Natural Gas Geoscience >

2024 , Vol. 35 >Issue 1: 176 - 192

DOI: https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.07.005

Geochemical characteristics and sources of crude oil in different structural belts of Linhe Depression， Hetao Basin

  • Xiaoyan FU , 1, 2, 3 ,
  • Jungang LU , 1, 2, 3 ,
  • Yulei SHI 4 ,
  • Ranran ZHOU 4 ,
  • Man YUAN 1, 2, 3 ,
  • Shijia CHEN 1, 2, 3
Expand
  • 1. State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China
  • 2. Natural Gas Geology Key Laboratory of Sichuan Province，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China
  • 3. School of Geoscience and Technology，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China
  • 4. Exploration and Development Research Institute of Huabei Oilfield Company，Petro China，Renqiu 062550，China

Received date: 2023-04-23

  Revised date: 2023-07-12

  Online published: 2024-01-10

Supported by

The CNPC-Southwest Petroleum University Innovation Consortium Science and Technology Cooperation Project(2020CX030000)

Fold

Abstract

In recent years， exploration breakthroughs have been made in Linhe Depression of Hetao Basin， but the research on the geochemical characteristics and oil sources of crude oil is concentrated in the southern Jilantai tectonic belt， while the research on the central Nalin Lake and the northern Xinglong tectonic belt is still lacking. The experimental analysis of Rock-Eval pyrolysis， TOC and saturated hydrocarbon gas chromatography-mass spectrometry is carried out. The results are as follows： （1） The crude oil in the study area is formed in the strong reducing saline environment. The parent source in the southern area is mainly aquatic organisms and algae， while in the northern is dominated by terrestrial organisms. （2） The crude oil in Jilantai tectonic belt comes from the local source rock of Guyang Formation. The crude oil in the Xinglong tectonic belt has the characteristics of “self-generation and self-storage”. The crude oil comes from the same layer， mainly local source rocks. The crude oil in Nalinhu tectonic belt has the characteristics of “mixed source”. （3） The change of maturity， parent source and the existence of sulfur-rich source rock in strong reduction environment led to the great change of crude oil physical properties in the study area. The determination of the characteristics of crude oil and source rock and the relationship between oil and source rock can provide guidance for further research on hydrocarbon generation mechanism and resource quantity， and is also conducive to oil and gas exploration and deployment.

Key words： Geochemical characteristics of crude oil; Oil source correlation; Source rocks; Linhe Depression; Hetao Basin

Cite this article

Xiaoyan FU , Jungang LU , Yulei SHI , Ranran ZHOU , Man YUAN , Shijia CHEN . Geochemical characteristics and sources of crude oil in different structural belts of Linhe Depression， Hetao Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2024 , 35(1) : 176 -192 . DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.07.005

0 引言

河套盆地勘探历史较长，从20世纪70年代开始进行油气勘探，但一直未获得规模油藏，直到2017年矿权流转［1］，先后在吉兰泰—兴隆—纳林湖构造带获得勘探突破。2018年围绕主力生烃凹陷近源断垒和断背斜钻探S5井、JH2X井在临河组分别获得62.6 m3/d和10.26 m3/d的高产工业油流［2］，预测储量1.15×108 t；2020—2021年，纳林湖构造带DT1X、JH19X、JH23X等6口井获工业油流，落实预测储量5 663×104 t；兴隆构造带从2021年开始分别在XH1和LH1X区块共计上交探明储量1.002×108 t。高产油流井的陆续发现，证实了临河坳陷油气资源丰富。河套盆地油气持续高产稳产预示着该盆地油气勘探潜力大，有望成为重要的储量增长地区，为中国石油业注入新的活力。
现有研究主要集中在吉兰泰构造带的烃源岩和原油地球化学特征、油源关系及烃源岩展布［1-6］方面，并且研究的井较少、实验样品有限，整个坳陷原油的地球化学特征及油源关系不明。此次研究利用目前重点探井的烃源岩及原油样品开展系列分析测试，明确烃源岩在不同构造带的生烃潜力，综合评价原油特征以及不同构造带油源的相关性，为该区油气成藏规律认识及下步勘探部署提供理论指导。

