摘要:对储集层油气来源的对比追踪，是储集层烃源条件研究及资源潜力评价的重要内容。为此，基于前人对四川盆地上三叠统须家河组气源研究的成果，对比分析了该区天然气的组成特征、天然气碳同位素值分布特征、原油及储层沥青组成特征和生物标志化合物的特征。结果发现：①须家河组所产天然气与上覆侏罗系及下伏嘉陵江组、二叠系地层所产天然气的组成特征、碳同位素值、浓缩烃等方面差异明显，例如在同一构造上，上三叠统天然气的ð13C1。比上覆侏罗系的偏重而比下伏层的偏轻，ð13C2则较上、下邻层均偏重；②须家河组原油的物理性质、原油轻烃和饱和烃色谱特征与侏罗系原油也存在明显的差异；③上三叠统储层沥青的族组与烃源岩接近，而与上、下邻层有明显的差异，储层的生物标志化合物特征与烃源岩接近，而与侏罗系烃源岩差异明显。综合分析的结果为：须家河组的油气主要来自本层烃源岩，局部地区须家河组气藏有下伏气源层对其成藏的贡献。
关键词:四川盆地 晚三叠世 烃类组分 油气源对比 碳同位素值 储层沥青 浓缩烃 原油 储集层
关于四川盆地上三叠统须家河组气源的对比追踪，前人已做了大量的研究工作。笔者在前人研究的基础上，对上三叠统须家河组气藏天然气的组成特征、天然气碳同位素值分布特征、原油及储层沥青组成特征进行对比，认为须家河组天然气主要源于本层烃源岩，主要是自源型，局部地区须家河组气藏有下伏气源层对其成藏的贡献。
1 分析方法简述
笔者所用的储层沥青依据SY/T 5118-2005《岩石中氯仿沥青的测定脂肪抽提器法》抽提；岩石中可溶有机物及原油族组分依据SY/T 5119-2008《岩石中可溶有机物及原油族组分分析》分离；天然气常规组分依据GB/T l3610-2003《天然气的组成分析气相色谱法》分析；天然气和原油碳同位素值依据sY/T 5238-2008(<天然气同位素分析方法》分析；天然气浓缩烃和原油轻烃依据SY/T 5779-2008<<石油和沉积有机质烃类气相色谱分析方法》SY/T 0542-2008《稳定轻烃组分分析气相色谱法》分析；生物标志化合物依据GB/T l8606-2001《气相色谱一质谱法测定沉积物和原油中生物标志物》和SY/T 5397-1991(2005)《生物标志物谱图》分析。
2 油气源的对比分析
前人对须家河组的构造、沉积相、储层特征、天然气成因类型等方面做了大量研究工作口[1-3]。
2.1天然气常规组分特征
2.1.1天然气烃类气体组成
上三叠统须家河组产出的天然气以烃类气体为主，含量介于80%～99%，烃类组分中一般甲烷含量较高，重烃含量较低[4]。在不同地区上三叠统须家河组气藏的甲烷含量差异较大，以川西及川北地区天然气的甲烷含量最高，川西地区天然气甲烷含量的平均值为93%，川中、川东地区须家河组天然气的甲烷含量普遍低于川西及川北地区，其天然气甲烷含量的平均值为88.6%；重烃含量变化在0.12%～22%，多以乙烷为主，丙烷、丁烷和丁烷组分依次减少。须家河组气藏天然气中一般不含硫化氢，具有氮气和二氧化碳含量相对较高，氦气和氢气含量低，在不同构造的气藏非烃含量差异较大的特点。组分特征反映出在不同区域，上三叠统不同地区有机质类型和热演化程度有所不同，导致天然气烃类组分特征有所差异。展示了该区须家河组气藏可能有下伏气源层对其成藏作出贡献。
2.1.2天然气密度
上三叠统大部分气井产出的天然气具有密度大、随重烃含量的增加而变重的特征，揭示了这些气藏(井)所产天然气可能为本层白生。局部地区上三叠统气井产出的天然气密度相对较低，并与下伏层系产出的天然气特征相似，表明这些气藏(井)有深部气源层对其成藏的贡献。
2.1.3天然气干燥系数
从天然气的干燥系数与重烃关系图上看(图1)，上三叠统的天然气干燥系数相对较低、重烃含量相对较高，具有低熟自源气的特征。部分上三叠统气井的天然气展示出干燥系数较高、重烃比值较低的特征，与下伏层系产出的天然气混为一体，表明这些气藏(井)有深部气源混入。
