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    塔里木盆地于奇西地区奥陶系原油特征及油气充注过程

    尚培 陈红汉 胡守志 王斌 曹自成

    尚培, 陈红汉, 胡守志, 王斌, 曹自成, 2020. 塔里木盆地于奇西地区奥陶系原油特征及油气充注过程. 地球科学, 45(3): 1013-1026. doi: 10.3799/dqkx.2019.046
    引用本文: 尚培, 陈红汉, 胡守志, 王斌, 曹自成, 2020. 塔里木盆地于奇西地区奥陶系原油特征及油气充注过程. 地球科学, 45(3): 1013-1026. doi: 10.3799/dqkx.2019.046
    Shang Pei, Chen Honghan, Hu Shouzhi, Wang Bin, Cao Zicheng, 2020. Geochemical Characteristics of Crude Oil and Hydrocarbon Accumulation in the Ordovician of Yuqixi Area, Tarim Basin. Earth Science, 45(3): 1013-1026. doi: 10.3799/dqkx.2019.046
    Citation: Shang Pei, Chen Honghan, Hu Shouzhi, Wang Bin, Cao Zicheng, 2020. Geochemical Characteristics of Crude Oil and Hydrocarbon Accumulation in the Ordovician of Yuqixi Area, Tarim Basin. Earth Science, 45(3): 1013-1026. doi: 10.3799/dqkx.2019.046

    塔里木盆地于奇西地区奥陶系原油特征及油气充注过程

    doi: 10.3799/dqkx.2019.046
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(973计划) No.2012CB214804

    国家“十二五”重大科技专项 No.2008ZX05008-003-30

    详细信息
      作者简介:

      尚培(1990-), 男, 博士, 主要从事油气成藏过程研究

      通讯作者: 陈红汉
    • 中图分类号: P618.13

    Geochemical Characteristics of Crude Oil and Hydrocarbon Accumulation in the Ordovician of Yuqixi Area, Tarim Basin

    图(9) / 表 (4)
    计量
    • 文章访问数:  1778
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    • 被引次数: 0
    出版历程
    • 收稿日期:  2018-12-20
    • 刊出日期:  2020-03-01

    塔里木盆地于奇西地区奥陶系原油特征及油气充注过程

      通讯作者: 陈红汉, hhchen@cug.edu.cn
      作者简介: 尚培(1990-), 男, 博士, 主要从事油气成藏过程研究
    • 1. 中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室, 湖北武汉 430074
    • 2. 中国石油化工股份有限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
    • 3. 中国石油化工股份有限公司西北油田分公司, 新疆乌鲁木齐 830011
    基金项目:  国家重点基础研究发展计划(973计划) No.2012CB214804国家“十二五”重大科技专项 No.2008ZX05008-003-30

    摘要: 塔里木盆地沙雅隆起北部于奇西地区奥陶系为重质油勘探区,但于奇西1井(YQX1)奥陶系钻遇中-轻质油.为探求其油气来源,通过沙雅隆起52件原油样品的金刚烷化合物分析,于奇西地区奥陶系131件岩心样品的岩石学观察、流体包裹体系统分析测试和同一期次油包裹体的气相色谱(GC)分析及色谱-质谱(GC-MS)分析,运用流体包裹体均一温度、单井埋藏史-热史图确定油气充注年龄,结合研究区断裂特征和盖层分布特征总结其油气成藏模式.结果表明,研究区原油普遍遭受生物降解作用并局部存在稠油与轻质油混合现象,同时奥陶系发育2~3期油气充注,分别为加里东晚期(452.5~420.5 Ma)、燕山期(150.2~100.6 Ma)和喜山期(20.1~2.1 Ma);早期油气藏中原油因构造抬升发生生物降解而稠油化,晚期轻质油沿基底和寒武-奥陶系NW、NNE向走滑断裂垂向充注对早期油气藏进行混合改造,形成一定范围的中-轻质油藏.

