东海盆地丽水凹陷原油地球化学特征及其来源分析

王勇刚

（中海石油（中国）有限公司上海分公司，上海 200335）

1 地质背景

丽水凹陷位于东海陆架盆地台北坳陷西南部，总体走向NE，是在中生代残留盆地基底上拉张断陷形成的新生代单断箕状凹陷[1]。凹陷地质结构表现为东断西超，内部被中央潜山—披覆构造带分割为东、西两个次凹[2-4]。丽水凹陷发育古新统（月桂峰组）及上古新统（灵峰组、明月峰组）发育两套湖、海相生油层系[5-7]。目前整个丽水凹陷东、西次凹及灵峰潜山带10余口井均不同程度见到油气显示，且西次凹的在XW36构造获工业性油气流[8-13]，证实丽水凹陷具有良好的油气资源勘探潜力。本文从对丽水凹陷已钻井原油的地球化学特征入手，探讨该凹陷的原油成因及来源，以期对丽水凹陷油气勘探与开发提供依据。

2 原油地球化学特征

2.1 原油物性及族组成

丽水凹陷共4口井见到了原油，丽水西次凹构造上原油密度、含蜡量和含硫量均很低（见表1），为凝析油；东次凹密度原油为0.82 g/cm3，属于轻质油；灵峰潜山带原油为轻质油，但含蜡量达到18.41%。原油族组分表明丽水西次凹饱和烃含量较低（平均69.13%），芳烃含量中等（平均29.12%），饱和烃/芳烃比值约2.2～2.7；丽水东次凹和灵峰潜山带则饱和烃含量极高（平均90.88%），芳烃含量较低（平均3.24%）。不同区带原油间组成差异明显，表明不其生成母质方面存在很大差异，应该不是来源于同一套烃源岩。

表1 丽水凹陷原油基本物性及族组成Table 1 The properties and group compositiom of crude oil in Lishui Sag

2.2 原油轻烃组成特征

丽水西次凹的原油C8以前轻烃中以正构烷烃和环烷烃为主，苯和甲苯含量相对较低。东次凹原油甲基环戊烷（mcC5）、环己烷（cC6）和甲基环己烷（mcC6）的含量相对西次凹明显较低，苯和甲苯的含量也低；灵峰潜山带原油以甲基环己烷（mcC6）为最高，轻烃含量明显低于东、西次凹原油（图1）。

图1 丽水凹陷原油轻烃色谱Fig.1 Gas chromatograms of crude oil in Lishui sag

根据C4～C7轻烃组成三角图（图2），西次凹的原油具有较高的环烷烃含量和较低的直链烷烃含量，而东次凹和灵峰潜山带原油具有较高的直链烷烃含量和较低的环烷烃含量[14]，说明其母质来源有一定的差异，其中西次凹原油中富含环烷烃，可能与陆源有机质有关，而东次凹及灵峰潜山带原油中正构烷烃含量相对较高，其有机质来源更偏腐泥型。

图2 原油中C4-C7轻烃组成三角图Fig.2 The trigonometric diagram of C4-C7 light hydrocarbon composition in crude oil

2.3 原油全烃组成特征

丽水西次凹的原油富含C8以前轻烃、中高碳数的烃类含量低，凝析油中类异戊二烯烷烃相对丰度较高，姥鲛烷的丰度甚至大于紧邻nC17烷烃，Pr/nC17比值大于1.3，Ph/nC18也达到0.3以上，而且姥鲛烷呈现明显的优势，Pr/Ph值大于5.0，反映出该原油可能来自氧化环境。东次凹和灵峰潜山带原油以高碳数正构烷烃为主，低碳数烷烃相对较低，原油中类异戊二烯烷烃丰度低，Pr/nC17值不到0.4，Ph/nC18不到0.1以上，Pr/Ph比值2.9～3.7，说明其来源于弱氧化环境。

根据原油的Pr/nC17和Ph/nC18关系图，西次凹原油的母质来源更偏向于腐植型，其成熟度也较低，这与轻烃得到的资料是一致的，说明其来源与煤系地层有关。东次凹和灵峰潜山带原油成熟度较高且源岩有机质类型为混合型（图3）。

