原油成因类型

原油成因类型划分~

综合以上原油地球化学特征及其变化规律，可将盆地已发现的原油划分成5种主要成因类型（图3.19）。第Ⅰ类：东部坳陷西部的田阳、雷公、那坤、三今等地区原油。这类原油正烷烃呈双峰型分布；w（Pr)/w（Ph）值总体上高于坳陷中、东部原油，大多分布在2.5～3.2范围。它们的C27甾烷相对较高，占30%以上，以此区别于坳陷内的其他原油。其饱和烃δ13C在－32‰左右。
第Ⅱ类：东部坳陷的中、东部塘寨、仑圩、子寅、上法等油田原油。它们的正烷烃呈单峰型分布，主峰碳数较低；w（Pr)/w（Ph）相对较低，一般在2.5以下；碳同位素值较低，饱和烃δ13C分布在－32‰～－34‰范围。
第 Ⅲ类：以花茶油田的仑4井原油为代表。它的正烷烃呈后峰型分布模式，主峰碳数高；w（Pr)/w（Ph）高达3.96；甾烷中C29化合物占明显优势，相对含量达62.3%, C27甾烷较少，仅22.82%；三环萜烷中低碳数（C19～C21）化合物占优势，以C19为主峰；碳同位素最重，饱和烃δ13C大于－32‰。百70等井原油也属此类。
第Ⅳ类：西部坳陷江泽、北斜坡构造带上的原油为一类。它们的w（Pr)/w（Ph）较高，高者达3.61；部分原油由于受生物降解的影响，w（Pr)/w（Ph）有所降低。这类原油最突出的特征是，C28甾烷较高，相对含量在25%上下，高于东部坳陷原油；其C27甾烷较低，小于25%;4-甲基甾烷较丰富。
第Ⅴ类：在东部坳陷南斜坡林蓬、新洲等构造带发现有稠油藏。这些稠油具有高密度、高黏度、低凝固点的“两高一低”物性特征。其色谱图上正烷烃已消失殆尽；碳同位素稍重于正常原油；表明是由正常原油经生物降解作用蚀变而来。色质分析资料表明这些原油属成熟原油，源于那读组烃源岩。

