异常热作用对原油正构烷烃碳同位素特征的影响——以塔里木盆地为例

李　迪，郑朝阳，王　宇，周文喜，苏　劲，蔡郁文

（1.贵州大学资源与环境工程学院，贵阳550025；2.中国石油勘探开发研究院石油地质实验研究中心，北京100083）

异常热作用对原油正构烷烃碳同位素特征的影响
——以塔里木盆地为例

李迪1，郑朝阳1，王宇2，周文喜1，苏劲2，蔡郁文2

（1.贵州大学资源与环境工程学院，贵阳550025；2.中国石油勘探开发研究院石油地质实验研究中心，北京100083）

原油正构烷烃碳同位素曲线特征分析是油-油、油-源对比的重要手段，研究发现，正构烷烃碳同位素曲线会受多种次生作用的改造而改变原始面貌。二叠纪发生的地幔柱事件不仅改造了塔里木盆地早期油气的储集条件，伴随的异常热作用对油气的地球化学特征和物理-化学性质也产生了较大影响。通过寻找TZ421井、TD2井、ZS1（ZS1c）井、TZ62井等受异常热作用改造的证据以及分析其原油正构烷烃碳同位素曲线的变化，发现原油正构烷烃碳同位素曲线特征记录了塔里木盆地存在的多种类型的异常热事件，反映了原油原始碳同位素特征经历的改造。通过分析异常热作用改造的正构烷烃碳同位素曲线特征，将其划分为3种类型，分别反映了热液和岩浆热作用、硫酸盐热化学还原反应以及热蚀变作用对正构烷烃碳同位素特征产生的差异性改造，揭示了不同类型异常热作用对正构烷烃单体碳同位素分馏的影响。正构烷烃碳同位素曲线特征在作为塔里木海相原油端元油划分的依据时还需谨慎考虑。

塔里木盆地;正构烷烃;碳同位素;异常热作用;油-源对比;地幔柱;次生改造作用

原油中的正构烷烃能够在很大程度上反映原油的演化特征。早在20世纪90年代初，文献［1］就将原油中有机分子化合物的碳同位素组成特征应用于油-源对比研究，正构烷烃的碳同位素特征可用于鉴别混合油[2-3]，区分“煤成油”或“非煤成油”[4]。文献［5］利用正构烷烃的单体碳、氢同位素特征进行较高成熟度原油的油-源对比，推断生烃母质的古环境特征。原油正构烷烃的碳同位素特征会因原油经历的后期改造而发生明显变化，其中生物降解作用的影响较为明显，因此，正构烷烃单体碳同位素曲线特征仅适用于对生物降解程度较低的原油进行油-源对比[6]。正构烷烃碳同位素特征随裂解程度发生改变，可以反映出原油的裂解程度[7]。因此发生过裂解的原油不能单纯的通过曲线形态对比来寻找油-油、油-源之间的联系。文献［8］通过沥青砂中沥青干馏物的正构烷烃碳同位素特征，推测出生物降解后的古油藏发生了二次充注，并判断出油源。文献［9］以正构烷烃碳同位素曲线特征作为依据划分的塔里木盆地寒武系端元油（TD2井原油）和奥陶系端元油（YM2井原油）几乎在所有研究中被使用。虽然如此，但一些问题仍待深入研究。本文主要对异常热事件影响原油正构烷烃碳同位素曲线特征进行研究，以此探讨塔里木盆地端元油划分依据的可靠性。

1　地质背景

塔里木盆地在地史演化中，曾经历过多期不同程度的热事件，其中早—中二叠世发生的地幔柱事件对塔里木盆地含油气系统的影响最大，此时恰逢台盆区生烃的高峰期和圈闭的形成期，地幔柱伴随的异常热不仅能够加速油气的生成和转化，也改变了海相原油的物理-化学性质。二叠纪地幔柱事件相关火成岩和热流体迹象广泛分布于塔里木盆地，早期火成岩为基性，后期形成的火成岩为中酸性[10]，这已被大量钻井岩心及露头资料所证实（图1）。

