马中远，黄 苇，李婧婧，杨素举，朱秀香，张 黎

(1.中国石化 西北油田分公司 勘探开发研究院，乌鲁木齐 830011；2.中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院，北京 100083)

塔中北坡SH9井区柯坪塔格组下段原油地球化学特征

马中远1，黄 苇1，李婧婧2，杨素举1，朱秀香1，张 黎1

(1.中国石化 西北油田分公司 勘探开发研究院，乌鲁木齐 830011；2.中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院，北京 100083)

塔中北坡SH9井区在柯坪塔格组下段首次发现了中—轻质黑油，具有低粘度、低含硫、低凝固点、高含蜡等特征。族组分中总烃含量、饱芳比均较大，碳同位素轻，小于-31‰。正构烷烃总体为单峰、前峰型分布，正构烷烃保存相对完整，但有轻微的“鼓包”(UCM峰)，具有轻微生物降解的特征；CPI值为1.04～1.05，Pr/Ph值为0.84～0.94，不具备奇偶优势，有明显的植烷优势。规则甾烷均呈“V”字形分布，C2820R甾烷相对含量小于25%，C29甾烷含量高于C27甾烷，重排甾烷、升孕甾烷和孕甾烷的相对含量较高。三环萜烷系列的丰度高于藿烷系列，并在三环萜烷中表现为C23三环萜烷的丰度优势，伽马蜡烷含量也较高。原油具有硫芴优势，三芳甲藻甾烷和甲藻甾烷欠发育；成熟度指标表征其为成熟油。认为该原油主要来源于中、上奥陶统烃源岩，中、下寒武统烃源岩贡献不明显。

生物标志物；原油地球化学特征；柯坪塔格组；中、上奥陶统；烃源岩；塔中北坡

塔里木盆地塔中地区志留系的油气显示十分活跃，尤以柯坪塔格组上段的下砂岩段(沥青砂岩段)油气显示及油气藏分布较多，并取得了大量的研究成果[1-3]，其原油主要为稠油，油源一直存在中、下寒武统和中、上奥陶统烃源岩的争论。典型的中、上奥陶统烃源岩生标特征表现为高重排甾烷、高硫芴含量、低伽马蜡烷、低C28规则甾烷(小于25%)、低24-降胆甾烷、低24-降重排胆甾烷、低三芳甲藻甾烷、低甲藻甾烷、原油碳同位素较轻等特征，而中下寒武统烃源岩的特征则表现为高伽马蜡烷、高C28规则甾烷(大于25%)、原油碳同位素偏重等典型特征[4-11]。

图1 塔中顺托果勒区块位置

近期在塔中顺托果勒区块的SH9井首次发现了柯坪塔格组下段致密砂岩油藏(图1)，SH901、SH902H、SH904H等多口探评井也取得了良好的油气显示，油层厚度为20～30 m，为中—轻质黑色原油。为研究该套新油层中原油的地球化学特征、油源等问题，本文对柯坪塔格组下段原油族组分、原油碳同位素、饱和烃色谱、生标化合物等地球化学特征进行了详尽分析。

1 原油基本地化特征

1.1原油物性

塔中北坡志留系柯坪塔格组下段原油为中等—轻质原油，具有低粘度、低含硫、低凝固点、高含蜡等物性特征(表1)。原油密度介于0.864～0.876 g/cm3，均值为0.869 g/cm3；在温度30 ℃下，粘度介于15.31～22.82 mPa·s，均值为18.10 mPa·s，为低粘度特征；含硫量介于0.44%～0.48%，均值为0.46%；凝固点介于-34～-28 ℃，均值为-30 ℃；含蜡量介于2.98%～16.55%，均值为11.86%，具有高含蜡的特征。

1.2原油族组成

从塔中北坡SH9井区柯坪塔格组原油族组成(表2)来看，工区内族组成特征较为一致。总烃含量高，介于77.77%～92.20%，均值高达83.07%；其中，饱和烃介于54.8%～76.3%，均值62.61%；芳烃介于15.9%～25.7%，均值20.46%；非烃和沥青质含量低，介于7.80%～22.24%，均值16.95%；饱芳比相对较高，介于2.23～4.80，均值为3.23。同时也可发现原油比油砂的饱芳比高，其原因可能是由于本区油藏具有多期成藏的特征，油砂中混杂有早期成熟度偏低的原油或遭破坏的沥青。

