准噶尔盆地腹部典型油藏油源分析
摘要: 通过油－油和油－源对比，结合成藏史分析，确定了盆地腹部地区中Ⅰ、中Ⅲ区块典型油藏不同地质时期的油源。研究表明，可将研究区的原油划分为四类，第一类原油分布在庄1井和沙1井区，成藏期为白垩纪～古近纪，烃源岩分布在盆1井西凹陷二叠系风城组；第二类原油分布于永6井白垩系吐谷鲁群（K1tg），成藏期为白垩纪～古近纪，烃源岩分布在昌吉凹陷中二叠统下乌尔禾组；第三类原油分布于永2井和永6井区西山窑组（J2x），成藏期为古近纪末，烃源岩分布于昌吉凹陷侏罗系煤系地层；第四类原油分布于永1井和征1井区，成藏期为古近纪，烃源岩分布于昌吉凹陷二叠统下乌尔禾组和侏罗系煤系地层。车-莫古隆起的构造演化和烃源岩的生烃史共同控制着油藏中不同时期油气的来源。 关键词：油源对比 成藏史 车-莫古隆起 准噶尔盆地
1 引言
近年来，准噶尔盆地腹部不断地有新的油气田发现，预示着巨大的勘探潜力。前人研究认为二叠系是盆地腹部油气田的主要烃源岩（王绪龙等，1999），盆地腹部侏罗系煤系烃源岩也具有良好的生烃潜力（王屿涛等，1995），而且在准噶尔盆地的东部彩南油田和南部齐古油田已经发现了来自于侏罗系的油气（王屿涛等，1994；郭春清等，2005）。研究区位于准噶尔盆地腹部的古尔拜通古特沙漠地带，构造演化的复杂性造成该区油藏具有多源多期的成藏特点（邹华耀等, 2005），应用单一的方法难以对复杂的油源得出准确认识。本文综合应用多种油藏地球化学研究方法，结合生排烃史模拟，分析了研究区典型油藏不同时期油气的主要来源，并探讨了侏罗系煤系烃源岩的油源贡献。 2 地质背景
准噶尔盆地位于新疆北部，隶属于新疆维吾尔自治区行政管辖区，面积约13×104km2。准噶尔盆地是一个在晚古生代、中生代和新生代不同时期发育起来的、性质各异的盆地相互叠加而成的大型叠合盆地，在区域大地构造上位于准噶尔地块的核心稳定区，处在哈萨克斯坦板块、西伯利亚板块和塔里木板块的交汇部位，隶属哈萨克斯坦古板块，是一个典型的三面被古生代缝合线所包围的晚石炭世到第四纪发展起来的大陆板内沉积盆地。准噶尔盆地基底具有“双层结构”，下部为一个统一的、古老的前寒武系结晶基底，其上叠加了古生代浅变质岩系，为沉积盖层之下的直接基底。
二叠纪时为前陆盆地阶段，发育了玛纳斯-阜康前陆坳陷和玛湖-克拉玛依前陆坳陷，是盆地内重要的烃源岩形成期（罗金海等, 2000；吴根耀等, 2003）。在中侏罗世西山窑组沉积末期，盆地演变为压扭构造环境，在盆地腹部形成了北东-南西向的车（排子）-莫（索湾）古隆起(图1)；白垩纪时车-莫古隆起隐伏埋藏，但仍具有东西向展布的背斜形态，构造高点有所变化；进入新生代，盆地再次转变为压扭构造环境，新近纪以来，喜马拉雅运动对盆地产生了重大影响，北天山
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强烈隆升，向盆内冲断，车-莫古隆起南部开始急剧下陷，这使得下伏的车-莫古隆起发生翘倾破坏（何登发等, 2005），车－莫古隆起最终消失，形成现今南倾北抬的构造格局(图1)。
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图1 车－莫古隆起的构造演化
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研究区包括中国石化西部勘探新区中部Ⅰ区块和中部Ⅲ区块（图2），位于准噶尔盆地腹部的中央凹陷带，主体上位于昌吉凹陷西段到盆1井西凹陷的斜坡带上，北到达巴松凸起，南至盆地南缘山前断阶带，主要勘探目的层为侏罗系和白垩系。
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图2 研究区构造位置
3 样品及实验分析
样品（包括原油、油砂、泥岩和煤）主要取自中部Ⅰ区块的庄1井区、沙1井区和征1井区的侏罗系三工河组，以及中部Ⅲ区块的永1井、永2井和永6井的侏罗系西山窑组和白垩系吐谷鲁群（图3）。
图3 各口井地层及取样位置综合柱状图
按照常规的分析流程，对原油、油砂、泥岩、煤和部分含油包裹体抽提物样