图1　塔里木盆地二叠纪火成岩分布及成因示意（据文献［10］修改）

2　影响正构烷烃碳同位素特征的因素

（1）母源特征烃源岩中有机质特征是影响原油正构烷烃碳同位素的主要因素[11]。正常情况下，烃源岩与所产生原油的正构烷烃碳同位素曲线特征有很好相关性，说明原油中的正构烷烃碳同位素特征在很大程度上受到母源特征控制。

（2）运移分馏早期以干酪根初次裂解为主的正构烷烃与烃源岩中的正构烷烃碳同位素特征具有相似性，原油运移至油藏的过程中，因12C分子量较13C小，所以12C含量高的正构烷烃更易优先进入储集层，导致早期成藏原油比晚期成藏原油的碳同位素值低，但这种差值一般小于1‰，因此运移分馏的影响很难从正构烷烃碳同位素曲线特征中很好地体现。

（3）次生改造作用生物降解作用会引起原油δ13C增大，并优先消耗低分子量的正构烷烃[12]。随着生物降解的加强，碳同位素分馏的影响范围会逐渐由低碳数正构烷烃扩大至中碳数正构烷烃。蒸发分馏也会造成原油正构烷烃δ13C增大，但影响较小。

（4）混合作用原油的混合会导致正构烷烃碳同位素曲线特征复杂化，特别是混合前的原油经历过不同类型的次生改造作用，对恢复原油的原始特征会产生很大的障碍。

此外，由于12C—12C键断裂所需能量小于13C—13C键，在干酪根成熟过程中12C—12C键会优先断裂，因此早期产生的原油中12C较多，而烃源岩中有机质的δ13C就相对较大。晚期生成的原油碳同位素偏重，由原油成熟度升高引起的碳同位素分馏，δ13C一般不超过3‰[12]，但在原油裂解程度超过50%时，碳同位素变重，δ13C增大至4‰[13]。晚期形成的正构烷烃除了来自烃源岩外，也可由热裂解产生。在动力学模拟实验中，正构烷烃碳同位素也存在相同的分馏效果[14]。

塔里木盆地中的部分相邻井相同地层中的原油，其正构烷烃碳同位素特征却存在较大差异。正构烷烃碳同位素值相对较大的原油所在的储集层中常发现碳质沥青，附近多有火成岩侵入或存在热液活动的迹象。由阿仑尼乌斯公式得出烃源岩中有机质成熟的反应速度与温度呈指数关系，温度每上升10℃，反应速度将提高2～4倍。强烈的异常热作用可能在短时间内使有机质成熟度快速增大，引起其显著的碳同位素分馏效果，从而改变正构烷烃碳同位素曲线特征。

3　受异常热作用原油正构烷烃碳同位素曲线特征

由于塔里木盆地的钻井很少触及烃源岩，无法较好地分析异常热作用对烃源岩中有机质的影响。但是部分储集层岩心显示了异常热作用的迹象，因此可以通过寻找异常热作用痕迹与油藏中原油正构烷烃碳同位素曲线特征变化的相关性，来确定异常热作用对原油中正构烷烃碳同位素特征的影响。

选取塔里木盆地与异常热作用相关的典型原油样品进行实验，样品物理性质见表1.正构烷烃单体碳同位素测试分析采用ThermoFinnigan公司生产的气相色谱-单体碳同位素质谱联用仪（Delta PlusXP）。首先进行族组分分离，采用尿素络合分离出正构烷烃。正构烷烃单体碳同位素分析使用石英毛细管色谱柱（50 m×0.32 mm×0.25 μm），升温程序：80℃恒温5 min，以3℃/min程序升温至300℃，恒温30 min，载气为高纯氦气。

