学特征与分类

杨红霞 (中石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆 克拉玛依 834000)

王惠民 (中石化石油勘探开发研究院，北京 100083)

廖健德 (中石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆 克拉玛依 834000)

准噶尔盆地东部环阜康凹陷隆起带是一个油气富集地区。依据各类生物标志物分布与组成及其与不同层位烃源岩之间的关系，把工区内原油和油气显示分为中生界侏罗系煤系成油、二叠系湖相烃源成油、侏罗系煤系成油与二叠系湖相烃源成油-混源原油3大类,并对各种类型的原油地化特征做了探讨。

环阜康凹陷隆起带；原油；地球化学特征；成因类型

环阜康凹陷隆起带北至白家海凸起，与五彩湾凹陷、东道海子北凹陷相接；东接帐北隆起带东南段；南抵阜康断裂带，与山前凹陷相通。在隆起带内已发现一批工业油气藏和多个出油气点。环阜康凹陷隆起带不仅接受来自阜康凹陷的油气，还可能接受来自诸如东道海子北凹陷、五彩湾凹陷、山前凹陷的油气，主要烃源岩为二叠系平地泉组(芦草沟组)、侏罗系八道湾组和三工河组。环阜康凹陷隆起带经受了多期构造运动，其上的油气藏有原生的，也有次生的，还有经氧化、生物降解等作用而被破坏的稠油油藏。笔者旨在对已发现原油的地球化学特征进行对比和分类，有助于认识油气形成条件和分布规律。

1 原油基本物性特征

1)原油密度 该区原油密度跨度很大为0.81～0.94g/cm3。彩南油田和阜康凹陷南、北斜坡侏罗系三工河组、西山窑组的原油密度最低为0.8186～0.8399g/cm3,只有彩31井石炭系原油密度很特殊为0.8778g/cm3；在山前断褶带和北三台南、东南的原油密度最高,大于0.88g/cm3,也存在密度低的原油[1],如北9、北81、北13、北28、北34等井，密度为0.80～0.86g/cm3；沙南油田的原油密度为正常原油密度为0.8285～0.8598g/cm3，高于彩南原油低于三台-北三台原油。原油密度存在由南向北，由东向西逐渐降低的总体趋势，其一受烃源类型控制，其二受构造运动的影响。

2)原油粘度 该区原油粘度跨度也非常大，与原油密度表现出的情况基本相同。同在50℃下，彩南油田及阜康凹陷东斜坡的原油粘度最低[2]，为2.87～6.68mPa·s；沙南油田原油粘度为3.9～16.39mPa·s；在山前断褶带表现出高粘，大于500mPa·s，台6井原油粘度甚至高达3256mPa·s,而北5、北81、北13、北28、北34等井原油粘度却为10.6～74.9mPa·s，并且呈现由西向东逐渐增大的趋势。由此说明，原油粘度的变化也主要受烃源类型控制。

3)原油含蜡量、凝固点、初馏点 彩南油田及阜康凹陷东斜坡原油含蜡量高，为12.05%～17.71%，凝固点高，为17.0～21.0℃，初馏点低，为102.5～113.5℃；沙南油田原油与彩南油田原油特征相同，高含蜡量(7.13%～13.14%)，高凝固点(13.8～26℃)，低初馏点(68～131℃)；在山前断褶带，北三台南、东南原油表现出的特征为低含蜡量(小于8%)，低凝固点(-10～10℃)，高初馏点(172～264℃)，北5、北81、北13、北28、北34等井原油表现为高含蜡量、高凝固点和低初馏点，与沙南油田原油物性特征基本一致。

2 原油基本地球化学特征

1)原油族组成特征 在该区沙南油田以北、阜康凹陷南、北斜坡和白家海凸起上的原油烷烃含量为76.20%～84.45%，芳烃含量为10.37%～16.84%，非烃与沥青质含量仅为5.0%左右。北三台油田以南的原油组分有所变化，山前断褶带中原油烷烃含量很低，为34.79%～46.65%，非烃含量很高，为21.53%～32.96%，明显高于沙南原油，而芳烃含量也呈现此现象[3]，所占百分比为16.13%～28.2%。北三台南坡原油烷烃含量略高于山前断褶带原油，低于沙南原油，为42.14%～57.9%，芳烃和非烃都高于沙南，低于山前原油，为17.41%～27.09%，13.85%～26.08%。在北三台南、西南坡也存在族组成与沙南原油相近的油，如北83，北34、北12井等。