    English Abstract

      • 沙雅隆起位于塔里木盆地北部,北与库车坳陷相邻,东至库尔勒地区,南与阿满坳陷(满加尔凹陷-顺托果勒隆起-阿瓦堤凹陷)为过渡关系,西临阿瓦堤凹陷(牟泽辉等, 1997; 周永昌和杨国龙, 2001).受多期构造运动的影响,沙雅隆起目前呈现凹凸相间的构造格局,依据隆起内不同地区构造变形差异、断裂分布特征、不整合面分布以及局部构造特征差异,沙雅隆起被划分为沙西凸起、哈拉哈塘凹陷、草湖凹陷、雅克拉断凸、阿克库勒凸起、库尔勒鼻凸6个次级构造单元(吕海涛等, 2008; 吴悠, 2013).

        于奇西地区位于沙雅隆起中段的阿克库勒凸起北部(图 1a1b),西邻哈拉哈塘凹陷,东接草湖凹陷,南邻塔河油区主体,北与雅克拉断凸相接,面积约为2 350 km2.研究区内轮台断裂为上正下逆,纵向切穿到基底;T74界面断裂以北东向断裂为主,多切穿寒武-奥陶系,为主干断裂,后期持续活动较强.于奇西地区岩心及岩心薄片显示新近系岩性主要为棕色泥岩、粉砂岩与细砂岩互层,古近系主要为浅棕色中粒长石砂岩与棕色泥岩互层.中生界主要保留白垩系下统和侏罗系下统以及三叠系,白垩系下统主要为棕褐色泥岩、粉砂质泥岩与浅棕色细粒长石砂岩、棕色粉砂岩不等厚互层;侏罗系下统主要为中粒石英砂岩、细粒石英砂岩与灰黑色炭质泥岩、灰色泥岩、粉砂质泥岩等厚互层,局部夹黑色煤线;三叠系主要为深灰色泥岩、粉砂质泥岩夹浅灰色细粒岩屑砂岩、灰色粉砂岩.古生界缺失二叠系、石炭系中上统、泥盆系和志留系;石炭系下统主要为黄灰色含泥质泥晶灰岩和深灰色泥岩;奥陶系中下统鹰山组上部主要为灰色泥晶灰岩,下部主要为细粉晶白云岩(图 1c).

        图  1  塔里木盆地于奇西地区地理位置(a、b)及YQX1井岩性柱状图(c)

        Figure 1.  Location of Yuqixi area in the Tarim Basin(a、b)and the lithological column of Well YQX1(c)

        阿克库勒凸起油气主要来源于满加尔坳陷寒武系-下奥陶统的海相烃源岩,部分来源于上奥陶统烃源岩,研究区经历多期构造运动而发育多期岩溶作用,为油气运移提供了有利的运移通道和储集空间(丁勇等, 2011).塔河油田经历了多期油气充注,奥陶系油气藏平面分布自北西向南东依次呈现出超重质油藏、重质油藏、中质油藏、轻质油藏、挥发性油藏、气藏的特征.而于奇西地区在加里东晚期处于构造高部位,其在加里东晚期-海西早期接受大规模油气充注后遭受水洗氧化和生物降解作用,使得整体表现为超重质油气藏(罗明霞等, 2016).

      • 金刚烷是一种类似金刚石结构的刚性稠环烃类化合物.最早从石油中识别并分离出来的是单金刚烷和双金刚烷(Schleyer, 1957),之后在许多原油和烃源岩热解抽提物中检测出单金刚烷-六金刚烷(Wingert, 1992; Lin and Wilk, 1995; 李景贵, 1998; 马安来等, 2018).金刚烷极其稳定,一旦形成不易受到热解以及生物降解的破坏(Williams et al., 1986; Wingert, 1992);金刚烷化合物不是直接来源于生物体的化合物,一般不受有机质输入、烃源岩沉积环境等因素的影响,故其分布受母源影响的程度远比甾萜烷等生物标志物小得多(Williams et al., 1986; 陈军红等, 1997).运用金刚烷成熟度指标可以解决甾萜烷指标以及甲基菲在高成熟度不易判定的难题,并可与甾萜烷等指标一起建立从低到高的成熟度指标系列(陈军红等, 1996; 马安来等, 2017).

