中拐凸起石炭系油藏油气成因分析①

摘 要：对三个凹陷的石炭系和二叠系烃源岩地化特征进行研究，表明石炭系烃源岩为差的烃源岩，佳木河组烃源岩为中等烃源岩，风城组和乌尔禾组烃源岩为中等-好的烃源岩，具有较强的生烃潜力。中拐凸起石炭系原油地球化学特征研究表明该区原油分为两类，第一类来源于二叠系风城组烃源岩，第二类来源于二叠系乌尔禾组烃源岩。石炭系油藏至少存在两期油气成藏。

关键词：准噶尔盆地 中拐凸起 原油 地球化学特征 成因 石炭系

中图分类号：TE1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（b）-0253-02

1 地质背景

中拐凸起位于准噶尔盆地西北缘克-乌断裂带和红车断裂带的转换部位，三面临凹，东北面为玛湖凹陷、东面与盆1井西凹陷接壤、南面紧邻沙湾凹陷，是油气运移和聚集的有利区[1]。其主体形态为一宽缓鼻状古隆起，自红车断裂带沿南东方向向准噶尔盆地倾没，勘探面积2200km2。石炭系是区内主要的含油层系之一，该区石炭系为典型的火山岩储层，储层岩性以火山角砾岩、安山岩为主，其次为凝灰岩和玄武岩，该储层孔隙度2%～12%，渗透率（0.1～l）x10-3μm2，属低孔一超低渗储层[2-3]。

2 烃源岩评价

2.1 石炭系烃源岩

石炭系烃源岩主要为黑色凝灰岩、深灰色凝灰岩。有机质丰度较高，有机碳含量为0.64%～1.69%，氯仿沥青“A”含量为0.0080%～0.0676%，生烃潜量为0.22～6.12mg/g，该套烃源岩为差烃源岩。从氢指数和S1+S2看，反映出腐殖型母质的特征。有机元素H/C原子比小于0.80，也反映出腐殖型的母质类型特征。Tmax为448℃～476℃，源岩处于成熟-高成熟阶段。因此，综合评价认为该套烃源岩处于成熟～高成熟的腐殖型母质的差烃源岩，其生烃潜力有限。

石炭系烃源岩碳同位素较重，氯仿沥青“A”碳同位素δ13C值为-23.84‰～-27.42‰。饱和烃分布完整，姥植比较低（0.92～1.44）。三环萜烷以C20为最高，C20、C21、C23内分布主要呈下降型分布，三环C23/C19值小于5.0， 三环C23/C21小于1.0。Ts/Tm比值较大于0.29。在规则甾烷分布中C27、C28、C29甾烷呈上升型分布，C29甾烷占优势。成熟度参数αααC2920S/（20S+20R）为0.46 ～0.54，处入成熟～高成熟演化阶段。

2.2 二叠系烃源岩

二叠系佳木河组烃源岩为凝灰岩、粉砂质泥岩。有机碳含量为0.085%～2.0%，平均为0.66%，氯仿沥青“A”含量为0.0014%～0.0096%，S1+S2平均为3.25mg/g。有机质类型以III型为主，个别为II。实测Ro为1.38%～1.9%。综合评价佳木河组烃源岩为一套成熟-高成熟的腐质型母质的中等烃源岩，具有一定的生烃能力。

佳木河组烃源岩的干酪根碳同位素较重，一般大于-23‰，Pr/Ph一般小于1.0，三环萜烷C20、C21、和C23分布主要以下降型为主，三环C23/C19值大于6.0，含有胡萝卜烷、Ts、伽马蜡烷、妊烷和高妊烷，C27规则甾烷相对含量一般略高于C28规则甾烷。

二叠系风城组为海陆过渡的咸化环境下的残留海-泻湖相沉积，岩性为灰黑色泥岩、灰黑色白云质泥岩、凝灰质白云岩。有机碳含量平均为1.26%，氯仿沥青“A”含量平均为0.1493%，总烃含量平均为0.0820%，S1+S2平均为5.73mg/g，有机质类型多为I～II型，Ro为0.85%～1.56%。综合评价风城组烃源岩为一套成熟-高成熟的腐泥型母质的中等-好的烃源岩，其生烃潜力较强。

风城组烃源岩的碳同位素较轻，氯仿沥青“A”碳同位素δ13C值为-29.84‰～-31.46‰。饱和烃分布完整，姥植比较低，其值为0.72～1.03。三环萜烷C20、C21、C23呈上升型分布，三环C23/C19值大于6.0。在规则甾烷分布中C27、C28、C29甾烷呈上升型分布，C29甾烷占优势。成熟度参数αααC2920S/（20S+20R）值为0.42～0.49，处入成熟-高成熟演化阶段。