1 地质背景

河套盆地是伊盟古陆核古元古界—太古界变质结晶基底之上的中、新生代坳陷—断陷盆地［7-8］，构造上位于北部西伯利亚板块、东部鄂尔多斯地块、西部阿拉善地块的交界处，是中国东部断陷盆地和西部挤压盆地过渡区，构造位置特殊［9］。巴彦—河套盆地西为狼山—巴彦乌拉山，东临伊盟隆起、桌子山—贺兰山，北接阴山山脉，构造走向总体呈北东—东西向展布特征，北为弧形展布的河套盆地，南为巴彦浩特盆地，纵向上北深南浅，呈不对称箕状［图1（a）］，东西长600 km， 南北宽30~90 km， 面积约为4×104 km2［10］。东西向又分为临河坳陷、乌拉山隆起、乌前坳陷、包头隆起和呼和坳陷 5 个一级构造单元［图1（a）］，其中临河坳陷分布在盆地西部［图1（b）］，面积最大，约为2.4×104 km2［2，4］，是目前主要的沉积坳陷和含油气区。根据构造演化［7-8］和断裂分布特征［3，11］，又将坳陷内部分为吉兰泰凹陷、巴彦淖尔凹陷、五原斜坡带和乌拉山隆起4个次级构造单元［图1（b）］。吉兰泰、纳林湖和兴隆构造带是目前发现油藏较多区域，也是此次研究的重点区域。
图1 研究区地理位置和地层综合柱状图［2］

（a）河套盆地构造单元划分图；（b）临河坳陷构造单元及采样井位置图（取样井较多，省略了部分同构造带的井名）；

（c）河套盆地地层岩性综合柱状图

Fig.1 Geographical location and comprehensive stratigraphic column of the study area［2］

河套盆地地层基底是在古元古界—太古界乌拉山群变质岩系基础上发展而来，地层由老到新可以划分为下白垩统固阳组，上白垩统毕克齐组，古近系始新统乌拉特组、渐新统临河组，新近系中新统五原组、上新统乌兰图克组和第四系河套群［图1（c）］。临河组和固阳组岩性变化较大，主要有泥岩、粉砂岩、细砂岩和含膏泥岩等，非均质性较强，是主要的烃源岩层，从固阳组到五原组泥岩、砂质泥岩和细砂岩发育，可以作为很好的盖层，目前油藏主要集中分布在固阳组和临河组，五原组也发现油气显示。

2 原油物性与族组成

吉兰泰构造带包括寒武系变质岩潜山、临河组及固阳组3个含油层系，纳林湖和兴隆构造带包括临河组和固阳组2个含油层系，目前兴隆构造带以临河组含油层为主，固阳组的数据少。
吉兰泰不同层位原油之间存在差异，太古界（Ar）原油API°为22.49~27.27，密度为0.89~0.92 g/cm3，黏度为15.49~59.50 mPa·s，含硫量为2.57%~3.36%，含蜡量为7.15%~8.70%；E3 l原油API°为18.55~20.41，密度为0.93~0.94 g/cm3，黏度为138.8~167.6 mPa·s，含硫量为4.53%~4.99%，含蜡量为6.70%；K1 g原油API°为17.03~31.93，密度为0.87~0.95 g/cm3，黏度为7.45~179.00 mPa·s，含硫量为1.74%~5.10%，含蜡量为6.25%~15.5%（图2，表1）。Ar原油以中—高黏油为主，少数稠油，中含蜡，高含硫；E3 l为高黏油—稠油，中含蜡，高含硫；K1 g原油物性变化大，从中黏油—稠油都有分布，中蜡—高蜡含量，高含硫（图2）。吉兰泰原油整体以高硫高黏度中质油为主，原油整体的流动性较差，综合物性参数可以得出：Ar<E3 l≈K1 g，但固阳组有少部分原油比Ar的轻。除了兴隆构造带X5井固阳组为轻质油和纳林湖LHC1井固阳组为重质油（图2），兴隆和纳林湖构造带原油特征整体相似，黏度变化较大，从中黏油到稠油都有分布，API°和密度显示两个区块原油以中质油为主［图2（a），图2（b）］，高凝固点和含硫量较低可以与吉兰泰构造带原油区分［图2（c），图2（d）］。
图2 河套盆地临河坳陷不同构造带原油物性参数交会图

Fig.2 Intersection diagram of crude oil physical property parameters in different structural zones of Linhe Depression， Hetao Basin

表1 河套盆地临河坳陷不同构造带原油物性参数

Table 1 Physical parameters of crude oil in different structural zones of Linhe Depression in Hetao Basin

