准噶尔盆地西北缘超剥带轻质油的发现及意义

张景坤; 周基贤; 王海静; 米巨磊; 寇晨辉; 王岩; 周妮; 曹剑

准噶尔盆地西北缘超剥带轻质油的发现及意义

1.
南京大学地球科学与工程学院, 江苏南京 210023

2.
中国石油新疆油田分公司实验检测研究院, 新疆克拉玛依 834000

基金项目:
科技部国家油气重大专项《准噶尔前陆冲断带油气成藏关键勘探技术与新领域目标优选》（编号：2016ZX05003-005）

详细信息

作者简介: 张景坤 (1993-), 男, 在读硕士生, 石油地球化学专业。E-mail:zhangjk0315@163.com

通讯作者: 曹剑 (1978-), 男, 教授, 博士生导师, 从事石油地质学与有机地球化学研究。E-mail:jcao@nju.edu.cn

中图分类号: P618.13

收稿日期: 2016-10-14

修回日期: 2017-02-13

刊出日期: 2017-04-25

The discovery of light oil in the overlap-erosion zones of the northwestern Junggar Basin and its significance

1.
School of Earth Sciences and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210023, Jiangsu, China

2.
Research Institute of Experiment and Testing, PetroChina Xinjiang Oilfield Company, Karamay 834000, Xinjiang, China

More Information

Corresponding author: CAO Jian, jcao@nju.edu.cn

Received Date: 14 October 2016

Revised Date: 13 February 2017

Publish Date: 25 April 2017

摘要

摘要:
含油气盆地超剥带的勘探以重质油-油砂为主。在准噶尔盆地西北缘超剥带的中生代油砂中发现了轻质油，报道了其基本特征与成藏模式，并探讨了勘探意义。结果表明，轻质油呈黄绿色荧光，与呈黄褐色荧光的重质油共生。油砂连续抽提发现，重质油充注在前（颗粒吸附烃/包裹体烃），轻质油充注在后（孔隙游离烃），油源均来自研究区玛湖凹陷下二叠统风城组，典型生标特征为Pr/Ph值小于1，伽马腊烷/C₃₀藿烷为0.43~0.82，C₂₀、C₂₁、C₂₃三环萜烷呈上升型分布。油砂无机地球化学研究发现，2期原油充注明显，形成了2期方解石胶结物，早期MnO和FeO含量在1%~1.5%之间，晚期大于1.5%。白垩纪前，风城组生源成熟油在充注过程中遭受降解，形成重质油-油砂；白垩纪至今，风城组生源高熟轻质油沿横断裂直接运移至超剥带，在断裂“纵横交叉”之处最富集。据此认为，研究区横断裂沿线是这类轻质原油勘探值得考虑的领域。超剥带的勘探可能不仅局限于传统认为的重质油-油砂，若存在有利的成藏条件，亦有可能形成轻质油气的聚集。
- 超剥带 /
- 油砂 /
- 轻质油 /
- 横断裂 /
- 玛湖凹陷
Abstract:
The heavy oil and oil sand constitute the primary target of exploration in the overlap-erosion zones of petroliferous basins. Here the authors present the first discovery of light oil in Mesozoic oil sands in the overlap-erosion zones of the northwestern Jung-gar Basin, report the basic characteristics and accumulation model of the light oil and investigate their implications for exploration. The results show that the light oil fluoresces yellowish green light and coexists with heavy oil with dark fluorescence. Reservoir sequential extraction of oil sands shows that the heavy oil (grain adsorbed and/or inclusion oils) charged reservoir before the light oil (pore free oils) and the oil sources were both from the Lower Permian Fengcheng Formation in the Mahu sag. Representative bio-marker evidence includes Pr/Ph < 1, gammacerane/C₃₀ hopance=0.43~0.82 and tricyclic terpanes C₂₀ < C₂₁ < C₂₃. Inorganic geochemi-cal studies support this two-stage oil charging events. The MnO and FeO values of diagenetic calcites are 1%~1.5% and >1.5%, respectively. Before the Cretaceous, the Fengcheng-sourced mature oil charged to the overlap-erosion zones of the study area and was biodegraded, and formed oil sand. Since the Cretaceous, the Fengcheng-sourced highly-mature and light oil has migrated from the Mahu sag to the overlap-erosion zones of the study area along transverse faults. As a result, the light oil accumulated mostly in the cross points of reverse and transverse faults. Accordingly, the zones along transverse faults are potential for light-oil exploration. The exploration in overlap-erosion zones of petroliferous basins might not be merely confined to heavy oil and oil sand. Light oil and gas could accumulate if favorable reservoir forming conditions exist.
- overlap-erosion zone /
- oil sand /
- light oil /
- transverse fault /
- Mahu sag

HTML全文

图 1 准噶尔盆地西北缘地质构造及油砂分布

Figure 1.