表1　塔里木盆地原油样品物理性质数据

3.1热液和岩浆热作用

塔中隆起区油气藏具有多油源供油、多期运聚成藏、多期调整破坏、多油气系统控油的特点，但烃源岩以寒武系—下奥陶统烃源岩为主还是以中—上奥陶统烃源岩为主始终是争论的焦点。TZ62井、TZ621井和TZ62-1井位于塔中隆起的塔中Ⅰ号断裂带（图1）。分析数据表明[2-3]，TZ621井上奥陶统原油中碳数小于23的正构烷烃随碳数的增加，碳同位素逐渐变轻，碳数大于23的正构烷烃随碳数增加，碳同位素逐渐变重，碳同位素曲线呈现出“两头高中间低”的特点（图2）。TZ621井、TZ62-1井和TZ62井的原油样品均来自上奥陶统的储集层，TZ62井和TZ62-1井原油正构烷烃碳同位素特征存在很好的相关性，基本可以确定为同源油；但TZ621井原油的碳同位素明显重于TZ62井和TZ62-1井原油，碳同位素曲线特征也存在明显差异。钻井资料显示，TZ621井上奥陶统4 864.26～4 879.13 m的良里塔格组颗粒灰岩中发现多种热液矿物，这些热流体的痕迹可能与塔里木地幔柱的异常热作用有关，TZ621井原油样品的深度在热液矿物痕迹的分布范围内，因此原油可能受到了热液作用的影响，热流体伴随的高温促使原油成熟度升高，从而引起了一定的碳同位素分馏，使原油正构烷烃碳同位素值增大。

图2　TZ62井、TZ621井和TZ62-1井原油正构烷烃碳同位素曲线（b引自文献［3］，c，d引自文献［2］）

TZ421井位于塔中隆起中央断垒带东段（图1），上石炭统卡拉沙依组砂泥岩段CⅠ油组原油、下石炭统巴楚组生屑灰岩段CⅡ油组凝析油及下石炭统巴楚组东河砂岩段CⅢ油组原油，具有相同来源，但经历过后期充注，3个油组的形成也有先后，CⅢ油组形成最早，成藏时间在早二叠世晚期以后，CⅡ油组和CⅠ油组形成较晚，为古近纪成藏[15]。石炭系3个油组的原油（或凝析油）正构烷烃δ13C为-35.5‰～-30.7‰[2-3，16-17]，原油（或凝析油）正构烷烃碳同位素特征均为低碳数正构烷烃碳同位素偏重，随着碳数增加，正构烷烃的碳同位素逐渐变轻，正构烷烃碳同位素曲线呈现“前高后低”的特点（图3）。根据文献［4］的热压模拟实验的结果，凝析油形成的阶段晚于原油，且同源的凝析油与原油相比，正构烷烃碳同位素重，与热压模拟实验结果相反，CⅢ油组原油较CⅡ油组凝析油正构烷烃的碳同位素重，而CⅠ油组原油正构烷烃碳同位素最轻。CⅢ油组原油和CⅡ油组凝析油比CⅠ油组原油成藏时间早，因此自然生烃过程中因成熟度增大产生的碳同位素分馏作用并不是3个油组原油（或凝析油）正构烷烃碳同位素特征出现差异的原因。文献［15］认为生物降解作用发生在现今油藏形成之前，因此基本可以排除生物降解作用的影响。钻井资料显示，TZ421井下二叠统3 042～3 096 m发育灰黑色玄武岩、泥岩和粉砂岩组合，与TZ421井3个油组原油样品产出地层距离较近。TZ421井所在的塔中4井区东河砂岩段中可见自生矿物重晶石，流体包裹体均一温度高达180～196℃，且裂隙中充填有沥青反射率较高（1.05%～1.24%）的固体沥青，二者形成时间均为二叠纪[15]，与塔里木地幔柱事件的时间吻合。3个油组中只有CⅢ油组成藏时间早于二叠纪的地幔柱事件，因此CⅢ油组原油很可能受到异常热作用的影响。原油正构烷烃碳同位素偏重与热液或岩浆热作用可能有直接的联系，在异常热作用的影响下，最早成藏的CⅢ油组原油正构烷烃碳同位素明显偏重。部分CⅢ油组异常热改造原油沿断层溢出点向上运移进入了CⅡ油组及CⅠ油组所在地层，混合后的原油也表现出与CⅢ油组相似的正构烷烃碳同位素特征，但碳同位素因混合而变轻。在前人对塔中4井区石炭系油藏的成藏史、充注史的研究基础之上[15]，异常热作用的影响能够很好地解释3个油组正构烷烃碳同位素特征的相似性及差异原因。因此与地幔柱相关的异常热作用很可能是造成TZ421井石炭系3个油组原油正构烷烃碳同位素差异的最主要因素。

