油源對(duì)比方法簡(jiǎn)介及鄂爾多斯盆地長(zhǎng)9油源研究現(xiàn)狀

任帥鋒，康 昱，夏小雨

(西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安710000)

所謂油源對(duì)比，其根本是采用有機(jī)地球化學(xué)相關(guān)原理，在大量參數(shù)中選取適合的指標(biāo)來研究油－油、油－巖、油－氣、氣－氣、氣－巖等之間的關(guān)系［1］。選取合適的油源對(duì)比方法，對(duì)于了解油源關(guān)系，了解油氣成藏條件和成藏過程具有重要意義。鄂爾多斯盆地中生界石油資源十分豐富。前人根據(jù)沉積旋回特征，將延長(zhǎng)組自上而下劃分為長(zhǎng)1－長(zhǎng)10共10個(gè)油層組［2］。長(zhǎng)9油層組的古地理特征及沉積格局與整個(gè)晚三疊世延長(zhǎng)組沉積期基本相似，但由于處于盆地發(fā)育、演化的早期階段，因此也有其特殊性，主要表現(xiàn)于湖盆發(fā)展鼎盛時(shí)期(長(zhǎng)7油層組沉積期)的分布面積大于長(zhǎng)9組沉積期的穩(wěn)定湖域面積［3］。延長(zhǎng)組長(zhǎng)7湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖是鄂爾多斯盆地主力油源巖［4－6］。最近長(zhǎng)9湖相黑色泥頁巖烴源巖的發(fā)現(xiàn)，以及與長(zhǎng)9烴源層相鄰的長(zhǎng)8至長(zhǎng)9特低滲透儲(chǔ)集層中好的油氣顯示和工業(yè)油流井的獲得，預(yù)示長(zhǎng)9烴源巖可能在油氣聚集中起著重要的作用。進(jìn)一步查明長(zhǎng)9湖相黑色泥頁巖烴源巖的分布范圍，并通過地球化學(xué)參數(shù)的對(duì)比，厘定油－源關(guān)系，對(duì)于盆地的中生界石油勘探具有重要意義。

1 油源對(duì)比方法簡(jiǎn)介

油源對(duì)比是指利用有機(jī)地球化學(xué)相關(guān)原理，選取適當(dāng)?shù)膮?shù)指標(biāo)進(jìn)行油源關(guān)系研究。通常認(rèn)為，干酪根降解產(chǎn)生的一部分油氣殘留于烴源巖中，而另一部分通過運(yùn)移在儲(chǔ)層中聚集或者逸散，因此烴源巖與源于該層系的油氣之間的化學(xué)組成必然存在一定程度地相似性，從而判斷其親緣關(guān)系。油源對(duì)比對(duì)于認(rèn)識(shí)油氣的成因類型、估算資源潛力和明確勘探方向具有指導(dǎo)意義。

1．1 族組分指標(biāo)對(duì)比方法

族組分指標(biāo)對(duì)比法是指利用飽和烴/芳烴比值和組分百分含量等指標(biāo)的不同來判別油源關(guān)系。由于生油母質(zhì)性質(zhì)和生化組成的不同，原油族組分組成有較大差異，常被用于油－油的初步對(duì)比。

1．2 碳同位素分布對(duì)比方法

利用不同成因的石油間碳同位素的組成差異可以判別油－源的親緣關(guān)系。影響石油的碳同位素組成的主要因素包括:環(huán)境、生化反應(yīng)和演化程度等，目前在干酪根、氯仿瀝青“A”組分和飽和烴單烴中碳同位素的應(yīng)用較為普遍。由于碳同位素的分餾效應(yīng)，在油－源的對(duì)比中碳同位素間偏離程度的把握難度較大，除此之外，在疊合盆地中碳酸鹽含量的降低、淡水有機(jī)相油氣混入到咸水有機(jī)相油氣中、陸生來源油氣混入海相油氣都會(huì)使δ13C變輕，都會(huì)對(duì)加油－源關(guān)系的判定產(chǎn)生影響。