下载: 全尺寸图片幻灯片

图图版Ⅰ

Figure 图版Ⅰ.

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 油砂连续抽提物的生物标志物色谱图（代号含义见正文）

Figure 2.

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 3 油砂样品DZLG的方解石胶结物FeO、MnO含量分布

Figure 3.

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 4 油砂样品DZLG的方解石胶结物电子探针线分析

Figure 4.

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 5 准噶尔盆地西北缘超剥带轻质油成藏模式

Figure 5.

下载: 全尺寸图片幻灯片

表 1 油砂连续抽提物饱和烃气相色谱数据

Table 1. Gas chromatography data of saturated hydrocarbons in sequential extraction of oil sands

烃类	样品号	碳数分布	主峰碳	∑C₂₁^-/∑C₂₂⁺	OEP	CPI	Pr/Ph	Pr/nC₁₇	Ph/nC₁₈
孔隙游离烃	DZLG	nC₁₅~nC₃₆	nC₁₈	0.53	1.33	1.20	0.66	0.56	0.60
	HSL	nC₁₅~nC₃₇	nC₂₉	0.35	1.19	1.18	0.80	0.48	0.41
	KLMY	nC₁₄~nC₄₁	nC₁₈	0.30	0.81	1.14	0.92	0.48	0.34
	WEH	nC₁₅~nC₃₆	nC₁₈	0.27	1.34	1.20	0.86	0.52	0.42
颗粒吸附烃/包裹体烃	DZLG	nC₁₅~nC₃₅	nC₂₀	0.70	0.97	1.43	0.68	0.58	0.69
	HSL	nC₁₅~nC₃₅	nC₂₉	0.30	1.09	1.09	0.78	0.57	0.68
	KLMY	nC₁₄~nC₃₅	nC₂₅	0.24	1.17	1.12	0.80	0.60	0.72
	WEH	nC₁₆~nC₃₅	nC₂₉	0.61	1.20	1.21	0.72	0.49	0.56

下载: 导出CSV

表 2 油砂连续抽提物萜烷和甾烷类分析数据

Table 2. Terpane and sterane parameters of sequential extraction of oil sands

烃类	样品号	R₁	R₂	R₃	R₄	R₅	R₆	R₇	R₈
孔隙游离烃	DZLG	0.86	0.76	0.02	0.44	0.30	0.97	0.51	0.54
	HSL	0.61	0.79	0.04	0.47	0.30	0.94	0.47	0.50
	KLMY	0.73	0.73	0.05	0.43	0.33	0.93	0.58	0.66
	WEH	0.36	0.14	0.03	0.82	0.23	0.96	0.50	0.52
颗粒吸附烃/包裹体烃	DZLG	0.45	0.40	0.07	0.52	0.84	0.73	0.48	0.49
	HSL	0.77	0.79	0.05	0.53	0.87	0.75	0.49	0.50
	KLMY	0.68	0.59	0.06	0.57	0.83	0.78	0.49	0.48
	WEH	0.61	0.47	0.03	0.57	0.88	0.77	0.49	0.49
注：R₁=C₂₀-三环萜烷/C₂₁-三环萜烷；R₂=C₂₁-三环萜烷/C₂₃-三环萜烷；R₃=Ts/Tm；R₄=伽马腊烷/C₃₀藿烷；R₅= ααα C₂₇-20R/ ααα C₂₈-20R；R₆= ααα C₂₈-20R/ ααα C₂₉-20R；R₇=C29甾烷20S /(20S+20R)；R₈= C₂₉甾烷ααα /（αββ + αββ）

下载: 导出CSV

参考文献(48)