构造带 井号 层位 深度/m API° 密度（20 ℃）/（g/cm3） 黏度/（mPa·s） 含硫/% 含蜡/% 凝固点/℃
吉兰泰 JHZK2 Ar 447.9 27.27 0.89 15.49 2.69 7.75 -2
JHZK2 Ar 672.1 22.49 0.92 59.50 2.57
JHZK4 Ar 993.4 26.07 0.90 23.66 3.36
JHZK5 Ar 531.0 26.14 0.90 19.11 3.00
JHZK7 Ar 428.2 26.88 0.89 15.99 2.60 -3
JH1 Ar 635.0 25.81 0.90 22.26 2.97 7.15 3
JH1-3x Ar 644.0 23.98 0.91 34.78 2.77 8.70 8
JH2x E3 l 1 400.0 18.55 0.94 167.60 4.99
JH2x E3 l 1 585.0 20.41 0.93 138.80 4.53 6.70 23
JH8x K1 g 3 078.8 31.93 0.87 7.45 1.74 10.50 11
JH2-4x K1 g 2 250.5 23.38 0.91 75.67 2.66 15.50 27
JH2-5x K1 g 2 844.6 20.91 0.93 169.10 3.35 9.85 23
JH10x K1 g 2 751.5 22.17 0.92 79.69 3.08 12.60 22
JH24 K1 g 2 696.4 21.19 0.93 88.15 3.67 9.25 17
JH101x K1 g 2 803.0 17.03 0.95 179.00 5.10 6.25 15
纳林湖 S5 E3 l 2 983.4 27.86 0.89 12.66 0.81 16.30 41
S5 E3 l 2 985.0 26.42 0.90 172.50 0.94
JH19X E3 l 2 990.0 31.33 0.87 22.09 0.57
JH23X E3 l 4 263.4 25.63 0.90 73.42 2.30 12.80 31
JH27 E3 l 3 972.6 28.22 0.89 212.10 0.64 17.45 35
DT2X E3 l 3 847.0 27.74 0.89 42.94 2.03 12.60 31
JH23X K1 g 5 608.8 30.85 0.87 12.30 0.90 19.30 32
DT1X K1 g 5 569.2 30.09 0.88 38.52 0.35 18.50 36
LHC1 K1 g 3 046.0 19.68 0.94 67.61 2.19
JH19X K1 g 4 265.0 30.21 0.88 31.22 1.37
兴隆 LH1-7X E3 l 3 761.4 30.05 0.88 27.58 51
LH1X E3 l 3 374.0 29.46 0.88 29.97 0.87 19.50 50
LH2X E3 l 3 613.0 29.39 0.88 27.35 0.99 18.40 51
LS2 E3 l 5 512.0 23.59 0.91 1.38
XH1 E3 l 4 370.4 31.26 0.87 23.72 0.43 18.30 39
XH2 E3 l 4 916.0 29.90 0.88 28.91 1.68 19.05 50
XH4 E3 l 5 088.4 28.77 0.88 32.81 0.84 18.35 50
XH5 E3 l 4 796.0 27.86 0.89 39.79 51
XH8 E3 l 4 614.0 25.08 0.90 98.49 2.07 12.85 49
XH9 E3 l 5 536.6 28.66 0.88 27.16 54
XH10 E3 l 5 352.8 32.29 0.86 11.09 43
XH11 E3 l 5 379.8 33.02 0.86 12.23 38
XH12 E3 l 5 325.4 28.04 0.89 37.07 49
XH12-1 E3 l 5 302.4 28.95 0.88 27.30 50
XH12-2 E3 l 5 318.8 27.94 0.89 35.97 49
HT1 E3 l 6 112.4 30.85 0.87 19.47 0.36 21.85 46
ZG1 E3 l 5 480.4 32.39 0.86 17.66 35
XH5 K1 g 6 450.0 43.28 0.81 3.90 27
兴隆构造带临河组和吉兰泰原油族组分有明显区分（图3），兴隆构造带临河组原油饱和烃含量高，值在41.38%~77.36%之间，平均值达57.89%；而吉兰泰构造带原油的胶质+沥青质含量相对偏高，值在30.91%~74.72%之间，平均值为45.80%；纳林湖构造带原油族组分数据分布广，与其他两个构造带原油特征都相似。
图3 河套盆地临河坳陷不同构造带原油族组分分布三元图

Fig.3 Ternary diagram of composition distribution of crude oil family in different structural zones of Linhe Depression， Hetao Basin

临河坳陷不同构造带原油物性和组分特征差异明显，总结前人研究成果［12-17］，导致这些差异的主要原因可能有以下5点：①原油母源的不同导致物性存在差异；②不同性质油源充注，烃源岩成熟度越高，油质越轻，物性越好；③运移距离影响，运移越远，轻组分散失越多，导致原油越稠；④成藏后次生改造作用，如水洗、氧化和生物降解导致原油密度和黏度均增大；⑤在陆相盆地中，强还原环境下形成的富硫生油母质是高硫原油形成的基础，生物降解、硫酸盐热化学还原等次生作用是原油含硫量进一步升高的重要因素。

3 原油地球化学特征

3.1　无环链烷烃

生物标志物保留了有机质来源、沉积环境和成熟度等多种信息，对于确定油源关系有着重要的应用［17］。沉积物中的姥鲛烷（Pr）和植烷（Ph）来源于叶绿素的植醇侧链，在含氧条件下形成姥鲛烷，在还原条件下加氢形成植烷［18］，Pr/Ph值越小，沉积环境越偏还原。临河坳陷Pr/Ph值为0.14~1.23，平均值为0.31，表明整个坳陷原油基本都处于强还原环境，姥鲛烷、植烷和毗邻正构烷烃峰值的比值交会图也显示原油处于还原环境（图4）。整个坳陷原油轻碳优势不明显，C21+22/C28+29值为1.00~3.59；饱和烃色谱图上没有基线漂移或者“鼓包”，表明研究区没有生物降解的发生，临河坳陷原油除了Ar层埋深在1 000 m内，其他的埋藏比较深，也不满足生物降解的条件，因此，可以排除研究区稠油的存在是生物降解的可能。
图4 河套盆地临河坳陷不同构造带原油Pr/nC17和Ph/nC18交会图

