塔里木盆地顺北地区深部油藏轻烃地球化学特征及其指示意义

孔丽姝, 路清华, 何毓新, 顾 忆, 孙永革*

塔里木盆地顺北地区深部油藏轻烃地球化学特征及其指示意义

孔丽姝1, 路清华2, 何毓新1, 顾 忆2, 孙永革1*

(1. 浙江大学 地球科学学院 有机地球化学研究组, 浙江 杭州 310027; 2. 中国石油化工集团公司石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所, 江苏 无锡 214126)

深部高温高压环境下原油的成因类型判识一直是深部油气勘探评价中的关键问题之一。塔里木盆地顺北地区7300～8000 m埋深奥陶系鹰山组以及一间房组轻质油藏的发现为研究其成因提供了一个很好的契机。本研究以原油轻烃及其分子稳定碳同位素地球化学组成为基础, 系统探讨了塔里木盆地顺北地区深层原油成因特征。研究结果表明, 顺北深层原油热演化程度高, 为轻质油-凝析油阶段成烃产物。通过与邻区典型油藏热裂解成因原油对比, 揭示顺北深层原油总体未受或经历轻微热改造影响, 但不同井区存在一定差异性。顺北1井区(SB1井区)、顺北2井(SB2井)和顺北5井区(SB5井区)原油属于正常干酪根热降解成烃产物, 未受显著热改造作用影响; 顺北3井(SB3井)原油可能受轻微热改造作用影响; 顺北7井(SB7井)原油高的姥植比、甲基环己烷重碳同位素、低的芳构化特征, 指示可能具有特殊的成烃来源或成藏改造过程。

轻烃分子碳同位素; 深部油藏; 原油热裂解; 顺托果勒; 塔里木盆地

0 引 言

近10年来, 塔里木盆地深部油气勘探不断取得突破。2013年塔中地区中深1井(ZS1)和侧钻中深1C井(ZS1C)发现了中寒武统及下寒武统油气藏, 被认为是来源于寒武系烃源岩的实证[1-3], 且肖尔布拉克组凝析油气被证实经过热硫酸盐还原作用(TSR)改造, 表现为异常高浓度的二苯并噻吩(DBTs)和重硫同位素特征[3-6]。2015年在塔里木盆地北部FY1井钻探又发现黑色原油, 油藏埋深7711 m, 油藏温度为172 ℃, 储层为碳酸盐岩, 推测为原生油藏[7]。最近, 中国石油化工集团公司在塔中北坡顺托果勒地区埋深7500 m左右发现整装轻质油藏[8-11], 这些轻质油藏是否与ZS1井类似经历了热裂解改造, 或者与FY1井一样系原生成因, 至今仍不得而知, 严重制约了盆地深部油气的进一步勘探与评价。

石油中轻烃主要指碳数为C1～C12的烃类化合物, 其中C1～C4为气态烃, C5～C12为液态烃。事实上, 部分与天然气伴生的凝析油和轻质油也可以理解为轻烃, 是原油的重要组成部分, 携带丰富的地球化学信息, 被广泛地应用于油源对比、成熟度判识和原油的次生蚀变判识等[12-20]。由于高成熟度的凝析油和轻质油往往缺乏甾烷和萜烷等生物标志物, 难以提供有效的地球化学信息, 因此, 轻烃所包含的地球化学信息显得尤为重要, 是研究的主要对象。

