油(气)—岩对比

发布网友 发布时间：2022-05-01 19:24

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热心网友 时间：2022-06-21 21:37

一、原油—生油岩对比

原油—生油岩的对比研究方法很多，塔北较为有效的对比方法是轻烃组成和碳同位素组成的对比。

（一）轻烃组成结构的原油—生油岩对比

轻烃组成结构对比研究主要反映原油、生油岩的母质类型。在C₇系列烃类中以正庚烷、C₇环戊烷（二甲基环戊烷＋乙基环戊烷）、甲基环已烷作端点绘制三元图，做原油生油岩对比。

塔北原油明显以［MCH]=40%为界（图3-13），［MCH]＜40%的原油主要是雅克拉、阿克库木、阿克库勒、达里亚、桑塔木等区块各主要产层的原油，这类原油与寒武—奥陶系生油岩分布于同一区域，表明它们具有相似的母质类型和成熟演化程度。部分三叠—侏罗系生油岩也分布在这一区域，这与雅克拉、阿克库勒等地区各主要产层原油中有不同程度的陆源物质掺入是一致的。［MCH]＞40%的原油主要是轮台、沙西地区及阿克库木沙9井（O）原油。轮台的沙3井（K₂—E）、提1井（N₁s）、沙西沙16井（K）、阿克库木沙9井（O）原油［MCH]＞50%，其与依矿依464井（J）原油分布相似，这类原油与三叠—侏罗系、特别是侏罗系生油岩分布于同一区域，表明原油来源于三叠—侏罗系生油岩。沙西英买7井（O）、英买9井N₁[MCH］分布在40%～50%，其与轮台地区原油相比具有较好的母质类型，但它亦与三叠—侏罗系生油岩位于同一分布区域内，表明原油是来源于陆相源岩为主的混合型原油。至于石炭系生油岩，从其轻烃组成结构中可以看出，母质类型主要表现为混合型的特征，［MCH］分布在30%～50%之间，特别是凹陷内的满1井和满西1井生油岩，有较高含量的C₇环戊烷，同样，志留系生油岩中亦具高含量的C₇环戊烷而与塔北原油的轻烃组成结构不相匹配。

图3-13　塔北原油—生油岩轻烃组成特征对比图　Fig.3-13　Correlation of light hydrocarbon composition between oil and source rocks in Northern Tarim

原油、生油岩的轻烃组成结构对比表明，塔北原油的主力油源岩是寒武—奥陶系生油岩，它的母质类型、热成熟演化程度与塔北海相原油完全相匹配，陆相三叠—侏罗系生油岩是塔北陆相原油的主要源岩。

（二）原油、生油岩碳同位素组成特征对比

碳同位素组成的原油—生油岩对比研究已得到广泛应用。生油岩的抽提物代表了滞留在源岩中的的那部分原油。

做为原油、生油岩抽提物主要组份的饱和烃、芳烃馏份，决定其成因类型的主要为芳烃馏份的碳同位素组成。饱和烃馏份的碳同位素除受成因影响外，还与热成熟作用、细菌的降解及烃类的运移有关。海相有机质中芳烃同位素组成主要与环烷烃的同位素组成有关，陆相有机质的芳烃碳同位素组成则反映了木质素和芳构化的环烷烃两者的贡献，因而芳烃碳同位素海相的比陆相的要轻。