Fig.4 Intersection maps of Pr/nC17 and Ph/nC18 of crude oil in different structural zones of Linhe Depression， Hetao Basin

兴隆构造带临河组原油饱和烃气相色谱图与其他原油存在差异：具有双峰分布的特征，前峰碳以nC15为主，后峰的主峰碳为nC32，奇偶优势指数（OEP）在0.84~1.19之间，碳优势指数（CPI）为0.81~1.05（表2），表明奇偶碳优势较弱，原油成熟；发育γ-胡萝卜烷和β-胡萝卜烷，胡萝卜烷来源于胡萝卜素，蓝绿藻、植物的叶、花和果及孢粉都含有比较多的胡萝卜素［19-20］，此外，胡萝卜素转换成胡萝卜烷需要在强还原条件下进行，所以胡萝卜烷的存在可以指示强还原环境［20］。但临河坳陷3个构造带的原油都具有Pr/Ph<1的特征，都指示还原环境［21-22］；因此，临河坳陷兴隆构造带临河组胡萝卜的发育可能不仅与沉积环境有关，也和热演化及母源有关。除了兴隆构造临河组原油，其他层原油主峰碳都为nC22，OEP值为0.63~0.99，CPI值为0.46~1.23（表2），偶数碳优势明显（图5）。
表2 河套盆地临河坳陷不同构造带原油和油砂饱和烃气相色谱参数

Table 2 Gas chromatographic parameters of saturated hydrocarbon of crude oil and oil sand in different structural belts of Linhe Depression in Hetao Basin

构造带 井号 深度/m 层位 样品 主峰碳 Pr/Ph Ph/nC18 Pr/nC17 OEP CPI C21+22/C28+29
兴隆 XH1 4 240.52 E3 l 原油 15 0.39 1.28 0.49 1.16 1.05 1.94
XH1 4 242.11 E3 l 原油 15 0.41 1.25 0.49 1.16 1.02 2.00
XH1 4 264.67 E3 l 原油 15 0.18 1.22 0.40 0.88 1.00 1.93
XH1 4 370.4 E3 l 原油 15 0.39 1.19 0.47 1.12 0.96 2.42
LH1X 3 374 E3 l 原油 15 0.34 1.50 0.48 1.19 1.00 2.26
HT1 6 452 E3 l 原油 15 0.38 1.30
XH12-1 4 902.05 E3 l 油浸细砂岩 15 0.31 1.13 0.48 0.87 0.97 2.01
XH5 6 244.42 K1 g 粉砂岩 22 1.23 0.34 0.75 0.84 0.81 1.62
纳林湖 S5 2 977.25 E3 l 油浸细砂岩 22 0.29 3.49 1.27 0.88 1.16 1.28
S5 2 983.5~2 985 E3 l 油浸细砂岩 22 0.27 3.89 1.23 0.92 1.01 1.70
S5 2 984.4 E3 l 油砂 22 0.25 4.19 1.38 0.88 1.23 1.02
S5 2 984.7 E3 l 油砂 22 0.27 4.29 1.47 0.89 1.19 1.10
S5 2 984.8 E3 l 油浸细砂岩 22 0.26 4.36 1.44 0.90 1.16 1.03
S5 2 985.19 E3 l 油浸细砂岩 22 0.24 4.33 1.38 0.90 1.20 1.00
S5 3 127.2 E3 l 油浸细砂岩 22 0.25 4.16 1.41 0.88 1.18 1.07
S5 3 127.3 E3 l 原油 22 0.27 4.12 1.39 0.89 1.17 1.06
S5 3 127.5 E3 l 原油 22 0.26 4.05 1.39 0.90 1.14 1.01
S5 3 127.7 E3 l 原油 22 0.26 4.03 1.33 0.89 1.17 1.15
LHC1 4 726.61 K1 g 油砂 22 0.56 2.51 1.85 0.99 1.03 1.49
LHC1 4 869.76 K1 g 油砂 22 0.14 1.26 0.49 0.73 0.68 1.42
吉兰泰 JHZK2 447.86 Ar 原油 22 0.32 1.63 0.65 0.86 0.80 2.34
JHZK7 428.2 Ar 原油 22 0.31 1.67 0.64 0.85 0.80 2.59
JH1 635 Ar 原油 22 0.29 1.70 0.65 0.83 0.80 2.37
JH1-3X 644 Ar 原油 22 0.31 1.64 0.66 0.83 0.79 2.23
JH2X 1 585 E3 l 原油 22 0.25 1.77 0.61 0.80 0.73 1.86
JH2-4X 1 906 K1 g 原油 22 0.32 1.65 0.67 0.84 0.80 1.83
JH4X 2 591 K1 g 原油 22 0.34 1.49 0.64 0.85 0.82 2.02
JH8X 3 078.3 K1 g 原油 22 0.34 1.48 0.63 0.86 0.83 2.08
JH10X 2 751.5 K1 g 原油 22 0.23 1.33 0.46 0.78 0.73 1.95
JH16X 3 284.2 K1 g 原油 22 0.33 1.52 0.62 0.86 0.81 2.10
JH24X 2 696.4 K1 g 原油 22 0.22 1.97 0.66 0.80 0.73 2.09
JH26 2 172.6 K1 g 原油 22 0.21 1.32 0.43 0.73 0.71 1.88
JH101x 2 803 K1 g 原油 22 0.21 1.32 0.43 0.73 0.71 1.88
JH2-5X 2 844.6 K1 g 原油 22 0.27 1.84 0.66 0.83 0.78 1.78
JH18X 2 903.39 K1 g 灰色油迹中砂岩 22 0.37 0.43 0.24 0.75 0.47 2.17
JH18X 2 908.18 K1 g 灰色油迹中砂岩 22 0.36 0.48 0.29 0.84 0.54 3.59
JH18X 2 910.47 K1 g 灰色油迹中砂岩 22 0.17 0.78 0.22 0.63 0.53 2.56
JHZK9X 1 989.14 K1 g 原油 22 0.18 1.74 0.37 0.68 0.66 2.00
JHZK9X 1 990.08 K1 g 原油 22 0.26 1.17 0.07 0.85 0.46 2.50
JHZK9X 1 990.09 K1 g 原油 22 0.30 0.95 0.07 0.76 0.48 2.99
JHZK9X 1 990.1 K1 g 原油 22 0.31 1.33 0.07 0.73 0.73 2.79
图5 河套盆地临河坳陷不同构造带原油典型饱和烃TIC质量色谱