Hunt[21]对各类生油盆地的研究发现, 生物降解和低温化学降解只产生pg/g级含量的轻烃, 而高温热裂解则是轻烃大量生成的主要过程, 达到μg/g级。由此提出沉积有机质中轻烃的热裂解成因理论, 即: 轻烃主要由长链碳氢化合物在150 ℃以上的高温下, 通过自由基过程不断裂解产生。尽管这一观点受到稳态催化轻烃成因理论的挑战[22-23], 但目前仍处于主导地位。另一个方面, 轻烃作为原油裂解的中间产物, 一旦油藏经历热裂解作用, 只要最终没有演化成干气藏, 那么油气藏中轻烃将记录原油裂解过程的信息。由此可见, 无论是原地还是异地成藏, 如果能判识油气藏中轻烃属于何种成因(即干酪根裂解成因还是原油裂解成因), 即可揭示油气藏是否系油藏原油热裂解所致。从形成机理上分析, 干酪根裂解形成轻烃, 主要来源于干酪根大分子网络的断裂, 特别是网络间及网络环上的小分子, 可以概括为一次形成过程; 而原油裂解过程轻烃的形成主要基于大分子烃类的断裂、环化和芳构化等过程。按同位素分馏动力学原理, 干酪根裂解形成轻烃组分中环烷烃和芳香烃分子碳同位素是继承效应, 而原油裂解形成轻烃组分中环烷烃和芳香烃分子碳同位素是13C富集效应, 这一假设已被Sun[24]和于聪等[25]前期工作所证实。本研究拟从原油的轻烃分布及碳同位素组成入手, 讨论顺北深层凝析油-轻质油的成因特征, 为塔里木盆地深层油气勘探开发提供技术支持。

1 区域地质背景

顺北地区位于塔里木盆地顺托果勒低隆起北部, 东邻满加尔坳陷、西邻阿瓦提凹陷、南邻塔中隆起和北邻塔北隆起(图1)[26]。已有研究表明, 塔里木盆地寒武奥陶系主力烃源岩沉积后经历了加里东期、海西期、印支-燕山期以及喜马拉雅期等5次大的构造运动, 其中对顺北地区影响最大的为加里东晚期、海西晚期和喜马拉雅期构造运动, 发育了复杂的断裂体系。其中顺北1(SB1)井区主要发育NE和NNE向断裂带, 顺北1号断裂带发育有1条分支断裂带, 其余为次级断裂带, 顺北5号断裂带走向近SN向, 顺北7号断裂带走向为NNW向(图1)。顺北地区主要勘探目的层为奥陶系, 包括蓬莱坝组、鹰山组、一间房组、恰尔巴克组、良里塔格组以及桑塔木组, 油气藏主要发现于鹰山组与一间房组, 埋深达7300～8000 m (表1), 以轻质油-凝析油为主, 原始地层压力在埋深7557.66 m时达到86.892 MPa左右, 平均静温在埋深7557.66 m时约为159.96 ℃。油气藏类型主要包括断溶体油气藏、灰岩岩性油气藏以及白云岩岩性油气藏, 且均沿断裂体系多期充注成藏[27]。

2 样品及实验

研究共采集了20个原油样品, 其中18个原油样品来自于顺北地区奥陶系储层, 且大部分位于下-中奥陶统鹰山组(O1-2ys)和中奥陶统一间房组(O2yj), 其中顺北1井(SB1井)、顺北2井(SB2井)、顺北3井(SB3井)以及顺北评1井(SBP1井)位于1号次级断裂带, 顺北1-1井(SB1-1井)至顺北1-7井(SB1-7井)、顺北1-10井(SB1-10井)位于1号主干断裂带, 顺北1-8井(SB1-8井)和顺北1-9井(SB1-9井)位于1号分支断裂带。顺北5井(SB5井)、顺北5-2井(SB5-2井)和顺北5-4井(SB5-4井)分布在5号断裂带附近。顺北7井(SB7井)分布在顺北7号断裂带附近(图1, 表1)。顺南1井(SN1井)和英古2井(YG2井)分别代表经受强烈热裂解和未受到热裂解的端元原油。

图1 塔里木盆地顺北地区构造位置及断裂示意图

表1 塔里木盆地顺北地区原油基本特征

注: N.A.表示未有深度数据; 密度为20 ℃时。

2.1 全油气相色谱分析

仪器为安捷伦5977A气相色谱仪, 配以氢火焰离子化检测器(FID)。DB-1MS (60 m×0.32 mm×0.25 µm)色谱质谱专用柱。分流进样, 分流比为10∶1, 进样口温度为290 ℃。升温程序为初始温度30 ℃, 恒温15 min, 然后以3 ℃/min的速率升至310 ℃, 恒温30 min。N2作为载气, 流速为1.0 mL/min。轻烃化合物鉴定依据保留时间并经文献对比确定[28]。

