柴北緣冷湖構(gòu)造帶與馬北油田原油地球化學(xué)特征對(duì)比

王志峰，包建平

(1.長江大學(xué) 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430100； 2.長江大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430100)

柴北緣冷湖構(gòu)造帶與馬北油田原油地球化學(xué)特征對(duì)比

王志峰1,2，包建平1,2

(1.長江大學(xué) 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430100； 2.長江大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430100)

通過對(duì)冷湖構(gòu)造帶和馬北油田26個(gè)原油樣品中生物標(biāo)志物分布與組成特征的系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)馬北油田原油中姥植比(低于2.0)相對(duì)偏低，伽馬蠟烷指數(shù)(0.10～0.20)相對(duì)偏高，甾烷組成中明顯富含指示藻類貢獻(xiàn)的C27甾烷，且重排甾烷含量中等，它們與附近凹陷發(fā)育的中侏羅統(tǒng)湖相泥巖中的生物標(biāo)志物分布與組成特征基本一致，顯示它們之間存在成因聯(lián)系；而冷湖構(gòu)造帶原油中姥植比(2.0～2.5)相對(duì)偏高，伽馬蠟烷指數(shù)(低于0.05)相對(duì)偏低，明顯富含指示陸源有機(jī)質(zhì)貢獻(xiàn)的C29甾烷，且重排甾烷含量相對(duì)豐富，這一系列特征均明顯有別于馬北油田原油，而與冷湖地區(qū)發(fā)育的下侏羅統(tǒng)湖相泥巖中的生物標(biāo)志物分布與組成特征相吻合，表明該地區(qū)發(fā)育的下侏羅統(tǒng)湖相泥巖是其主力烴源巖。

生物標(biāo)志物；姥植比；萜烷；甾烷；伽馬蠟烷；原油對(duì)比；侏羅系；柴達(dá)木盆地

0 引 言

圖件引自文獻(xiàn)[19]，有所修改圖1 柴北緣主要構(gòu)造單元與生烴凹陷Fig.1 Main Tectonic Units and Hydrocarbon-generating Sag in the Northern Qaidam Basin

柴達(dá)木盆地位于青藏高原東北部，是中國西北三大含油氣盆地之一，盆地北緣(簡稱柴北緣)是重要的油氣勘探地區(qū)，目前已發(fā)現(xiàn)多個(gè)含油氣構(gòu)造和油氣田[1-10]。柴北緣原油以自生自儲(chǔ)和下生上儲(chǔ)形式分布于侏羅系、古近系和新近系地層中，西北地區(qū)普遍發(fā)育的侏羅系煤系地層是其主要的生油巖系。與冷湖構(gòu)造帶臨近的昆特依凹陷中發(fā)育有下侏羅統(tǒng)湖沼相烴源巖，而與馬北油田相鄰的賽什騰凹陷則發(fā)育有中侏羅統(tǒng)湖沼相烴源巖[3]。前人對(duì)柴北緣相關(guān)油田的原油開展過一些研究工作，但這些研究大多側(cè)重在成藏方面，而對(duì)地球化學(xué)的研究相對(duì)較少，且得到的認(rèn)識(shí)也相對(duì)籠統(tǒng)和模糊[11-13]。徐文等強(qiáng)調(diào)了冷湖各構(gòu)造帶原油之間不同的成熟度和母質(zhì)來源[11]；Wang等運(yùn)用全油和單體烴同位素手段解決冷湖的油源問題[12]；彭立才等討論了馬北地區(qū)的侏羅系原油，更多關(guān)注其石炭系的海陸交互相原油和簡單油源分析[13]；聶國振等對(duì)馬北地區(qū)原油展開研究，重點(diǎn)關(guān)注馬北2井生物降解油的形成，僅籠統(tǒng)地將馬北地區(qū)侏羅系原油定為淡水湖沼相來源[14]；張輝等做過柴北緣原油的相關(guān)研究，所涉及的研究區(qū)域廣、原油樣品多，對(duì)冷湖和馬北兩地區(qū)的原油探討有限，更多地關(guān)注整體和區(qū)域性的原油特征[15-16]。

柴達(dá)木盆地是新中國成立之后最早進(jìn)行石油勘探的地區(qū)之一，而柴北緣油氣勘探始于1954年，距今已有60余年的歷史，期間數(shù)次成為勘探重點(diǎn)，又隨著重點(diǎn)探井的失敗而轉(zhuǎn)移[17-18]。吐哈盆地等西北地區(qū)侏羅系煤成烴勘探的大獲成功，暗示著研究區(qū)巨大的勘探潛力，然而時(shí)至今日，找到的油氣資源與地質(zhì)儲(chǔ)量之間差距懸殊，柴北緣油氣仍尚待突破。對(duì)于一個(gè)含油氣盆地的勘探，烴源巖是勘探的基礎(chǔ)，關(guān)注那些與已發(fā)現(xiàn)原油相關(guān)關(guān)系良好的烴源巖，希望通過這部分烴源巖找到更多的油氣資源。原油地球化學(xué)特征可以全面反映相關(guān)烴源巖的信息，例如生物來源、沉積環(huán)境等。本文試圖對(duì)比分析產(chǎn)自冷湖構(gòu)造帶(冷湖3、4、5號(hào)構(gòu)造)上原油、馬北油田原油中生物標(biāo)志物分布與組成特征，探尋它們之間的異同，明確柴北緣中、下侏羅統(tǒng)湖沼相烴源巖所生原油的地球化學(xué)特征，確定相關(guān)構(gòu)造上原油的來源(圖1)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

