库车坳陷克拉苏构造带西部原油地球化学特征研究

何 海，包建平，肖 飞 （油气资源与勘探技术教育部重点实验室 （长江大学）长江大学地球环境与水资源学院，湖北武汉430100）

塔里木盆地库车坳陷是在晚二叠世之前的古生代褶皱基础上，经历晚二叠世－三叠纪的前陆盆地、侏罗－古近纪的伸展坳陷盆地和新近纪－第四纪陆内前陆盆地的演化而形成的。坳陷中、西部的古近系库姆格列木组膏盐岩和坳陷东部的新近系吉迪克组膏泥岩构成了中生界储集层的良好封盖层，使得库车坳陷成为油气十分富集的地区［1］。克拉苏构造带是该坳陷内发育的一个条带状构造，是库车凹陷内油气富集的主要区域。为此，笔者针对库车坳陷克拉苏构造带西部原油地球化学特征进行了研究。

1 样品与试验

原油样品取自克拉苏构造带西部的大北、大宛齐、克拉2和克拉3含油气单元。首先进行原油族组分分离，采用正己烷脱去原油中的沥青质，然后用Si O2－Al2O3柱色谱分离脱沥青质原油，分别用石油醚和二氯甲烷冲洗获取饱和烃和芳烃馏分，最后对饱和烃组分进行色谱质谱分析，试验条件如下：色谱柱为 HP－25 ms石英弹性毛细柱 （30 m×0.25 mm×0.25μm）；升温程序：50℃ 恒温 2 min，从50～100℃的升温速率为20℃／min，100～310℃的升温速率为3℃／min，310℃恒温15.5 min；进样器温度300℃；载气为氦气，流速为1.04 ml／min；检测方式为全扫描，电离能量为70e V，离子源温度为230℃。

2 生物标志化合物特征

2.1 正构烷烃系列

研究区原油正构烷烃分布完整，多呈单峰态、前锋型分布模式，轻组分占优势为特征，原油中C21－／C22＋比值在2.04～42.54之间，且普遍大于4.0（见表1），可见该研究区原油为轻质油或者凝析油。另外，原油CPI（碳优势指数）值在1.0左右 （见表1），没有明显的碳数优势，显示出成熟原油的特征。

2.2 类异戊二烯烷烃系列

原油中类异戊二烯烷烃主要为植烷系列，植烷系列的组成特征与烃源岩的沉积环境密切相关［4］，克拉苏构造带西部原油姥植比 （Pr／Ph）大于1.5，说明具有姥鲛烷占优势，但不同含油气单元的原油姥植比不同 （见表1）。大北地区原油姥植比变化较大 （1.8～3.8说明），说明该地区的沉积环境由弱氧化变化到强氧化；大宛齐地区原油姥植比普遍大于2.5，说明该地区的沉积环境为偏氧化环境；克拉2、克拉3地区原油姥植比变化较小 （1.7～1.9），说明上述地区烃源岩沉积环境为弱氧化环境。高原油姥植比常作为判断煤成油的地球化学指标［5］，由于大北、大宛齐地区原油姥植比较高，推测上述地区的原油可能为煤成油；克拉2、克拉3地区原油不具有煤成油的高姥植比特征，可以推测上述地区原油可能为另一类原油，即湖相油。

表1 研究区原油中生物标志物相关数据

2.3 补身烷系列

克拉苏构造带西部原油中含有丰富的补身烷系列化合物，主要由补身烷、升补身烷及其重排化合物组成。研究区原油重排补身烷含量丰富，重排补身烷／8β（H）－补身烷比值在各个构造单元有所不同（见表1），大北地区为0.93～2.40，大宛齐地区为1.15～2.88，克拉2和克拉3地区为0.47～0.78，可见大北、大宛齐地区原油重排补身烷含量比克拉2与克拉3地区的重排补身烷含量明显要高，造成这种现象的原因可能是由于原油的来源不同［6］。大北、大宛齐地区原油应来自煤系源岩，而克拉2、克拉3地区原油应来自湖相源岩。