1．3 生物標(biāo)志化合物對(duì)比方法

生物標(biāo)志化合物對(duì)比法是指通過對(duì)烴源巖和原油的生物標(biāo)志化合物參數(shù)對(duì)比，來判斷烴源巖和原油之間的是否具有親緣關(guān)系從而確定油源關(guān)系。來自于生物體內(nèi)的化合物作以干酪根的形式保存于地層中并且在熱演化的過程中得以保留下來的生物化合物是油源對(duì)比的重要指標(biāo)。具有親緣關(guān)系的烴源巖和原油之間在化合物組成和分布上必然存在一定的相似性［7－8］，這種相似性不但能夠直接體現(xiàn)在色譜或色質(zhì)譜圖上，在目測(cè)的基礎(chǔ)上就可以簡(jiǎn)單判別兩者的關(guān)系［9］;其次，這種相似性可以通過具有地質(zhì)意義的參數(shù)相對(duì)豐度來判別，選取反映沉積有機(jī)質(zhì)沉積環(huán)境參數(shù)，如 ααα－20RC27/ααα－20RC29;或反映沉積有機(jī)質(zhì)成熟度參數(shù)，如αααC29甾烷20S/(20S+20R)、C29甾烷 ββ/(ββ +αα) 、C31藿烷22S/(22S+22R)等;或反映沉積有機(jī)質(zhì)類型參數(shù)，如伽瑪蠟烷/αβC30藿烷［7，10－11］，疊合盆地中存在多源供烴、多期次運(yùn)移、多期次改造等較為復(fù)雜的影響因素［12］，利用單一生物化合物參數(shù)很難做到全面把握、準(zhǔn)確對(duì)比油源，所以多參數(shù)全面對(duì)比才會(huì)取得更為準(zhǔn)確的油－源關(guān)系。

2 鄂爾多斯盆地長(zhǎng)9油源關(guān)系研究現(xiàn)狀

以往研究表明，延長(zhǎng)組長(zhǎng)7湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖是鄂爾多斯盆地主力油源巖［13］，近些年在鄂爾多斯盆地東部發(fā)現(xiàn)較厚的長(zhǎng)91湖相暗色泥巖烴源巖且有較好的生油潛力，并且在靠近長(zhǎng)9烴源巖的長(zhǎng)8－長(zhǎng)9儲(chǔ)集層發(fā)現(xiàn)了較好的工業(yè)油流井，部分地區(qū)已經(jīng)投入開發(fā)中，說明長(zhǎng)91烴源巖可能為鄰近的儲(chǔ)集層提供油源。

2．1 鄂爾多斯盆地長(zhǎng)9烴源巖分布及評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀

鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7至長(zhǎng)8烴源巖沉積環(huán)境為半深湖至深湖，包括泥巖、碳質(zhì)泥巖及泥頁巖，其烴源巖的TOC含量高，特別是長(zhǎng)7油層組的烴源巖TOC含量為本區(qū)最高;烴源巖母質(zhì)類型主要為以混合型，并且長(zhǎng)7油層組最好，長(zhǎng)8次之;烴源巖有機(jī)質(zhì)均已成熟。據(jù)以往的研究，長(zhǎng)9暗色泥巖烴源巖主要在盆地東部的志丹南部富縣－古峰莊一線發(fā)育，其中在志丹南部地區(qū)最厚可達(dá)20多米，向西北方向延姬塬、古峰莊一帶厚度逐漸變?。?4－15］(如圖1)。長(zhǎng)9暗色泥巖烴源巖累計(jì)厚度大于6 m的分布面積大約為4336 km2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于長(zhǎng)7烴源巖分布［13］。長(zhǎng)9烴源巖主要為灰黑至黑色泥巖、頁巖，發(fā)育環(huán)境為淺湖至半深湖［16］。根據(jù)長(zhǎng)慶研究，長(zhǎng)9烴源巖最為發(fā)育的志丹南部地區(qū)長(zhǎng)9暗色泥巖烴源巖有機(jī)碳含量平均高達(dá)5．03%;有機(jī)質(zhì)類型為腐泥－腐殖型;Ro基本分布在0．68% ～1．19%之間，達(dá)到成熟至高成熟階段［13，17］。因此，在盆地的東部特別是志丹地區(qū)長(zhǎng)9暗色泥巖有能力為其鄰近的儲(chǔ)集層提供油源。