柴北緣位于柴達(dá)木盆地東北部，被鄂博梁—陵間斷裂、黃泥灘斷裂、埃姆克山南緣深斷裂與盆地中央拗陷帶分界。經(jīng)歷過三疊紀(jì)的剝蝕作用，柴北緣開始接受侏羅系湖相和沼澤相沉積。柴北緣西段主要沉積下侏羅統(tǒng)湖沼相烴源巖，其中冷湖次凹陷是主要生烴凹陷；柴北緣東段發(fā)育巨厚的中侏羅統(tǒng)煤系建造[17-18,20-21]。馬北油田三面被賽什騰凹陷、魚卡斷陷和尕丘凹陷所圍，而冷湖構(gòu)造帶則緊鄰冷湖次凹陷(圖1)，兩者均臨近柴北緣主要烴源灶，油源條件優(yōu)越。

冷湖—南八仙沉積帶以南沉積下侏羅統(tǒng)生油巖，紅山—魚卡—綠梁山一帶則是中侏羅統(tǒng)烴源巖分布區(qū)[17]，中、下侏羅統(tǒng)烴源巖層沿冷湖構(gòu)造帶—馬北油田一帶相互疊置。此外，馬北油田和冷湖構(gòu)造帶都位于下侏羅統(tǒng)的地層剝蝕線上[18]，兩地區(qū)原油對(duì)比顯得意義重大。

2 樣品采集與分析方法

原油樣品分別取自冷湖構(gòu)造帶上冷湖3、4、5號(hào)構(gòu)造和馬北油田，其中冷湖3、4、5號(hào)構(gòu)造上的原油樣品分別為4、6、10個(gè)，馬北油田為6個(gè)，共計(jì)26個(gè)；同時(shí)，烴源巖樣品取自柴北緣冷科1井下侏羅統(tǒng)和蘇參1井中侏羅統(tǒng)，用于與原油進(jìn)行對(duì)比。

烴源巖碎至100目(篩網(wǎng)孔徑為0.150 mm)，然后用索氏抽提72 h以獲取氯仿瀝青“A”。用正己烷沉淀氯仿瀝青“A”和原油中的瀝青質(zhì)，然后用柱層析法把脫瀝青質(zhì)原油和氯仿瀝青“A”分離成飽和烴、芳烴和非烴3個(gè)組分，最后對(duì)飽和烴組分進(jìn)行GC-MS分析。

GC-MS分析儀器為氣相色譜-HP5890Ⅱ質(zhì)譜儀，色譜柱為HP-5 ms石英彈性毛細(xì)柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)。升溫程序?yàn)椋?0 ℃恒溫2 min，從50 ℃到100 ℃的升溫速率為20 ℃·min-1，從100 ℃到310 ℃的升溫速率為3 ℃·min-1，310 ℃恒溫15.5 min。進(jìn)樣口溫度為300 ℃，載氣為氦氣，流速為1.04 mL·min-1，掃描范圍為50～550 amu，檢測方式為多離子掃描。

3 原油中生物標(biāo)志物分布與組成特征

3.1 鏈烷烴系列

植烷系列的組成特征常能反映烴源巖沉積環(huán)境性質(zhì)和有機(jī)質(zhì)的來源。一般而言，煤系源巖和所生原油常具有較高的姥植比(Pr/Ph值)，而湖相和海相烴源巖及其所生原油中姥植比一般較低。在所分析的原油中，冷湖構(gòu)造帶原油的姥植比明顯大于馬北油田，前者大多大于2.0，而后者一般約為1.5(表1)，這一現(xiàn)象可能說明冷湖構(gòu)造帶原油的烴源巖形成于還原性相對(duì)較弱的沉積環(huán)境，而馬北油田原油的烴源巖可能形成于相對(duì)還原的沉積環(huán)境。

nC22代表碳數(shù)為22的正構(gòu)烷烴圖2 鏈烷烴系列分布特征Fig.2 Distribution Characteristics of Chain Alkane Series

姥鮫烷和植烷與相鄰正構(gòu)烷烴的比值(Pr/nC17值和Ph/nC18值)受控于有機(jī)質(zhì)的熱演化程度[22]。在地質(zhì)背景相似條件下， Pr/nC17值和Ph/nC18值一般與有機(jī)質(zhì)成熟度負(fù)相關(guān)，即成熟度越低，比值越高，反之亦然。在所研究的原油中，馬北油田原油中Pr/nC17值和Ph/nC18值較低，而冷湖構(gòu)造帶原油相對(duì)較高(表1)，這可能反映出前者的成熟度高于后者。冷湖構(gòu)造帶冷湖3號(hào)和4號(hào)構(gòu)造原油中這兩個(gè)比值小于冷湖5號(hào)構(gòu)造的原油，由此表明冷湖5號(hào)構(gòu)造的原油成熟度可能高于冷湖3號(hào)和4號(hào)構(gòu)造。此外，原油中Pr/nC17值和Ph/nC18值間的相互關(guān)系可以用來反映其烴源巖形成環(huán)境的氧化還原性和原始生烴母質(zhì)的類型。就冷湖構(gòu)造帶和馬北油田的原油而言，前者的數(shù)據(jù)點(diǎn)主要分布在偏氧化的沉積環(huán)境和偏腐殖型生烴母質(zhì)區(qū)域，而后者則分布在相對(duì)還原的沉積環(huán)境，且其生烴母質(zhì)為混合型偏腐泥有機(jī)質(zhì)的分布區(qū)域(圖3)。由此表明，冷湖構(gòu)造帶和馬北油田原油的烴源巖在有機(jī)質(zhì)來源和沉積環(huán)境性質(zhì)上是存在一定差異的，這可能暗示著柴北緣中、下侏羅統(tǒng)烴源巖的形成環(huán)境不盡相同。

