全油穩(wěn)定碳同位素法
2.2.1 全油穩(wěn)定碳同位素法
早在1989年P(guān)eters等根據(jù)碳同位素組成的差異,計(jì)算了英國(guó)Inner Moray Firth中侏羅統(tǒng)和泥盆系兩套烴烴源巖對(duì)原油的大致貢獻(xiàn)比例。
李巧梅(2000)在對(duì)吐哈盆地油源地球化學(xué)研究基礎(chǔ)上,應(yīng)用穩(wěn)定碳同位素定量計(jì)算混源油的比例,并回歸出不同層位湖相油與煤型油形成混源油的混合比例與其穩(wěn)定碳同位素之間的關(guān)系式(式2-1~式2-6)。從而,求解出該盆地不同地區(qū)混源油中煤型油和湖相油的混合比例。
吐哈盆地原油從成因上大致可以分為來(lái)源于湖相泥巖的湖相油、來(lái)源于河湖-沼澤相交替沉積的煤系油及湖相泥巖與煤系共同貢獻(xiàn)的“混源型”油。不同成因類型的原油具有相對(duì)獨(dú)特的地球化學(xué)特征,煤系油具有油質(zhì)輕、飽和烴含量高、姥/植比高(大于3)、富含C27甾烷(大于70%)、貧三環(huán)萜烷、重碳同位素(δ13C>-27‰)之特征;湖相油具有油質(zhì)較重、飽和烴含量低、姥/植比低(小于2),富含C27甾烷及三環(huán)萜烷、輕碳同位素(δ13C<-30‰)之特征;混源型原油的地球化學(xué)特征總體上介于上述兩類原油之間。由于不同沉積環(huán)境母質(zhì)的影響,混源油中反映沉積環(huán)境、母質(zhì)性質(zhì)的生物標(biāo)志化合物含量較典型煤系油或湖相油而言均有明顯的變化,并且以類異戊二烯烴(Pr/Ph)、碳同位素(δ13C)及規(guī)則甾烷化合物的變化為特征(李巧梅,2000)(表2-1)。
李巧梅(2000)根據(jù)“湖相沉積的泥巖,富含藻類化合物,其形成的原油具相對(duì)較輕的碳同位素,河湖相、沼澤相煤系源巖,富含陸源高等植物,形成的原油具相對(duì)較重的碳同位素?!痹?,假設(shè)A,B是來(lái)自不同母質(zhì)的兩種原油,D是由A和B混合而成的混源油,X為A在D中的混合百分比,并設(shè)想此混合為一物理過(guò)程。根據(jù)質(zhì)量守恒的原則,混合前后原油碳同位素的總量保持不變。因此有:
式中 δ13CD——混源油的碳同位素,‰;
δ13CA——原油A的碳同位素,‰;
δ13CB——原油B的碳同位素,‰。
表2-1 吐哈盆地部分混源油地球化學(xué)指標(biāo)(據(jù)李巧梅,2000)
作者選擇以托克遜凹陷的托參1井原油為三疊系源巖的代表;以臺(tái)南凹陷的玉東1井原油為二疊系源巖的代表;以臺(tái)北凹陷的陵2井原油為煤系源巖的代表,臺(tái)參2井齊古組原油為七克臺(tái)組源巖的代表。這些樣品均具有特征的地球化學(xué)指標(biāo)(表2-2),用不同比例把各代表原油相互混合制成“混源油”,并重點(diǎn)測(cè)試其原油δ13C以及組分δ13C的變化。
利用上述混源比例關(guān)系式,作者對(duì)吐哈盆地已發(fā)現(xiàn)的混源油進(jìn)行計(jì)算(表2-3)。結(jié)果表明,混源油中起重要貢獻(xiàn)的油源巖仍為侏羅系煤系,絕大部分混源油中煤系源巖的貢獻(xiàn)在90%以上(如勝金口油勝4井、勝26井原油、紅南和連木沁油田白堊系(K)原油以及鄯勒油田勒3井、勒4井原油;而勝金口油田勝38井、連木沁油田連2井上侏羅統(tǒng)喀拉扎組(J3k)原油、紅西5井J2q上段原油及哈密凹陷哈3井原油中,煤系的貢獻(xiàn)較前者小,一般71%~84%,湖相原油的貢獻(xiàn)相應(yīng)明顯,占16%~29%(李巧梅,2000)。
表2-2 吐哈盆地典型原油的地化標(biāo)志
表2-3 吐哈盆地混源油比例計(jì)算結(jié)果(據(jù)李巧梅,2000)
陳建平等(2004)用全油穩(wěn)定碳同位素法對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地彩南油田原油的油源情況進(jìn)行判識(shí),并結(jié)合特殊生物標(biāo)志化合物法,確定了準(zhǔn)噶爾盆地彩南油田原油屬于侏羅系、三疊系和二疊系的混合原油。
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