2.2 全油气相色谱质谱分析

仪器为安捷伦7890B-5977A气相色谱-质谱仪。DB-1MS (60 m×0.32 mm×0.25 µm)色谱质谱专用柱。分流进样, 分流比为10∶1, 进样口温度为290 ℃。升温程序为初始温度30 ℃, 恒温15 min, 先以2 ℃/min的速率升至210 ℃, 再以15 ℃/min的速率升至305 ℃, 恒温10 min。He作为载气, 流速为1.2 mL/min, 质谱端离子源为电子轰击源(EI, 70 eV), 离子源温度为230 ℃。轻烃鉴定依据保留时间并根据文献对比确定[29-30]。

2.3 全油气相色谱同位素比值质谱分析

仪器为热电MAT-253气相色谱同位素比值质谱仪。分流进样, 分流比为10∶1, 进样口温度为290 ℃, 轻烃分子碳同位素测定的升温程序为初始温度30 ℃,恒温15 min, 先以2 ℃/min的速率升至210 ℃, 再以3 ℃/min的速率升至305 ℃, 恒温30 min。He作为载气, 流速为1.5 mL/min, 使用外标来确保测定碳同位素值的准确性, 外标由美国印第安纳大学研制, 由已知碳同位素的C16～C30共15种正构烷烃组成。采用VPDB标准, 每个样品至少获得2次平行测试, 标准偏差一般小于±0.5‰。

3 结果及讨论

3.1 原油链烷烃分布特征及指示意义

所研究的顺北原油样品主要为凝析油-轻质油。由表1可知, 原油密度相差较小, 介于0.793～0.846 g/cm3之间, 运动黏度相差略大, 范围为2.378～12.152 mm2/s,含蜡量2.884%～8.030%, 含硫量0.040%～0.211%。图2a为代表性原油全油气相色谱图, 正构烷烃呈单峰形分布, 以小于C20组分为主, 最高碳数达32, 在C23至C32之间无奇偶势,C23-C31正构烷烃奇偶优势值(OEP)值接近1。顺北地区原油姥鲛烷与植烷之比(Pr/Ph)基本一致, 介于0.88～1.16之间(表1), 反映其源岩发育于弱氧化-弱还原的沉积环境[31]。原油Pr/C17值为0.11～0.40, Ph/C18值为0.11～0.47。Pr/C17与Ph/C18经典判识图显示, 原油样品近似分布在一条直线上, 表明了顺北地区原油具有相同的生源特征。低的Pr/C17与Ph/C18值反映了相对较高的热演演化特征, 同时, 离散分布揭示不同断裂带油气藏原油热成熟度具有一定差异(图3)[32-33]。顺北邻近地区, 如塔中北坡SH9 井区原油密度范围为0.864～0.876 g/cm3, 高碳数正构烷烃无奇偶优势, Pr/C17值为0.33～0.53, Ph/C18值为0.43～0.55, Pr/Ph 值为0.84～0.94[34]。塔里木盆地北部跃参地区原油密度为0.798～0.827 g/cm3, 高碳数正构烷烃无奇偶优势, Pr/C17均值为0.35, Ph/C18均值为0.43, Pr/Ph比值为0.93～1.12[35]。总体上, 与邻近地区相比, 顺北地区轻质原油Pr/C17与Ph/C18比值相对较低, 可能指示了较高的热成熟度特征。SB7井原油是个例外, 其具有高的Pr/Ph比值(2.31)和低的Pr/C17、Ph/C18比值, 显然在有机质生源和烃源岩沉积环境发育上有别于该区域其他原油。高的姥鲛烷植烷含量, 以及高的Pr/Ph比值一般认为与陆源有机质、偏氧化的沉积环境有关。然而, 区域上潜在的陆相烃源岩仅发育三叠系, 且热演化程度处于低成熟阶段, 不足以供烃成藏。另一种潜在的可能性是奥陶系烃源岩的生烃贡献。钻探已经证实塔中局部地区发育有高丰度中、上奥陶统烃源岩, 沉积于氧化环境, 其有机质生源以宏观藻为主, 已具有维管束植物雏形[36-38],但仍需要进一步的研究。