3.2 三環(huán)萜烷和四環(huán)萜烷系列

不同沉積環(huán)境形成的烴源巖及其所生原油常具有不同的三環(huán)萜烷系列分布面貌。一般而言，海相或咸水湖相環(huán)境中烴源巖及其原油的C19～C26三環(huán)萜烷系列呈現(xiàn)以C23為主峰的近正態(tài)分布，而淡水湖相環(huán)境中烴源巖及其原油則呈現(xiàn)以C21為主峰的近正態(tài)分布，但在淡水沼澤環(huán)境形成的烴源巖及其原油的三環(huán)萜烷系列各化合物的相對(duì)豐度從大到小依次為C19、C21、C23、C24、C25、C26，呈階梯狀分布，且常見于煤系地層中[23]。高豐度的C24四環(huán)萜烷(C24Te)是穩(wěn)定的陸源有機(jī)質(zhì)輸入標(biāo)志[24-26]，其含量與成熟度、運(yùn)移的關(guān)系不大。

冷湖構(gòu)造帶和馬北油田原油中C19～C26三環(huán)萜烷系列的分布特征較為相似，均呈現(xiàn)出隨碳數(shù)增加相對(duì)豐度降低的階梯狀分布特征(圖4)，且C24四環(huán)萜烷的相對(duì)豐度遠(yuǎn)高于相鄰的C26三環(huán)萜烷(C26TT)，這可能與這些原油的烴源巖在形成環(huán)境和有機(jī)質(zhì)來源上較為相似有關(guān)。冷湖構(gòu)造帶原油中C23三環(huán)萜烷豐度相對(duì)較低，C19三環(huán)萜烷/C23三環(huán)萜烷值(C19TT/C23TT值)介于2.0～4.0；而馬北油田原油中C23三環(huán)萜烷豐度較高，C19TT/C23TT值基本都小于2.0，且其C24四環(huán)萜烷/C26三環(huán)萜烷值基本都小于3.0。鑒于在以藻類為原始生烴母質(zhì)的烴源巖和相關(guān)原油中C16～C26三環(huán)萜烷系列大多以C23為主峰，馬北油田原油較冷湖構(gòu)造帶原油在C23三環(huán)萜烷相對(duì)豐度上的差異暗示前者低等生物藻類的貢獻(xiàn)應(yīng)該高于后者。兩地區(qū)原油中C24四環(huán)萜烷的豐度均明顯高于相鄰的C26三環(huán)萜烷，其C24Te/C26TT值為3.0或更高，這與柴北緣中、下侏羅統(tǒng)沉積地層均形成于淡水湖沼環(huán)境的背景是一致的。由此可見，馬北油田和冷湖構(gòu)造帶原油中C19～C26三環(huán)萜烷和C24四環(huán)萜烷分布與組成特征上的共性和差異性，是沉積背景的一致性、各自源巖沉積-有機(jī)相帶及原始生烴母質(zhì)存在差異的客觀反映。

3.3 五環(huán)三萜烷系列

原油中較為常見的五環(huán)三萜烷包括C27～C35藿烷系列和伽馬蠟烷等。藿烷系列可以指示細(xì)菌的生源輸入，而高豐度的C35升藿烷系列與蒸發(fā)巖、碳酸鹽巖等還原條件下的沉積環(huán)境有關(guān)[27]。高豐度的重排藿烷則與酸性的介質(zhì)條件和黏土礦物的催化作用關(guān)系密切，當(dāng)然高成熟度也會(huì)使重排藿烷含量增高[27]。地質(zhì)樣品中伽馬蠟烷含量受控于沉積環(huán)境的古鹽度，一般高鹽度的分層水體環(huán)境形成的烴源巖和原油中通常富含這類標(biāo)志物[28]。

表1 鏈烷烴參數(shù)Tab.1 Parameters of Chain Alkane

圖3 Ph/nC18值與Pr/nC17值的關(guān)系Fig.3 Relationship Between Ph/nC18 and Pr/nC17

圖4 三環(huán)萜烷和四環(huán)萜烷分布特征Fig.4 Distribution of Tricyclic and Tetracyclic Terpanes

圖5 五環(huán)三萜系列分布特征Fig.5 Distribution Characteristics of Pentacyclic Triterpane Series

冷湖構(gòu)造帶和馬北油田原油中的五環(huán)三萜烷主要由各種構(gòu)型的藿烷類化合物組成，包括17α(H)、21β(H)-藿烷系列，18α(H)-新藿烷系列和重排藿烷系列，而非藿烷類標(biāo)志物僅檢測到豐度很低的伽馬蠟烷(圖5)。這顯示出淡水湖沼環(huán)境和細(xì)菌是重要的原始生烴母質(zhì)特征。重排藿烷在所研究原油中含量中等，且在冷湖構(gòu)造帶和馬北油田原油中豐度相當(dāng)，C30重排藿烷/C30藿烷值(diaC30H/C30H值)介于0.2～0.3之間，表明其源巖的形成環(huán)境和巖石學(xué)特征較有利于此類標(biāo)志物的形成。目前對(duì)地質(zhì)樣品中重排藿烷的來源和成因還不清楚，一般認(rèn)為烴源巖性質(zhì)、成巖條件、生物來源和成熟度是主要影響因素[29-30]。張水昌等推測，這類化合物是底棲宏觀紅藻類的特征生物標(biāo)志物[31-32]。依據(jù)現(xiàn)有資料，咸水-鹽湖環(huán)境一般貧重排藿烷[33-35]，而淡水湖沼環(huán)境則明顯富含此類標(biāo)志物[34,36]。由此可見，柴北緣中、下侏羅統(tǒng)沉積地層形成于淡水湖沼相沉積環(huán)境，可能是該地區(qū)所產(chǎn)原油相對(duì)富含重排藿烷的原因所在。

