第五章第二节溱潼凹陷未熟油特征及分布规律

185第二节溱潼凹陷低熟油生物标记物特征与分布规律我国东部中、新生代沉积盆地的地质演化不算复杂，所经历的地热不高，因此确定盆地中石油成熟度相对容易。生物标志物许多指标可用于研究烃源岩和石油成熟度，Peter和Moldowan（1993）将这些指标进行了总结。现在常用的是甾、萜烷异构化指标：αααC29甾烷20S/(20S+20R)（平衡值=0.55）和C31藿烷22S/（22S+22R）（平衡值=0.6）。这两项指标一般在生油门槛和生油主峰以前（Ro0.9～1.0%）已达到平衡。一、溱潼凹陷低熟油及烃源岩成熟度界定及分布特征低熟－未熟油成熟度界限一般界定为Ro0.7%。αααC29甾烷20Ｓ/(20S+20R)与C29甾烷ββ/（αα+ββ）是判断烃源岩成熟度常用的指标，因此可以根据原油或烃源岩中可溶有机质演化化学指标界定低熟油的范围。但由于不同地区的实际地质条件的差异，不同研究者提出的判识指标及其界限值具有一定的差异。从图5-2-1中可以看出，针对溱潼凹陷的低熟烃源岩而言，在Ro=0.7%时，所对应的αααC29甾烷20Ｓ/(20S+20R)，C29甾烷ββ/（αα+ββ）值分别为0.33和0.34左右，C31升藿烷22S/(22S+22R)为0.57左右。由此，获得溱潼凹陷低熟烃源岩主要分布区域为断阶带的E1f2、E1f3段，地(坡)垒带E1f3段和外斜坡带的E1t2、E1f3段。根据镜质组反射率RO值和甾烷C2920Ｓ/(20S+20R)值确定溱潼凹陷的门限深度和划分（表5-2-1），从表中可以看出，溱潼凹陷自西向东主要烃源岩的生油门限深度由浅变深趋势与苏北盆地总体特征相符合。0.000.100.200.300.400.500.400.500.600.700.800.901.00Ro,%αααC29甾烷20S/(20S+20R)0.100.150.200.250.300.350.400.450.400.500.600.700.800.901.00Ro,%C29甾烷ββ/(ββ+αα)*0.400.450.500.550.600.650.400.500.600.700.800.901.00Ro,%C31甾烷22S/(22S+22R)*图5-2-1烃源岩有机质演化化学指标与Ro关系图186表5-2-1苏北盆地各凹陷生油门限深度及其成熟度地化参数表（据黄第藩，2003，有修改）方向西东南北凹陷洪泽金湖高邮溱潼海安盐城区带西斜坡卞闵扬深凹带斜坡带深凹带斜坡带断阶带代表层位E1f4E1f2E1f2E1f4E1f2E1f4E1f1E1f2E1f4、E1t2E1f2门限深度，m2300185019002600230027002100225028002800门限温度，℃80808085899286919595地温梯度，℃/100m2.85-3.122.66-3.932.20-4.003.6-4.02.04-4.251.67-3.72虽然不同学者对不同地区未熟-低熟油的判识参数选择略有差别，但总的研究发现，C29甾烷立体异构化参数是定量判识原油成熟度的有效指标。因此，可将Ｃ29甾烷20Ｓ/(20Ｓ+20Ｒ)0.33（0.31），C29甾烷αββ/（ααα+αββ）0.34(0.29)作为判识低熟油的界限（Ⅰ区，图5-2-2），Ⅰ区内的甾烷异构化参数范围分别0.23~0.29和0.24~0.28，而该值与“九五”攻关成果确认的低熟—未熟油判别标准相符合，可以确认部分原油达到了低熟油的范畴，即：外斜坡的殷庄油田殷2井E2d1段和S183井E1t1，断阶带的角墩子油田S228井E2d1段和草舍油田S120井E2S1段以及坡垒带的茅山油田的S168E1f3段的原油。总体来看，溱潼凹陷原油甾烷异构化程度普遍偏低，对于Ⅱ区的原油，则主要体现为低熟油与成熟油的混合特征。通过和烃源岩的进一步对比发现，溱潼凹陷低熟油主要是来自断阶带和斜坡带的阜宁组，大部分是通过断层运移、聚集成藏；仅有少量是以自生自储为主。