        流体包裹体是成岩成矿流体在矿物结晶生长过程中被捕获在矿物晶格缺陷或窝穴中,至今尚在主矿物中封存并与主矿物有相的界限的那一部分流体,其保存了古流体的温度、压力及流体组分等信息(Goldstein and Reynolds, 1994; 卢焕章等, 2004; 刘德汉等, 2007).对油包裹体而言,利用群包裹体爆裂法可以获取单一期次油气充注的成分信息(George et al., 2007; Pan and Liu, 2009),原始油气成分信息对研究油气生成、运移和聚集成藏过程具有重要意义(Bourdet et al., 2008; 平宏伟和陈红汉, 2011; 平宏伟等, 2012; 施伟军等, 2016).利用流体包裹体均一温度结合研究区埋藏史-热史可以确定油气充注年龄(Ping et al., 2017a2017b),进而厘定油气成藏期次(斯尚华等, 2013; 鲁子野等, 2016).

        本文选取沙雅隆起油气区产自新近系、白垩系、三叠系、石炭系、志留系、奥陶系和寒武系共计52件原油样品,送往中石油勘探开发研究院进行原油金刚烷化合物分析测试.金刚烷色质分析在HP6890 GC⁃MS仪器上进行,色谱条件为HP⁃5色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 µm).升温过程:50 ℃恒温1 min,以2 ℃/min升温至180 ℃;然后以3 ℃/min升温至315 ℃,恒温18.5 min.EI轰击方式,载气为氦气.使用m/z 135、m/z 136、m/z 149、m/z 163和m/z 177离子检测单金刚烷,m/z 187、m/z 188和m/z 201离子检测双金刚烷.本文采集于奇西地区流体包裹体系统分析样品131块,在中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室对样品进行单偏光和阴极发光观察.阴极发光仪为RELIOTRON III,工作电流为300~500 μA,工作电压为5~8 kV.利用Nikon Eclipse 80I显微镜和Maya 2000 Pro显微荧光光谱分析仪进行光谱学分析;流体包裹体显微测温利用Nikon Eclipse 80I显微镜,另配100倍8mm长焦工作镜头和Linkam公司产的THMS 600G冷热台,分析精度为±0.1 ℃.同一期次油包裹体成分气相色谱(GC)分析和色谱-质谱(GC⁃MS)分析在中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室完成,所用仪器为Agient 7890A.所有样品由高纯N2输送至氢火焰离子检测器(FID),流速为1 mL/min,进样量为1μL;先加热到60℃,保留2 min;然后以5 ℃/min的速度加热到310 ℃,保留20 min.

      • 于奇地区含油层位主要为白垩系亚格列木组K1y、三叠系哈拉哈塘组T3h和奥陶系鹰山组O1⁃2y,且原油物理性质存在较大差异(表 1).于奇西地区奥陶系YQX1井原油密度为0.863 g/cm3,为含蜡低硫轻质油,其原油密度、含硫量明显低于YQ5和YQ9井重质油,含蜡量低于YQ5井但高于YQ9井;对三叠系原油而言,于奇西地区的YQ4井和YQ3井原油密度、含硫量低于于奇中部地区的YQ15井,YQ4井和YQ3井原油含蜡量则高于YQ15井;于奇中部地区YQ14井白垩系原油密度为0.818~ 0.826 g/cm3,为含蜡低硫轻质油.