图2 塔里木盆地顺北地区全油气相色谱图(a)及轻烃馏分鉴定谱图(b)(据文献[28])

1-2-甲基戊烷(2-MP); 2-3-甲基戊烷(3-MP); 3-正己烷(C6); 4-2, 2-二甲基戊烷; 5-甲基环戊烷(MCP); 6-2, 4-二甲基戊烷(2, 4-DMP); 7-苯(B); 8-3, 3-二甲基戊烷(3, 3-DMP); 9-环己烷(CH); 10-2-甲基己烷(2-MH); 11-2, 3-二甲基戊烷(2, 3-DMP); 12-二甲基环戊烷(DMCP); 13-3-甲基己烷(3-MH); 14-顺-1, 3-二甲基环戊烷(C-1, 3-DMCP); 15-反-1, 3-二甲基环戊烷(T-1, 3-DMCP)+3-乙基戊烷(3-EP); 16-反-1, 2-二甲基环戊烷(T-1, 2-DMCP); 17-正庚烷(C7); 18-甲基环己烷(MCH); 19-甲苯(TOL); 20-正辛烷(C8)。

图3 塔里木盆地顺北地区原油Pr/nC17与Ph/nC18比值分布图(据文献[32])

轻烃大量研究表明, 原油正构烷烃物质的量半对数随碳数的分布能反映原油的成因特征。对于单一来源, 且未受到蒸发分馏作用影响原油, 原油正构烷烃物质的量半对数随碳数分布呈线性关系, 即平面图上近似直线[39-42]。如图4所示, 顺北地区不同断裂带代表性原油分析结果揭示, 原油正构烷烃物质的量半对数随碳数基本呈线性关系, 揭示该区块深部油藏未遭受到显著气侵作用影响。

图4 塔里木盆地顺北地区代表性原油正构烷烃物质的量与碳数关系图(据文献[41])

3.2 轻烃分子组成特征及指示意义

原油轻烃组分包含丰富的地球化学信息, 不仅可以指示原油的生烃母质与热成熟度, 还可以用于原油是否经历次生蚀变判识[12-20]。图2b为顺北地区原油轻烃鉴定结果[28], 计算表明, 原油C6～C7组分中链烷烃占72.19%～79.80%, 环烷烃占18.19%～27.22%, 芳香烃占0.59%～1.93% (表2), 不同断裂带之间原油差异不明显。环己烷指数为17.59%～28.79%, 甲基环己烷指数为30.41%～41.29% (表2), 显示了海相腐泥型有机质生源特征[43]。

Thompson[14,17]通过详细地分析轻烃的地球化学特征, 认为轻烃的烷基化程度会随着成熟度的增加而增加, 据此定义了正庚烷值和异庚烷值, 并利用两个值进一步划分了原油的成熟度阶段。程克明等[44]针对我国中新生界有关陆盆凝析油及原油进行了分析, 按照两个值划分为了生物降解油、成熟油、高成熟油以及过成熟油4个阶段。虽然两个值会受到生物降解等的影响, 但可以较为客观地反映原油的成熟度[45]。经计算, 由表2和图5a可知, 塔里木盆地顺北地区原油的庚烷值为32.29%～41.04%,异庚烷值为1.25～4.48, 处于高成熟-过成熟阶段, 与前述Pr/C17-Ph/C18判识图所获得结果一致。前人研究结明, 塔中地区的原油庚烷值大于30%, 异庚烷值也大于2.0, 与顺北地区原油具有相似的热成熟度[47]。