盡管所分析原油中指示水體古鹽度的生物標(biāo)志物伽馬蠟烷的含量均較低，但不同構(gòu)造所產(chǎn)原油間的差異也是客觀存在的。馬北油田原油中伽馬蠟烷含量高于冷湖構(gòu)造帶原油，前者的伽馬蠟烷指數(shù)，即伽馬蠟烷/C30藿烷值(Gam/C30H值)介于0.1～0.2之間，而后者原油中該比值均小于0.05，而且伽馬蠟烷指數(shù)與姥植比之間存在一定的負(fù)相關(guān)性(圖6)。由此說明馬北油田原油的烴源巖沉積時(shí)水體的古鹽度稍高于冷湖構(gòu)造帶原油。盡管柴北緣侏羅紀(jì)沉積時(shí)期總體屬于淡水湖沼環(huán)境，但上述現(xiàn)象可能暗示著中侏羅統(tǒng)地層沉積時(shí)水體的古鹽度較下侏羅統(tǒng)地層沉積時(shí)相對(duì)偏高，這是馬北油田和冷湖構(gòu)造帶原油中伽馬蠟烷含量存在差異的原因所在。

圖6 伽馬蠟烷指數(shù)和姥植比的關(guān)系Fig.6 Relationship Between Gammacerane Index and Pr/Ph

3.4 甾烷系列

C27～C29規(guī)則甾烷和重排甾烷是原油中主要的甾烷類化合物，可以提供有機(jī)質(zhì)來源和成熟度方面的信息。C27甾烷主要反映浮游生物藻類的貢獻(xiàn)，而C29甾烷則主要反映高等植物的輸入[37]。所研究原油的C27～C29甾烷共同特點(diǎn)是均明顯富含重排甾烷，而規(guī)則甾烷含量相對(duì)較低(圖7)，表明這些原油的烴源巖無論是在巖石學(xué)特征還是沉積-成巖環(huán)境上均有利于重排甾烷的形成。但馬北油田原油中重排甾烷相對(duì)豐度明顯低于冷湖構(gòu)造帶原油，前者C27重排甾烷/C27規(guī)則甾烷值(diaC27/regC27值)和C29重排甾烷/C29規(guī)則甾烷值(diaC29/regC29值)分別小于0.4和0.6，但數(shù)值變化較小，而后者分別大于0.4和0.6，且數(shù)值變化幅度較大(圖8)。這一現(xiàn)象與馬北油田原油較冷湖構(gòu)造帶原油姥植比相對(duì)偏低和伽馬蠟烷指數(shù)相對(duì)偏高的特征相吻合，這是因?yàn)檩^高的古鹽度和相對(duì)還原的沉積環(huán)境相對(duì)而言均會(huì)抑制重排甾烷的形成?，F(xiàn)在普遍認(rèn)為重排類化合物(包括重排補(bǔ)身烷、重排甾烷和重排藿烷等)有著相似的地球化學(xué)意義[30,38]。偏氧化的沉積環(huán)境和存在黏土礦物催化作用的條件一般是有利于此類標(biāo)志物的形成，此時(shí)其相對(duì)豐度還會(huì)隨成熟度升高而增大，冷湖構(gòu)造帶原油中重排甾烷相對(duì)豐度變化大可能與其成熟度存在差異有關(guān)。

圖7 甾烷系列分布特征Fig.7 Distribution Characteristics of Sterane Series

值得注意的是，所研究原油中的C27～C29甾烷碳數(shù)組成存在明顯差異。馬北油田原油中指示藻類貢獻(xiàn)的C27規(guī)則甾烷和重排甾烷較為豐富，其C27R、C28R和C29R構(gòu)成近對(duì)稱的“V”型(圖7、8)，且C27R/C29R值和C27重排甾烷/C29重排甾烷值(diaC27/diaC29值)分別大于1.0和0.7，顯示出湖相原油的甾烷碳數(shù)組成，表明低等生物藻類對(duì)這類原油作出了重要貢獻(xiàn)。而在冷湖構(gòu)造帶原油中，指示陸源有機(jī)質(zhì)貢獻(xiàn)的C29甾烷優(yōu)勢明顯，其C27R、C28R和C29R構(gòu)成反“L”型，且C27R/C29R值和diaC27/diaC29值基本都小于0.7(圖7、8)，明顯低于馬北油田原油，由此表明陸源有機(jī)質(zhì)對(duì)這一構(gòu)造帶上原油的貢獻(xiàn)較大。還需要注意的現(xiàn)象是，冷湖構(gòu)造帶原油中甾烷碳數(shù)組成的變化較大，而且自冷湖3號(hào)構(gòu)造經(jīng)冷湖4號(hào)構(gòu)造，到冷湖5號(hào)構(gòu)造，其原油中C27R/C29R值和diaC27/diaC29值呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢，反映出冷湖構(gòu)造帶上不同構(gòu)造單元聚集的原油生烴母質(zhì)原始生源構(gòu)成較為復(fù)雜。冷湖3號(hào)構(gòu)造原油中陸源有機(jī)質(zhì)可能占據(jù)主導(dǎo)地位，而冷湖5號(hào)構(gòu)造原油中低等生物藻類也作出了一定貢獻(xiàn)，冷湖4號(hào)構(gòu)造原油在生烴母質(zhì)上則介于兩者之間。這一現(xiàn)象不但表明附近生烴凹陷中發(fā)育的下侏羅統(tǒng)烴源巖原始有機(jī)質(zhì)的生源構(gòu)成復(fù)雜多變，同時(shí)也說明冷湖構(gòu)造帶原油的油源存在多樣性。