对塔北几套主要生油岩抽提物族组成碳同位素组成研究表明：侏罗系生油岩δ¹³C_饱为-28.24‰～-32.2‰，平均-30‰，δ¹³C_芳为-25.15‰～-30.11‰，平均-27.78‰；三叠系生油岩δ¹³C_饱为-29.93‰～-32.49‰，平均-31.06‰，δ¹³C_芳为-25.64‰～-30.95‰，平均-28.45‰；石炭系生油岩δ¹³C_饱为-29.45‰～-31.14‰，平均-30.61‰，δ¹³C_芳为-27.71‰～-31.38‰，平均-29.46‰；奥陶系生油岩δ¹³C_饱为-30.05‰～-32.77‰，平均-31.43‰，δ¹³C_芳为-30.18‰～-32.17‰，平均-31.01‰。几套生油岩中饱和烃馏份的碳同位素特征基本相似，平均-30‰～-31.43‰，芳烃馏份的碳同位素特征则主要与生油岩的母质类型及沉积环境有关。三叠—侏罗系生油岩δ¹³C_芳表现为最重，平均为-27.78‰～-28.45‰，表明了生油岩主体为陆相沉积环境特征，部分三叠—侏罗系生油岩的δ¹³C_芳＜-30‰，与母质类型为湖泊相偏腐泥型有关；石炭系生油岩813C_芳为-27.71‰～-31.38‰，相对变化范围大，这是由于陆相高等植物的输入，芳烃δ¹³C变重，石炭系生油岩主体为海陆交互相的特征；奥陶系生油岩芳烃δ¹³C最轻，平均为-30.85‰，表现为海相生油岩的范畴。

塔北原油的饱和烃、芳烃碳同位素组成：雅克拉δ¹³C_饱为-32.44‰～-34.71‰，平均-33.12‰，δ¹³C_芳为-30.84‰～-32.99‰，平均-31.62‰；阿克库木δ¹³C_饱为-31.65‰～-33.45‰，平均为-32.58‰，δ¹³C_芳为-31.01‰～-33.37‰，平均-31.95‰；阿克库勒δ¹³C_饱为-31.1‰～-33.92‰，平均-32.45‰，δ¹³C_芳为-30.86‰～-33.92‰平均为一32.26‰；达里亚、桑塔木地区δ¹³C_饱为-32.1‰～-33.62‰，平均-32.84‰，δ¹³C_芳为-31.02‰～-35.06‰，平均-32.42‰。以上地区的原油δ¹³C_饱平均为-31‰～-35‰，芳烃δ¹³C平均小于-31‰，与奥陶系生油岩相比，δ¹³C_饱平均相差1‰～2‰，δ¹³C_芳平均亦相差1‰～2‰，与其他生油岩相比则相差甚大，表明了塔北主要产层原油来自于海相奥陶系生油岩。

轮台沙3井（K₂—E）、提1井（N₁s）原油δ¹³C_饱为-28.96‰～-31.64‰，δ¹³C_芳为-26.4‰～-26.57‰，与三叠—侏罗系生油岩碳同位素组成相似，沙西沙24井（K₁kp）油砂δ¹³C_饱为-34.2‰，δ¹³C_芳为-29.51‰，与轮台地区一样具有陆相原油的特征。

沙西沙16井（O）、沙11井（O）、英买1井（O）产层原油δ¹³C_饱-32.8‰～-33.21‰，平均-33.07‰，δ¹³C_芳-31.56‰～-32.6‰，平均-32.09‰，与奥陶系生油岩碳同位素组成相似，原油表现为海相原油的特征。沙16井（K₁）原油δ¹³C_饱为-30.88‰，δ¹³C_芳为-30.59‰，与同地区的原油相比，比海相原油要重，比陆相原油要轻，因而表现为海陆相混合原油。

有机质的饱和烃与芳烃碳同位素的差值即δ¹³C_芳-δ¹³C_饱亦是确定有机质类型的指标，同时还与有机质的热演化程度有关，只不过有机质的有机相变化会造成同位素较大的差值，因而容易掩盖成熟度的影响。对于海相有机质来说δ¹³C_芳-δ¹³C_饱的差值变化比起陆相有机质小。可能是，接受大量陆源有机质的沉积环境在碳环与碳的平衡方面比单纯的海相环境更易于变化，海相环境由于大量溶于海水的重碳酸盐的缓冲，碳环与碳平衡不如陆相易变。因此在不同有机相的有机质中，陆相有机质比海相有机质δ¹³C_芳-δ¹³C_饱差值要高，同一有机相中的有机质，成熟度高者差值较大。