2.2天然气和原油碳同位素值特征
上覆侏罗系天然气的甲烷碳同位素值(ð13C1)分布在-35.81%。～-46.42‰，多小于-34%，其ð13C2-ð13C1差值较大。下伏T1f3、P2ch和C2hl天然气ð13C1为-33.41%～-29.83%，多在-32%。左右，其ð13C2-ð13C1差值较小，甚至出现碳同位素值倒置现象[3]。
上三叠统天然气ð13C1分布在-30.12%～-42.2%，ð13C2介于-29.79%～-20.19%，其ð13C2-ð13C1差值较大，在同一构造上，上三叠统天然气的ð13C1，较侏罗系的ð13C2偏重，而较下伏中、下三叠统、二叠系和石炭系天然气的ð13C1偏轻，并以其乙烷碳同位素值较重与上下邻层相区别。
这一现象表明上三叠统天然气主要为本层烃源岩白生，部分地区天然气碳同位素值与下伏中、下三叠统及更老地层天然气的碳同位素值特征极为相似，表明该区上三叠统气藏可能有深部气源层对其成藏的贡献。
须家河组的天然气分析资料点大多数落入成熟煤系天然气的分布区间及其边缘，展示了须家河组烃源岩以(偏腐殖混合型一腐殖型)干酪根为主的自生天然气的特征。但在九龙山、扁l井等局部地区须家河组和侏罗系部分天然气分析资料点落人高熟混源气及过熟热裂解气的分布区间，表明该区侏罗系和上三叠统气藏可能有深部气源层对其成藏的贡献[5](图2)。
图2不同层系天然气甲烷、乙烷碳同位素值组成相关关系图
从上三叠统须家河组和侏罗系原油的碳同位素值分布特征看，侏罗系原油碳同位素值分布在-30.64‰～-31.70‰，香溪群原油碳同位素值相对较重，分布在-25.13‰～-28.46%，二者差异明显。
2.3天然气浓缩烃和原油轻烃特征
上三叠统天然气浓缩烃和原油轻烃与侏罗系气藏有明显的差异。天然气浓缩烃和油的轻烃组成与生成它的母质类型和成熟度有密切的联系。在C6～C7轻烃的组成中，陆源有机质生成的烃富含苯和甲苯、链烷烃较贫乏(Leythaeuser，1979)，环烷烃也比较高(Snowdon，1982)。上三叠统的凝析油中链烃贫乏，苯和甲苯含量高，具典型的陆源母质来源的特征。侏罗系部分井C6～C7轻烃中具链烷烃高(大于60%)，苯和甲苯含量低(2.38%～6.18%)，基本上反映了中下侏罗统湖相母质来源油的特点。金27、角6等井侏罗系的凝析油轻烃组成与上三叠统相近，表明其凝析油多与上三叠油气上窜有关。其余井多分布于前述两者之间，说明这些油气或不同程度受到上三叠油气的侵染，或因其母质变差所致。
C7轻烃组成三角图也可反映母质来源(廖永胜1989、胡锡麟l990)。上三叠统的资料点及J1dn的金27、角6等井同时落人煤系油气分布区，仅少数侏罗系井落人腐泥油气区，侏罗系大多数井油的 C7轻烃组成多分布于过渡区，展示出湖相母质来源油的特点。进一步证实了川中局部地区侏罗系油气受到上三叠统油气侵入的影响。
2.4上三叠统须家河组原油特征
上三叠统须家河组原油的物理性质和饱和烃色谱特征与侏罗系有明显的差异[6]。须家河组的原油一般多为无色透明(或淡黄色)的轻质油，原油饱和烃一般具有轻组分含量较高，重组分含量较低的分布特征；二者有明显的差异。
2.5上三叠统储层沥青对比
从上三叠统须家河组烃源岩和砂岩储层的氯仿沥青“A”族组成三角图中明显可见，上三叠统砂岩储层的饱和烃含量多分布在5%～45%，芳烃含量多分布在15%～35%，非烃和沥青质含量多分布在45%以上，展示出饱和烃含量低、芳烃含量高、沥青质重、饱/芳比值低等特点，与上三叠统烃源岩的族组成特征非常接近，而与上下邻层有明显的差异。但图中亦可见到，个别储层样品的饱和烃含量较高，芳烃含量、非烃和沥青质含量较低，与下伏层的族组成特征较为接近，同样表明须家河组储层产出的油气主要来自本层烃源岩，仅局部地区须家河组气藏可能有深部气源混入。