图3.19 百色盆地各类原油分布及其地球化学特征变化规律图

上叙几类原油在区域上呈一定的分布规律（图3.19），表明它们来自不同的油源区或油源层，由此可认为百色盆地存在多种油源。在一些过渡地区如花茶构造带有混源油的现象。

如前所述，江汉盐湖盆地原油无论是在生物标志物的分布与组成和含量上，还是在芳烃馏分组成特征以及烷基咔唑和烷基苯酚系列的分布与组成特征上均存在一定差异。不同原油之间存在的这些差异不是偶然的，而是由其自身的成因特征决定的。
一、原油成熟度的确定
与烃源岩不同，原油成熟度的确定主要依据其化学组成，而生物标志物成熟度参数是目前最常用的分子成熟度参数。正常情况下，一般采用C2920S/(20S+20R)和C29ββ/(αα+ββ)两参数来划分原油的成熟度，且效果良好。但值得注意的是，对于 C2920S/(20S+20R)值＜0.25的未—低熟油而言，m/z217 质量色谱图上几乎分辨不出αββ异构甾烷的存在，取而代之的是一个热不稳定的粪甾烷。换言之，此时的C29ββ/(αα+ββ)值并不真正代表ββ异构甾烷与C29甾烷四个异构体的比值，实际代表了粪甾烷与C29甾烷四个异构体的比值。因而，对于典型的未成熟原油而言，C29ββ/(αα+ββ)值，常受到粪甾烷的干扰，指数有些异常。通过比较我们发现，对于C2920S/(20S+20R)值小于0.25的未熟油而言，其C3122S/(22S+22R)或C3222S/(22S+22R)值无一例外地小于0.50；而当C2920S/(20S+20R)值＞0.25 时，这两个比值大多大于0.50。由于藿烷C-22位上的异构化作用，在低演化阶段(Ro＜0.6%)对成熟度的变化特别敏感，且变化幅度较大，为此我们认为如果能把C2920S/(20S+20R)与C31或C3222S/(22S+22R)成熟度参数结合使用，更能有效地确定未成熟原油。
图5-33是江汉盐湖盆地部分原油C29甾烷和C32升藿烷成熟度参数间的关系图。总体上看，C2920S/(20S+20R)和C29ββ/(αα+ββ)和C3222S/(22S+22R)比值均能较好地反映它们的演化程度。廖前进等(1987)依据对全国许多盆地未成熟油样品的研究结果认为，C2920S/(20S+20R)和C29ββ/(αα+ββ)值分别小于0.25和0.20可作为确定未成熟油的成熟度指标；两比值介于0.25～0.42和0.20～0.40为低成熟油，大于0.42和0.40为成熟原油。周光甲(1987)基于济阳坳陷的实际资料，把原油分成低熟油和成熟油两大类，两成熟度参数界限值分别为C27ββ/(αα+ββ)为0.25 和C2920S/(20S+20R)为0.35。王铁冠等(1995)通过对我国十余个沉积盆地和坳陷中低熟油气资源的研究及其成因机理，建议把原油分成低成熟和成熟原油两大类。从我们对江汉盐湖盆地不同原油化学组成的系统对比分析来看，C2920S/(20S+20R)和 C3222S/(22S+22R)值分别小于0.25和0.50的原油，无论是在生物标志物组成，还是芳烃组成特征上均有别于其他原油，我们认为把C2920S/(20S+20R)、C29ββ/(αα+ββ)＜0.25，C3222S/(22S+22R)＜0.50 的原油划分成未成熟油是有必要的，而这两个成熟度参数大于0.25和0.50的原油在许多特征都是渐变的，而且这部分原油中相当一部分属于不同成因原油的混合物。当然，如果要对这部分原油依相对演化程度的高低进行划分的话，把C2920S/(20S+20R)和C29ββ/(αα+ββ)值介于0.25～0.40的原油作为低成熟油也未偿不可，这两个比值大于0.40的原油作为成熟原油。

图5-33 江汉盐湖盆地原油成熟度的划分

Ⅰ—未熟油；Ⅱ—低熟油；Ⅲ—成熟油
二、未成熟油的判别标志
除了上述有关未成熟油成熟度参数划分标准外，这类特殊的原油还存在如下地化特征。
在生物标志物分布与组成上，存在丰富的热不稳定的粪甾烷，可检测到完整的C30～C3517(21)-藿烯系列和丰度较高的热不稳定的13α(H)，14α(H)三环萜烷系列。在未成熟油中同碳数热不稳定的13α(H)，14α(H)构型三环萜烷与热稳定13β(H)，14α(H)构型三环萜烷的比值大于0.30，而在非未成熟油中，该比值常小于0.20。在各类生物标志物的绝对浓度上，未成熟油中各类生物标志物的浓度较非未成熟油高出1～3倍，如甾烷、单芳甾烷和藿烷系列(见图5-12、5-13)。我们认为利用生物标志物的绝对浓度来划分原油成熟度可能是一种比较有效的办法。
在未成熟油的芳烃组成中，常规多环芳烃如萘、菲、艹屈丰度较低，取而代之的是丰富的烷基色瞒和各种有机硫化物，三芳甾烷的含量也较低(见图5-14、5-28)。未成熟油在二甲基色瞒组成上具有异常低的热稳定性高的5，8-二甲基色瞒，其5，8-二甲基MT-TC/7，8二甲基MTTC值＜0.30，而在非未成熟油中该比值大于0.30。在甲基二苯并噻吩组成中，未成熟油表现为1-甲基DBT的丰度高于4-甲基DBT，两异构体比值大于1.0，而在非未成熟油中，1-甲基DBT的丰度小于4-甲基DBT，两异构体的比值小于1.0。
此外，未成熟油在烷基苯酚和烷基咔唑的绝对浓度上表现为烷基苯酚浓度高，而烷基咔唑类化合物的浓度较低，而非未成熟油在这两类非烃化合物浓度上表现出相反的特征，即烷基咔唑系列的浓度高，而烷基苯酚系列的浓度低。
总而言之，江汉盐湖盆地未成熟油具有鲜明的特性，这些特性不但表现在生物标志物，而且还表现在芳烃组成和非烃组成上。判别江汉盐湖盆地未成熟的定性和定量标准见表5-4。