根据以上所划分标准，溱潼凹陷低熟原油和烃源岩分布比较广泛，除了斜坡带茅山油田阜三段原油成熟度较低，大部分属于低熟油外，在断阶带祝庄油田S260、S255井阜二段、阜三段、阜四段和泰一段，淤溪油田S153井阜二段、阜三段、阜四段和泰一段和草舍S120井阜二段和阜三段原油成熟度较低，部分处在低熟油的范围。斜坡带许庄S259井阜三段，边城油田S257井阜三段，叶甸地区S256井阜二段、阜四段，戴南油田S263B和S287阜二段和阜三段及台南S217井阜二段和阜三段也分布有低熟油。甲基菲指数MPI1值在0.24～0.64之间，按照Radke的换算公式，换算的镜质体反射率Ro介于0.54%～0.63%之间，对于上述所判断出的断阶带和斜坡带的低熟油来说，充分显示出其未熟、低熟的特征。另外，各样品的三芴系列含量很低，无论在断阶带，还是斜坡带，硫芴含量普遍高于氧芴。一般说来，在低熟条件下，用三芴相对含量判识氧化还原环境较为可靠，因为在强还原环境中，硫取代了其基本骨架五圆环中化学活性较强的C-9碳原子而成硫芴，若在氧化环境的滨浅湖和沼泽成煤环境中易被氧化成为氧芴。因此溱潼凹陷低熟油主要形成于偏还原的沉积环境。187二、低熟油的生物标志物组成特征及成因机制与成熟油相比较，低熟油的化学组成更为复杂多变。（一）低熟油族组成特征族组成是原油烃类组成和成因类型的宏观反映。溱潼凹陷低熟油与其它演化程度偏低的低熟油不同，具有自身特点，表现为饱和烃含量偏高（50%~65%），极性组分“非烃+沥青质”含量较低（15%~35%）的特点（表5-2-2、图5-2-3）。由于非烃+沥青质的百分含量与C29甾烷20Ｓ/(20S+20R)参数之间存在负相关的关系，因而将它作为成熟度的又一重要判识参数，界定低熟油的比值范围为15%～30%，由此也进一步验证了对上述低熟油的判识。此外，与成熟原油相比，饱和烃/芳烃稍高(2.69～5.50)，同时低熟油非烃/沥青质（2.5%）相对较高，这是其低演化的重要标志，因为在成熟原油中该比值通常小于3（王铁冠等，1995）。造成这一差异的主要原因与低熟油的形成与生物类脂物的早期转化成烃有关（黄第藩等，1987）。表5-2-2溱潼凹陷低熟油族组成油田井号(层位)族组成饱和烃/芳烃非烃/沥青质非烃+沥青质饱和烃（%）芳烃（%）非烃（%）沥青质（%）角墩子S228(E2d1)64.0615.3618.491.824.2710.3020.11草舍S120(E2S1)51.1310.5329.325.264.865.5334.5茅山S168(E1f3)41.3810.3437.938.624.104.4046.55殷庄殷2（E2d1）50.9018.9211.264.502.692.5015.76S183(E1t1)66.2612.2014.231.635.508.8115.860.200.230.260.290.320.350.380.410.440.470.500.200.250.300.350.400.45aaaC29甾烷20S/(20S+20R)茅山油田Ef3洲城Es1洲城油田Ef3陶思庄油田Ed29,10祝庄油田Es1祝庄油田Ef1祝庄油田Ef3戴南北Ef3储家楼Ed1边城Ef3草舍油田Et1草舍油田Ef1草舍Ed12殷庄油田Et1殷庄Ed1红庄油田Ed1红庄Ed1角墩子油田Es1角墩子油田Ed1叶甸附近Ef3淤溪油田Ef3草舍油田Es1C29甾烷αββ/(ααα+αββ)ⅠⅡ图5-2-2原油(油砂抽提物)成熟度判识188图5-2-3溱潼凹陷未熟-低熟油样品的族组成图（二）饱和烃馏分组成特征低熟油饱和烃馏分的烃类组成与成熟原油并没有本质区别，主要由各种链烷烃（正烷烃、支链烷烃和类异戊二烯烷烃）和各种环状烷烃（甾烷和萜烷）组成。而差异主要体现在各类化合物的分布形式上。1．正烷烃一般来说，原油成熟度越高，正烷烃含量相应增加。