图5 塔里木盆地顺北地区原油庚烷值、异庚烷值分布特征(a)及次生蚀变判识图(b) (据文献[17, 44, 46])

Fig.5 Sketch map of the heptane and the isoheptane parameters (a) and the secondary alteration of the crude oils in the Shunbei area, Tarim Basin(b) (after references [17, 44, 46])

TOL-甲苯; MCH-甲基环己烷。

油气成藏后有可能经历各种次生蚀变作用, 如生物降解、热裂解、水洗、气侵蒸发分馏和热硫酸盐还原作用等[48]。虽然在全球范围内, 原油轻烃Mango指数值具有不变性, 介于1左右[22]。但塔里木盆地下古生界海相原油研究表明, 受热硫酸盐还原作用改造原油具有显著高的值[49]。顺北地区原油轻烃值范围为0.92～1.13, 未出现显著升高, 从一个侧面反映该区域深部油藏并未受到显著热硫酸盐还原作用影响。Thompson[46]利用C7/MCH与TOL/C7值描绘了原油遭受不同次生蚀变作用后轻烃的演化路径。如图5b所示, 热成熟过程主要控制了该区域原油中轻烃的演化, 而非蒸发分馏作用、水洗作用以及生物降解作用。

由于热成熟度是该区域控制原油性质的主要因素, 因此, 无论是干酪根高温裂解, 还是油藏原油热裂解, 原油普遍表现为芳香度增加。本研究对原油中苯系物进行了系统鉴定[50-51], 并构建了基于C2取代苯(C2-B)和C3取代苯(C3-B)的芳构化程度参数: C2-B/C8和C3-B/C9, 其中C2-B是4个异构体的总和, C3-B是8个异构体的总和。理论上, 同等生源条件下该比值越大, 指示芳构化程度越高, 热成熟度越高[52]。为了便于比较, 本研究以YG2井和SN1井作为2个端元参照系, 其中YG2井是典型的奥陶系内幕油藏, 为具有寒武系生源的原生油藏, SN1井原油代表了经历强烈热裂解作用的高过成熟度原油, 原油富集环烷烃和芳香烃, 特别是苯系物具有较高的含量[52-54]。由图6可见, 顺北地区原油芳构化程度远小于SN1井, 其中SB5井区原油与YG2井原油的芳构化程度较为相似, 表明热成熟度相对较低, 与其高的原油密度一致(表1)。而其他区块的热成熟度则介于2个端元之间。尽管SB7井原油可能在生源上有别于该区域其他原油, 但相对较低的单芳化合物分布进一步暗示陆相烃源岩的成烃贡献可能性很小, 热成熟度也相对较低。

图6 塔里木盆地顺北地区原油芳构化程度判识图

3.3 轻烃分子碳同位素组成特征及其指示意义

轻烃单体烃碳同位素组成可作为可靠的原油成因判识指标, 尤其对于凝析油与轻质油更为有效。图7选取了顺北地区代表性原油样品的轻烃单体碳同位素值进行了分析。结果显示, 原油C6～C7轻烃中正己烷(C6)以及正庚烷(C7)的碳同位素值介于−32.8‰ ～ −29.6‰和−32.4‰ ～ −30.7‰之间, 在区域上表现为海相原油特征[55-56], SB7井原油轻烃单体碳同位素值与其他井原油轻烃单体碳同位素值接近,再一次暗示陆源生烃贡献可能性很小。支链烷烃中3-甲基己烷(3-MH)的碳同位素范围为−29.6‰ ～ −27.4‰。环烷烃中甲基环戊烷(MCP)、环己烷(CH)、甲基环己烷(MCH)碳同位素值分别介于−29.0‰ ～ −27.1‰、−31.4‰ ～ −29.1‰和−31.8‰ ～ −29.5‰之间。芳烃中甲苯(TOL)碳同位素值为−29.5‰ ～ −27.4‰。总体上顺北地区深层原油轻烃分子碳同位素值与前人在塔中地区原油研究一致[56]。