原油的族组成不仅与成油母质有关，也与原油保存条件密切相关。山前断褶带构造运动频繁，致使三台-北三台多数原油遭受生物降解，这也是造成三台-北三台原油族组成变化的直接原因。

图1 准噶尔盆地东部环阜康凹陷原油碳同位素组成分布比较图

2)原油碳同位素组成特征 根据原油和族组分碳同位素组成，可将原油分成4组(见图1)。第1组原油为阜2井、阜11井、沙9井侏罗系西山窑组原油，原油碳同位素最重，为-26.5‰和-27.1‰，与吐哈油田典型煤成油相当[4]，成烃母质为腐殖型。第2组原油见于白家海凸起和阜康凹陷东、东南斜坡侏罗系三工河组和西山窑组地层中，如彩南油田、阜4井、阜5井、北34井等，沙丘6井石炭系和彩36井侏罗系八道湾组原油很特殊，也处在该组内,原油碳同位素在-27.8‰～-29.2‰，说明其成烃母质以腐殖型为主。第3组原油见于沙南油田梧桐沟组、彩39井八道湾组、阜10井和彩31井石炭系、阜5井小泉沟群，油碳同位素为-29.5‰～-30.9‰,比第2组原油略轻1‰，意味着其成烃母质为混合型，富含类脂物质，然而彩39等井与沙南油田原油生物标志化合物不同，因此不是同一类型原油。第4组原油见于山前断褶带和三台-北三台油田，原油碳同位素-31.3‰～-32.2‰，表明其成烃母质类型最好[5]。

3 原油生物标志化合物特征

1)正构烷烃分布特征 该区正构烷烃分布特征与原油族组成表现形式基本一致。在白家海凸起、阜东斜坡区、沙南油田以北原油饱和烃色谱峰形呈正态分布,正构烷烃占优势,主峰碳靠前，为nC17～nC19；nC21-/nC22+为2.0～2.5，低碳数烷烃显优势，表现出湖沼相陆源植物成油性质。沙南油田以南正常原油饱和烃色谱主峰碳为nC21～nC25，nC21-/nC22+为1.2～1.8，表明成烃母质类型优于沙南油田。三台-北三台油田，由于生物降解原油饱和烃色谱基线不同程度大幅隆起，正构烷烃开始不同程度损失，低分子正烷烃丰度很低，而高分子正烷烃有相对高的丰度，同时，富集异构烃与环烃类。如北5井二叠系、北83井三叠系、北23井第三系等不同时代的储层中，原油饱和烃与正常二叠系原油近似，北10井侏罗系储层的原油有轻微的降解，部分正构烷烃消失，还可见异戊二烯烷烃，甾、萜烷，环烷烃保存完好；北7井三叠系、台3井侏罗系储层中原油达到中等程度的生物降解，正构烷烃基本消失，甾、萜烷保存完好；在台1井侏罗系和北10井二叠系储层中，原油遭到严重的生物降解，甾烷部分损失或发生严重变化，无法辨认。三台、北三台不同深度原油、不同程度生物降解的现象，说明该区原油经历不同的聚集历史，原油的保存条件也存在巨大差异。