2.4 三环萜烷系列

该研究区不同含油气单元所产原油具有不同的萜烷分布特征，同一含油气单元也具有一定区别。大北地区原油三环萜烷中C19或者C20为主峰呈阶梯状分布模式，大宛齐地区原油中三环萜烷具有2种分布模式，即以C23为主峰呈正态分布模式和以C19为主峰呈阶梯状分布模式，而克拉2、克拉3地区原油三环萜烷是以C20（或C21）为主峰向两端递减的分布模式。煤成油中三环萜烷C19、C20的含量相对占优［7］，由于大北和大宛齐地区原油中C19－20／C21－23比值基本大于1，而克拉2、克拉3地区原油中 C19－20／C21－23比值全部小于1，据此推测大北、大宛齐地区所产原油可能为煤成油，而克拉2、克拉3地区原油不具有煤成油的特征，可能为湖相油。

2.5 藿烷系列

研究区原油中藿烷系列化合物含量丰富，除了常见的藿烷类化合物外，研究区原油中还含有未知藿烷 （un C30），而且研究区原油中含有丰富的重排藿烷。由于未知藿烷与重排藿烷具有相似的地球化学意义，说明两者都形成于酸性偏氧化环境，并与粘土矿物的催化作用有关，且煤系泥岩中具有丰富的粘土矿物，更有利于重排类化合物的形成［7－8］。另外，研究区未知藿烷和重排藿烷的含量在4个地区有所不同，大北、大宛齐地区原油中未知C30藿烷／C30藿烷 （un C30／C30）明显高于克拉2与克拉3地区 （见表1）。根据上述特征，可以推测大北、大宛齐地区原油可能为煤成油，克拉2、克拉3地区原油可能为为另一类陆相油，即湖相油。

2.6 甾烷系列特征

原油中的甾类化合物主要包括低分子量的孕甾烷系列、重排甾烷及C27－C29规则甾烷［9］。其中孕甾烷／规则甾烷 （C21－22／C27－29）值在0.07～0.26之间，在甾烷成熟度参数的有效范围内孕甾烷含量随成熟度的增加而增大。规则甾烷中C29甾烷含量相对较高，C29／C27比值在1.37～3.02之间变化 （见表1），这与煤成油中C29甾烷含量高的特征相符［10］。另外，研究区原油中重排甾烷的含量也很高，重排甾烷／规则甾烷比值在0.12～0.46之间变化，大北、大宛齐地区原油重排甾烷相对含量明显比克拉2、克拉3地区高，根据赵孟军的研究成果［8］，可以推测大北、大宛齐地区原油可能为煤成油，克拉2、克拉3地区原油可能为湖相油。

3 结 论

1）大北、大宛齐地区原油具有高Pr／Ph、三环萜烷以C19或C20为主峰、未知藿烷和重排类生物标志物相对含量较高，规则甾烷中C29含量较高，分析认为上述地区原油可能为煤成油。

2）克拉2、克拉3原油Pr／Ph较低，三环萜烷以C21为主峰，未知藿烷和重排类生物标志物含量较低，分析认为上述地区原油可能为湖相油。

［1］何登发，周新源 .库车坳陷的地质结构及其对大油气田的控制作用 ［J］.大地构造与成矿学，2009，33（1）：19－32.

［2］张敏，朱杨明 .塔里木盆地库车油气系统原油地球化学特征 ［J］.地质论评，1996，42（增刊）：229－235.

［3］包建平，朱翠山，张秋茶，等.库车坳陷东部阳霞凹陷依南5井原油地球化学特征研究 ［J］.石油天然气学报 （江汉石油学院学报），2009，31 （6）：25－31.

［4］包建平，朱翠山 .北部湾盆地不同凹陷原油生物标志物分布与组成特征 ［J］.沉积学报，2007，25（4）：646－652.

［5］朱翠山，包建平 .三塘湖盆地煤成油地球化学特征 ［J］.江汉石油学院学报，2001，23（1）：9－13.

［6］李建明 .柴西南七个泉油田原油地球化学特征研究 ［J］.石油天然气学报 （江汉石油学院学报），2011，33（1）：19－20.

［7］Peters K E，Moldowan J M.The biomarker guide：interpreting molecular fossils in petroleum and ancient sedi ments.Prentice Hall，Englewood Cliffs，New Jersey 07632，1993.

［8］赵孟军，张水昌.17α（H）－重排藿烷在塔里木盆地中的指相意义 ［J］.石油勘探与开发，2001，28（1）：36－38.

［9］李素梅，王铁冠，张水昌 .塔北轮南地区油气成因与成藏探讨 ［J］.西安石油大学学报 （自然科学版），2004，19（4）：13－18.

［10］王雪，迟宏一 .松辽及外围盆地煤成油的有机地球化学特征 ［J］.大庆石油地质与开发，2001，20（5）：3－5.