準噶爾盆地白家海凸起 阜北斜坡區油氣運移示蹤分析

(油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學）長江大學地球科學院，湖北 荊州434023）

覃 毅(渤海鉆探第一固井公司，河北 任丘062552）

付 歡(油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學）；長江大學地球科學院，湖北 荊州434023）

油氣運移作為油氣成藏鏈上的重要環節，是研究油氣生、排、聚、保的連接紐帶。近年來，隨著地球化學、流體包裹體、地球物理及數值模擬技術的發展，流體活動與油氣運移的示蹤研究取得了較大進展[1-2]，國內外很多學者從不同角度對此進行過系統的綜述和探討[3-4]。前人對白家海凸起油氣的油源做了很多的研究[5-6]，但對該區域的油氣運移路徑的研究相對薄弱。用含氮化合物來示蹤油氣運移是最常用的指標，但研究區未做相關的樣品分析，因此，筆者綜合運用原油物性和各種生物標志化合物指標，從宏觀上分析區域油氣運移的方向和趨勢。

1 地質背景

準噶爾盆地東部勘探面積約2．35×104km2，自20世紀80年代恢復勘探以來，相繼發現了火燒山、北三臺、三臺、彩南、五彩灣、沙南等多個油氣田，含油層組達11個，已成為盆地重要的產油區。白家海凸起區位于準噶爾盆地中央隆起帶東段，為中央坳陷東部一個北東向展布的三級正向構造單元。白家海凸起南面為阜康凹陷，北面為東道海子北凹陷，東北面為五彩灣凹陷，東南以沙西斷裂為界與沙奇凸起和沙帳斷褶帶相鄰，西面與莫索灣、莫北凸起緊鄰。阜北斜坡區位于白家海凸起東南，西南向阜康凹陷過渡，東靠沙西-沙南隆起。

研究區存在東道海子和阜康2個主要的生烴凹陷，發育二疊系、三疊系、侏羅系等多套烴源巖，油氣資源較為豐富，而與2個凹陷相鄰的白家海凸起和與阜康凹陷相接的沙北油田很顯然是油氣運移的有利區。白家海凸起的侏羅系原油主要來自二疊系和侏羅系烴源巖，沙北油田侏羅系原油主要是侏羅系烴源巖的貢獻，在該區開展油氣運移特征研究，對于深化該地區的油氣精細勘探，具有重要理論意義和實際價值。

2 油氣運移示蹤原理

油氣運移示蹤研究的本質在于判識油氣在流動過程中，油(氣）-水-巖相互反應所導致的各種有機與無機地球化學反應響應[7]。許多學者認為原油組分、原油同位素、原油飽和烴生物標志化合物、芳烴生物標志化合物、中性含氮化合物、儲層流體包裹體以及無機地球化學元素等均可作為判識油氣運移的重要指標。由于白家海凸起-阜北斜坡區油氣成藏具有 “多灶、多源、多期”的特點，研究油氣的運移特征較為復雜，需要綜合考慮各項因素?；谪S富的化驗資料，筆者主要采用原油組分、原油碳同位素、原油飽和烴生物標志化合物和芳烴生物標志化合物等指標對該區侏羅系油氣運移進行綜合的研究。

3 油氣運移分析

3．1 原油的物理性質

圖1 研究區侏羅系原油密度等值線圖

根據研究區已有探井的試油數據，發現白家海凸起地區原油侏羅系密度最小為0．7488g／cm3，最大為 0．8598g／cm3，粘度分布范圍0．6～15．1mPa·s；沙北油田原油密度在0．80g／cm3左右，粘度大約為1．90mPa·s。在白家海凸起部位，油氣主要沿斷裂運移，受氧化作用的影響，原油的密度隨運移距離的增加而變大。平面上，c31井區的原油密度的變化范圍較大，可能是油氣來自多個方向的因素所致，但原油密度從西到東總體上是一個增大的趨勢，即隨著運移距離的增加，原油密度從c31井區到彩南油田再到c8井區逐漸增大。從阜北斜坡到沙北油田，距離阜康凹陷的生烴中心近原油密度較大，大多在0．81g／cm3以上，而距離阜康凹陷的生烴中心遠的沙北油田的原油密度較小，基本上為0．80g／cm3（見圖1）。原油粘度分布規律和密度相似，在凸起部位，在c31井區粘度變化較大0．87～3．83mPa·s，彩南油田2．07～3．85mPa·s，c8井區為5．66mPa·s以上；從阜北斜坡到沙北油田原油粘度減少。