1.3碳同位素特征

SH9井区柯坪塔格组下段原油碳同位素均较轻，饱和烃、芳烃、非烃和沥青质的碳同位素均小于-31‰(表3)。原油δ13CPDB均值为-32.09‰，饱和烃δ13CPDB均值为-32.03‰，芳烃δ13CPDB均值为-31.79‰，非烃δ13CPDB均值为-31.67‰，沥青质δ13CPDB均值为-31.94‰。与多数塔中和塔北原油碳同位素对比来看，它们的特征较为一致，表明其母源性质与中、上奥陶统烃源岩相似，与源自寒武系烃源层的代表井TD2井原油碳同位素(-28.5‰)有较大差异。

表1 塔中北坡SH9井区原油物性数据

注：SH9-1、SH9-2、SH9-3原油样品为同一时间采集的平行样。

表2 塔中北坡SH9井区原油族组成特征

表3 塔中北坡SH9井区及邻区原油碳同位素特征

2 原油生物标志物及地球化学特征

2.1饱和烃气相色谱

该原油正构烷烃总体为单峰、前峰型分布，正构烷烃保存相对完整，但也有所损失，基线均呈现了轻微的“鼓包”(UCM峰)，主峰碳数均有所前移(图2)，Pr/C17值为0.33～0.53，Ph/C18值为0.43～0.55，均表明原油具有轻微生物降解的特征。原油的OEP值为0.99～1.05，CPI值为1.04～1.05，Pr/Ph值为0.84～0.94(表4)，不具备奇偶优势，有明显的植烷优势特征，表明原油的成烃母质为低等水生生物，原油表现为成熟油的特征。

2.2甾烷特征

SH9井区原油甾烷分布特征一致，具有以下特征(图3)：①规则甾烷均呈“V”字形， C2820R甾烷相对含量小于25%，C29甾烷含量高于C27甾烷(表5)，规则甾烷的分布形式与中、上奥陶系烃源岩相似。②重排甾烷的相对含量较高。重排甾烷受沉积环境和成熟度的影响，粘土矿物含量的多寡与重排甾烷数量成正比[12]，与中、上奥陶系烃源岩重排甾烷含量特征一致。③发育低碳数的升孕甾烷和孕甾烷，C21孕甾烷可代表浅水环境下的菌藻类物质[13]。因此，甾烷生标特征证实SH9井区原油的生烃母源为浅水沉积环境中的低等水生生物，与中、上奥陶统烃源岩发育特征更为相似。

2.3萜烷特征

三环萜烷的富集一般认为生源为浅水环境中的菌类物质[12]，SH9井区原油萜类系列化合物中，三环萜烷系列的丰度高于藿烷系列；在三环萜烷中，C21/C23TT(C21三环萜烷/C23三环萜烷)值为0.46，表现为C23三环萜烷的丰度优势(图4)，与中、上奥陶统烃源岩的甾烷分布形式相似，而寒武系泥质烃源岩的三环萜烷则呈C21三环萜烷丰度优势，C21/C23TT>1，与之存在差异。然而，原油中伽马蜡烷含量高，G/C30H值为0.29～0.35，与中、下寒武统烃源岩沉积环境更为接近(图4)，反映了一种咸水、还原的沉积环境。

图2 塔中北坡原油饱和烃色谱

样号样品类型深度/m层位饱和烃气相色谱参数主峰碳数nC21-/nC22+OEPCPIPr/C17Ph/C18Pr/PhSH9-4原油5560～5583S1k1C132.551.041.040.330.430.84SH9-5油砂5587S1k1C172.170.991.040.360.450.85SH901-2油砂5500S1k1C171.861.051.050.530.550.94

图3 塔中北坡SH9、SH901井原油与烃源岩m/z 217质量色谱对比

样品样品类型深度/m层位规则甾烷含量/%C27C28C29C29ααα20S/(20S+20R)C29αββ/(αββ+ααα)SH9-4原油5560～5583S1k10.340.200.460.510.54SH9-5油砂5587S1k10.330.220.450.510.54SH901-2油砂5500S1k10.310.230.460.510.57

图4 塔中北坡SH9、SH901井原油与烃源岩m/z 191质量色谱对比

2.4芳烃组成特征

“三芴”系列(芴、硫芴、氧芴)的相对组成具有沉积环境的指示意义，硫芴系列含量通常指示还原沉积环境，而氧芴则指示偏氧化的还原环境。SH9-5原油的硫芴为56.34%，具有硫芴优势，指示海相还原沉积环境。顺9井区原油在m/z245色质谱图上仅能检测出少量的三芳甲藻甾烷和甲藻甾烷化合物，与中、上奥陶统烃源岩特征更为相似。