图3　TZ421井原油正构烷烃碳同位素曲线（a，b引自文献［16］，c引自文献［17］，d引自文献［2］，e引自文献［3］）

图4　ZS1井、ZS1c井寒武系原油正构烷烃碳同位素曲线（c，f引自文献［3］，d引自文献［20］）

图5　ZS1井6 478 m处裂缝、孔隙中的碳质沥青

3.2硫酸盐热化学还原反应

ZS1井与ZS1c井（图1）寒武系油藏为自生自储型。相比TD2井这一典型的寒武系油藏，ZS1井（6 439～6 458 m）凝析油正构烷烃具有相对较低的δ13C（图4）。ZS1c井（6 861～6 944 m）的凝析油正构烷烃碳同位素曲线特征则较为明显，正构烷烃δ13C出现了异常宽的分布范围（-36.1‰～-27.2‰），低碳数正构烷烃δ13C大，随正构烷烃碳数的增加，δ13C减小较为明显，直到碳数大于25的正构烷烃，δ13C才与ZS1井（6 439～6 458 m）样品接近，呈现出斜率较大、δ13C较大的特点。ZS1井（6 426～6 497 m）挥发油正构烷烃碳同位素值处于二者之间。与ZS1井油样（6 439～6 458 m）相比，ZS1c井（6 861～6 944 m）凝析油中金刚烷类化合物含量高、异构体丰富且富含含硫化合物，在ZS1井（6 426～6 497 m）样品中也有一定量的金刚烷和含硫化合物检出[18]，且井深6 478 m处裂缝和孔隙中发现了碳质沥青痕迹（图5）。金刚烷热稳定性强，利用其含量可以判断原油的裂解程度[13]，存在高含量的金刚烷类化合物表明原油可能发生过较大程度的裂解，同时存在高含量的含硫化合物说明与硫酸盐热化学还原反应密切相关[18]。硫酸盐热化学还原反应会造成烃类的裂解，产生干气和硫化氢，同时引起残留烃类碳同位素大幅增重，这或许能够解释ZS1井（6 426～6 497 m）挥发油和ZS1c井（6 861～6 944 m）的凝析油正构烷烃碳同位素偏重的原因及曲线形态与ZS1井（6 439～6 458 m）样品的差异。热史与埋藏史分析结果表明塔里木盆地原油开始裂解的深度约7 500 m[19]，因此埋深小于7 500 m的储集层应存在未受到或受到轻微裂解作用而正构烷烃碳同位素相对较轻的寒武系原油。ZS1井凝析油（6 439～6 458 m）储集层深度不到6 500 m，正构烷烃碳同位素较轻的特点也较为符合全球寒武系海相原油的特征，因此ZS1井（6 439～6 458 m）凝析油正构烷烃碳同位素特征可能接近寒武系原油的原始特征，而ZS1c井（6 861～6 944 m）和ZS1井（6 426～6 497 m）样品特征为硫酸盐热化学还原反应改造的结果。