        井号 井深(m) 层位 密度(g/cm3 粘度(mPa·s) 凝固点(℃) 含硫量(%) 含蜡量(%)
        YQ14 4 831~4 834 K1y 0.826 4.53 10 0.21 8.25
        YQ14 4 848~4 852 0.818 3.52 10 0.22 7.93
        YQ4 5 178~5 180 T3h 0.813 2.87 -8 0.40 9.14
        YQ15 5 101~5 103 0.944 2 338.76 5 1.81 7.61
        YQ3 5 241~5 244 0.924 294.11 -12 1.39 10.16
        YQ5 5 938.23~6 040 O1-2y 1.035 > 50 1.16 3.62
        YQ9 5 721.95~5 760 1.039 > 50 3.12 2.87
        YQX1 5 773.52~5 850 O1-2y 0.863 12.27 < 34 0.37 3.24

        表 1  于奇地区原油物理性质

        Table 1.  Physical properties of crude oil from Yuqi area

        原油族组成分析结果(表 2)显示,YQX1井奥陶系原油中饱和烃含量较高,为60.19%,芳烃含量23.40%,总烃含量83.59%,饱芳比2.57;其族组成与YQ14井白垩系、YQ4井三叠系轻质油较为类似,而明显不同于于奇西地区鹰山组油藏的YQ5和YQ9井超重油,后者饱和烃含量低(分别为21.39%和18.33%),饱芳比低于1.0.对三叠系而言,于奇西地区的YQ3井饱和烃含量较低,为45.77%,芳烃含量23.40%,饱芳比2.57,与于奇中部地区YQ15井较为类似,而与YQ4井差异较大.

        井号 深度
        (m)
        层位 族组成(%) 饱芳比
        饱和烃 芳烃 总烃 非烃 沥青质 非+沥
        YQ14 4 848~4 852 K1y 76.97 15.53 92.32 7.68 0.00 7.68 5.01
        YQ14 4 831~4 848 83.57 11.62 95.19 4.81 0.00 4.81 7.19
        YQ4 5 178~5 180 T3h 79.94 12.83 92.77 4.72 2.51 7.23 6.23
        YQ15 5 101~5 103 45.73 17.91 63.64 12.84 23.88 36.72 2.53
        YQ3 5 241~5 244 45.77 15.74 61.51 11.08 27.41 38.49 2.91
        YQ5 5 938~6 040 O1-2y 21.39 22.38 43.77 8.91 47.33 56.24 0.96
        YQ9 5 721~5 760 18.33 28.79 47.12 9.85 43.03 52.88 0.64
        YQX1 5 773.52~5 850 O1-2y 60.19 23.40 83.59 8.42 7.28 15.7 2.57

        表 2  于奇地区原油族组成

        Table 2.  Group composition of crude oil from Yuqi area

        YQX1井中质油正构烷烃系列分布完整,呈单峰前峰型分布,主峰碳为nC16.∑C21-/∑C22+比值为2.68,Pr/Ph比值为1.08,反映其母质的沉积环境还原性较强,总体与于奇、雅克拉地区的原油特征相似(表 3).且从∑C21-/∑C22+、Pr/C17、Ph/C18三个参数看,YQ14及YK20井白垩系原油的∑C21-/∑C22+值明显偏高,而Pr/ C17、Ph/C18偏低,表明其成熟度相对较高.