2.4 原油生物标志物特征

丽水凹陷西次凹原油中生物标志物的分布特征与东次凹和灵峰潜山带既有相似的方面又存在不同的方面[15-16]，西次凹原油中C24四环萜烷相对于C26三环萜烷的丰度更高一些，C29藿烷相对于C30藿烷的丰度也略高一些，而C31以上藿烷相对与C30藿烷的丰度略低一些；在甾烷上，西次凹凝析油中重排甾烷、孕甾烷的含量明显高。此外，西次凹原油中ααα-20S构型甾烷的丰度也均较高，C29甾烷20S/(20S+20R)比值达到了0.46～0.47，均为成熟原油。

图3 原油的Pr/nC17和Ph/nC18的相关关系Fig.3 The Pr/nC17 and Ph/nC18 Correlation diagram of crude oil

丽水凹陷东次凹和灵峰潜山带原油生物标志物组成与分布特征整体比较相似。在萜烷分布方面，三环萜烷的含量较高，C23三环萜烷丰度达到了C30藿烷的一半，三环萜烷/五环萜烷比值达到0.3左右；C24四环萜烷的含量低于C26三环萜烷或基本相当；五环萜烷中Ts、C29Ts、C30重排萜烷的含量高，尤其是灵峰潜山带原油这些化合物含量更高，Ts/Tm值甚至将近达3，C30重排/C30藿烷达到0.25；伽马蜡烷的含量均较高，其中灵峰潜山带原油原油基本上与C31藿烷22R的丰度相同，伽马蜡烷/C31藿烷比值分别为0.42和0.26。在甾烷的分布方面，两个原油均以规则甾烷为主，重排甾烷的丰度相对较低。虽然两个原油ααα-20R C27、C28、C29规则甾烷均呈“V”字型分布，但灵峰潜山带原油C29甾烷的丰度高于C27甾烷，而东次凹原油则是C29甾烷低于 C27甾烷，二者的 C27/ C29sterane(ααα 20R)差异明显。从甾烷的分布还可以看出，两个原油ααα-20S构型甾烷的丰度也均较高，C29甾烷20S/(20S+20R)比值分别达到了0.45和0.48，均为成熟原油。

应用甾烷C27-C28-C29相关关系图（ααα-20R)对原油的母质来源进行了研究（图4）。由图可知，西次凹上的原油、东次凹的样品相关性好，说明其来源比较一致，主要为混合来源，灵峰潜山带原油母源主要为陆生。

3 原油油源对比

3.1 源岩生物标志物特征

丽水凹陷纵向上发育明月峰组、灵峰组、月桂峰组三套烃源岩[17]，三套烃源岩分别具有一些可以互相区分的生物标志物特征。其中明月峰组烃源岩类异戊二烯烷烃丰富，姥鲛烷、植烷丰度很高，甚至高于相邻的正构烷烃，且姥鲛烷含量明显高于植烷，Pr/Ph比值通常大于4.0，明显高于其他层位烃源岩，三环二萜类、Tm、C29藿烷、C31藿烷含量较高，Ts、C29Ts、伽马蜡烷含量低，甾烷中以C29重排留烷及规则甾烷为主，C27、C28甾烷含量低为特征，指示出明月峰组下段为氧化条件下陆源有机质输入；灵峰组烃源岩Pr/Ph比值通常介于2.0～4.0，长链三环萜烷丰度低，以C23三环萜烷相对丰度最大，Ts、C29Ts、C30重排藿烷含量较高，伽马蜡烷含量低，重排甾烷含量很高，C27、C29规则甾烷含量均较高，指示灵峰组烃源岩形成于微咸水环境，有机质为以陆源输入为主的混源输入；月桂峰组烃源岩的Pr/Ph比值多小于2.0，长链三环萜烷丰度低，伽马蜡烷、C29Ts含量低，Ts丰度低于Tm。甾烷以C29规则甾烷为主，C27甾烷含量次之，C28甾烷含量最少，指示其形成于微咸水环境，有机质为以混源输入为主。

图4 丽水凹陷原油甾烷C27-C28-C29相关关系图（ααα-20R)Fig.4 The C27-C28-C29 correlation diagram of sterane in cruede oil of Lishui sag