图5 塔中北坡SH9井区原油成熟度参数交会图

2.5成熟度特征

原油饱和烃中甾、萜烷的C29ααα20S/(20S+20R)、C29αββ/(αββ+ααα)、Ts/(Ts+Tm)参数均为可靠且常用的反映原油成熟度的参数[14-16]，从图5中可以看出，C29ααα20S/(20S+20R)值为0.51，C29αββ/(αββ+ααα)值为0.54～0.57，Ts/(Ts+Tm)值为0.50～0.56，这些参数均表明SH9井区原油处于成熟油阶段，与该区柯坪塔格组上段原油成熟度基本一致。

芳烃化合物中的甲基菲指数也是判断原油成熟度的有效参数[17-18]，SH9井区原油生物降解轻微，对甲基菲指数影响小，MPI1值为0.68～0.72，MPI2值为0.85～0.87，换算得到的原油成熟度值(Ro)为0.81%～0.83%，与上述生标物判识结果一致，原油处于成熟油阶段。

3 结论

1)柯坪塔格组下段原油为中—轻质原油，具有低粘度、低含硫、低凝固点、高含蜡等特征；原油族组分中总烃含量、饱芳比均较大，原油碳同位素轻，小于-31‰，有别于TD2井碳同位素较重的原油。

2)原油正构烷烃总体为单峰、前峰型分布，正构烷烃保存相对完整，但有轻微的“鼓包”，具有轻微生物降解的特征。原油不具备奇偶优势，有明显的植烷优势。

3)原油规则甾烷均呈“V”字形分布，C2820R甾烷相对含量小于25%，C29甾烷含量高于C27甾烷，重排甾烷、升孕甾烷和孕甾烷的含量相对含量较高；三环萜烷系列的丰度高于藿烷系列，并在三环萜烷中表现为C23三环萜烷的丰度优势，伽马蜡烷含量也较高，G/C30H值为0.29～0.35。原油具有硫芴优势，三芳甲藻甾烷和甲藻甾烷欠发育。

4)SH9井区原油处于成熟油阶段，生标参数较为可靠，从以上分析来看，初步认为该井区原油的油源主要来源于中、上奥陶统烃源岩，中、下寒武统烃源岩的贡献不明显。

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(编辑徐文明)

GeochemicalcharacteristicsofcrudeoilfromlowerKalpintagFormationinSH9wellarea,northernslopeofmiddleTarimBasin

Ma Zhongyuan1, Huang Wei1, Li Jingjing2, Yang Suju1, Zhu Xiuxiang1, Zhang Li1

(1.ResearchInstituteofPetroleumExploration&Production,SINOPECNorthwestCompany,Urumqi,Xinjiang830011,China; 2.SINOPECExploration&ProductionResearchInstitute,Beijing100083,China)

In the lower Kalpintag Formation in SH9 well area in the northern slope of the middle Tarim Basin, medium-light black oil has been discovered for the first time and is characterized by low viscosity, low sulphur content, low pour point and high wax content. The total hydrocarbon content and the saturated/aromatic hydrocarbon ratio are high, while the carbon isotope is light, usually less than -31‰. Normal alkane totally shows the features of single peak and front peak types. The preservation of normal alkane is relatively complete with slight “drum kits” (UCM peak), showing slight degradation characteristics. TheCPIvalue is 1.04～1.05 and the Pr/Ph value is 0.84～0.94. Normal alkane has no odd-even predominance and has apparent phytane advantage. Regular sterane shows “V” type distribution. The relative content of C2820Rsterane is less than 25% and the content of C29sterane is higher than that of C27sterane. The relative contents of rearranged sterane, ascending pregnane and pregnane is relatively higher. The abundance of tricyclic terpane series is higher than that of hopane series, and the C23tricyclic terpane has abundance advantage in tricyclic terpane. The content of gammacerane is also higher. In the crude oil, sulfur fluorine is rich while triaromatic dinosterane and dinosterane are lack. Maturity parameter shows that the oil is mature. The Middle and Upper Ordovician serve as the main sources while the Middle and Lower Cambrian contribute little.

biological marker; geochemical feature of crude oil; Kalpintag Formation; Middle-Upper Ordovician; northern slope of middle Tarim Basin

1001-6112(2013)05-0559-05

10.11781/sysydz201305559

TE122.1

A

2012-09-21；

2013-07-24。

马中远(1986—)，男，硕士，助理工程师，从事油气成藏方面的研究。E-mail: mazhongyuan1986 @126.com。

国家科技重大专项专题“塔里木盆地碎屑岩层系大中型油气田富集规律与勘探方向”(2011ZX05002-003)资助。