        地区 井号 样品 深度
        (m)
        层位 主峰碳 OEP Pr/
        nC17
        Ph/
        nC18
        Pr/
        Ph
        ∑C21-/
        ∑C22+
        D
        雅克拉 YK20 原油 5 325.50~5 339 K1y C14 0.33 0.45 0.87 6.13 0.12
        QG1 原油 5 733~5 809.96 ϵ1 C10 1.03 0.21 0.26 0.96 4.39 0.05
        YK11 原油 5 415.50~5 431.85 Z2 C17 0.33 0.45 0.87 2.42 0.12
        YK11 原油 5 415~5 431 Z C15 1.01 0.38 0.44 1.05 4.35 0.06
        于奇 YQ14 原油 4 848~4 852 K1y C15 0.29 0.26 1.39 4.63 -0.03
        YQ3 油砂 5 248.53~5 248.58 T3h C19 0.97 0.36 0.52 0.55 1.51 0.16
        YQ4 原油 5 178~5 180 T3h C13 0.35 0.45 0.98 2.72 0.10
        YQ15 原油 5 101~5 103 T3h C16 0.37 0.50 0.79 2.88 0.13
        YQ9 原油 5 722~5 760 O1-2y C19 1.07 0.37 0.53 0.69 1.84 0.16
        YQ5 原油 5 951.50~6 040 O1-2y C17 0.99 0.40 0.54 0.78 2.08 0.14
        DuH2 原油 5 774~5 840 O1-2y C19 1.35 0.38 0.50 0.80 1.19 0.12
        YQ3 油砂 5 910.47~5 912.07 O1-2y C18 0.90 0.38 0.48 0.57 4.46 0.10
        YQX1 原油 5 773.52~5 850 O1-2y C16 1.07 2.68 0.00
        YQX1 原油 O1-2y 0.40 0.48 0.84 0.08
        塔河 TS3 原油 5 822.45~6 168.24 O1-2y C15 0.52 0.80 0.40 4.39 0.28
        T759 原油 O1-2y C15 1.03 0.34 0.41 1.00 3.89 0.07
        S108-D 原油 O1-2y C15 1.07 0.41 0.52 0.94 2.17 0.11

        表 3  沙雅隆起原油生物标志物和成熟度参数

        Table 3.  Biomarkers and maturity parameters of crude oil from Shaya Uplift

        根据庚烷值-异庚烷值成熟度参数相关图(图 2a)和Ts/(Ts+Tm)-C29Ts/(C29Ts+C29H)关系图(图 2b),可以看出YQ14井白垩系轻质油成熟度较高,YQ3、YQ4和YQ15井三叠系原油以及YQ5、YQ9井奥陶系原油成熟度相对最低,YQX1井奥陶系原油成熟度居于二者之间,为高成熟原油.

        图  2  于奇和雅克拉地区原油地化特征

        Figure 2.  Geochemical characteristics of crude oil from Yuqi and Yakela areas

      • 本文对塔北地区中-新生界和古生界52件原油样品进行了金刚烷化合物分析.塔北地区原油金刚烷化合物指纹显示, 中-新生界原油单金刚烷化合物相对含量比古生界原油高, 而双金刚烷化合物相对含量低.

        利用金刚烷化合物MAI-MDI关系图指示原油成熟度(陈军红等, 1996, 1997),R-R关系图可以指示原油降解程度(Williams et al., 1986).图 3显示,塔北地区古近系原油单金刚烷指标MAI为68.15%,双金刚烷指标MDI为44.22%,对应的Ro值为1.51%;白垩系原油单金刚烷指标MAI为65.49%~79.98%,双金刚烷指标MDI为40.64%~46.56%,对应的Ro值为1.42%~1.57%;三叠系原油单金刚烷指标MAI为75.21%~78.76%,双金刚烷指标MDI为43.43%~47.61%,对应的Ro值为1.49%~1.59%;石炭系原油单金刚烷指标MAI为70.86%~78.27%,双金刚烷指标MDI为38.79%~46.18%,对应的Ro值为1.38%~1.56%;志留系原油单金刚烷指标MAI为75.09%,双金刚烷指标MDI为42.91%,对应的Ro值为1.48%;奥陶系原油单金刚烷指标MAI为66.1%~77.4%,双金刚烷指标MDI为38.6%~53.8%,对应的Ro值为1.37%~1.74%.