Fig.5 TIC mass chromatograms of typical saturated hydrocarbons in different structural zones of Linhe Depression in Hetao Basin

3.2　甾类化合物

C27规则甾烷主要来自藻类有机体，如红藻和绿藻等水生生物［23-24］， C28规则甾烷主要与硅藻有关［25］，C29规则甾烷来自陆生高等植物［26］。C27—C29规则甾烷结构稳定，受热演化和环境变化的影响较小，因此它们的相对含量能够较好地反映母质来源［24］。临河坳陷不同构造带原油ααα20RC27—ααα20RC28—ααα20RC29分布特征不同（图6），兴隆构造带中ααα20RC29占优势，吉兰泰构造ααα20RC27—ααα20RC28—ααα20RC29呈“L”型，以ααα20RC27规则甾烷为主，而纳林湖构造带基本呈“V”型分布。通过3个峰的三元图［图7（a）］，临河坳陷原油母源由南向北呈“水生生物—陆生植物”的变化，南部吉兰泰构造以浮游生物、细菌和藻类为主，北部兴隆构造带以高等植物为主，而中部吉兰泰原油母源则在二者之间，表明坳陷南北油源不同，中部原油则可能既有南部来源也可能有北部构造带源岩贡献。
图6 河套盆地临河坳陷不同构造带原油典型饱和烃m/z 217质量色谱

Fig.6 m/z 217 mass chromatograms of typical saturated hydrocarbons in different structural zones of Linhe Depression in Hetao Basin

图7 河套盆地临河坳陷不同构造带典型原油母质来源和成熟度参数交会图

（a）C27ααα（20R）、C28ααα（20R）、C29ααα（20R）三元图［26］；（b）成熟度参数交会图［27］

Fig.7 Crossplot of source and maturity parameters of typical crude oil in different tectonic zones of Linhe Depression in Hetao Basin

随着有机质热演化的进行，C29甾烷C-20上的R构型会逐渐向S构型转化，同时20S和20R构型在C-14和C-17位上的异构化作用也会促进β异构体的形成，所以可以利用C29甾烷上不同的峰之间比值反映成熟度［27］。临河坳陷同一个构造带原油成熟度存在较大差异［图7（b）］：兴隆构造带临河组原油在低成熟—成熟阶段，以低成熟油为主，而固阳组原油成熟度偏低；吉兰泰和纳林湖原油成熟度变化区间也较大，从未成熟—成熟都有分布，原油成熟度的差异可能是导致原油物性变化较大的主要原因。