二叠系乌尔禾组烃源岩一套内陆湖泊的浅湖相―半深水湖相沉积，岩性为灰黑色泥岩、灰黑色白云质泥岩、灰色粉砂质泥岩。有机碳含量平均为0.7%～1.4%，氯仿沥青“A”含量为0.0084%～0.1395%，有机质类型主要为II型，个别为型III型，Ro为0.69%～1.38%。综合评价乌尔禾组烃源岩为一套成熟的混合型母质的中等-好的烃源岩，其生烃潜力较强。

乌尔禾组烃源碳同位素比风城组烃源岩要重，氯仿沥青“A”碳同位素δ13C值为-28.34‰～-29.21‰。饱和烃分布完整，姥植比较低（0.83～1.36）。三环萜烷C20、C21、C23呈山峰型分布，三环C23/C19值大于6.0。在规则甾烷分布中C27、C28、C29甾烷呈上升型分布，C29甾烷占优势。成熟度参数αααC2920S/（20S+20R）值为0.39～0.45，处入成熟演化阶段。

烃源岩的热演化史研究表明，佳木河组烃源岩的主要生油期为早二叠世至三叠纪，侏罗纪进入大量生气阶段。风城组烃源岩的主要生油期为晚二叠世―晚三叠世，侏罗纪以后进入大量生气阶段。乌尔禾组烃源岩的主要生油期为侏罗纪―白垩纪，第三纪以后进入大量生气阶段。

3 原油地球化学特征-

石炭系油藏原油分为两类，第一类原油的碳同位素较轻，其δ13C值为-29.14‰～-30.63‰。饱和烃分布完整，姥植比较低（0.72～1.21）。在萜烷分布中三环萜烷 C20、C21、C23呈山峰型分布，C23/C19值大于6.0，Ts/Tm比值小于0.4。在规则甾烷分布中，C27、C28、C29规则甾烷呈上升型分布，C29甾烷占优势。成熟度参数αααC2920S/（20S+20R）值为0.40～0.50，为成熟油。在m/z 177质谱图中有25-降藿烷，表明早期原油遭受过生物降解。第二类原油的碳同位素较轻，其δ13C值为-29.34‰～-31.34‰。饱和烃分布完整，姥植比较低，其值为0.65～0.97。在萜烷分布中三环萜烷C20、C21、C23呈上升型分布，C23/C19值大于6.0，Ts/Tm比值小于0.4。在规则甾烷分布中，C27、C28、C29规则甾烷呈上升型分布，C29甾烷占优势。成熟度参数dddC2920S/（20S+20R）值为0.41～0.52，为成熟油。在m/z 177质谱图中有25-降藿烷，表明早期原油遭受过生物降解。

4 油气成因

从石炭系烃源岩和原油地球化学特征来看，中拐凸起石炭系原油与石炭系烃源岩没有亲缘关系，原油不是来源于石炭系烃源岩。第一类原油的地化特征与乌尔禾组烃源岩具有亲缘关系，该类原油来源于二叠系乌尔禾组烃源岩[4]。第二类原油的地化特征与风城组烃源岩具有亲缘关系，该类原油来源于二叠系风城组烃源岩[4]。

5 油气成藏分析

从原油的饱和烃色谱图可以看出原油饱和烃分布完整，没有遭受生物降解。而在m/z177 质量色谱图中存在25-降藿烷系列化合物，表明原油遭受过严重的生物降解，出现现今油藏原油面貌的原因是早期原油遭受严重生物降解，后期生成的原油没有遭受生物降解，该原油注入从而表现出原油饱和烃分布完整，而出现25-降藿烷系列化合物的特征。因此石炭系原油至少存在两期油气成藏。

6 结语

（1）石炭系烃源岩为一套成熟～高成熟的腐植型的差烃源岩，其生烃潜力有限；佳木河组烃源岩为一套成熟-高成熟的腐质型母质的中等烃源岩，具有一定的生烃能力；风城组烃源岩为一套成熟-高成熟的腐泥型母质的中等-好的烃源岩，其生烃潜力较强；乌尔禾组烃源岩为一套成熟的混合型母质的中等-好的烃源岩，其生烃潜力较强。

（2）石炭系油藏第一类原油来源于二叠系乌尔禾组烃源岩，第二类原油来源于二叠系风城组烃源岩。

（3）中拐凸起石炭系原油至少存在两期油气成藏。

参考文献

[1] 朱国华，蒋宜勤，李娴静.克拉玛依油田中拐一五八区佳木河组火山岩储集层特征[J].新疆石油地质，2008，29（4）： 445-447，547.

[2] 王彭，梁则亮，朱雨萍，等.准噶尔盆地西北缘中拐凸起石炭系火山岩储层裂缝预测[J].油气藏评价与开发2012，2（5）：1-5.

[3] 李军，薛培华，张爱卿，等.准噶尔盆地西北缘中段石炭系火山岩油藏储层特征及其控制因素[J].石油学报，2008，29 （3）：329-335.

[4] 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（2）：32-36，93-94.