表5-4 判断江汉盆地盐湖相原油成熟度定量和定性指标

三、原油成因分类
尽管本专题所研究的原油样品均取自江汉盐湖盆地的潜江凹陷，但是这些原油无论是在物理性质，还是在化学组成(宏观和微观)上均存在明显的差异。这里我们主要依据原油的含硫量以及生物标志物分布与组成特征和芳烃馏分中有机硫化物和烷基色瞒的分布与组成特征，把江汉盐湖盆地的原油分三种成因类型。
其一是以王场油田富硫重质原油为代表，分布较为局限，其含硫量介于6%～12%之间，其中埋深较深的南断块原油的含硫量(＞10%)高于埋深较浅的北断块遭受轻微生物降解的原油。这类原油主要表现为具有异常低的 Pr/Ph 比(＜0.1)，植烷优势显著(Ph/nC18＞6)，正构烷烃系列具有强的偶碳优势(CPI1＞1.6)，甾烷组成中具有异常丰富的C27甾烷(C27/C29比值介于2～4之间)，萜烷组成中伽马蜡烷特别丰富，伽马蜡烷指数大于2.0，五升藿烷优势明显，升藿烷指数大于25%，而各类生物标志物的浓度异常的低。值得注意的是这类原油的芳烃馏分中各类有机硫化物异常发育，且以烷基四氢噻吩系列为主，可检测到完整的硫化藿烷和硫化甾烷系列以及由类异戊二烯类化合物与硫结合形成的联二噻吩类化合物，芳烃馏分中含硫化合物的总量大于90%。此外，与成熟度相近的原油相比，这类原油中单芳甾烷，三芳甾烷和烷基色瞒的含量异常的低，反映出特别富硫的原油具有贫芳甾类和烷基色瞒的特点，这类原油可能是由特别富含硫的源岩形成的(图5-34中Ⅰ类原油)。
其二是以王4-5-1井原油为代表，该原油具有Pr/Ph比相对较高(＞0.40)，植烷优势较弱(Ph/nC18＜2.5)的特点。在甾烷组成中，C27，C28甾烷丰度较低，C27/C29＜1.0，C28/C29＜0.70，是所研究的原油中最贫C27和C28甾烷的原油，反映出藻类的贡献相对较弱。在三萜烷组成中，伽马蜡烷的丰度相对较低，伽马蜡烷指数小于1.0，五升藿烷优势不明显，升藿烷指数＜15%，在烷基色瞒组成中5，7，8-三甲基色瞒占绝对优势，而C1和C2烷基色瞒的丰度较低，且芳烃馏分中仅检测出少量的烷基苯并噻吩系列和烷基二苯并噻吩系列的含硫化合物，没有检测烷基四氢噻吩和烷基噻吩系列的存在，有机硫化物在芳烃馏分中的总量小于15%。这一系列特征反映出这类原油是还原性相对较弱，盐度相对较低环境下形成的烃源岩生成的，可能属于一种非高标准盐湖相成因的原油类型(图5-34中Ⅱ类)。

图5-34 江汉盐湖盆地原油成因分类图解

其三是介于上述两类原油之间的原油，在江汉盐湖盆地分布普遍，其含硫量介于1%～5%之间，属于一种高含硫的原油(图5-34中的Ⅲ类)。这类原油的正构烷烃常呈双峰态分布，且具有弱的偶碳优势，Pr/Ph值介于0.1～0.3之间，植烷优势显著(Pr/nC18介于3～7之间)，在甾烷组成中，C27和C28甾烷比较丰富，C27/C29和C28/C29值介于1～2和0.7～0.9之间，显示出藻类生源的优势。三萜烷组成中，伽马蜡烷丰度较高，伽马蜡烷指数介于1～1.5之间，五升藿烷具有一定的优势，升藿烷指数介于15%～25%之间。就其有机硫化物组成特征而言，普遍以烷基苯并噻吩系列为主，其次为烷基四氢噻吩系列，在芳烃馏分中有机硫化物的总量介于40%～60%之间。在烷基色瞒组成上呈现出C2MTTC＞C1MTTC≥C3MTTC的特征。这是江汉盐湖盆地比较常见的一类原油，属于盐湖相烃源岩的产物。各类原油的地化特征和分类依据见表5-5。

