湘西王村古油藏瀝青地球化學特征及成因探討

高 波，周 雁，劉全有，彭勇民，李雙建，汪新偉

(中國石油化工股份有限公司 石油勘探開發研究院，北京100083)

王村古油藏位于湖南省永順縣王村北東2 km處，構造上隸屬于湘鄂西沖斷褶皺帶桑植—石門復向斜與雪峰山隆起帶的交接部位，局部構造位于呈北東向展布的烈夕向斜南東翼(圖1)。該古油藏發現于2008年6月[1]。該古油藏的發現，彌補了中揚子地區上寒武統古油藏的空白，對其儲層瀝青地球化學特征及成因的分析與探討，有助于客觀認識該古油藏的成藏條件及演化過程。

1 瀝青產狀及類型

王村古油藏主力儲層為上寒武統追屯組結晶白云巖、白云質灰巖與古巖溶角礫狀白云巖及下奧陶統泥晶灰巖，儲集空間為晶間孔和溶蝕孔、洞以及構造裂縫；瀝青產狀多以網狀、浸染狀、晶間孔型、溶洞型、裂縫型賦存(圖2)。

圖1 中揚子地區王村古油藏區域構造位置

圖2 中揚子地區王村古油藏追屯組白云巖儲層與瀝青賦存狀態

其中瀝青在中粗粒結晶白云巖晶間中富集極為罕見。此外，在追屯組頂部白云巖中，見2層累計厚度達15.6 m的深色油浸白云巖(油味很濃，但未見瀝青)。為了揭示儲層瀝青的來源，本次研究采集了王村追屯組瀝青、瀝青白云巖、油浸白云巖及奧陶系瀝青進行了系統的地球化學測試分析，同時為了對比分析，還對鄰區慈利南山坪古油藏震旦系瀝青也進行了相關分析。

王村古油藏下奧陶統—上寒武統儲層瀝青反射率介于3.09%～4.08%之間，鏡質體反射率介于2.47%～3.15%，H/C相對較高，介于0.34～0.50，O/C介于0.05～0.14(表1)，為高演化的焦瀝青。

2 瀝青抽提物飽和烴色譜特征

下奧陶統儲層瀝青與上寒武統儲層瀝青抽提物飽和烴色譜特征非常相似，均呈現出以C23(或C25)和C18為主峰的雙峰型分布(圖3)，C15之前的低碳數烷烴由于長期地表風化作用損失嚴重，類異戊二烯含量較高，Pr/C17介于0.80～1.17，Ph/C18介于1.07～1.44，Pr/Ph介于0.35～0.66(表2)，揭示原油母質形成于偏還原的沉積環境。下奧陶統儲層瀝青與上寒武統儲層瀝青飽和烴色譜特征的相似性，揭示它們具有相似的母質來源。

表1 中揚子地區王村古油藏儲層瀝青的反射率特征

注：Ro換算按照劉德漢等[2]公式Ro=0.688Rb+0.346。

圖3 中揚子地區王村古油藏儲層瀝青飽和烴色譜

3 儲層瀝青生物標志化合物特征

儲層瀝青孕甾烷和升孕甾烷含量很高，ααα20RC27甾烷、C28甾烷、C29甾烷均呈現不對稱“V”型分布，且C27>C29>C28(圖4)；C27甾烷、C28甾烷、C29甾烷含量分別介于38%～41%,24%～25%,35%～38%，C27甾烷含量較高，且C30甲基甾烷具有一定豐度，揭示低等浮游生物對生烴母質具有較大貢獻。重排甾烷含量較高，C27重排甾烷/規則甾烷占0.30～0.38(圖5)。重排甾烷/規則甾烷比值主要受熱成熟度和源巖的無機特征的影響，粘土中酸性物質的催化作用被認為是沉積物中重排甾烷形成的機理[3-5]。本區瀝青較高的重排甾烷/規則甾烷一方面與儲層瀝青的演化程度很高有關，另一方面可能與儲層瀝青主要源自泥質烴源巖有關。 C29甾烷20S/(20S+20R)為0.51～0.55，顯示了成熟原油的特征。