[1]	贾承造, 何登发, 雷振宇, 等.前陆冲断带油气勘探[M].北京:石油工业出版社, 2000.
[2]	何登发, 贾承造.冲断构造与油气聚集[J].石油勘探与开发, 2005, 32(2):55-62. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SKYK20050200D.htm
[3]	宋岩, 方世虎, 赵孟军, 等.前陆盆地冲断带构造分段特征及其对油气成藏的控制作用[J].地学前缘, 2005, 12(3):31-38. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXQY200503004.htm
[4]	赵传鹏, 罗良, 漆家福, 等.山前带地质及油气成藏特征探讨[J].现代地质, 2013, 27(5):1033-1040. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XDDZ201305005.htm
[5]	康晏, 乔俊, 刘军锷, 等.盆缘超剥带成藏规律分析——以坨154块为例[J].西部探矿工程, 2011, (12):95-102. doi: 10.3969/j.issn.1004-5716.2011.12.037
[6]	宋明水, 赵乐强, 龚亚军, 等.准噶尔盆地西北缘超剥带圈闭含油性量化评价[J].石油学报, 2016, 37(1):64-71. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYXB201601006.htm
[7]	臧春艳, 单玄龙, 李剑, 等.准噶尔盆地西北缘中生代油砂分布特征及开发前景[J].世界地质, 2006, 25(1):49-53. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SJDZ200601009.htm
[8]	梁峰, 刘人和, 拜文华, 等.风城地区白垩系沉积特征及油砂成矿富集规律[J].大庆石油学院学报, 2010, 34(4):35-39. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQSY201004008.htm
[9]	王祝彬, 肖渊甫, 孙燕, 等.准噶尔风城油砂矿床成矿模式及主控因素分析[J].金属矿山, 2010, (4):114-117. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSKS201004033.htm
[10]	郝玉鸿, 张银德, 周文, 等.准噶尔盆地西北缘风城油砂分布特征及成矿条件[J].物探化探计算技术, 2013, 35(6):675-682. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WTHT201306008.htm
[11]	阿布力米提, 曹剑, 陈静, 等.准噶尔盆地玛湖凹陷高成熟油气成因与分布[J].新疆石油地质, 2015, 36(4):379-384. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XJSD201504002.htm
[12]	张鸾沣, 雷德文, 唐勇, 等.准噶尔盆地玛湖凹陷深层油气流体相态研究[J].地质学报, 2015, 89(5):957-969. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE201505010.htm
[13]	吴庆福.哈萨克斯坦板块准噶尔盆地板片演化讨论[J].新疆石油地质, 1985, 6(1):1-7. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XJSD198501001.htm
[14]	肖序常, 汤耀庆, 冯益民, 等.新疆北部及其邻区大地构造[M].北京:地质出版社, 1992.
[15]	赵白.准噶尔盆地的形成与演化[J].新疆石油地质, 1992, 13(2):191-196. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XJSD199302002.htm
[16]	张义杰. 新疆准噶尔盆地断裂控油气规律研究[D]. 中国石油大学 (北京) 博士学位论文, 2002.
[17]	隋风贵.准噶尔盆地西北缘构造演化及其与油气成藏的关系[J].地质学报, 2015, 89(4):779-793. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE201504010.htm
[18]	张恺, 罗志立, 张清, 等.中国含油气盆地的划分与远景[J].石油学报, 1980, (4):5-22. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DGYK198702005.htm
[19]	李德生.中国含油气盆地的构造类型[J].石油学报, 1982, (3):1-11. doi: 10.7623/syxb198203001 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYXB198203000.htm
[20]	陈发景, 汪新文, 汪新伟.准噶尔盆地的原型与构造演化[J].地学前缘, 2005, 12(3):77-89. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXQY200503012.htm
[21]	何登发, 贾承造, 周新源, 等.多旋回叠合盆地构造控油原理[J].石油学报, 2005, 26(3):1-9. doi: 10.7623/syxb200503001
[22]	张朝军, 何登发, 吴晓智, 等.准噶尔多旋回叠合盆地的形成与演化[J].石油地质, 2006, (1):47-58. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KTSY200601007.htm
[23]	庞雄奇, 周新源, 姜振学, 等.叠合盆地油气藏形成演化与预测评价[J].地质学报, 2012, 86(1):1-101. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE201201003.htm
[24]	李玮, 胡健民, 瞿洪杰, 等.准噶尔盆地西北缘中生代盆地边界讨论[J].西北大学学报, 2009, 39(5):821-830. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XBDZ200905027.htm
[25]	陈石, 郭召杰, 漆家福, 等.准噶尔盆地西北缘三期走滑构造及其油气意义[J].石油与天然气地质, 2016, 37(3):322-331. doi: 10.11743/ogg20160304
[26]	邵雨, 汪仁富, 张越迁, 等.准噶尔盆地西北缘走滑构造与油气勘探[J].石油学报, 2011, 32(6):976-984. doi: 10.7623/syxb201106007
[27]	沈扬, 林会喜, 赵乐强, 等.准噶尔盆地西北缘超剥带油气运聚特征与成藏模式[J].新疆石油地质, 2015, 36(5):505-509. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XJSD201505002.htm
[28]	叶松, 张文准, 张志坚, 等.有机包裹体荧光显微分析技术简介[J].地质科技情报, 1998, 17(2):76-80. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKQ802.014.htm
[29]	刘文斌, 姚素平, 胡文蠧, 等.流体包裹体的研究方法及应用[J].新疆石油地质, 2003, 24(3):264-267. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGDW201410015026.htm