圖1 鄂爾多斯盆地長(zhǎng)9烴源巖厚度［14］

2．2 鄂爾多斯盆地長(zhǎng)9原油地球化學(xué)特征

李相博、劉顯陽等［18］根據(jù)原油地球化學(xué)特征將鄂爾多斯盆地長(zhǎng)9原油劃分為2大類(見表1)。

表1 鄂爾多斯盆地長(zhǎng)9原油地化參數(shù)特征

第Ⅰ類原油主要分布于姬塬和隴東地區(qū)，其地球化學(xué)特征為:C3017α(H)－重排藿烷含量遠(yuǎn)小于 C30藿烷含量;ααα20R C27、C28、C29 甾烷(簡(jiǎn)稱 C27、C28、C29)呈“L”型分布。第Ⅱ類原油主要分布于隴東地區(qū)，其地球化學(xué)特征為:C3017α(H) －重排藿烷含量高 ααα20R C27、C28、C29甾烷分布呈“L”型并且ααα20R C27甾烷略占優(yōu)勢(shì)。

2．3 鄂爾多斯盆地長(zhǎng)9油源關(guān)系

鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7油層組和長(zhǎng)9油層組的烴源巖沉積環(huán)境均為湖相沉積，所以長(zhǎng)7油層組和長(zhǎng)9油層組的烴源巖具有相似的生標(biāo)化合物，從而給油源對(duì)比增加了難度。然而，由于長(zhǎng)7油層組與長(zhǎng)9油層組烴源巖的沉積以及成巖氧化還原環(huán)境存在明顯差異，因此，可以選取特定的生物標(biāo)志化合物參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行油源關(guān)系分析。為了進(jìn)行油源對(duì)比，段毅、劉顯陽和李相博等對(duì)鄂爾多斯盆地不同地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)9原油和長(zhǎng)7至長(zhǎng)9潛在烴源巖進(jìn)行了生物標(biāo)志化合物分析［18－19］，研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)9的Ⅰ類原油與長(zhǎng)7的泥巖、油頁巖烴源巖都具有C3017α(H)－重排藿烷含量很低，C30藿烷含量較高的特點(diǎn)［20］，說明長(zhǎng)9油層組的Ⅰ類原油與長(zhǎng)7油層組的烴源巖具有較好的親緣關(guān)系;而長(zhǎng)9油層組的暗色泥巖烴源巖與長(zhǎng)9的Ⅱ類原油都具有C3017α(H)－重排藿烷含量高的特征［20］，說明長(zhǎng)9油層組的Ⅱ類原油與長(zhǎng)9油層組的烴源巖具有較好的親緣關(guān)系。

通過對(duì)比鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)9油層組原油和烴源巖的生標(biāo)化合物特征發(fā)現(xiàn):在志丹及志丹南部地區(qū)長(zhǎng)9油層組具有較好的生烴潛力，為該地區(qū)長(zhǎng)9儲(chǔ)集層提供油源，部分地區(qū)的長(zhǎng)9儲(chǔ)集層是長(zhǎng)7和長(zhǎng)9油層組共同提供油源。其他區(qū)域很少發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)9烴源巖大量供烴現(xiàn)象，其油源絕大部分都來自長(zhǎng)7烴源巖。油源對(duì)比的結(jié)果與長(zhǎng)9油層組烴源巖的發(fā)育范圍有很好的匹配關(guān)系。

3 結(jié)論

(1)油源對(duì)比是一項(xiàng)油氣地質(zhì)上經(jīng)常使用的技術(shù)，最常用的方法為生物標(biāo)志化合物對(duì)比，依據(jù)不同情況選取不同的生標(biāo)參數(shù)，多重參數(shù)相結(jié)合才能更準(zhǔn)確的判定油源關(guān)系。

(2)鄂爾多斯盆地長(zhǎng)9油層組烴源巖在志丹南部富縣地區(qū)最為發(fā)育，最大厚度達(dá)20 m以上，有機(jī)質(zhì)豐度較高，生烴能力強(qiáng)。延西北方向古峰莊一帶發(fā)育，其厚度逐漸變小，烴源巖逐漸變差。

(3)目前研究發(fā)現(xiàn)鄂爾多斯盆地志丹及其鄰近地區(qū)長(zhǎng)9油層組的原油有長(zhǎng)9油層組的烴源巖貢獻(xiàn)，其它地區(qū)絕大部分為長(zhǎng)7油層組的烴源巖貢獻(xiàn)，這與鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)9油層組烴源巖分布是一致的。