3.3　萜类化合物

伽马蜡烷常见于缺氧和盐度较大的沉积环境中，主要来自四氢呋喃、绿硫细菌、厌氧纤毛虫， 这些生物生活在缺氧和盐度较大的沉积环境中［27-28］。图8临河坳陷原油m/z 191色谱图上显示临河坳陷原油中伽马蜡烷峰较高，并且升藿烷分布特征存在差异。通过姥植比和伽马蜡烷与C30藿烷峰面积的比值（伽马蜡烷指数GI）交会图［图9（a）］，整个坳陷原油处于强还原环境中，吉兰泰除了固阳组部分样品GI值小于1，整体上吉兰泰原油GI值大于兴隆构造带原油，纳林湖构造带处于二者之间，表明坳陷从南部到北部水体盐度整体呈降低的趋势，同一构造带GI值的变化可能也与水体盐度分层有关。在淡水湖盆中，升藿烷从C31到C35具有逐渐降低的趋势，但临河坳陷原油具有“翘尾”现象。除了兴隆构造带固阳组原油升藿烷是常规的逐渐降低趋势，其他样品都具有C34翘尾特征，C33/C34<1［图9（b）］，除了纳林湖固阳组，其他几套原油也具有C35翘尾的特征。
图8 河套盆地临河坳陷不同构造带原油典型饱和烃m/z 191质量色谱

Fig.8 m/z 191 mass chromatograms of typical saturated hydrocarbons in different structural zones of Linhe Depression in Hetao Basin

图9 河套盆地临河坳陷不同构造带原油沉积环境参数相关性图

（a）Pr/Ph与GI参数交会图，（b）升藿烷比值折线图

Fig. 9 Correlation diagram of sedimentary environment parameters of crude oil in different structural zones of Linhe Depression in Hetao Basin

4 油源对比

4.1　烃源岩评价

河套盆地临河组和固阳组烃源岩非均质性较强，烃源岩厚度评价及分布参考王权等［3］用地震方法判识的临河组和固阳组烃源岩厚度分布图。需要指出的是，根据目前钻井和实测的取心数据，北部兴隆构造带仅在边部XH5井和LH1X井钻遇固阳组地层，南部吉兰泰构造没有临河组数据。
根据咸水烃源岩丰度评价标准（表3）［29］，纳林湖和兴隆构造带临河组烃源岩品质相似，从差到好烃源岩都有分布，但中等及以上烃源岩占比达90%以上［图10（a）］，根据热解峰温度（T max）和氢指数（I H）判识有机质类型［图10（b）］，临河组烃源岩有机质类型以II型为主，有少量的I型和III型，表明临河组烃源岩品质好并且在整个坳陷差异不大，以生油为主。整体而言，固阳组中等及以上烃源岩占比高［图10（c）］，有机质类型以II1和II2型为主［图10（d）］，也有较好生成油气的潜力。但不同构造带存在差异，吉兰泰构造带烃源岩有机质丰度高于兴隆和纳林湖构造带［图10（c）］，有机质类型分布广，从I—III型都有分布，但主体以II1型为主［图10（d）］，而纳林湖和兴隆则以II型为主，部分为III型，表明吉兰泰构造带烃源岩优于纳林湖和兴隆构造带，这也是前期在吉兰泰获得丰富油气资源的生烃基础。
表3 我国咸水—超咸水陆相烃源岩有机质丰度分级评价标准（SY/T 5735—1995）[29]

Table 3 Classification and evaluation criteria for organic matter abundance of brackish and super brackish terrestrial source rocks in China(SY/T 5735-1995)[29]

指标 湖盆水体类型 非生油岩 生油岩类型
差 中等 好
TOC/% 淡水—半咸水 <0.4 0.4~0.6 >0.6~1.0 >1.0~2.0
咸水—超咸水 <0.2 0.2~0.4 >0.4~0.6 >0.6~0.8
（S 1+S 2）/（mg/g） <2 2~6 >6~20
图10 河套盆地临河坳陷不同构造带临河组和固阳组烃源岩评价

Fig.10 Source rock evaluation maps of Linhe Formation and Guyang Formation in different structural belts in Linhe Depression， Hetao Basin

4.2　油源对比

兴隆构造带临河组烃源岩具有低姥植比，Pr/Ph值小于1，高γ和β胡萝卜烷，规则甾烷ααα20RC27—ααα20RC28—ααα20RC29形状呈反“L”型，∑C27/∑C29规则甾烷值在0.39~0.71之间，伽马蜡烷峰较高，GI平均值为0.74，升藿烷C33/C34和C34/C35值小于1（表4），具有翘尾特征（图11），该区临河组原油与临河组烃源岩生物标志物特征相似（图11）。固阳组烃源岩Pr/Ph值大于1，不含γ和β胡萝卜烷，规则甾烷ααα20RC27—ααα20RC28—ααα20RC29呈反“L”型分布，∑C27/∑C29规则甾烷值在0.40~0.81之间，伽马蜡烷含量较低，GI值在0.09~0.41之间（表4），不具备升藿烷翘尾特征，固阳组原油生物标志物特征与其相似（图11）。
表4 河套盆地临河坳陷原油和烃源岩饱和烃生物标志化合物参数统计