        图  3  塔北地区原油金刚烷化合物参数图

        Figure 3.  Diamondoids parameters of crude oil from Tabei area

      • 对研究区及其周边地区包含YQX1井在内的10口井的奥陶系进行流体包裹体系统分析采样,显示于奇西地区奥陶系主要岩性有泥晶灰岩、亮晶胶结颗粒灰岩、云质灰岩和细粉晶白云岩.借助单偏光显微镜和冷阴极发光仪对样品进行成岩作用观察及成岩序次厘定,结果表明,第一期白云石D1呈红色阴极光分布于基质中,第一期裂缝F1充填方解石呈暗色阴极光被白云石错断,早期溶孔充填方解石V1呈暗色阴极光,第二期裂缝F2充填方解石呈暗黄色穿过第一期裂缝F1和早期溶孔V1;第二期白云石D2沿缝合线S发育呈暗黄-暗红色阴极光,粒间方解石胶结物呈暗色阴极光,生物碎屑内充填方解石呈暗色阴极光,第二期裂缝F2充填方解石呈暗黄色阴极光切割生物碎屑且穿过白云石D2部分,第三期裂缝F3半-全充填方解石呈橘黄色阴极光,溶洞V2充填方解石呈暗黄色阴极光,F3穿过V2,局部缝合线S扩溶未充填;晚期白云石D3呈紫色阴极光,第二期裂缝F2被晚期暗色白云石D3错断,且被第三期裂缝F3错断(图 4).

        图  4  YQX1井奥陶系鹰山组成岩作用类型及成岩序次

        Figure 4.  Diagenetic types and sequence of Ordovician Yingshan Formation of Well YQX1

      • 在成岩作用观察的基础上进行同一期次油包裹体成分分析.利用荧光显微镜对YQ7、YQ8、YQ9、YQ12、S75和T904井奥陶系样品中的油包裹体进行检测,并对捕获了单一期次油包裹体(宿主矿物中只存在一期相同荧光颜色和均一温度差值不超过10~15 ℃的油包裹体)的方解石胶结物进行微钻取样;经真空研磨和二氯甲烷萃取,对油包裹体进行离线气相色谱分析和二维飞行质谱分析.其中只有YQ8和S75井的样品获得了有效信息(表 4).

        井号 层位 深度
        (m)
        宿主
        矿物
        油包裹体
        荧光颜色
        λmax
        (nm)
        Pr/
        Ph
        Pr/
        nC17
        Ph/
        nC18
        ∑C20-/
        ∑C21+
        T904 O2yj 5 893.50 溶洞充填方解石 亮蓝色 459~462 - - - -
        S75 O1-2y 5 583.57 溶洞充填方解石 黄色 538~548 0.41 0.48 0.97 0.58
        YQ7 O1-2y 5 383.97 裂缝充填方解石 黄绿色 519 - - - -
        YQ8 O1-2y 6 229.97 裂缝充填方解石 亮蓝色 456~461 0.97 0.57 0.47 -
        YQ9 O1-2y 5 755.82 裂缝充填方解石 黄色 540~545 - - - -
        YQ12 O3l 6 598.06 裂缝充填方解石 亮蓝色 462~492 - - - -

        表 4  塔北地区奥陶系同一期次油包裹体成分分析

        Table 4.  Composition of oil inclusions in the same period in Ordovician of Tabei area

        YQ8井鹰山组裂缝充填方解石中的亮蓝色油包裹体中检测到25-降藿烷以及较高含量的伽马蜡烷,其规则甾烷分布特征为αααRC27 > C28 > C29,且αααRC28甾烷含量较高(37%);正构烷烃和类异戊二烯烃的分布特征为Pr/Ph=0.97,Pr/nC17=0.57,Ph/nC18=0.47,Ph/nC18-Pr/nC17= -0.1;长链三环萜和四环萜的分布特征为C21/C23 < 1、C24/C26=0.64;均指示该期油包裹体在捕获前已遭受生物降解(陈红汉等, 2014).