2.6生物标志化合物特征
生物标志化合物的研究既能确定母质来源，又能确定成熟度，因此它可用于判别油气来源[7]。
2.6.1二环倍半萜分布特征
二环倍半萜属于萜类中的一种环状类异戊二烯化合物。Bendoraitis J.G.(1974)认为倍半萜类是三环萜类降解的产物，Alexander等(1983)人工合成并鉴定了两种广泛分布于澳大利亚原油中的双环倍半萜，8β（H)-锥满烷和4β（H)-桉叶油烷，Philp等(1985)认为部分倍半萜类是高等植物成因。上三叠统烃源岩、侏罗系烃源岩和油二环倍半萜化合物都极丰富。不同构造分别具有不同的倍半萜组合特征。侏罗系大安寨烃源岩的8p(H)一锥满烷丰度较低，8β（H)-升锥满烷有较高的丰度。而上三叠统的油和储层沥青基本上与其烃源岩的特征类似，8β（H)-锥满烷和8β（H)-升锥满烷都较丰富，与侏罗系烃源岩差异明显，表明上三叠统与侏罗系油气来源不同。
2.6.2萜烷和甾烷的分布特征
四川盆地侏罗系和上三叠统烃源岩、油及储层沥青中都含有丰富的三环萜和五环三萜化合物。上三叠统烃源岩中三环萜较丰富，一般以C23为主峰，五环三萜以C30藿烷为主峰，γ蜡烷较侏罗系高，重排藿烷相对贫乏。侏罗系烃源岩含丰富的长链三环萜，一般以C21为主峰，五环三萜以C30重排藿烷(或C30正常藿烷)为主峰，C30正常藿烷相对C29降藿占优势，7蜡烷含量相对较低，此外在Ts与Tm之问还有一个丰度较高的未知名重排藿烷峰。
烃源岩和油中C27、C28和C29甾烷的分布可反映母质来源。其中C29甾烷为陆源高等植物成因，从甾烷的分布特征看，上三叠统烃源岩和储层沥青的C29甾烷相对C27甾烷占优势；其中ααα-20R构型甾烷表现为C27＞C28＞C29的分布特征。须家河组储层砂岩抽提沥青中的生物标志化合物与泥质烃源岩抽提沥青中的生物标志化合物具有相似特征。
3 结论
1)四川盆地上三叠统须家河组所产天然气与上覆侏罗系及下伏嘉陵江组、二叠系地层所产天然气的组成特征、天然气碳同位素值、天然气浓缩烃等方面差异明显；须家河组原油的物理性质、原油轻烃和饱和烃色谱特征与侏罗系有明显的差异。
2)上三叠统储层沥青的族组与烃源岩接近，而与上、下邻层有明显的差异；储层的生物标志化合物特征与烃源岩接近，而与侏罗系烃源岩差异明显，表明上三叠统须家河组的油气主要来自本组烃源岩，局部地区须家河组气藏有下伏气源层对其成藏的贡献。
参考文献
[1]曾青高，龚昌明，李俊良，等.川中地区须家河组气藏勘探成果及潜力分析[J].天然气工业，2009，29(6)：13-18.
[2]杨威，谢增业，金惠，等.川盆地上三叠统须家河组储层评价及天然气成藏机理跑[J].天然气工业，2010，30(12)：10-15.
[3]戴鸿鸣，王顺玉.油气勘探地球化学[M].北京：石油工业出版社，2000.
[4]杜敏，汪三谷，万茂霞，等.四川盆地上三叠统须家河组天然气地球化学特征及成因类型判识[J].天然气勘探与开发，2007，30(2)：26-29.
[5]王兰生.四川盆地天然气的有机地球化学特征及其成因[J].沉积学报，l997，15(2)：49-53.
[6]陈盛吉，万茂霞，杜敏，等.川中地区侏罗系油气源对比及烃源条件研究[J].天然气勘探与开发，2005，28(2)：11-14.
[7]陈盛吉，谢邦华.川北地区礁、滩气藏的烃源条件与资源潜力分析[J].天然气勘探与开发，2007，30(4)：l-5.
（万茂霞 谢邦华 陈盛吉 邹春艳 张琦 冉乙钧 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院）
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