Table 4 Statistical table of saturated hydrocarbon biomarker parameters of crude oil and source rock in Linhe Depression, Hetao Basin

构造带 层位 样品类型 样品个数 Pr/Ph Pr/nC17 Ph/nC18

∑C27

/∑C29

∑C28

/∑C29

 S/（S+R）-C29

ββ-C29

/∑C29

 G/C30H C31/C32 C32/C33 C33/C34 C34/C35
兴隆 临河组 原油 8 0.18~0.41 0.40~1.06 1.13~2.45 0.55~0.68 0.29~0.42 0.31~0.47 0.28~0.55 0.48~1.82 0.72~2.04 1.20~2.11 0.40~0.93 0.61~0.98
0.35 0.54 1.42 0.62 0.35 0.37 0.36 1.37 1.47 1.60 0.63 0.72
固阳组 1 1.23 0.75 0.34 0.65 0.24 0.27 0.26 0.35 1.21 1.55 1.43 1.89
临河组 烃源岩 28 0.21~0.87 0.24~0.84 0.52~3.50 0.39~0.71 0.32~0.63 0.10~0.33 0.22~0.31 0.16~1.86 0.67~3.47 1.21~2.61 0.59~2.05 0.45~1.51
0.46 0.51 1.54 0.55 0.40 0.22 0.26 0.74 1.62 1.74 0.99 0.87
固阳组 15 1.02~1.89 0.09~0.45 0.07~0.52 0.40~0.81 0.19~0.28 0.19~0.48 0.17~0.30 0.09~0.41 1.45~2.76 1.34~2.10 1.40~2.08 1.87~3.10
1.41 0.26 0.21 0.68 0.24 0.34 0.24 0.17 2.02 1.73 1.71 2.27
纳林湖 临河组 原油 10 0.24~0.29 1.23~1.47 3.49~4.36 0.70~1.10 0.33~0.57 0.09~0.22 0.22~0.27 1.39~1.52 1.43~1.89 1.28~1.52 0.55~0.68 0.80~0.97
0.26 1.37 4.09 0.84 0.45 0.15 0.25 1.46 1.70 1.39 0.63 0.92
固阳组 2 0.14~0.56 0.49~1.85 1.26~2.51 0.56~0.98 0.25~0.71 0.31~0.50 0.24~0.58 0.91~1.89 0.69~2.13 1.20~2.49 0.61~1.10 0.49~1.91
0.35 1.17 1.89 0.77 0.48 0.41 0.41 1.40 1.41 1.85 0.86 1.20
临河组 S5井烃源岩 7 0.15~0.29 1.58~4.27 11.79~18.52 0.69~1.25 0.40~0.71 0.04~0.07 0.23~0.27 1.09~3.18 1.64~3.81 0.88~1.75 0.26~0.80 0.64~1.39
0.19 2.40 14.45 0.89 0.52 0.05 0.25 2.26 2.90 1.36 0.59 0.94
LHC1井烃源岩 6 0.58~0.84 0.18~0.41 0.20~0.44 0.44~0.90 0.46~0.56 0.32~0.40 0.26~0.37 0.18~0.26 1.58~1.82 1.32~1.71 1.65~2.01 1.24~1.54
0.69 0.27 0.34 0.66 0.51 0.37 0.34 0.21 1.71 1.52 1.79 1.44
固阳组 烃源岩 7 0.14~0.47 0.37~0.65 0.78~2.34 0.54~0.85 0.44~0.62 0.38~0.46 0.21~0.54 1.53~2.35 0.11~0.80 1.94~2.68 0.58~0.89 0.32~0.48
0.30 0.47 1.32 0.66 0.51 0.42 0.47 1.91 0.51 2.25 0.71 0.39
吉兰泰 太古界 原油 4 0.29~0.32 0.64~0.66 1.63~1.70 0.90~0.94 0.59~0.61 0.37~0.39 0.42~0.43 1.91~1.96 0.77~0.87 1.93~2.04 0.57~0.68 0.52~0.62
0.31 0.65 1.66 0.92 0.60 0.38 0.43 1.93 0.82 1.98 0.62 0.58
临河组 1 0.25 0.61 1.77 0.93 0.60 0.41 0.41 1.95 0.74 2.14 0.57 0.53
固阳组 16 0.17~0.37 0.07~0.67 0.43~1.97 0.76~1.86 0.38~0.84 0.07~0.48 0.20~0.54 0.49~2.94 0.63~8.24 1.18~2.18 0.32~0.72 0.39~0.69
0.28 0.41 1.30 1.18 0.59 0.34 0.41 1.74 2.46 1.84 0.56 0.56
固阳组 烃源岩 23 0.14~0.38 0.12~2.49 0.44~1.94 0.66~1.90 0.40~0.85 0.10~0.46 0.23~0.58 0.27~2.56 0.17~12.47 1.06~2.17 0.24~0.68 0.35~0.69
0.27 1.16 1.37 1.14 0.60 0.20 0.31 1.30 3.84 1.89 0.43 0.58