表5-5 江汉盐湖盆地原油分类及特征

这里讨论的原油成因类型的划分主要考虑到“九五”期间油/油和油/岩地球化学对比研究的成果。塔里木盆地油源研究一直处于争论之中，焦点主要集中于台盆区的塔中、塔北的油气源，虽然塔西南中生代前陆盆地中油源也有不一致的观点（侏罗系和石炭系），但多数研究者认为柯克亚油田的油气源自侏罗系，而库车坳陷中油气来自三叠系和侏罗系烃源岩已被广泛接受，只是煤系油和湖相油的空间展布存在一些异议。本次油气系统研究中，塔中、塔北油气源类型的确定主要依据张水昌等（1997、1998）、赵孟军（1997、1998）“九五”期间的研究结果，库车和塔西南则参考了田作基（1998）、柳少波（1997）的研究结果。需要指出的是由于塔里木盆地具有多套生油层系及不同类型烃源岩的空间叠置、同一源岩不同成熟阶段的生烃作用以及油气形成后的次生变化，不同类型原油的混合及同一原油由于不同油气藏的形成条件造成的成分变化是不可避免的，所以原油成因类型的划分在某种程度上说具有相对的意义。同时，在油源对比方法上应强调轻、中、重组分的色谱参数和质谱参数同时使用，并辅以碳同位素对比，代表原油整体特征。切忌单一指标油源对比。

一、中生界陆相油

中生界陆相油主要分布于库车坳陷和塔西南坳陷，前者源岩为三叠系和侏罗系，后者为侏罗系。

库车坳陷的油气类型可根据烃源岩时代和源岩类型划分。田作基（1998）将库车坳陷油气分为中上三叠统湖相油、上三叠统和中下侏罗统煤系泥岩油及上三叠统和中下侏罗统煤岩油。赵孟军（1998）将库车坳陷油分为三叠系湖相油和侏罗系的煤成油，并肯定两种类型油的混合作用，而且对照两种划分方案可以看出，赵孟军（1998）的混合型油是以侏罗系煤成油为主的类型，在某种程度上与田作基（1998）的煤系泥岩油相当。研究表明塔西南坳陷柯克亚凝析油和原油（克拉托）主要来自于侏罗系的湖相泥岩。综合考虑以上因素，并简化划分方案，以中生界烃源岩为油源的油可以分为三叠系的湖相油和上三叠统与侏罗系煤成油及侏罗系湖相油3种类型，不同类型源岩的叠置区可能有两种油的混合。三叠系湖相油主要分布于英买力7～9凝析油气田、牙哈凝析油气田及红旗油气田，这种类型的油以凝析油为主，含蜡量高，δ¹³C较轻（—29.6‰～—31.73‰），色谱以C₂₁为主峰，

，Pr/Ph＜2.3,Ph/nC₁₈＜Pr/nC₁₇≥0.2，三环萜烷中C₁₉＜C₂₀＜C₂₁,Ts/Tm和重排藿烷系列化合物较煤成油低，甾烷为偏“V”—“V”型分布，C₂₉重排甾烷/C₂₉甾烷＜0.5（图2—2—1a）。

上三叠统和侏罗系煤成油有羊塔克凝析油气田、大宛齐油田、玉东2凝析油气田和提尔根凝析油气田。其以凝析油为主，具中—高蜡含量，δ¹³C较重（—25.44‰～—28.10‰），色谱主峰碳C₁₀—C₁₂,

，Pr/Ph＞2.0，三环萜烷C₁₉>C₂₀≥C₂₁，与湖相油相比具有较高的Ts/Tm值及较高的重排藿烷系列化合物，甾烷为反“L”—偏“V”型分布（图2—2—1b）。

侏罗系湖相油主要分布于塔西南坳陷，以凝析油为主，具中—高蜡含量，δ¹³C较轻（—28.20‰～—30.20‰），Pr/Ph为1.02～2.09，三环萜烷中C₁₉＜C₂₀＜C₂₁，甾烷为“V”字型分布特征（图2—2—1c）。需要指出的是，某些特征上，如较高的Ts/Tm值及较高的重排藿烷系列化合物，类似于库车坳陷的煤成油，说明可能有部分煤成油的混合。