2)类异戊二烯烷烃分布特征 准噶尔盆地东部环阜康凹陷原油姥植比分布特征见图2所示。阜2井、阜11井至沙9井西山窑组原油姥鲛烷占绝对优势，是所有原油中最高的，与吐哈油田煤成油具有良好可比性，说明成油母质为氧化条件下的陆源有机质。在白家海凸起、阜康凹陷斜坡区、沙西断裂南、及三台油田以北西山窑组、三工河组原油呈姥鲛烷优势，姥植比大于2，但又小于2.5，有个别井原油姥植比小于2，如彩018西山窑组原油，姥植比为1.84，说明成烃母质类型多样。白家海凸起八道湾组原油姥植比范围为1.3～1.95，沙南油田八道湾组原油姥植比为2.3，三台-北三台八道湾组原油姥植比为1.3左右，表明成烃母质来源不同。三台-北三台油田出油层位齐全，从石炭系至白垩系都有，原油姥植比范围为1.1～1.57，原油同位素范围也一致，并且生物标志物也具有良好可比性，说明成烃母质相同，都来源于山前凹陷二叠系芦草沟组。沙南油田三叠系和二叠系原油姥植比为1.58～1.71，略高于三台-北三台油田，油同位素也略重于三台-北三台油田，为自身二叠系平地泉所生。阜康凹陷斜坡区和沙南油田石炭系原油姥植比为1.75～1.83，白家海凸起彩31石炭系原油姥植比为2.58，阜康凹陷斜坡区阜5井三叠系原油姥植比为1.51，烃源差异很大[6]。

图2 准噶尔盆地东部环阜康凹陷原油姥植比分布图

综上所述，环阜康凹陷斜坡区成烃母质有多个来源，有阜康凹陷侏罗系、二叠系，山前凹陷二叠系、东道海子凹陷二叠系、沙南凸起二叠系等，各烃源形成期的沉积环境差异也很大，还原-弱还原的半咸水-微咸水湖泊、弱氧化-氧化的淡水湖泊、沼泽等都有。

3)萜烷类、甾烷类生物标志化合物分布特征 准噶尔盆地环阜康凹陷原油萜烷类、甾烷类生物标志化合物分布特征有3种。

第1种以阜2井、阜11井和沙9井西山窑组原油为代表。三环萜烷系列分布不完整，丰度低[7]，其中以C19、C20三环萜烷相对丰度高于其他碳数的三环萜烷，并且C24四环萜烷相对丰度很高，明显高于C26三环萜烷；五环萜烷中，C31以上升藿烷含量相对较高。原油妊甾烷类含量较低，重排甾烷含量相对较高，特别是C29重排在C27规则甾烷出峰背景上表现为2个高峰的煤成油的重要标志。规则甾烷中C27的4种异构体基本缺失，C28甾烷含量也偏低，C29甾烷占绝对优势。C27、C28和C2920R甾烷相对丰度的变化顺序为C29≫C28≫C27。

第2种见于沙南油田三叠系、二叠系，阜康凹陷斜坡区石炭系、三叠系，三台-北三台油田。萜烷系列完整，含量丰富，碳数范围从C19～C29，甚至还出现C30、C31萜烷，其中以C20、C21、C23三环萜烷相对丰度高，C24四环萜烷相对丰度较低。原油含有较高的妊甾烷类，规则甾烷中C27、C28和C29呈反“L”型，C27和C28甾烷丰度明显高于侏罗系煤系原油，C29甾烷仍略占优势。C27、C28和C2920R甾烷呈不对称“∨”分布，表明藻类的成油贡献是主要的[8]。

第3种见于白家海凸起侏罗系、石炭系和阜康凹陷侏罗系、三叠系以及沙南油田侏罗系。在白家海凸起、阜康凹陷斜坡区、沙西断裂南、及三台油田以北西山窑组、三工河组姥植比大于2的原油萜烷类分布特征与侏罗系煤成油一致，白家海凸起侏罗系八道湾组和石炭系、阜康凹陷斜坡区石炭系、三叠系原油萜烷类分布特征与二叠系湖相烃源的原油近似。共同特点是甾烷类分布相近，原油含有较高的妊甾烷类，规则甾烷中C27、C28和C29呈反“L”型，C27和C28甾烷丰度明显高于侏罗系煤系原油，又比二叠系湖相烃源原油低，C29甾烷仍略占优势，C27、C28和C2920R甾烷呈不对称“∨”分布。