塔北主要生油岩δ¹³C_芳-δ¹³C_饱的差值：三叠—侏罗系分布在1.05‰～5.56‰，为陆相的特征，奥陶系分布在-0.37‰～1.02‰，表现为海相的特征，石炭系分布在-0.24‰～3.04‰，表现为海陆交互相的特征。

塔北原油δ¹³C_芳-δ¹³C_饱差值的分布为：雅克拉-0.02‰～3.87‰，阿克库木-0.49‰～1.33‰，阿克库勒-1.34‰～1.76‰，达里亚、桑塔木-0.53‰～1.53‰，轮台2.39‰～5.24‰，沙西沙24井（K₁）油砂为4.69‰，其它钻井原油0.29‰～1.24‰。由此可见，雅克拉、阿克库勒等地区，其主要产层原油的差值＜2‰，表现为海相原油的特征。轮台地区及沙西沙24井油砂差值＞2‰，明显表征为陆相原油。

塔北原油与生油岩族组份的碳同位素类型曲线亦是确定油—岩之间亲缘关系的很好指标。对此我们侧重选择了钻井生油岩与有代表性的原油进行对比。塔北的原油主要与奥陶系生油岩分布特征相似（图3-14），表现为碳同位素的分布区间、类型曲线的斜率相接近。石炭系生油岩的碳同位素则明显偏重，特别是满西1井石炭系生油岩。因此塔北大部产层的原油为海相成因，其油源岩为奥陶系生油岩。轮台及沙西部分原油其同位素的类型曲线则与三叠—侏罗系分布特征相同。

图3-14　塔北原油—生油岩碳同位素类型曲线对比图　Fig.3-14　Comparison curve of carbon-isotopes of crude oils and source rocks in Northern Tarim

通过原油—生油岩对比，塔北原油主体为海相成因，源岩为寒武—奥陶系，原油中陆相成份是三叠—侏罗系油气的局部混合，部分陆相成因的原油则源于三叠—侏罗系。石炭系生油岩表现为海陆混合相特征，对塔北油气的形成贡献有限。

二、天然气—生油岩对比

图3-15表明，塔北腐泥型天然气与寒武—奥陶系生油气岩都具有高正庚烷烃含量，低甲基环己烷含量，它们具有相似的母质类型和热演化程度，部分三叠系生油气岩亦具此特征，与少数腐泥型天然气中出现陆相腐植型气的一些特征也是一致的，腐植型气则与三叠—侏罗系生油气岩分布在同一区域，它们具有较低正庚烷含量较高甲基环己烷含量。石炭系生油气岩，特别是满西1井、满1井生油气岩它们具有较高的C₇环戊烷含量而与塔北天然气不相匹配。因此塔北天然气中腐泥型气主要源于寒武—奥陶系生油气岩，腐植型气主要源于三叠—侏罗系生油气岩。

图3-15　塔北天然气-生油岩轻烃组成对比图　Fig.3-15　Correlation of light hdyrocarbon composition between gas and source rocks in Northern Tarim

综上所述，①塔北地区占主导地位的海相原油与腐泥型天然气密切共生，其主力源岩为寒武—奥陶系海相生油气岩，油气主要分布在雅克拉、阿克库木、阿克库勒、达里亚、桑塔木地区；②陆相原油与腐植型天然气共生，其源岩为三叠—侏罗系生油气岩，油气主要分布在库车坳陷及沙雅隆起北部和阿克库木等地区的个别产层；③混合原油及混合气的形成与海相寒武—奥陶系、陆相三叠—侏罗系生油气岩都有成因联系，是上述两种生油气岩共同提供油气源的结果，其主要分布在沙西地区；其它地区也有零星分布如阿克库木等；④塔北地区石炭系生油气岩与已发现油气烃类组成结构对比亲缘性较差，不能做为主力油气源岩。