3.3热蚀变作用

TD2井（图1）所在的塔东隆起构造高部位在泥盆纪—三叠纪持续隆升，造成泥盆系—三叠系缺失，奥陶系和志留系也因后期构造运动而遭受了强烈剥蚀。TD2井中—上奥陶统泥岩厚达1 678.5 m，但有机碳含量均较低，寒武系—下奥陶统发育高有机碳含量烃源岩。文献［21］指出，TD2井寒武系原油是塔里木盆地典型的寒武系自生自储原油。此油藏中原油虽然未受到塔里木地幔柱异常热作用的影响，但储集层中碳质沥青（对应镜质体反射率高达5%）的广泛存在指示了油藏经历了一定程度的热蚀变[21]。TD2井上寒武统烃源岩中氯仿沥青A正构烷烃δ13C为-30.06‰～-28.65‰，与石炭系—下奥陶统原油正构烷烃δ13C（-30.5‰～-29.1‰）相比略重（图6）。对全球显生宇原油碳同位素的研究表明[22]，前寒武系—寒武系原油δ13Csat平均为-34.8‰，说明通常寒武系原油具有较轻的碳同位素，但TD2井寒武系原油δ13C却异常高。在之前的研究中，较高的正构烷烃碳同位素值被广泛认为是寒武系原油的普遍特征，因此作为端元油划分的依据。但是热蚀变的长期作用会造成原油成熟度的升高，使正构烷烃碳同位素整体偏重。TD2井原油和烃源岩氯仿沥青A中正构烷烃δ13C整体偏高的特征结合其他异常热作用的证据[21]，表明了热蚀变作用很可能是TD2井原油和烃源岩氯仿沥青A中正构烷烃δ13C较高的主要原因。

图6　TD2井原油正构烷烃碳同位素曲线（b引自文献［2］）

TZ62井志留系油藏原油具有寒武系原油的地球化学特征，原油成熟度较高，且正构烷烃碳同位素曲线特征与TD2井较为接近（图2），虽经历过生物降解作用，但改造程度轻微[23]。TZ62井志留系原油很可能也经历了异常热作用的改造，出现了较强的碳同位素分馏，但是异常热作用类型尚不明确，还需进一步研究。正构烷烃碳同位素特征在经历异常热作用的改造后，原始特征已经消失，因此，重碳同位素特征已不能作为划分端元油的依据。

4　受异常热作用原油正构烷烃碳同位素曲线特征讨论

通过对异常热作用下原油正构烷烃碳同位素曲线的观察，发现碳同位素曲线大致可以分为3种类型：Ⅰ型曲线，低碳数的正构烷烃碳同位素偏重，随碳数增加，正构烷烃δ13C呈减小趋势；Ⅱ型曲线，特征与Ⅰ型曲线类似，但曲线斜率更大，这可能与异常热作用强度有关；Ⅲ型曲线，特点为正构烷烃碳同位素曲线上波动幅度较小，但正构烷烃δ13C整体相对较高。异常热作用的类型、持续时间、作用温度和作用范围会对原油的正构烷烃碳同位素曲线特征产生差异性改造。火山岩浆伴随高温，在短期内对油藏中原油加热，提高了原油的成熟度，对低碳数的正构烷烃碳同位素影响较大，使其有较大幅度的升高，令碳同位素曲线呈现出“前高后低”的特点，对应Ⅰ型曲线。硫酸盐热化学还原反应与岩浆热作用影响下的正构烷烃碳同位素曲线特征有相似性，也有“前高后低”的特点，但硫酸盐热化学还原反应对正构烷烃碳同位素曲线特征的改造可能更加显著，低碳数正构烷烃δ13C增大幅度更大，可能反映了更强的碳同位素分馏现象，对应Ⅱ型曲线。热蚀变作用产生的温度不及岩浆，但长时间的作用使烃源岩和原油中有机质成熟度逐渐升高，进而改变了正构烷烃碳同位素曲线的整体特征，对应Ⅲ型曲线。热液作用的改造强度与其存在时间、温度关系密切，短期的高温热液作用提供的热量与岩浆热作用有一定相似性，而存在时间较长的热流体活动能够持续供热，但温度会逐渐降低，其对储集层的改造效果可能更加显著。