        图  5  于奇西地区油包裹体显微荧光照片

        Figure 5.  Fluorescent micrographs of oil inclusions in Ordovician of Yuqixi area

        对于奇西地区奥陶系样品进行显微荧光(激发波长365 nm)分析,共检测出橙红色荧光、黄绿色荧光、蓝绿色荧光和弱红色或不发荧光的稠油包裹体(图 5).重点对同一个流体包裹体组合中存在的油包裹体及其同期盐水包裹体进行观察和均一温度测试(图 5),并对同期盐水包裹体进行最终熔化温度测试.流体包裹体温度数据的有效性遵循流体包裹体组合的原理(Goldstein and Reynolds, 1994; 池国祥和卢焕章, 2008).将有效的、与油包裹体同期的盐水包裹体均一温度投影到单井埋藏史-热史图上,对应时间轴上的年龄即为油气充注年龄(图 6);为消除埋藏的影响将上述油气充注年龄标注到同一时间轴上,即可得到于奇西地区奥陶系油气成藏期次和成藏时期(图 6).

        图  6  于奇西地区奥陶系油气充注年龄及成藏期次

        Figure 6.  Hydrocarbon charging ages and periods of hydrocarbon accumulation of Ordovician in Yuqixi area

        油气充注年龄表明YQX1井发育三期油气充注,充注年龄依次为448.2 Ma、109.8~102.1 Ma、19.8~4.3 Ma;YQX2井发育三期油气充注,充注年龄依次为448.1 Ma、104.8~100.2 Ma、18.1~ 2.1 Ma;YQX101井发育两期油气充注,充注年龄依次为150.2~100.6 Ma和19.9~4.3 Ma;DuH2井发育两期油气充注,充注年龄依次为452.5~447.8 Ma和16.1~1.4 Ma;S104井发育两期油气充注,充注年龄依次为107.6 Ma和12.6~7.4 Ma;AD21井发育两期油气充注,充注年龄依次为435.2~426.6 Ma和289.5 Ma;T759井发育两期油气充注,充注年龄依次为433.7~420.5 Ma和20.1~12.1 Ma;YQX1⁃1井发育一期油气充注,充注年龄为121.0~119.9 Ma;YQ201井发育一期油气充注,充注年龄为11.3~ 2.8 Ma.YQ8井裂缝充填方解石中的亮蓝色油包裹体依据其同期盐水包裹体均一温度Thaqu(109.5 ℃)和埋藏史-热史投影获得的充注年龄为54.0 Ma.

      • 于奇地区的原油色谱基线均呈现不同程度的UCM“鼓包”,“鼓包”的大小与原油遭受氧化和降解的程度有一定的关系(图 7).YQ5、YQ9井奥陶系原油的色谱基线“鼓包”明显较高,且正构烷烃中轻烃部分多被完全降解,表明其经历了强烈的氧化降解作用,且缺乏后期充注过程.而YQX1井奥陶系原油的饱和烃基线相对平稳,具有较弱的“鼓包”,且正构烷烃系列完整,表明原油至少经历了两期成藏作用,早期生成的原油遭受过一定的生物降解,后期存在轻质油气充注.

        图  7  于奇地区原油饱和烃气相色谱图

        Figure 7.  Chromatograms (TIC) of saturated hydrocarbons of crude oil from Yuqi area

        中-新生界原油与古生界原油在金刚烷化合物指纹上的差异性表明,塔北地区奥陶系和石炭系原油成熟度范围较宽,且受到不同程度生物降解的影响;三叠系原油成熟度较高,且受生物降解影响程度较小;白垩系陆相原油成熟度偏低,而其海相原油成熟度较高且与三叠系海相原油类似,指示了多数中-新生界海相原油并非其下部古生界海相原油向上调整的结果,而可能为烃源灶喜山期直接供烃的结果.同时奥陶系原油从强烈生物降解到中等生物降解再到弱生物降解或未遭受生物降解,金刚烷化合物均有产出,表明奥陶系不仅发生早期油气充注,且在加里东晚期-海西早期和海西晚期抬升过程中有生物降解原油的充注,还发生了晚期(喜山期)未遭受生物降解的原油充注.