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品进行柱色谱分离（分离饱和烃、芳烃、非烃和沥青质），对其饱和烃和部分芳烃做了气相色谱－质谱（GC-MS）检测；部分砂岩样品研磨制成厚100μｍ的薄片，在德国生产的Leica DMRXP 显微镜下观察流体包裹体，利用荧光法寻找与含油包裹体共生的盐水包裹体。然后，在英国生产的Linkam 3500型冷热台上，测定了砂岩样品石英颗粒中不同产状与油气包裹体共生的盐水包裹体的均一化温度；全岩流体包裹体成分分析实验条件要求极严格，样品的制备和包裹体成分分析参考了Pan et al. (2003)的方法。 4 结果与讨论
4.1 油－油及油－源对比
根据生物标志物的组合特征，可以将研究区的原油分为四类。第一类原油（庄1井和沙1井侏罗系三工河组油砂）生物标志物特征主要为（图4）：①正构烷烃呈单峰态前峰型，奇偶优势不明显，Pr/Ph介于1.0~1.5，②三环萜烷丰度较高， C20、C21、C23三环萜烷相对丰度呈上升型分布，C29-降藿烷丰度较高；伽马蜡烷相对丰度较高，Ts相对丰度较低；③孕甾烷、升孕甾烷相对丰度较高，规则甾烷中ααα20RC27、C28、C29丰度呈上升型分布，ββ型甾烷相对丰度较高，尤其C28ββ20S构型甾烷丰度很高；④β-胡萝卜烷丰度很高。这类原油与玛湖凹陷风城组烃源岩相似，伽马蜡烷和β-胡萝卜烷丰度较高，Ts相对于Tm丰度较低，C20、C21、C23三环萜烷相对丰度呈上升型分布，升藿烷指数较高（图5-a、b），但原油的Pr/Ph比值大于1，大部分在1.1~1.3之间，风城组烃源岩Pr/Ph比值小于1。
第二类原油（永6井白垩系吐谷鲁群5978m原油）的生物标志物特征主要表现为（图4）：①正构烷烃呈单峰态前峰型，具有植烷对姥鲛烷的优势，Pr/Ph 介于0.67~0.94；②三环萜烷丰度较高，C29-降藿烷丰度较高，C20、C21、C23三环萜烷相对丰度呈山峰型或上升台阶型分布，伽马蜡烷相对丰度较高，伽玛蜡烷指数介于0.53~0.77，Ts相对丰度较高；③孕甾烷、升孕甾烷相对丰度较高，规则甾烷中ααα20RC27、C28、C29丰度呈上升型分布，而峰高呈“V”型分布，峰面积呈上升型分布，ββ型甾烷相对丰度较高，尤其C29ββ20S构型甾烷丰度很高；④β-胡萝卜烷丰度很高。第二类原油（永6井白垩系吐谷鲁群的原油和油砂）体现了盐湖相烃源岩的特征（如具有植烷优势、伽玛蜡烷和β-胡萝卜烷丰度较高，规则甾烷/(C29~C33藿烷)较高等特征），这类原油与二叠系烃源岩乌尔禾组烃源岩相似，表现在：原油C20、C21、C23三环萜烷丰度呈山峰型或上升台阶型分布，伽马蜡烷丰度相对较高，Ts丰度相对较高，升霍烷指数较低，规则甾烷ααα20RC27、C28和C29丰度呈上升型分布，ααα20RC27相对丰度较风城组烃源岩高（图5-c、d）。
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图4 各口井原油或油砂样品的色谱-质谱图
第三类原油包括永6井西山窑组油砂（6035m）和永2井侏罗系西山窑组下部原油（6056m），生物标志物主要特征为（图4）：①正构烷烃呈单峰态前峰型分布，Pr/Ph大于2，介于2.24~2.33；②三环萜烷丰度较低，C29-降藿烷丰度较高，C20、C21、C23三环萜烷相对丰度呈下降型分布，几乎不含伽马蜡烷，伽玛蜡烷指数分别为0.02和0.05；③孕甾烷、升孕甾烷相对丰度较低，规则甾烷中ααα20RC29占优势，ααα20RC27、C28丰度很低，ββ型甾烷相对丰度较高，尤其C29ββ20S构型甾烷丰度很高；④几乎不含β-胡萝卜烷。这类原油具有煤成油的特点，与侏罗系煤系地层烃源岩地球化学特征具有很好的对比性（图5-d、e、f）。
第四类原油（征1井下侏罗统三工河组原油）生物标志物组成具有如下特征（图4）：①正构烷烃呈单峰态前峰型，Pr/Ph大于1，介于1.13~2.01；三环萜烷丰度很高，C20、C21、C23三环萜烷相对丰度呈山峰型分布，且C20、C21、C23三环萜烷相对丰度比较接近，C29-降藿烷丰度较高；②伽马蜡烷丰度较高，伽玛蜡烷指数介于0.20~0.41，Ts相对丰度较高；③孕甾烷、升孕甾烷丰度较高，规则甾烷中ααα20RC27、C28、C29丰度呈上升型分布，ββ型甾烷相对丰度较高，尤其
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