从原油饱和烃中较轻的馏分如正构烷烃的缺失来看（图5-2-4），该区部分原油遭受过水冼和生物降解作用，可能与第三系油藏较浅的埋深有关。由于沉积环境、原始母质及相对演化程度上的不同，所造成的不同低熟油正构烷烃分布形式上的差异是显著的。从低熟油总体的正构烷烃分布特征来看（表4-2-3），其原始生烃母质富集层的类型是低等生物菌藻类和细菌生源为主。草舍S120井2394.1Es1角墩子S228井2922.9mEd1殷庄S1832280.95mEt1殷庄殷2井2169-2206mEd1茅山S1682447.85mEf31234沥青质饱和烃芳烃非烃图5-2-4不同低熟油饱和烃馏分色谱特征189表5-2-3低熟油饱和烃分布特征构造带井号碳数分布主峰碳Pr/PhPr/nC17Ph/nC18OEP沉积环境坡垒带S168Ef3C13～C36C17、C250.440.972.471.06半咸水外斜坡殷2Ed1C12～C38C17、C201.000.630.611.07微咸水S183Et1C12～C38C25、C270.721.070.891.07微咸水断阶带S228Ed1C15～C38C250.470.801.341.10半咸水S120ES1C14～C36C17、C250.771.021.891.09半咸水2．单甲基支链烷烃单甲基支链烷烃包括异构（2-甲基）、反异构（3-甲基）和中间取代（X19化合物）的支链烷烃，具有异构反异构X化合物特点，该特点与我国其他地区低熟油分布特征一致。单甲基支链烷烃主要存在于细菌（Holzer等，1979）和高等植物中，由于细菌生源的单甲基支链烷烃不具有奇偶碳数优势，因此从溱潼凹陷低熟油的检测结果来看，大多应属于细菌蜡生源产物。3．类异戊间二烯烷烃我国低熟油的一个明显特征是类异戊二烯烃中植烷优势较强，尤其在强还原、高盐度的环境下。当然，不同成因造成低熟油Pr/Ph值不尽相同，因为该值与烃源岩生源构成和沉积环境双重因素密切相关。据王铁冠等（1995），不同成因的低熟油具有明显不同的Pr/Ph值，半咸水-咸水环境的Pr/Ph0.5；淡水-微咸水湖相环境为0.5~2.0；异常高的比值则与煤系地层形成的低熟油密切相关。虽然已有研究表明（KennethE，1995），在生油窗内的样品，高的Pr/Ph值（3.0）指示着氧化条件下陆源有机质的输入，而低的Pr/Ph值(0.6)指示有机质形成于还原环境，但对界于0.8～2.5之间的比值，若没有确凿的证据，不要把该比值作为判断古环境的标志，因为，在不同的环境中w(Pr)/w(Ph)值变化范围并不是一致的，其影响因素较多，如姥鲛烷和植烷的来源及成岩作用的影响等。因此，使用w(Pr)/w(Ph)值这一参数时，还应结合其他标志(如伽马蜡烷指数)进行综合分析。对于溱潼凹陷的低熟油来说，Pr/Ph为0.44~1.00，总体体现了微咸水-半咸水的沉积环境。4．胡萝卜烷系列类胡萝卜素稳定性较低，在沉积过程中极易遭到氧化破坏。溱潼凹陷低熟油中普遍存在类胡萝卜烷系列及β-胡萝卜烷，但丰度不高（图5-2-5）。这些化合物的存在还表明，烃源岩有机质输入与色素生源有关，并具有较好的沉积保存条件。5．环状萜烷类（1）倍半萜烷类是三个异戊二烯（半萜）的聚合物，这类化合物目前大多用于说明有机质的来源或原油的190成因类型。早期报道存在于源自高等植物的树脂和香精油中，被认为是陆源植物的生物标志物，如桉叶油烷，碳数组成为C15。后来发现，其分子结构与8,14-断藿烷相关，因此，C14～C16补身烷系列又被认为是具有细菌生源意义的生物标志物。最近的研究表明，8α（H）升补身烷与8β（H）升补身烷比值与烃源岩埋深和Ro之间的关系存在良好的负相关，由此也反映出该比值在未成熟—低成熟阶段是个好的成熟度指标（汪立群，2005）。溱潼凹陷普遍检测到了具有细菌生源意义的补身烷系列（图5-2-6），但未检测到桉叶油烷，由此认为，该凹陷低熟油的形成，细菌生源有一定贡献或存在细菌对有机质的改造作用。总之，细菌在原油形成过程中起到一