4 原油碳同位素組成和分布特征

原油的穩(wěn)定碳同位素組成主要受控于原始生烴母質(zhì)的來源和性質(zhì)，而受成熟度的影響相對(duì)較小[39]。就本文所研究原油全油碳同位素組成特征而言，冷湖構(gòu)造帶原油碳同位素組成的變化較大，其δ13C值介于-30.5‰～-25.4‰之間，平均值約為-27.14‰，顯示相對(duì)偏重的特點(diǎn)，暗示著該構(gòu)造帶上原油的原始生烴母質(zhì)生源構(gòu)成復(fù)雜多變；而馬北油田原油碳同位素組成變化明顯偏小，且相對(duì)偏輕，其δ13C值介于-29.4‰～-27.4‰之間，平均值約為-28.18‰，表明構(gòu)造上原油的原始生烴母質(zhì)生源構(gòu)成的復(fù)雜程度相對(duì)較低。鑒于輕碳同位素組成往往與低等生物藻類輸入有關(guān)，冷湖構(gòu)造帶原油相對(duì)偏重的碳同位素組成表明陸源有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)較大，而馬北油田原油相對(duì)偏輕的碳同位素組成表明藻類對(duì)此類原油的貢獻(xiàn)不可低估，這與它們的甾烷碳數(shù)組成所反映出的生源特征是一致的，顯然其內(nèi)在控制因素是烴源巖的性質(zhì)及其生源構(gòu)成。

圖9 柴北緣中、下侏羅統(tǒng)典型泥巖中甾烷、萜烷分布特征Fig.9 Distribution Characteristics of Steranes and Terpanes of Typical Middle-Lower Jurassic Mudstones in the Northern Qaidam Basin

5 烴源巖中生物標(biāo)志物分布與組成特征

柴北緣蘇參1井和冷科1井揭示了中、下侏羅統(tǒng)烴源巖(圖1)，并取有巖芯。這些烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度高(總有機(jī)碳(TOC)介于2.0%～4.0%之間)，有機(jī)質(zhì)類型屬于Ⅱ型(氫指數(shù)(HI)介于(250～350)×10-3之間)，生烴潛力較高(生烴潛量PG)介于(7.0～15.0)×10-3之間)，有機(jī)質(zhì)演化程度適中(最高熱解峰溫Tmax)介于440 ℃～450 ℃之間)，表明它們屬于生烴潛力較高的有效烴源巖。

在甾烷、萜烷分布特征上，C16～C26三環(huán)萜烷系列總體呈現(xiàn)隨碳數(shù)增加而遞減的階梯狀分布，且C24四環(huán)萜烷遠(yuǎn)較C26三環(huán)萜烷豐富，藿烷系列的分布模式基本一致，伽馬蠟烷含量明顯偏低(圖9)，這與柴北緣原油中的特征相似，與中、下侏羅統(tǒng)沉積地層形成于淡水湖沼相的地質(zhì)背景一致。相比較而言，冷科1井下侏羅統(tǒng)湖相泥巖中C19TT/C23TT值約為4.0，與冷湖構(gòu)造帶原油十分相似；而蘇參1井中侏羅統(tǒng)湖相泥巖中C19TT/C23TT值介于2.5～3.0之間，這與馬北油田原油基本一致。在甾烷碳數(shù)組成上，冷科1井下侏羅統(tǒng)湖相泥巖中C27R/C29R值介于0.40～0.50之間，而蘇參1井中侏羅統(tǒng)湖相泥巖中C27R/C29R值介于0.55～0.80之間。由此表明柴北緣下侏羅統(tǒng)湖相泥巖中藻類對(duì)生烴的貢獻(xiàn)小于中侏羅統(tǒng)湖相泥巖，這也是馬北油田原油較冷湖構(gòu)造帶原油明顯富含指示藻類貢獻(xiàn)的C27甾烷的原因，即兩套湖相泥巖在原始生烴母質(zhì)上的差異給相應(yīng)原油打上了各自源巖的印記。

由此可見，柴北緣不同構(gòu)造單元所產(chǎn)原油地球化學(xué)特征存在明顯差異，這一差異應(yīng)該源于各自的烴源巖，與柴北緣西部主要發(fā)育或殘留有下侏羅統(tǒng)沉積地層而中部主要?dú)埩粲兄匈_統(tǒng)沉積地層是分不開的。依據(jù)原油和烴源巖中生物標(biāo)志物分布與組成特征，推測馬北油田原油主要來源于中侏羅統(tǒng)湖相泥巖，而冷湖構(gòu)造帶原油則來源于下侏羅統(tǒng)湖相泥巖。

6 結(jié) 語

馬北油田原油中姥植比(低于2.0)相對(duì)偏低，伽馬蠟烷指數(shù)(0.10～0.20)相對(duì)偏高，甾烷組成中明顯富含指示藻類貢獻(xiàn)的C27甾烷，且重排甾烷含量中等，顯示出典型湖相原油的特征，這與相鄰地區(qū)發(fā)育的中侏羅統(tǒng)湖相烴源巖中生物標(biāo)志物的分布與組成特征較為相似，表明這些原油應(yīng)該主要來源于相鄰凹陷發(fā)育的中侏羅統(tǒng)湖相烴源巖。而冷湖構(gòu)造帶原油中姥植比(2.0～2.5)相對(duì)偏高，伽馬蠟烷指數(shù)(低于0.05)相對(duì)偏低，指示陸源有機(jī)質(zhì)貢獻(xiàn)的C29甾烷明顯高于指示藻類貢獻(xiàn)的C27甾烷，且重排甾烷含量相對(duì)豐富，這一系列特征均明顯有別于馬北油田原油，而與相鄰凹陷發(fā)育的下侏羅統(tǒng)湖相泥巖的生物標(biāo)志物分布與組成特征基本一致，表明它們之間應(yīng)該存在成因聯(lián)系。由此可見，盡管柴北緣發(fā)育的中、下侏羅統(tǒng)烴源巖均形成于淡水湖沼環(huán)境，但原油地球化學(xué)特征的差異表明與兩地區(qū)原油相對(duì)應(yīng)烴源巖形成的沉積有機(jī)相帶和原始生烴母質(zhì)不盡相同。

[1] 張一偉,黨玉琪,劉 震,等.柴達(dá)木盆地油氣分布基本規(guī)律[C]∥張一偉,黨玉琪,熊繼輝,等.柴達(dá)木盆地油氣勘探論文集.北京:石油工業(yè)出版社,2004:8-16.