3.2 类异戊二烯烷烃分布特征对比

应用Ph/nC18与Pr/nC17相关图和Pr/nC17与Pr/Ph图版进行烃源岩与原油饱和烃对比分析。图5表明丽水西次凹原油具有较高的Ph/nC18与Pr/nC17值，与丽水东、西次凹的灵峰组烃源岩相似；丽水东次凹及灵峰潜山带原油原油具有较低的Ph/nC18与Pr/nC17值，与丽水东次凹月桂峰组烃源岩的特征相似。

图5 丽水凹陷源岩与原油的Ph/nC18与Pr/nC17相关关系Fig.5 Correlation of Ph/nC18 and Pr/nC17 of crude oil and source rock in Lishui sag

同时，Pr/nC17与Pr/Ph图版（图6）显示丽水西次凹陷原油Pr/nC17值高，其与灵峰组，特别是丽水西次凹灵峰组分布区域类似，说明丽水凹陷凝析油主要来自于丽水西次凹的灵峰组烃源岩；二烃源岩中丽水东次凹月桂峰组烃源岩与东次凹及灵峰潜山带原油分布在同一区域，二者具有更为相似的类异戊二烯分布规律，说明月桂峰组其原油的烃源岩层。

图6 丽水凹陷源岩与原油的Pr/nC17与Pr/Ph相关关系Fig.6 Correlation of Pr/nC17 and Pr/Ph of crude oil and source rock in Lishui sag

3.3 甾烷和萜烷类生物标志物对比

丽水凹陷原油与各层系烃源岩C27-C28-C29甾烷的相关关系（图7），明月峰组主要为高等植物来源，与原油的生烃母质差异明显，说明其不是丽水凹陷原油的油源，丽水凹陷灵峰组及月桂峰组与原油的生源类似[18-19]。

图7 丽水凹陷源岩与原油C27-C28-C29相关关系Fig.7 Correlation of C27-C28-C29 ofcrude oil and source rock in Lishui sag

同时根据原油的甾烷、萜烷的生标特征（图8）与烃源岩进行对比分析表明，丽水西次凹的原油主要来自丽水西次凹的灵峰组烃源岩，而东次凹及灵峰潜山带的原油的油源岩为月桂峰组烃源岩。另外，尽管灵峰潜山原油与丽水东次凹相似，但也存在着一定差异（图8），其中灵峰潜山带的原油Ts、C29Ts、伽马蜡烷的含量比东次凹的原油更高，相对地Ts/Tm、C29Ts/C29藿烷、伽马蜡烷/C30藿烷的比值也较高，而C24四环萜烷、C27甾烷的相对含量更低于一些，分析其差异的原因主要是尽管两者原油均来源于月桂峰组烃源岩，但其烃源灶区不同，东次凹的原油本身储集于月桂峰组地层中，且紧邻生烃中心，属于典型自生自储油藏[20-21]，油源为月桂峰组泥岩。灵峰潜山带的原油位于丽水凹陷东、西次凹之间的隆起上，两个凹陷均可供油。

图8 丽水凹陷原油萜烷和甾烷质量色谱图Fig.8 Mass chromatograms of terpene and sterane of crude oil in Lishui sag

4 结论

（1）丽水凹陷东次凹及灵峰潜山带为轻质油，饱和烃含量高而芳烃含量低，类异戊二烯烷烃丰度低；西次凹陷原油为凝析油，饱和烃含量相对较低而芳烃含量高，类异戊二烯烷烃十分丰富，姥鲛烷丰度甚至大于相邻的C27正构烷烃。

（2）丽水东次凹和灵峰潜山带的轻质油中的三环萜烷、Ts、C29Ts、伽马蜡烷含量相对较高，重排甾烷含量较低；西次凹凝析油中的三环萜烷、Ts、C29Ts、伽马蜡烷含量也较高，重排甾烷含量高。

（3）丽水东次凹和灵峰潜山带的轻质油生物标志物组成既相似但也存在一定差异，其原油均来源于月桂峰组烃源岩，但两者的烃源灶不同，东次凹轻质油是典型的月桂峰组自生自储原油，灵峰潜山带轻质油的可能是东西两个次凹月桂峰组的混合来源；丽水西次凹凝析油也呈现混源油特征，但其主要来自西次凹的月桂峰组和灵峰组的烃源贡献。