3．2 原油組分及碳同位素

油氣在在運移過程中，由于化學組分的改變，引起同位素分餾，瀝青質、非烴和芳烴減少，而飽和烴含量會相對增加，原油的δ13C同位素值在運移過程中會降低[8]。由c31井區到彩南油田再到c8井區，原油飽和烴、非烴含量即呈現這種趨勢。c31井區原油飽和烴含量為40．7%～87．32%，平均值為74．91%，非烴含量為0．55%～16．32%，平均值為5．45%；彩南油田飽和烴含量為64．01%～89．96%，平均值為75．00%，非烴含量為2．41%～15．89%，平均值為4．88%；c26井飽和烴含量為76．58%，非烴含量為3．59%。從阜康凹陷到斜坡區再到白家海凸起的構造高點，從f11井(65．16%）到f7井(67．58%）再到c31井區(74．91%）飽和烴逐漸增加。從阜康凹陷到沙北油田，飽和烴含量從f11（65．16%）到s19井(81．96%）再到s21井(87．97%）逐漸增加，非烴含量逐漸減少。原油碳同位素值從c31井區到彩南油田再到c8井區在逐漸的減低(見圖2）。而在阜北斜坡區，原油的δ13C同位素值從f11井(-26．75‰）到f16井(-27．25‰）和f11井(-26．75‰）到f2井(-27．52‰）也在減小，說明油氣從阜康凹陷向白家海凸起運移的趨勢。

圖2 原油碳同位素運移效應圖

3．3 芳烴化合物

芳烴的甲基菲系列中9-甲基菲比其他異構體更容易運移[9]。筆者運用9-甲基菲／1-甲基菲來判斷油氣運聚的方向。在c31井區，由c36井到c34井再到c31井，9-甲基菲／1-甲基菲逐漸增加；而從c502井到c45井再到c31井，9-甲基菲／1-甲基菲也逐漸增加，說明c31井區的油氣有東道海子凹陷烴源巖的貢獻。從c31井區-彩南油田-c8井區，9-甲基菲／1-甲基菲由c31井到cc2井(2．21）再到c8井(2．83）也在逐漸增加，反映了油氣大的運移方向(見圖3）。

圖3 原油芳烴9-甲基菲／1-甲基菲等值線圖

3．4 三環萜烷／17α（H）-藿烷和重排甾烷／規則甾烷

三環萜烷是原油中最常見的組分之一，它的抗生物降解的能力較強。重排甾烷抗生物降解的能力也較強，重排甾烷要比規則甾烷穩定，它們可以作為油氣運移的參數。從研究工區不同區塊的這2個參數的分布可以看出(見表1），c31井區的成熟度最高，彩南油田的次之，c8井區的成熟度較低。因此可以大致判斷油氣由西向東北運移。

表1 研究區侏羅系原油成熟度值分布

4 結 論

1）綜合原油密度、原油粘度、原油組分、原油碳同位素以及芳烴生物標志化合物等地化指標分析，說明油氣來自南面的阜康凹陷和北面的東道海子凹陷，與油源對比的結果相符，同時在c31井區有多個運移方向，即c36到c31井區，c49到c31井區和阜康凹陷到c31井區，也是白家海凸起上原油為混源的一個原因。

2）通過綜合分析，在白家海凸起部位上，油氣運移的主體方向為自西向東北向，即油氣從c31井區到彩南油田再到c8井區。沙北油田的油氣從阜康凹陷運移上去。

3）生物標志化合物分析對油氣運移的應用具有一定的可靠性，盡量選擇受環境因素影響較小的生物標志化合物。

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