顺北地区原油并未经历蒸发分馏作用、水洗作用以及生物降解作用, 但由于埋深大, 属于高温高压油藏, 因此, 对于原油是否经历了热裂解是勘探重点关注的问题。理论上, 原油遭受热裂解时, 由于12C—12C、12C—13C与13C—13C之间的键能不同, 这3类键的断裂方式也不同, 键能最小的12C—12C先断裂, 其次是12C—13C, 最后是13C—13C, 所以原油裂解环化、芳构化是一个明显的13C富集过程, 而干酪根裂解不发生碳同位素的分馏[24]。考虑到在原油的采集、储存以及实验室样品处理的过程中, 较轻的组分极易挥发, 会引起轻烃分子碳同位素分馏。肖七林[57]通过自然挥发实验提出, 在C5～C8轻烃馏分中, 直链烷烃、支链烷烃和芳香烃的稳定碳同位素受自然挥发影响较大, 环烷烃的13C值受自然挥发影响较小, 具有应用潜力。因此, 本研究将同时分析原油芳构化程度指数和甲基环己烷碳同位素, 试图揭示顺北深层原油是否遭受过热裂解改造。

图8综合考虑了芳构化程度指标(C3-B/C9)和甲基环己烷碳同位素值(13CMCH)。由图8和表2可以得出, 顺北地区原油13CMCH值介于−32.5‰ ～ −29.5‰之间, 普遍轻于SN1井原油的13CMCH值(13CMCH= −28.6‰), 其中, SB7井原油13CMCH值最重, 为−29.5‰, 其次是SB3井原油,13CMCH值为−29.9‰, SB7井、SB3井与SN1井原油的13CMCH绝对值之差相对较小, 分别为0.9‰和1.3‰。13CMCH值最轻的是SB1-6井原油, 为−32.5‰, 比SN1井原油的13CMCH值轻3.9‰。由于SN1井原油较重的13CMCH值指示了原油经历过强烈的热裂解[52-54], 据此可以初步认为, 除SB3井原油和SB7井原油以外, 顺北地区其余原油样品整体上未遭受强烈的热裂解。SB3井虽然位于顺北1号次级断裂带, 但是SB3井原油与SB1井区原油在13CMCH值上表现出略为不同的趋势, SB3井原油和SB7井原油是否经历过轻微的热裂解需要进一步确认。SB1井区原油13CMCH值为−32.5‰ ～ −30.2‰, SB2井原油13CMCH值为−31.0‰, SB5井区原油δ13CMCH值为−30.1‰左右, 在仪器测试误差范围内, 可以认为无显著性差异, 均与YG2井原油13CMCH值(13CMCH= −31.3‰)比较接近。YG2井原油作为未遭受热裂解的端元原油代表[52], 与上述井区原油的13CMCH值呈现出较为良好的一致性, 进一步确定了SB1井区、SB2井以及SB5井区原油未遭受热裂解这一事实。原油芳构化程度指数选取了C3-B/C9, YG2井原油C3-B/C9值为0.68, 与SB5井区原油C3-B/C9值(C3-B/C9=0.65～0.86)非常相似, 相比之下, SB1井区原油及SB2井原油的C3-B/C9值(C3-B/C9分别为1.02～1.30、1.20)稍偏高。综合13CMCH值与C3-B/C9值, 认为SB1井区、SB2井和SB5井区原油属于干酪根热解成烃产物, 未遭受显著的热改造作用。SB3井原油不仅13CMCH值相对较重(13CMCH= −29.9‰), C3-B/C9值也相对较高(C3-B/C9=1.28), 推测原油可能遭受了轻微的热裂解。SB7井原油虽然13CMCH值(13CMCH= −29.5‰)较重, 但C3-B/C9值相对较低(C3-B/C9=0.53), 显然与经受热裂解原油不符, 是否与烃源或其他次生蚀变过程(如运移分馏)有关仍需进一步研究。