二、石炭系碳酸盐岩油源油和煤成油

石炭系源岩只在群库恰克形成低产油流以及在玛扎塔格形成少量轻质油，而这两地的轻质油代表了石炭系油源岩油的两种类型，即台地相碳酸盐岩油源油及煤成油。

与寒武—奥陶系原油相比，台地相碳酸盐岩油源油δ¹³C较重（—31.25‰），Pr/Ph为1.90～2.12，三环萜烷含量较低，甾烷为“V”—偏“V”字型分布，并且具有特征的γ胡萝卜烷和β胡萝卜烷生物标志物（图2—2—2a、图2—2—3）。

以玛扎塔格为代表的石炭系轻质油为煤成油，其含蜡量低（0.2%）、低相对密度（0.7415%），低含硫（10%），低胶质＋沥青质（10%）,Pr/Ph值为2.21～4.31，三环萜烷中C₁₉＜C₂₀＞C₂₁,C_19-21＞C_23-24，具较高的重排藿烷和重排甾烷，甾烷具偏“V”字型分布特征（图2—2—2b），原油δ¹³C为—28.7‰。

图2—2—1　塔里木盆地中生界陆相油典型甾萜分布质量色谱图

a—三叠系湖相油；b—侏罗系为主的煤成油；c—侏罗系湖相油

图2—2—2　石炭系油源油甾萜分布质量色谱图

图2—2—3　石炭系碳酸盐岩及其油源油m/z125质量色谱图（据张水昌，1995）

三、寒武—奥陶系海相原油的分类及分布

1.塔中地区原油成因分类、地球化学特征与油源对比

塔中地区原油主要源自∈—O₁和O_2-3两套源岩，按照赵孟军等人的观点，源自∈—O₁的原油为Ⅰ类原油，源自O_2-3的原油为Ⅱ类原油。由此可见，塔中地区原油主要由Ⅰ、Ⅱ类原油及二者的混合油组成。

Ⅰ类原油主要分布于塔中4井区、塔中北斜坡及主垒带上志留系、石炭系，其地球化学特征主要为：

（1）Pr/Ph一般小于1.2,Pr/nC₁₇＜Ph/nC₁₈（图2—2—4）。

（2）该类原油的源岩为还原环境沉积，且为灰质成分较高的碳酸盐岩沉积。生物标志物特征上，三环萜烷是区分不同类型原油较好参数之一（图2—2—5）。

（3）除TZ10、TZ35井石炭系原油和TZ15井志留系原油外，塔中石炭系与志留系原油的碳同位素一般小于—32.6‰，主要分布在—32‰～—34‰之间（图2—2—6）。

（4）该类原油的甲基菲指数（MPI1,MPI2），一般大于1.0，明显高于Ⅱ类原油。

Ⅱ类原油主要分布在塔中地区奥陶系储层及TZ6、TZ24、TZ16及TZ161井的石炭系地层中，其特征表现为：

（1）Pr/Ph一般大于1.2,Pr/nC₁₇大于或与Ph/nC₁₈相当，即主要分布在对角线连线的附近或上方。

（2）Ⅱ类原油的源岩沉积环境的E_h较Ⅰ类原油的源岩高，且具有较高的泥质含量，为泥质岩。

图2—2—4　塔中地区原油Ph/nC₁₈—Pr/nC₁₇图（据赵孟军等，1998）

图2—2—5　塔中原油及生油岩C₂₁/C₂₃三环萜烷—C₂₄四环萜烷/C₂₆三环萜烷图（据赵孟军等，1998）

（3）全油碳同位素为—31‰～—33‰。

（4）甲基菲指数明显低于Ⅰ类原油，主峰值小于0.8。

值得注意的是塔中地区存在着混源油现象，如TZ10（C）和TZ35（C）等井原油总体上表现为低—中碳数的生物标志物特征，与Ⅱ类原油相似，但另一方面它又具有较高的Pr/Ph值，而中—高碳数的生物标志物特征又接近于Ⅰ类原油，此外，TZ4油藏也具有这种混源现象，不过程度较轻（赵孟军等，1997）。