5　结论

（1）岩浆及热流体活动痕迹在盆地中普遍存在，异常热作用对各油藏改造程度不同，因此受异常热作用改造的原油正构烷烃的碳同位素特征也存在一定差异。

（2）根据受异常热作用原油的正构烷烃碳同位素曲线特征，将曲线划分为3种类型：Ⅰ型曲线低碳数的正构烷烃δ13C异常偏高，而长链正构烷烃δ13C随正构烷烃碳数增加呈减小趋势，与岩浆伴随的异常热作用相关；Ⅱ型曲线特征与Ⅰ型类似，但曲线斜率更大，是硫酸盐热化学还原反应作用的结果；Ⅲ型曲线高低碳数的正构烷烃δ13C偏移较小，但整体较高，是热蚀变长期作用的结果。

（3）塔里木盆地曾经历了多次、长期的大范围火山活动，地幔柱产生的巨大热效应对盆地部分地区的原油进行了改造，受热成熟作用影响较大的原油正构烷烃碳同位素特征也发生了较为明显的改变，加上各种碳同位素分馏效果的叠加，部分原油的原始碳同位素特征可能已不复存在。因此，在进行端元油划分时还需充分地考虑次生改造作用的影响。通过对异常热作用改造的原油正构烷烃碳同位素特征进行研究，有助于消除这类次生改造作用的影响，从而还原塔里木海相原油的真正面貌。

［1］BJORØY M，HALL K，GILLYON P，et al.Carbon isotope variations in n⁃alkanes and isoprenoids of whole oils［J］.Chemical Geology，1991，93（1）：13-20.

［2］LI Sumei，PANG Xiongqi，JIN Zhijun，et al.Petroleum source in the Tazhong uplift，Tarim basin：new insights from geochemical and flu⁃id inclusion data［J］.Organic Geochemistry，2010，41（6）：531-553.

［3］LI Sumei，AMRANI A，PANG Xiongqi，et al.Origin and quantita⁃tive source assessment of deep oils in the Tazhong uplift，Tarim ba⁃sin［J］.Organic Geochemistry，2015，78（1）：1-22.

［4］张文正，裴戈，关德师，等.中国几个盆地原油轻烃单体和正构烷烃系列分子碳同位素研究［J］.地质论评，1993，39（1）：79-88. ZHANG Wenzheng，PEI Ge，GUAN Deshi，et al.The carbon isoto⁃pic composition of the light hydrocarbon monomer and normal al⁃kane series molecules from crude oil of some petroliferous basins in China［J］.Geological Review，1993，39（1）：79-88.

［5］刘金萍，耿安松，熊永强，等.正构烷烃单体碳、氢同位素在油源对比中的应用［J］.新疆石油地质，2007，28（1）：104-107. LIU Jinping，GENG Ansong，XIONG Yongqiang，et al.Application of free C and H isotopes in normal alkane to correlation of oil sourc⁃es in Huanghua depression［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2007，28（1）：104-107.

［6］耿安松，熊永强.辽河油田西部凹陷生物降解原油单体化合物碳同位素组成［J］.自然科学进展，1999，9（9）：834-840. GENG Ansong，XIONG Yongqiang.The carbon isotopic composi⁃tion of hydrocarbon monomer from biodegradabled oil in Western sag of Liaohe oilfield，NE China［J］.Progress in Natural Science，1999，9（9）：834-840.

［7］TANG Xiaoqiang，HUANG Guanhui，ZHANG Min，et al.Composi⁃tional characteristics and geochemical significance of n⁃alkanes in process of crude oil cracking［J］.Earth Science Frontiers，2009，16（6）：372-378.