图7 顺北地区不同原油样品同一轻烃单体碳同位素值

MCP-甲基环戊烷; TOL-甲苯; 3-MH-3-甲基己烷; CH-环己烷; MCH-甲基环己烷。

图8 塔里木盆地顺北地区原油裂解程度判识图

4  结 论

(1) 塔里木盆地顺北深层原油热演化程度高, 为轻质油-凝析油阶段成烃产物, 轻烃组分与正构烷烃分布特征揭示未受生物降解和气侵分馏作用影响。

(2) 原油中苯系物分布及甲基环己烷分子碳同位素组成显示, 顺北深层不同井区原油在后生成因上存在一定差异。根据C2-B/C8与C3-B/C9比值以及C3-B/C9与13CMCH图解, 提出顺北1井区(SB1井区)、顺北2井(SB1井)和顺北5井区(SB5井区)原油属于正常干酪根热降解成烃产物, 未受显著热改造作用影响; 顺北3井(SB3井)原油可能受轻微热改造作用影响。

(3) 顺北7井(SB7井)原油高的姥植比、甲基环己烷重碳同位素和低的芳构化特征, 指示可能具有特殊的成烃来源或成藏改造过程, 成因有待进一步研究。

浙江大学地球科学学院的何丁研究员、朱长凤同学在全油气相色谱、同位素比值质谱测试实验中给予了帮助。同时, 审稿专家与编辑的辛勤付出, 提高了论文的质量, 笔者在此一并表示衷心感谢。

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Molecular carbon isotopic compositions of light hydrocarbons in crude oils from deepburied reservoirs in the Shunbei area, Tarim Basin, and implications for oil genetic types

KONG Li-shu1, LU Qing-hua2, HE Yu-xin1, GU Yi2and SUN Yong-ge1*

1. Organic Geochemistry Unit, School of Earth Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China;2. Wuxi Institute of Petroleum Geology, Petroleum Exploration and Production Research Institute, SINOPEC, Wuxi 214126, China

Assessment of oil genetic types in deep buried reservoirs, which are under high temperature and pressure, has been one of the main challenges in deep petroleum exploration. Ordovician oils, found at a depth of 7300-8000 m in the Yingshan Formation and the Yijianfang Formation in the Shunbei area of the Tarim Basin in northwest China, provide an opportunity to probe the genetic types within a geochemical background. We systematically examined the compositions of the light hydrocarbons and the stable carbon isotopes of individual compounds in the crude oils from the Shunbei area. The results showed that the deep-buried oils were light oils and condensates, and had experienced high thermal maturation. We showed that the crude oils in the Shunbei area were either not affected or slightly affected by thermal alteration, in comparison with thermal cracking oils in adjacent areas. However, there were differences among the crude oils from the Shunbei area. The crude oils from the Shunbei 1, Shunbei 2, and Shunbei 5 Wells were kerogen thermally degraded products, whereas the oil from the Shunbei 3 Well probably experienced slight thermal alteration. As indicated by a relatively high pristane/phytane ratio, heavy carbon isotopic compositions of methylcyclohexane, and low aromatization characteristics, the crude oils from the Shunbei 7 Well might be from a special source and/or have experienced secondary alterations.

molecular carbon isotope of light hydrocarbons; deep-buried oil reservoirs; thermal cracking oils; Shuntuoguole; Tarim Basin

P593; TE122

A

0379-1726(2021)03-0261-12

10.19700/j.0379-1726.2021.03.004

2019-06-23;

2019-09-30;

2019-10-30

国家自然科学基金(42030803)

孔丽姝(1995-), 女, 硕士研究生, 地球化学专业。E-mail: konglishu@foxmail.com

Corresponding author): SUN Yong-ge, E-mail: ygsun@zju.edu.cn; Tel: +86-571-87951336