準噶爾盆地腹部石南31井白堊系油氣成因與運移方向

陳世加，展 燕，路俊剛，陸林超，陳 雪，王 熠

(西南石油大學，成都 610500)

石南31井油藏位于準噶爾盆地腹部石南21井侏羅系油田以南、石西油氣田以北(圖1)，是石南地區繼石南21井侏羅系頭屯河組油藏之后的又一重大發現。發現井為石南31井，層位為白堊系清水河組。石南31井油氣藏發現以前，石南地區的油氣勘探是建立在油氣沿梁(北東向構造)運移聚集的基礎上進行的，認為盆1井西凹陷二疊系源巖生成的油氣先沿油源斷裂垂向運移到侏羅系，該區油氣勘探也是沿北東向構造進行的。2004年發現石南31井白堊系油氣藏后，認識到石南地區油氣不僅存在北東向運移，而且還存在南北向運移。

本文采用全烴地球化學方法，通過與石西油田石炭系和侏羅系油氣的對比，指出石南31井白堊系油氣成因、來源及運移方向，闡明石南31井白堊系油氣運移及成藏模式。

1 油氣成因

1.1 原油物性

石南31井白堊系(K1q)原油密度略高于石西油田石炭系和侏羅系儲層原油，但比北面石南21井侏羅系頭屯河組原油密度低， 介于石西油田和石南21井油田原油密度之間(圖2)。

圖1 準噶爾盆地腹部石南31井位置

圖2 準噶爾盆地腹部原油物性對比

1.2 天然氣碳同位素

石南31井白堊系天然氣乙烷碳同位素為-25.0‰～-26.6‰，甲烷碳同位素為-33.6‰～-35.3‰，既不同于西北緣二疊系風城組來源的天然氣，也不同于南緣侏羅系及東部五彩灣地區石炭系腐殖型源巖生成的天然氣，屬于偏腐殖型天然氣(圖3)。盆1井西凹陷二疊系烏爾禾組烴源巖為偏腐殖型有機質[1-2]，因此石南31井白堊系天然氣應來自二疊系烏爾禾組源巖，其中氣油比高的天然氣甲烷碳同位素更重，最重為-33.6‰，應為高成熟天然氣[3-4]。

1.3 原油輕烴

不同類型有機質來源的油，輕烴(C4—C7)組成特征不同。腐殖型有機質來源的油，甲基環己烷的含量一般高于50%[5]，而腐泥型有機質來源的油甲基環己烷的含量則低于50%，因此根據C7化合物相對含量可對原油的成因進行分類。

圖3 準噶爾盆地不同類型天然氣碳同位素對比

石南31井區白堊系原油的甲基環己烷豐度較高，與石西油田侏羅系原油相似，但不同于石西石炭系及西北緣典型二疊系風城組來源的腐泥型原油，也不同于南緣地區侏羅系來源腐殖型原油，屬于偏腐殖型來源的油(圖4)，應來自二疊系烏爾禾組源巖。

圖4 準噶爾盆地腹部原油輕烴對比MCC6.甲基環己烷；DMCC5.二甲基環己烷；nC7.正庚烷

圖5 準噶爾盆地腹部原油輕烴庚烷值和異庚烷值變化庚烷值H=正庚烷/(環己烷—甲基環己烷之間的餾出物)×100異庚烷值I=(2-甲基己烷+3-甲基己烷)/(順-1,3+反-1,3+反-1,2)-二甲基環戊烷

圖5是石南31井周緣原油庚烷值和異庚烷值分布圖。按Thompson(1983)[5]成因分類，石南31井白堊系原油輕烴屬于成熟原油。在成因分類圖上，與西北緣二疊系風城組來源的油不同(圖5)。

1.4 生物標志化合物

1.4.1 原油Pr/Ph比值不同

Pr/Ph比值大小可反映源巖的沉積環境。石南31井白堊系原油的Pr/Ph比值與石西油田侏羅系原油相似，而與石西油田石炭系的原油不同，前者Pr/Ph高于1.20，后者低于1.20，說明石南31井區白堊系的原油與石炭系原油在成因上存在差異(圖6)，分別來自不同沉積環境的源巖。