［8］JIA Wanglu，XIAO Zhongyao，YU Chiling，et al.Molecular and iso⁃topic compositions of bitumens in Silurian tar sands from the Tarim basin，NW China：characterizing biodegradation and hydrocarbon charging in an old composite basin［J］.Marine and Petroleum Geolo⁃gy，2010，27（1）：13-25.

［9］李素梅，庞雄奇，杨海军，等.塔里木盆地海相油气源与混源成藏模式［J］.地球科学——中国地质大学学报，2010，35（4）：663-673. LI Sumei，PANG Xiongqi，YANG Haijun，et al.Generation，migra⁃tion and accumulation model for the marine oils in the Tarim basin［J］.Earth Science—Journal of China University of Geosciences，2010，35（4）：663-673.

［10］杨树锋，陈汉林，厉子龙，等.塔里木早二叠世大火成岩省［J］.中国科学：地球科学，2014，44（2）：187-199. YANG Shufeng，CHEN Hanlin，LI Zilong，et al.Early Permian Tarim large igneous province in northwest China［J］.Science China：Earth Sciences，2014，44（2）：187-199.

［11］RIELEY G，COLLIER R J，JONES D M，et al.Sources of sedimen⁃tary lipids deduced from stable carbon⁃isotope analyses of individu⁃al compounds［J］.Nature，1991，352（6 334）：425-427.

［12］PETERS K E，MOLDOWAN J M.The biomarker guide：interpret⁃ing molecular fossils in petroleum and ancient sediments［M］.En⁃glewood Cliffs，NJ：Prentice Hall，1993.

［13］DAHL J E P，MOLDOWAN J M，PETERS K E，et al.Diamondoid hydrocarbons as indicators of natural oil cracking［J］.Nature，1999，399（6 731）：54-57.

［14］TANG Yongchun，HUANG Yongsong，ELLIS G S，et al.A kinetic model for thermally induced hydrogen and carbon isotope fraction⁃ation of individual n⁃alkanes in crude oil［J］.Geochimica et Cos⁃mochimica Acta，2005，69（18）：4 505-4 520.

［15］张水昌，梁狄刚，张宝民，等.塔里木盆地海相油气的生成［M］.北京：石油工业出版社，2004. ZHANG Shuichang，LIANG Digang，ZHANG Baomin，et al.Marine hydrocarbon formation in the Tarim basin［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，2004.

［16］肖七林，孙永革，茅晟懿，等.塔中4石炭系油藏原油轻烃地球化学特征及其控制因素［J］.石油学报，2011，32（2）：206-211. XIAO Qilin，SUN Yongge，MAO Shengyi，et al.Geochemical char⁃acterization of light hydrocarbons and its controlling factors in Car⁃boniferous crude oils from the Tz4 oilfield，Tarim basin，NW China［J］.Acta Petrolei Sinica，2011，32（2）：206-211.

［17］YU Shuang，PAN Changchun，WANG Jinji，et al.Correlation of crude oils and oil components from reservoirs and source rocks us⁃ing carbon isotopic compositions of individual n⁃alkanes in the Ta⁃zhong and Tabei uplift of the Tarim basin，China［J］.Organic Geo⁃chemistry，2012，52：67-80.

［18］ZHU Guangyou，HUANG Haiping，WANG Huitong.Geochemical significance of discovery in Cambrian reservoirs at well ZS1 of the Tarim basin，Northwest China［J］.Energy&Fuels，2015，29（3）：1 332-1 344.

［19］朱光有，杨海军，苏劲，等.塔里木盆地海相石油的真实勘探潜力［J］.岩石学报，2012，28（3）：1 333-1 347. ZHU Guangyou，YANG Haijun，SU Jin，et al.True exploration po⁃tential of marine oils in the Tarim basin［J］.Acta Petrologica Sini⁃ca，2012，28（3）：1 333-1 347.