ZHANG Yi-wei,DANG Yu-qi,LIU Zhen,et al.Basic Patterns of Oil and Gas Distribution in Qaidam Basin[C]∥ZHANG Yi-wei,DANG Yu-qi,XIONG Ji-hui,et al.Proceedings of Oil and Gas Exploration in Qaidam Basin.Beijing:Petroleum Industry Press,2004:8-16.

[2] 穆 劍,汪立群.論柴達(dá)木盆地冷湖—南八仙構(gòu)造帶的含油氣遠(yuǎn)景[J].石油學(xué)報(bào),1999,20(2):18-22.

MU Jian,WANG Li-qun.Petroliferous Prospect of Lenghu-Nanbaxian Structure Belt in Qaidam Basin[J].Acta Petrolei Sinica,1999,20(2):18-22.

[3] 汪立群,羅曉容.柴達(dá)木盆地北緣油氣成藏與勘探實(shí)踐[M].北京:石油工業(yè)出版社,2012.

WANG Li-qun,LUO Xiao-rong.Hydrocarbon Accumulation and Exploration Practice in Northern Qai-dam Basin[M].Beijing:Petroleum Industry Press,2012.

[4] 周建勛,徐鳳銀,胡 勇.柴達(dá)木盆地北緣中、新生代構(gòu)造變形及其對(duì)油氣成藏的控制[J].石油學(xué)報(bào),2003,24(1):19-24.

ZHOU Jian-xun,XU Feng-yin,HU Yong.Mesozoic and Cenozoic Tectonism and Its Control on Hydrocarbon Accumulation in the Northern Qaidam Basin of China[J].Acta Petrolei Sinica,2003,24(1):19-24.

[5] 田繼先,孫 平,張 林,等.柴達(dá)木盆地北緣山前帶平臺(tái)地區(qū)天然氣成藏條件及勘探方向[J].天然氣地球科學(xué),2014,25(4):526-531.

TIAN Ji-xian,SUN Ping,ZHANG Lin,et al.Accumulation Conditions of Natural Gas and Exploration Domains in Pingtai Area,Piedmont Zone of the North Qaidam[J].Natural Gas Geoscience,2014,25(4):526-531.

[6] 付鎖堂,張道偉,薛建勤,等.柴達(dá)木盆地致密油形成的地質(zhì)條件及勘探潛力分析[J].沉積學(xué)報(bào),2013,31(4):672-682.

FU Suo-tang,ZHANG Dao-wei,XUE Jian-qin,et al.Exploration Potential and Geological Conditions of Tight Oil in the Qaidam Basin[J].Acta Sedimentologica Sinica,2013,31(4):672-682.

[7] 付鎖堂.柴達(dá)木盆地油氣勘探潛在領(lǐng)域[J].中國石油勘探,2016,21(5):1-10.

FU Suo-tang.Potential Oil and Gas Exploration Areas in Qaidam Basin[J].China Petroleum Exploration,2016,21(5):1-10.

[8] 付鎖堂.柴達(dá)木盆地天然氣勘探領(lǐng)域[J].中國石油勘探,2014,19(4):1-10.

FU Suo-tang.Natural Gas Exploration in Qaidam Basin[J].China Petroleum Exploration,2014,19(4):1-10.

[9] 馬 峰,樂幸福,王 樸,等.柴達(dá)木盆地煤型氣成藏條件及勘探領(lǐng)域[J].中國石油勘探,2014,19(3):87-94.

MA Feng,LE Xing-fu,WANG Pu,et al.Accumulation Conditions and Exploration Domain of Coal-type Gas in Qaidam Basin[J].China Petroleum Exploration,2014,19(3):87-94.

[10] 趙 凡,孫德強(qiáng),閆存鳳,等.柴達(dá)木盆地中新生代構(gòu)造演化及其與油氣成藏關(guān)系[J].天然氣地球科學(xué),2013,24(5):940-947.

ZHAO Fan,SUN De-qiang,YAN Cun-feng,et al.Meso-cenozoic Tectonic Evolution of Qaidam Basin and Its Relationship with Oil and Gas Accumulation[J].Natural Gas Geoscience,2013,24(5):940-947.

[11] 徐 文,包建平,朱建峰，等.柴達(dá)木盆地北緣冷湖地區(qū)原油對(duì)比[J].世界地質(zhì),2012,31(2):357-364.

XU Wen,BAO Jian-ping,ZHU Jian-feng,et al.Correlation of Crude Oil from Lenghu Area in Northern Qaidam Basin[J].Global Geology,2012,31(2):357-364.

[12] WANG C Y,ZHANG M,YIN C M,et al.Relationship of Hydrocarbon and Source-rock in Nos.3-5 Tectonic Belts of the Lenghu Area,Northern Qaidam Basin[J].Mining Science and Technology,2009,19(6):796-799.

[13] 彭立才,彭小群,汪立群.柴達(dá)木盆地北緣馬北地區(qū)油源對(duì)比[J].新疆石油地質(zhì),2006,27(5):526-529.

PENG Li-cai,PENG Xiao-qun,WANG Li-qun.Oil and Source Rock Correlation in Mabei Area in Northern Margin of Qaidam Basin[J].Xinjiang Petroleum Geology,2006,27(5):526-529.

[14] 聶國振,段傳麗,詹兆文.柴達(dá)木盆地北緣馬北油田原油地球化學(xué)特征[J].內(nèi)蒙古石油化工,2007(12):285-289.