      • 于奇西地区油气充注年龄表明,奥陶系普遍发育2~3期油气充注,其中,YQX1、YQX2井发育三期充注;YQX1⁃1井仅发育第二期调整充注;YQX101井和S104井发育第二和第三期充注;DuH2井和T759井发育第一和第三期油气充注;YQ201井仅发育第三期充注;AD21井仅发育第一和第二期充注.

        YQX1井和YQX101井的原油饱和烃气相色谱图同时具备完整的正构烷烃系列和UCM“鼓包”现象,与流体包裹体系统分析厘定该井区油气充注期次、YQX1井发育三期油气充注的结果是一致的.虽然在YQX2、YQX101和YQ201井中同样检测到了第三期油气充注的证据,但因晚期油气充注量较少未能形成规模性的轻-中质油藏,只在YQX1井奥陶系获得了稳产的轻-中质原油.成岩序列与含烃流体表明于奇西地区奥陶系经历了早成岩阶段准同生岩溶和层间岩溶作用的溶蚀和胶结,以及早期裂缝化作用;加里东晚期-海西早期抬升可能使早期充注原油遭受生物降解而稠油化,并发生第二期裂缝化作用;海西晚期小幅度抬升可能造成潜山岩溶以及进一步稠油化;印支-燕山期长期处于中-浅埋藏阶段,局部发生油藏调整;喜山期进入快速深埋,发生局部白云石化、深成岩溶和大量成熟油-天然气晚期充注成藏及其与重质油藏的混合改造作用.

        从于奇地区原油物性平面分布来看,同一区域、不同区域同一层位的原油类型存在着较强的非均质性,同时油气充注期次存在空间非均质性,可能受研究区输导体系和局部盖层因素(图 8)的影响.有效输导能够保证第三期油气充注到该井区,同时有效盖层的存在与否关系到第三期油气充注能否在奥陶系有效聚集.罗明霞等(2016)提出YQX1井区晚期轻质油自北向南沿轮台断裂运移至奥陶系顶部不整合面,并对早期重质油藏进行了混合改造.本文依据研究区地震剖面和局部盖层分布特征,归纳了研究区油气成藏模式(图 9),认为基底和寒武-奥陶系NW、NNE向走滑断裂持续活动,并在中-新生界卷入式产生NW、NNE向张扭性雁列断裂带,成为第三期油气垂向充注的有效输导体系.

        图  8  于奇西-艾丁北部地区奥陶系风化壳顶面致密碳酸盐岩盖层与T74断裂叠合图

        Figure 8.  Dense carbonate cap combining with T74 fault of Ordovician in Yuqixi and northern Aiding areas

        图  9  于奇西地区油气成藏模式

        Figure 9.  Hydrocarbon accumulation pattern in Yuqixi area

      • (1)于奇西地区奥陶系普遍发育2~3期油气充注,分别为加里东晚期(452.5~420.5 Ma)、燕山期(150.2~100.6 Ma)和喜山期(20.1~2.1 Ma),且油气充注存在非均质性.第一期和第二期充注油受控于古隆起-古斜坡构造枢纽带和构造脊以及潜山岩溶储集体,但第一期油在后续构造抬升过程中发生了生物降解而稠油化,第三期发育轻质油充注并与早期重质油藏发生混合改造.

        (2)于奇西地区基底和寒武-奥陶系NW、NNE向走滑断裂持续活动,成为第三期轻质油垂向充注的有效输导体系.

        (3)对于奇西地区奥陶系而言,局部盖层发育者在奥陶系聚集成藏,局部盖层不发育者在中-新生界成藏.整体具有“断接式”输导体系、统一的海相烃源灶供烃和晚期沿NW、NNE向张扭性断裂带复式聚集规律.

    参考文献 (75)

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