圖6 準噶爾盆地腹部石南31井白堊系與石西油田的原油Pr/Ph與Pr/nC17對比

1.4.2 原油β-胡蘿卜烷和三環萜烷

石南31井白堊系原油β-胡蘿卜烷的豐度低，與二疊系烏爾禾組源巖生成的油相似。根據前人研究報道，二疊系烏爾禾組源巖生成的油β-胡蘿卜烷的豐度低，而風城組來源的油β-胡蘿卜烷的豐度高[1]。石西油田石炭系原油β-胡蘿卜烷的豐度高，與西北緣二疊系風城組來源的油相似(圖7)。

圖7 準噶爾盆地石南31井和石西油田石炭系原油色質圖

石南31井區白堊系原油三環萜烷以C21為主峰，與石西油田石南44井白堊系原油相似，與石西油田石002井石炭系原油不同，后者以C23為主峰(圖7)，也反映原油的來源不同。

以上分析表明，雖然石南31井白堊系原油與石西石炭系原油物性相似，但來源不同，前者來源于二疊系的烏爾禾組，后者來自風城組源巖。

1.4.3 原油25-降藿烷

石南31井白堊系原油中25-降藿烷十分明顯(圖8)，但正構烷烴分布完整(圖7)。石南31井白堊系原油存在25-降藿烷，說明原油曾遭受過生物降解[7-11]，但正構烷烴分布完整(圖7)，說明存在2期油氣的混合。石西1井侏羅系原油也存在25-降藿烷(圖8)，因此石南31井白堊系降解油很可能來自石西油田侏羅系儲層，它與后期高成熟油氣混合形成現有油氣分布特征。

2 油氣運移成藏模式

由于石南31井區白堊系的原油與石西油田石炭系原油在物性上存在相似性，因此有人提出石南31井白堊系原油是由石西油田石炭系儲層油氣隨第三系地層整體向南掀斜，石炭系的油氣向北調整運移到石南31井區白堊系儲層。通過對比發現石南31井區白堊系原油與南面石西油田石炭系的原油成因不同，說明石南31井白堊系原油雖然來自南面，但不是來自石西石炭系儲層油氣轉移的結果，即油氣沒有進入石西油田石炭系儲層，而是從石西油田的外圍直接通過斷裂垂向運移到侏羅系或白堊系儲層，然后再運移到石南31井區白堊系儲層(圖9)。運移過程中與石西侏羅系降解原油混合，形成現有的油氣分布特征。

圖8 準噶爾盆地石西石炭系與石南31白堊系原油萜烷對比

圖9 準噶爾盆地腹部石南31井成藏模式

石南31井區和石西油氣田的外圍斷裂上的侏羅系和白堊系圈閉，不僅可捕獲南北向運移的來自烏爾禾組晚期的高成熟油氣，而且還可捕獲由石西油田白堊系或侏羅系向北轉移的成熟油氣，具有較好的勘探前景。

3 結論

1)石南31井白堊系原油與南面石西油田侏羅系原油成因一致，均為高成熟油氣，而與石炭系的原油成因不同，前者主要來自二疊系的烏爾禾組源巖，后者主要來自風城組源巖，說明石南31井白堊系的油氣不是從石西油田石炭系轉移而來，而是通過石西油田外圍斷裂運移而來。

2)石南31井為高成熟油與生物降解油混合的結果。第三系烏爾禾組源巖生成的高成熟油氣先沿油源斷裂運移到侏羅系或白堊系儲層，然后順層或沿斷裂運移到石南31井白堊系。由于受喜山期構造的影響，盆地整體向南掀斜，先期聚集在白堊系及侏羅系儲層遭生物降解的原油向北調整，與晚期高成熟油氣混合，形成石南31井白堊系油氣藏。

3)石南31井區與石西油氣田外圍斷裂帶上的侏羅系和白堊系圈閉，可捕獲南北向運移的來自烏爾禾組晚期的成熟和高成熟油氣，具有良好的勘探前景。

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