NIE Guo-zhen,DUAN Chuan-li,ZHAN Zhao-wen.Geochemical Characteristics of Crude Oils from Mabei Oilfield of Northern Qaidam Basin[J].Inner Mongolia Petrochemical Industry,2007(12):285-289.

[15] 張 輝.柴達(dá)木盆地原油地球化學(xué)特征與油源對(duì)比[D].北京：中國科學(xué)院研究生院,2004.

ZHANG Hui.The Studies of Geochemical Characteristics of Crude Oils from Qaidam Basin and Oil-rock Correlation[D].Beijing：Graduate University of Chinese Academy of Sciences,2004.

[16] 張 敏.柴達(dá)木盆地北緣油源及含油氣系統(tǒng)分析[D].北京：中國科學(xué)院研究生院,2004.

ZHANG Min.Analyses on the Oil Source and the Oil/Gas System in the North Fringe of Qaidam Basin[D].Beijing：Graduate University of Chinese Academy of Sciences,2004.

[17] 黨玉琪,胡 勇,余輝龍,等.柴達(dá)木盆地北緣石油地質(zhì)[M].北京:地質(zhì)出版社,2003.

DANG Yu-qi,HU Yong,YU Hui-long,et al.Petroleum Geology in North Qaidam Basin[M].Beijing:Geological Publishing House,2003.

[18] 王玉華,侯啟軍,孫德君,等.柴達(dá)木盆地北緣地區(qū)中新生代地層油氣生成與資源評(píng)價(jià)[M].北京:科學(xué)出版社,2004.

WANG Yu-hua,HOU Qi-jun,SUN De-jun,et al.Formation and Resource Evaluation of Petroleum and Gas of Meso-Cenozoic in Northern Qaidam Basin[M].Beijing:Science Press,2004.

[19] 曹 劍,邊立曾,胡 凱,等.柴達(dá)木盆地北緣侏羅系不同沉積環(huán)境烴源巖生物標(biāo)志物特征及其應(yīng)用[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2008,82(8):1121-1128.

CAO Jian,BIAN Li-zeng,HU Kai,et al.Biomarker Features of Jurassic Mudstone Source Rock from Different Sedimentary Environments in the Northern Qaidam Basin and Its Applications[J].Acta Geologica Sinica,2008,82(8):1121-1128.

[20] 楊永泰,張寶民,席 萍,等.柴達(dá)木盆地北緣侏羅系展布規(guī)律新認(rèn)識(shí)[J].地層學(xué)雜志,2001,25(2):154-159.

YANG Yong-tai,ZHANG Bao-min,XI Ping,et al.New Knowledge About Distribution of the Jurassic Strata Along the Northern Margin of Qaidam Basin[J].Journal of Stratigraphy,2001,25(2):154-159.

[21] 翟光明,徐鳳銀,李建青.重新認(rèn)識(shí)柴達(dá)木盆地力爭油氣勘探獲得新突破[J].石油學(xué)報(bào),1997,18(2):1-7.

ZHAI Guang-ming,XU Feng-yin,LI Jian-qing.A Reconsideration of Qaidam Basin for a Great Break-through in Oil and Natural Gas Exploration[J].Acta Petrolei Sunica,1997,18(2):1-7.

[22] PETERS K E,WALTERS C C,MOLDOWAN J M.The Biomarker Guide:Biomarkers and Isotopes in Petroleum Exploration and Earth History[M].Cambridge:Cambridge University Press,2005.

[23] 包建平,馬安來,黃光輝,等.三塘湖盆地原油地球化學(xué)特征及其成因類型[J].石油勘探與開發(fā),1999,26(4):25-29.

BAO Jian-ping,MA An-lai,HUANG Guang-hui,et al.The Origin and Geochemical Characteristics of Crude Oils from Santanghu Basin[J].Petroleum Exploration and Development,1999,26(4):25-29.

[24] 王昌桂,程克明,徐永昌,等.吐哈盆地侏羅系煤成烴地球化學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1998.

WANG Chang-gui,CHENG Ke-ming,XU Yong-chang,et al.Geochemistry of Jurassic Coal-derived Hydrocarbons of Turpan-Hami Basin[M].Beijing:Science Press,1998.

[25] 陳建平,趙長毅,王兆云,等.西北地區(qū)侏羅紀(jì)煤系烴源巖和油氣地球化學(xué)特征[J].地質(zhì)論評(píng),1998,44(2):149-159.

CHEN Jian-ping,ZHAO Chang-yi,WANG Zhao-yun,et al.Organic Geochemical Characteristics of Oil,Gas and Source Rocks of Jurassic Coal Measures in Northwestern China[J].Geological Review,1998,44(2):149-159.

[26] PHILP R P,GILBERT T D.Biomarker Distributions in Austrian Oils Predominantly Derived from Terrigenous Source Material[J].Organic Geochemistry,1986,10(1/2/3):73-84.

[27] CLACK J P,PHILP R P.Geochemical Characterization of Evaporated Carbonate Depositional Environments and Correlation of Associated Crude Oils in the Black Creek Basin,Alberta[J].CSPG Bulletin,1989,37(4):401-416.

[28] VENKATESAN M I.Tetrahymanol:Its Widespread Occurrence and Geochemical Significance[J].Geochemica et Cosmochimica Acta,1989,53(11):3095-3101.

[29] ZHU Y M,HAO F,ZOU H Y,et al.Jurassic Oils in the Central Sichuan Basin,Southwest China:Unusual Biomarker Distribution and Possible Origin[J].Organic Geochemistry,2007,38(11):1884-1896.

[30] 趙孟軍,張水昌.17α(H)-重排藿烷在塔里木盆地中的指相意義[J].石油勘探與開發(fā),2001,28(1):36-38.

