准噶尔盆地腹部石南31井白垩系油气成因与运移方向

陈世加，展 燕，路俊刚，陆林超，陈 雪，王 熠

(西南石油大学，成都 610500)

石南31井油藏位于准噶尔盆地腹部石南21井侏罗系油田以南、石西油气田以北(图1)，是石南地区继石南21井侏罗系头屯河组油藏之后的又一重大发现。发现井为石南31井，层位为白垩系清水河组。石南31井油气藏发现以前，石南地区的油气勘探是建立在油气沿梁(北东向构造)运移聚集的基础上进行的，认为盆1井西凹陷二叠系源岩生成的油气先沿油源断裂垂向运移到侏罗系，该区油气勘探也是沿北东向构造进行的。2004年发现石南31井白垩系油气藏后，认识到石南地区油气不仅存在北东向运移，而且还存在南北向运移。

本文采用全烃地球化学方法，通过与石西油田石炭系和侏罗系油气的对比，指出石南31井白垩系油气成因、来源及运移方向，阐明石南31井白垩系油气运移及成藏模式。

1 油气成因

1.1 原油物性

石南31井白垩系(K1q)原油密度略高于石西油田石炭系和侏罗系储层原油，但比北面石南21井侏罗系头屯河组原油密度低， 介于石西油田和石南21井油田原油密度之间(图2)。

图1 准噶尔盆地腹部石南31井位置

图2 准噶尔盆地腹部原油物性对比

1.2 天然气碳同位素

石南31井白垩系天然气乙烷碳同位素为-25.0‰～-26.6‰，甲烷碳同位素为-33.6‰～-35.3‰，既不同于西北缘二叠系风城组来源的天然气，也不同于南缘侏罗系及东部五彩湾地区石炭系腐殖型源岩生成的天然气，属于偏腐殖型天然气(图3)。盆1井西凹陷二叠系乌尔禾组烃源岩为偏腐殖型有机质[1-2]，因此石南31井白垩系天然气应来自二叠系乌尔禾组源岩，其中气油比高的天然气甲烷碳同位素更重，最重为-33.6‰，应为高成熟天然气[3-4]。

1.3 原油轻烃

不同类型有机质来源的油，轻烃(C4—C7)组成特征不同。腐殖型有机质来源的油，甲基环己烷的含量一般高于50%[5]，而腐泥型有机质来源的油甲基环己烷的含量则低于50%，因此根据C7化合物相对含量可对原油的成因进行分类。

图3 准噶尔盆地不同类型天然气碳同位素对比

石南31井区白垩系原油的甲基环己烷丰度较高，与石西油田侏罗系原油相似，但不同于石西石炭系及西北缘典型二叠系风城组来源的腐泥型原油，也不同于南缘地区侏罗系来源腐殖型原油，属于偏腐殖型来源的油(图4)，应来自二叠系乌尔禾组源岩。

图4 准噶尔盆地腹部原油轻烃对比MCC6.甲基环己烷；DMCC5.二甲基环己烷；nC7.正庚烷

图5 准噶尔盆地腹部原油轻烃庚烷值和异庚烷值变化庚烷值H=正庚烷/(环己烷—甲基环己烷之间的馏出物)×100异庚烷值I=(2-甲基己烷+3-甲基己烷)/(顺-1,3+反-1,3+反-1,2)-二甲基环戊烷

图5是石南31井周缘原油庚烷值和异庚烷值分布图。按Thompson(1983)[5]成因分类，石南31井白垩系原油轻烃属于成熟原油。在成因分类图上，与西北缘二叠系风城组来源的油不同(图5)。

1.4 生物标志化合物

1.4.1 原油Pr/Ph比值不同

Pr/Ph比值大小可反映源岩的沉积环境。石南31井白垩系原油的Pr/Ph比值与石西油田侏罗系原油相似，而与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，说明石南31井区白垩系的原油与石炭系原油在成因上存在差异(图6)，分别来自不同沉积环境的源岩。

图6 准噶尔盆地腹部石南31井白垩系与石西油田的原油Pr/Ph与Pr/nC17对比

1.4.2 原油β-胡萝卜烷和三环萜烷

石南31井白垩系原油β-胡萝卜烷的丰度低，与二叠系乌尔禾组源岩生成的油相似。根据前人研究报道，二叠系乌尔禾组源岩生成的油β-胡萝卜烷的丰度低，而风城组来源的油β-胡萝卜烷的丰度高[1]。石西油田石炭系原油β-胡萝卜烷的丰度高，与西北缘二叠系风城组来源的油相似(图7)。

图7 准噶尔盆地石南31井和石西油田石炭系原油色质图

石南31井区白垩系原油三环萜烷以C21为主峰，与石西油田石南44井白垩系原油相似，与石西油田石002井石炭系原油不同，后者以C23为主峰(图7)，也反映原油的来源不同。

以上分析表明，虽然石南31井白垩系原油与石西石炭系原油物性相似，但来源不同，前者来源于二叠系的乌尔禾组，后者来自风城组源岩。

1.4.3 原油25-降藿烷

石南31井白垩系原油中25-降藿烷十分明显(图8)，但正构烷烃分布完整(图7)。石南31井白垩系原油存在25-降藿烷，说明原油曾遭受过生物降解[7-11]，但正构烷烃分布完整(图7)，说明存在2期油气的混合。石西1井侏罗系原油也存在25-降藿烷(图8)，因此石南31井白垩系降解油很可能来自石西油田侏罗系储层，它与后期高成熟油气混合形成现有油气分布特征。

2 油气运移成藏模式

由于石南31井区白垩系的原油与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井白垩系原油是由石西油田石炭系储层油气随第三系地层整体向南掀斜，石炭系的油气向北调整运移到石南31井区白垩系储层。通过对比发现石南31井区白垩系原油与南面石西油田石炭系的原油成因不同，说明石南31井白垩系原油虽然来自南面，但不是来自石西石炭系储层油气转移的结果，即油气没有进入石西油田石炭系储层，而是从石西油田的外围直接通过断裂垂向运移到侏罗系或白垩系储层，然后再运移到石南31井区白垩系储层(图9)。运移过程中与石西侏罗系降解原油混合，形成现有的油气分布特征。

图8 准噶尔盆地石西石炭系与石南31白垩系原油萜烷对比

图9 准噶尔盆地腹部石南31井成藏模式

石南31井区和石西油气田的外围断裂上的侏罗系和白垩系圈闭，不仅可捕获南北向运移的来自乌尔禾组晚期的高成熟油气，而且还可捕获由石西油田白垩系或侏罗系向北转移的成熟油气，具有较好的勘探前景。

3 结论

1)石南31井白垩系原油与南面石西油田侏罗系原油成因一致，均为高成熟油气，而与石炭系的原油成因不同，前者主要来自二叠系的乌尔禾组源岩，后者主要来自风城组源岩，说明石南31井白垩系的油气不是从石西油田石炭系转移而来，而是通过石西油田外围断裂运移而来。

2)石南31井为高成熟油与生物降解油混合的结果。第三系乌尔禾组源岩生成的高成熟油气先沿油源断裂运移到侏罗系或白垩系储层，然后顺层或沿断裂运移到石南31井白垩系。由于受喜山期构造的影响，盆地整体向南掀斜，先期聚集在白垩系及侏罗系储层遭生物降解的原油向北调整，与晚期高成熟油气混合，形成石南31井白垩系油气藏。

3)石南31井区与石西油气田外围断裂带上的侏罗系和白垩系圈闭，可捕获南北向运移的来自乌尔禾组晚期的成熟和高成熟油气，具有良好的勘探前景。

参考文献:

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