4 原油地球化学特征分类

1)侏罗系煤系烃源的成熟原油 阜2、阜11和沙9井西山窑组原油属该类型。该类原油具有低密度、低粘度、高凝固点、重碳同位素、高姥植比，贫胡萝卜烷、三环萜烷以及伽马蜡烷和妊甾烷类，C29重排甾烷和规则甾烷占绝对优势，C27规则甾烷含量极低，这一系列特征与侏罗系煤系烃源岩有较好的可比性，油源对比结果表明该油来源于阜康凹陷中生界侏罗系煤系烃源岩，C29甾烷S/(S+R)和ββ/(αα+ββ)值为0.49和0.55，为成熟原油。

2)二叠系湖相烃源的成熟原油 该类原油见于沙南油田三叠系、二叠系，阜康凹陷斜坡区石炭系、三叠系，三台-北三台油田。这种类型原油具有轻碳同位素，低姥植比，富胡萝卜烷、三环萜烷、伽马蜡烷和妊甾烷类，规则甾烷中C27甾烷含量较高，这一系列特征表明其成烃母质富含湖相水生生物，油源对比结果与阜康凹陷及山前凹陷二叠系湖相烃源岩生物标志物的分布与组成具有良好的对比性。又由于在山前断褶带构造运动期次多、强度大、断裂发育，使原油遭受不同程度的破坏，表现出氧化蚀变的特征，如生物降解的原油，也是源于二叠系湖相混合型母质烃源岩。

3)多烃源不同比例混合的原油 该类原油见于白家海凸起侏罗系、石炭系，阜康凹陷侏罗系、三叠系，沙南油田侏罗系。由于多烃源不同比例混合，因此这类原油生物标志化合物表现出的特征也就千差万别[9]。白家海凸起、阜康凹陷南、北斜坡三工河组、西山窑组原油和沙南油田侏罗系原油地球化学特征以侏罗系煤成油为主，混有少量二叠系湖相原油。白家海凸起、阜康凹陷南、北斜坡八道湾组、三叠系和石炭系原油以二叠系湖相原油特征为主，混有不同比例的侏罗系原油。

5 结 论

1)通过对环阜康凹陷原油及油显示生物标志物分布与组成的分析表明，这些原油可分为煤成油、湖相成因油和异源混染成因原油3大类。

2)煤成油是以阜2井、阜11井和沙9井西山窑组原油为代表，源于阜康凹陷中、下侏罗统煤系烃源。

3) 湖相成因油包括沙南油田二叠系、三叠系，北三台、三台油田从石炭系至侏罗系齐古组原油，此类油源于阜康凹陷与山前凹陷二叠系湖相泥岩。

4) 混源原油既具有侏罗系煤成油特征，又具有二叠系湖相烃源岩成油特征，而且2种烃源所成原油在不同区块和层位混合比例不同，在白家海凸起、阜康凹陷南、北斜坡三工河组、西山窑组原油是以侏罗系煤成油为主的混源原油，白家海凸起、阜康凹陷南、北斜坡八道湾组、三叠系和石炭系原油则是以二叠系湖相原油为主的混源原油。

[1]王屿涛，陈克迅.准噶尔盆地东部原油地球化学特征[J].石油与天然气地质，1990，11(1)：16-22.

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[3]陈建平，梁狄刚.彩南油田多源混合原油的油源(二)[J].石油勘探与开发，2003，30(5)：34-38.

[4]王昌桂，程克明，徐永昌，等.吐哈盆地煤成烃机理及油气富集规律[M].北京：科学出版社，1998.

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[8]王绪龙，康素芳.准噶尔盆地腹部及西北缘斜坡区原油成因分析[J].新疆石油地质，1999，20(2)：108-112.

[9]陈建平，梁狄刚，王绪龙，等.彩南油田多源混合原油的油源( 一)——烃源岩基本地球化学特征与生物标志物特征[J].石油勘探与开发，2003，30(4)：20-25.

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.08.011

P618.13

A

1673-1409(2012)08-N032-04

2012-05-23

杨红霞(1971-)，女，1991年新疆独山子石油学校毕业，助理工程师，现主要从事石油地质勘探和油气分析化验方面的研究工作。

[编辑] 洪云飞