ZHAO Meng-jun,ZHANG Shui-chang.The Special Sedimentary Facies Indicated by 17α(H)-diahopanes in Tarim Basin[J].Petroleum Exploration and Development,2001,28(1):36-38.

[31] 張水昌,張寶民,邊立曾,等.8億多年前由紅藻堆積而成的下馬嶺組油頁巖[J].中國科學(xué):D輯,地球科學(xué),2007,37(5):636-643.

ZHANG Shui-chang,ZHANG Bao-min,BIAN Li-zeng,et al.Xiamaling Formation Oil Shale Deposits from Red Algae in 800 Million Years Ago[J].Science in China:Series D,Earth Sciences,2007,37(5):636-643.

[32] 曹 劍,邊立曾,胡 凱,等.柴達(dá)木盆地北緣侏羅系烴源巖中發(fā)現(xiàn)底棲宏觀紅藻類生烴母質(zhì)[J].中國科學(xué):D輯,地球科學(xué),2009,39(4):474-480.

CAO Jian,BIAN Li-zeng,HU Kai,et al.Benthic Macro Red Alga:A New Possible Bio-precursor of Jurassic Source Rocks in the Northern Qaidam Basin,NW China[J].Science in China:Series D,Earth Sciences,2009,39(4):474-480.

[33] 朱揚(yáng)明,鐘榮春,蔡勛育,等.川中侏羅系原油重排藿烷類化合物的組成及成因探討[J].地球化學(xué),2007,36(3):253-260.

ZHU Yang-ming,ZHONG Rong-chun,CAI Xun-yu,et al.Composition and Origin Approach of Rearranged Hopanes in Jurassic Oils of Central Sichuan Basin[J].Geochimica,2007,36(3):253-260.

[34] 施 洋,包建平,朱翠山,等.柴達(dá)木盆地西部七個(gè)泉與咸水泉油田原油地球化學(xué)特征對(duì)比研究[J].天然氣地球科學(xué),2010,21(1):132-138.

SHI Yang,BAO Jian-ping,ZHU Cui-shan,et al.Comparative Study on Geochemistry Between Crude Oils from Qigequan and Xianshuiquan Oilfields in Western Qaidam Basin[J].Natural Gas Geoscience,2010,21(1):132-138.

[35] 任擁軍,楊景楠,邱隆偉,等.大王北洼陷烴源巖有機(jī)地球化學(xué)特征[J].高校地質(zhì)學(xué)報(bào),2010,16(1):63-72.

REN Yong-jun,YANG Jing-nan,QIU Long-wei,et al.Organic Geochemical Characteristics of Source Rocks in Dawangbei Subsag[J].Geological Journal of China Universities,2010,16(1):63-72.

[36] 陳小慧,張 敏,祁 靈.利用芳烴參數(shù)探討塔里木盆地庫車坳陷原油中高豐度重排藿烷類的成因[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2017,17(3):196-202.

CHEN Xiao-hui,ZHANG Min,QI Ling.Using Aromatic Paramaters to Study the Origin of High Abundance of Rearranged Hopanes in Crude Oils in Kuche Depression,Tarim Basin[J].Science Technology and Engineering,2017,17(3):196-202.

[37] 包建平,劉玉瑞,朱翠山,等.北部灣盆地邁陳凹陷徐聞X1井油氣地球化學(xué)特征[J].天然氣地球科學(xué),2006,17(3):300-304.

BAO Jian-ping,LIU Yu-rui,ZHU Cui-shan,et al.The Geochemical Properties of Natural Gas and Crude Oil from Xuwen X1 Well,Maichen Sag,Beibuwan Basin[J].Natural Gas Geoscience,2006,17(3):300-304.

[38] 張 敏,林壬子,梅博文.油藏地球化學(xué):塔里木盆地庫車含油氣系統(tǒng)研究[M].重慶:重慶大學(xué)出版社,1997.

ZHANG Min,LIN Ren-zi,MEI Bo-wen.Reservoir Geochemistry:Approach to Kuche Petroleum System of Tarim Basin,China[M].Chongqing:Chongqing University Press,1997.

[39] GALIMOV E M.Isotope Organic Geochemistry[J].Organic Geochemistry,2006,37(10):1200-1262.

ComparisonsofGeochemicalCharacteristicsofCrudeOilsfromLenghuStructureZoneandMabeiOilfieldintheNorthernQaidamBasin

WANG Zhi-feng1,2, BAO Jian-ping1,2

(1. Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas Resources of Ministry of Education, Yangtze University, Wuhan 430100, Hubei, China; 2. College of Resources and Environment, Yangtze University, Wuhan 430100, Hubei, China)

The distributions and compositions of biomarkers of 26 samples of crude oils from Lenghu structure zone and Mabei oilfield in the northern Qaidam Basin were analyzed. The results show that the crude oil from Mabei oilfield is characterized by relatively lower Pr/Ph (<2.0) and higher gammacerane index (0.10-0.20), and rich in C27steranes relative to C29steranes together with elevated diasteranes, suggesting that the oil should be derived from Middle Jurassic lacustrine mudstones in adjacent hydrocarbon-generating sag; however, for the crude oil from Lenghu structure zone, the Pr/Ph (2.0-2.5) is relatively higher, and gammacerane index (<0.05) is lower, and C29steranes surpass C27homologues. These characteristics might reveal that they are generated by lower Jurassic lacustrine mudstones.

biomarker; Pr/Ph; terpane; sterane; gammacerane; crude oil correlation; Jurassic; Qaidam Basin

P618.13；TE122

A

2017-05-04

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41272169，41772119)

王志峰(1992-)，男，湖北仙桃人，理學(xué)碩士研究生，E-mail:wongchifung@126.com。

包建平(1962-)，男，江蘇張家港人，教授，博士研究生導(dǎo)師，工學(xué)博士，E-mail：bjp405@163.com。

1672-6561(2017)05-0683-12