［20］CAI Chunfang，ZHANG Chunming，WORDEN R H，et al.Applica⁃tion of sulfur and carbon isotopes to oil⁃source rock correlation：a case study from the Tazhong area，Tarim basin，China［J］.Organic Geochemistry，2015，83-84（6）：140-152.

［21］张水昌，王招明，王飞宇，等.塔里木盆地塔东2油藏形成历史——原油稳定性与裂解作用实例研究［J］.石油勘探与开发，2004，31（6）：25-31. ZHANG Shuichang，WANG Zhaoming，WANG Feiyu，et al.Oil ac⁃cumulation history in Tadong 2 oil reservoir in Tarim basin，NW China—a case study of oil stability and cracking［J］.Petroleum Ex⁃ploration and Development，2004，31（6）：25-31.

［22］ANDRUSEVICH V E，ENGEL M H，ZUMBERGE J E，et al.Secu⁃lar，episodic changes in stable carbon isotope composition of crude oils［J］.Chemical Geology，1998，152（1）：59-72.

［23］肖中尧，卢玉红，桑红，等.一个典型的寒武系油藏：塔里木盆地塔中62井油藏成因分析［J］.地球化学，2005，34（2）：155-160. XIAO Zhongyao，LU Yuhong，SANG Hong，et al.A typical Cambri⁃an oil reservoir：origin of oil reservoir in well TZ62，Tarim basin［J］.Geochimica，2005，34（2）：155-160.

（编辑曹元婷）

Influence of Abnormal Thermal Effect on Carbon Isotope Characteristics of N⁃Alkanes in Crude Oil:A Case from Tarim Basin

LI Di1，ZHENG Zhaoyang1，WANG Yu2，ZHOU Wenxi1，SU Jin2，CAI Yuwen2
(1.School of Resources and Environment Engineering,Guizhou University,Guiyang,Guizhou 550003,China;2.Experimental Research Center of Petroleum Geology,Research Institute of Petroleum Exploration and Development,PetroChina,Beijing 100083,China)

Analysis on n⁃alkane carbon isotope curves of oil is an important method for oil⁃oil and oil⁃source correlation.The study shows that n⁃alkane carbon isotope curves tend to be changed due to several secondary actions.Mantle plume event in Permian reformed the oil accumulation conditions,meanwhile the associated abnormal thermal effect brought significant influences to geochemical features and physical⁃chemical properties of the oil in Tarim basin.Based on the evidences of abnormal thermal effect in Well TZ421,TD2,ZS1(ZS1c) and TZ62 and the analysis of the changes of n⁃alkane carbon isotope curves of the oil in these wells,it is found that the curves record vari⁃ous abnormal thermal events occurred in Tarim basin and could reflect the reformation of the original carbon isotope characteristics of oil. Through the analysis on the changed n⁃alkane carbon isotope characteristics caused by abnormal thermal effects,3 characteristics can be identified,which reflects their differential reformations caused by thermal effects of hydrothermal solution and magma,sulfate thermochemi⁃cal reduction reaction and thermal alteration,respectively,and reveals the influences of different thermal effects on n⁃alkane free⁃carbon isotope fractionation.Using n⁃alkane carbon isotope characteristics as the basis for marine end⁃member oil division should be carefully con⁃sidered in Tarim basin.

Tarim basin;n⁃alkane;carbon isotope;abnormal thermal effect;oil⁃source correlation;mantle plume;secondary reformation

TE112.113

A

1001-3873（2016）06-0654-06

10.7657/XJPG20160605

2016-05-05

2016-06-30

国家自然科学基金（41273062）；国家科技重大专项（2008ZX05007-001）

李迪（1989-），男，新疆乌鲁木齐人，硕士研究生，油气地球化学，（Tel）18096193807（E-mail）lidi009@126.com