[30]	胡文瑄, 金之钧, 张义杰, 等.油气幕式成藏的矿物学和地球化学记录——以准噶尔盆地西北缘油藏为例[J].石油与天然气地质, 2006, 27(4):442-450. doi: 10.11743/ogg20060402
[31]	Jin Z J, Cao J, Hu W X, et al. Episodic petroleum fluid migration in fault zones of the northwestern Junggar Basin (northwest China):Evidence from hydrocarbon-bearing zoned calcite cement[J]. AAPG Bulletin, 2008, 92(5):1225-1243. https://www.researchgate.net/publication/249897983_Episodic_petroleum_fluid_migration_in_fault_zones_of_the_northwestern_Junggar_Basin_nortwest_China_Evidence_from_hydrocarbon-bearing_zoned_calcite_cement
[32]	郝芳, 邹华耀, 杨旭升, 等.油气幕式成藏及其驱动机制和识别标志[J].地质科学, 2003, 38(3):413-424. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKX200303017.htm
[33]	Karlsen D A, Nedkvitne T, Larter S R, et al. Hydrocarbon composition of authigenic inclusions:application to elucidation of petro-leum reservoir filling history[J]. Geochimica et Cosmochimica Ac-ta, 1993, 57:3641-3659. doi: 10.1016/0016-7037(93)90146-N
[34]	Pan C C, Yang J Q, Fu J M, et al. Molecular correlation of free oil& inclusion oil of reservoir rocks in the Junggar Basin, China[J]. Organic Geochemistry, 2003, 34:357-374. doi: 10.1016/S0146-6380(02)00238-3
[35]	曹剑, 胡文瑄, 姚素平, 等.准噶尔盆地西北缘油气成藏演化的包裹体地球化学研究[J].地质论评, 2006, 52(5):700-706. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZLP200605023.htm
[36]	Brooks J D, Gould K, Smith J W. Isoprenoid hydrocarbons in coal and petroleum[J]. Nature, 1969, 222(5):90. https://www.researchgate.net/publication/232782580_Isoprenoid_Hydrocarbons_in_Coal_and_Petroleum
[37]	Powell T G, Mckirdy D M. Relationship between ratio of pristane to phytane, crude oil composition and geological environment in Australia[J]. Nature, 1973, 243(124):37-39. https://www.researchgate.net/publication/232801496_Relationship_between_Ratio_of_Pristane_to_Phytane_Crude_Oil_Composition_and_Geological_Environment_in_Australia
[38]	Didyk B M, Simoneit B R T, Brassell S C, et al. Organic geo-chemical indicators of palaeoenvironmental conditions of sedimen-tation[J]. Nature, 1978, 272:216-222. doi: 10.1038/272216a0
[39]	Boudou J P, Duran B, Oudin J L. Diagenetic trends of a Tertiary low-rank coal series[J]. Geochimica et Cosmochem Acta, 1984, 48:2005-2010. doi: 10.1016/0016-7037(84)90381-8
[40]	Koopmans M P, Koster J, Kaam-Peters HME. Diagenetic and Cata-genetia products of isorenieratene:Molecular indicators for photic zone anoxia[J]. Geochimica et Cosmochem Acta, 1996, 60:67-96. https://dspace.library.uu.nl/bitstream/handle/1874/4280/2072.pdf?sequence=2
[41]	苗建宇, 周立发, 邓昆, 等.新疆北部中二叠统烃源岩有机质与沉积环境的关系[J].地球化学, 2004, 33(6):551-559. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQHX200406001.htm
[42]	陈建平, 王绪龙, 邓春萍, 等.准噶尔盆地烃源岩与原油地球化学特征[J].地质学报, 2016, 90(1):37-67. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE201601003.htm
[43]	陈建平, 王绪龙, 邓春萍, 等.准噶尔盆地油气源、油气分布与油气系统[J].地质学报, 2016, 90(3):421-450. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE201603002.htm
[44]	曹剑, 胡文瑄, 姚素平, 等.准噶尔盆地储层中的锰元素及其原油运移示踪作用[J].石油学报, 2009, 30(5):705-710. doi: 10.7623/syxb200905012
[45]	何登发, 尹成, 杜社宽, 等.前陆冲断带构造分段特征-以准噶尔盆地西北缘断裂构造带为例[J].地学前沿, 2004, 11(3):91-100. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXQY200403013.htm
[46]	陶国亮, 胡文瑄, 张义杰, 等.准噶尔盆地西北缘北西向横断裂与油气成藏[J].石油学报, 2006, 27(4):23-28. doi: 10.7623/syxb200604006
[47]	吴孔友, 瞿建华, 王鹤年.准噶尔盆地大侏罗沟断层走滑特征、形成机制及控藏作用[J].中国石油大学学报, 2014, 3(5):41-47. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYDX201405007.htm
①	朱光, 谢成龙, 刘国生, 等. 达尔布特断裂形成与演化特征研究. 中石化胜利油田公司内部科研报告. 2013.