在萜烷組成與分布中，瀝青三環萜烷較高，三環萜烷/五環萜烷介于0.69～1.46之間。三環萜烷中，低碳數三環萜烷含量較高，C21/C23和C19-21/C23-24分別為0.98～1.25和1.01～1.48；C24四環萜烷含量較低，C24四環萜/C26三環萜為0.34～0.66；五環萜烷組成中，以C30藿烷為主，C29藿烷/C30藿烷為0.55～0.75；Ts普遍大于Tm，C29Ts豐度普遍較低，C29Ts/C30藿烷為0.15～0.23；C29降莫烷和C30莫烷含量較低，C29降莫烷/C30藿烷和C30莫烷/C30藿烷分別為0.09～0.10和0.14～0.15，這與瀝青具有較高的成熟度相一致。伽馬蠟烷豐度較低，伽馬蠟烷/C30藿烷為0.10～0.16，揭示母質形成于微咸水環境。升藿烷含量隨著碳數的增加而逐漸減小。下奧陶統儲層瀝青與上寒武統儲層瀝青及油浸白云巖、慈利南山坪古油藏震旦系瀝青抽提物的甾萜烷特征非常相似(圖4)，揭示它們具有共同的來源，與下寒武統烴源巖具有較好的親緣性(圖5)，這與金強等應用微量元素等方法對慈利南山坪古油藏儲層瀝青成因的研究成果一致[6-8]。

表2 中揚子地區王村古油藏儲層瀝青飽和烴特征參數

圖4 中揚子地區王村古油藏儲層瀝青抽提物甾萜烷質量色譜

圖5 中揚子地區王村古油藏儲層瀝青與各層系烴源巖生標參數對比

樣號剖面巖性層位δ13C/‰“A”飽和烴芳烴非烴瀝青質LYX-034古丈羅依溪瀝青-C3z-28.9-29.2-26.9-28.9-28.8LYX-043-1古丈羅依溪瀝青O1n-O1h-28.6-30.0-26.6-28.2-28. 7LYX-069古丈羅依溪含瀝青白云巖-C3z-28.6-28.6-26.6-28.0-28.6LYX-075-1古丈羅依溪油浸白云巖-C3z-28.5-28.9-27.4-27.3-28.9NSP-004慈利南山坪瀝青Z2d-29.0-29.4-26.8-28.9-28.3

4 儲層瀝青碳同位素特征

對王村古油藏儲層瀝青及油浸白云巖抽提物族組分碳同位素測試分析結果表明，上寒武統追屯組瀝青及油浸白云巖與下奧陶統紅花園組—南津關組儲層瀝青的族組分碳同位素表現出很好的相似性，且與鄰近慈利南山坪震旦系古油藏儲層瀝青的族組分特征非常一致(表3)，表明該古油藏與慈利南山坪古油藏一樣，原油主要來自于下寒武統牛蹄塘組頁巖。

追屯組儲層干瀝青全巖碳同位素的測試分析顯示，瀝青碳同位素為-30.1‰。大量分析資料表明，正常原油的碳同位素比相應源巖干酪根輕1‰～2‰，而固體瀝青因其主要由非烴、瀝青質組分的縮聚作用形成，碳同位素要比其原始原油重2‰～3‰[9]。按這種關系推算，高演化的固體瀝青的δ13C值要高于烴源巖干酪根1‰～2‰[10]。對王村古油藏鄰區古丈羅依溪、慈利南山坪及溫塘剖面不同層位烴源巖干酪根碳同位素的測試分析表明，下寒武統烴源巖干酪根碳同位素介于-30.1‰～-34.6‰(表4)，與王村古油藏儲層瀝青具有很好的可比性，揭示下寒武統烴源巖對儲層瀝青具有較大貢獻。

表4 中揚子地區王村古油藏儲層瀝青及

5 結論

1)王村古油藏儲層瀝青演化程度很高，具有富氫、富碳、貧氧的特征，為高演化的焦瀝青。

2)王村古油藏下奧陶統儲層瀝青與上寒武統儲層瀝青地球化學特征非常相似，揭示具有相同的來源。

3)應用生物標志化合物及碳同位素方法開展的油源對比研究表明，王村古油藏儲層瀝青與慈利南山坪震旦系儲層瀝青一樣，均源自下寒武統泥質烴源巖。

參考文獻:

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