赵孟军等人依据油、源的生物标志物的特征对塔中地区油气进行了油源对比，并认为塔中地区奥陶系原油及TZ6、TZ24、TZ16井石炭系原油主要源自O_2-3泥灰岩，而TZ4油藏原油及塔中北斜坡及主垒带上志留系、石炭系原油则主要来自于∈—O₁碳酸盐岩，主要依据如下：

（1）下奥陶统岩石的Pr/Ph值一般低于1.0，与塔中4井油藏的原油和塔中志留系原油的Pr/Ph值较为接近；而高Pr/Ph比值的塔中奥陶系原油和TZ6、TZ24等井石炭系原油只能源于O_2-3泥灰岩。

（2）O_2-3奥陶系泥灰岩的甲基菲指数与塔中奥陶系原油具有很好的可比性，而与TZ4油藏的原油无可比性。

（3）利用饱和烃甾、萜烷进行对比可以看出，Ⅰ类原油与∈—O₁烃源岩关系更密切，而Ⅱ类原油和O_2-3泥灰岩更是有较好的对比关系。

（4）塔中地区与Ⅱ类原油共存的天然气源自于O_2-3泥灰质烃源岩。

图2—2—6　塔中地区全油碳同位素对比图（据赵孟军等，1998）

2.塔北地区原油分类及油源对比

与塔中地区原油一样，塔北隆起海相原油也可分为两类（表2—2—1）。

Ⅰ类原油主要分布于英买力、东河塘和轮南地区，Ⅱ类原油主要分布于桑塔木、解放渠东和吉拉克地区的奥陶系—石炭系地层中，但多有Ⅰ类原油的混合。两类原油在生物标志物特征及同位素特征上存在明显差异（表2—2—1，图2—2—7、图2—2—8、图2—2—9）。由于两类烃源岩所生成的油气具有共同的运移途径与方向，因而在一些地区所发现的原油不可避免地出现混源现象。如JN4、X3井原油在地球化学特征上更接近于Ⅰ类原油，JF128井则更接近于Ⅱ类原油（赵孟军等，1997）。

图2—2—7　英买力—东河塘—轮南地区原油甾萜分布图（Ⅰ）（据赵孟军等.1998）

图2—2—8　轮南—吉拉克地区原油甾萜分布图（Ⅱ）（据赵孟军等，1998）

图2—2—9　塔北隆起Ⅰ类海相油甾萜对比图（据赵孟军等.1998）

表2—2—1　塔北隆起海相原油成因分类

（据赵孟军等，1997）

表2—2—2　塔里木盆地主要油气藏原油的油源判识

（据赵孟军等，1998，修改）

①少量油或油显示。

对烃源岩与原油的研究得出以下几点主要认识。Ⅱ类原油在生物标志物特征及同位素特征上均与LN46井O₂t泥灰岩类似。平面上，Ⅱ类原油主要分布在轮南断垒带东部的LN4井、LN10井、草2井和桑塔木、解放渠东和吉拉克地区奥陶系与石炭系地层中，与轮南南斜坡中奥陶统瘤状泥灰岩有机相的分布具很好的空间配置关系。Ⅰ类原油主要来源于成熟度更高的∈—O₁碳酸盐岩烃源岩，另外，根据成熟度研究，东部干气不可能是塔北南斜坡中上奥陶统源岩的产物，只能是塔东∈—O₁过成熟源岩的产物（赵孟军等，1997）。

对全盆地油源判识结果总结如表2—2—2所示。

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谭心天西： 世界上对石油的成因存在着不同的观点,从18世纪70年代到现在,先后有几十种假说,大致可分为无机生成学说和有机生成学说两大派.当前,石油地质学界普遍承认,石油和天然气的生源物是生物,特别是低等的动物和植物.它们先后聚集于...

肇州县18295669307： 地下原油的主要成分都有些什么? - ？
谭心天西： 石油又称原油,是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体.石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物,与煤一样属于化石燃料.石油的性质因产地而异,密度为0.8 ~ 1.0 克/厘米3,粘度范围很宽,凝固点差别很大(30 ~ -60°...