注： 0.18 ~ 0.42 0.35 = 最小 值 - 最大 值 平均 值

图11 兴隆构造带原油和烃源岩生物标志物特征对比

Fig.11 Comparative map of biomarkers of crude oil and source rocks in Xinglong tectonic belt

纳林湖构造带原油和烃源岩的饱和烃质量色谱图特征相似（图12），都具有低姥植比、高C29规则甾烷和较高伽马蜡烷特征。但取样的2口井临河组烃源岩却存在较大差异（表4），S5井Pr/Ph值在0.15~0.29之间，GI值小于1，不具备升藿烷翘尾特征，LHC1井Pr/Ph值在0.58~0.84之间，GI值大于1，升藿烷翘尾特征明显。从图谱上难以明显看出油源的相似性。
图12 纳林湖构造带原油和烃源岩生物标志物特征对比

Fig.12 Comparative map of biomarkers of crude oil and source rocks in Nalinhu tectonic belt

吉兰泰只有固阳组一套烃源岩，Pr/Ph值小于1，ααα20RC27—ααα20RC28—ααα20RC29呈不对称“V”型分布，GI值在0.27~2.56之间，平均值为1.30，升藿烷C33/C34和C34/C35值小于1（表4），具有翘尾特征，该构造带的几个层位的原油生物标志物特征与固阳组烃源岩相似（图13）。
图13 吉兰泰构造带原油和烃源岩生物标志物特征对比

Fig.13 Comparative map of biomarkers of crude oil and source rocks in Jilantai tectonic belt

根据饱和烃质量色谱图特征，筛选出几组数据做散点图（图14）。兴隆构造带原油和烃源岩数据差异特征明显，临河组原油与临河组烃源岩相近，固阳组原油参数与固阳组烃源岩数据分布一致［图14（a）—图14（c）］，表明该区原油以“自生自储”为主。纳林湖构造带固阳组原油具有2种特征，一种与临河组原油数据分布相近，另一种则差异较大［图14（d）—图14（f）］，临河组和固阳组烃源岩没有明显的界限，该区原油具有混源的特征。吉兰泰构造带原油和烃源岩数据分布基本在同一区间范围［图14（g）—图14（i）］，并且吉兰泰固阳组烃源岩厚度大，分布集中，是主要烃源岩，因此可以得出吉兰泰构造带原油来自固阳组烃源岩的结论。
图14 河套盆地临河坳陷不同构造带油源对比参数交会图

Fig.14 Intersection diagram of oil source correlation parameters of different structural belts in Linhe Depression， Hetao Basin

在平面上，从南部吉兰泰到北部兴隆构造带原油来自固阳组烃源岩趋势呈递减分布［图15（a）］，而兴隆和纳林湖构造带原油来自临河组烃源岩分布特征相似［图15（b）］，中部纳林湖构造带具有混源的特征。
图15 河套盆地临河坳陷油源平面分布

Fig. 15 Plane distribution of oil source in Linhe Depression， Hetao Basin

5 结论

（1）河套盆地临河坳陷原油物性变化较大，从低硫中黏度轻质油到高硫高黏度重质油均有发育，成熟度的差异是影响原油密度、黏度等物性的主要原因，强还原环境及来自水生生物是高硫原油的基础，纳林湖和兴隆构造带原油母源以陆生生物为主，是导致这2个区块原油含蜡量较高的主要原因。
（2）临河组和固阳组中等及以上烃源岩占比达90%，有机质类型以II1型和II2型为主，具有较好的生烃潜力。临河组烃源岩分布在兴隆和纳林湖构造带，烃源岩生烃潜力相同；固阳组烃源岩在整个坳陷都有分布，但吉兰泰品质最好，兴隆和纳林湖较次。
（3）吉兰泰原油来自固阳组烃源岩，兴隆构造带临河组和固阳组原油来自同层烃源岩，以本区烃源岩贡献为主，纳林湖构造带原油具有“混源”特征。
（4）临河坳陷优质烃源岩分布广，原油从低成熟到成熟均有分布，可以在此基础上继续研究烃源岩生排烃特征和计算资源量，为实际勘探提供指导。

《天然气地球科学》征稿简则

（2024年1月修订）

《天然气地球科学》（月刊）为国内外公开发行的综合性、学术性刊物，其宗旨是评述天然气地球科学的研究进展，报道世界各国开发地壳中常规天然气的新理论、新技术、新方法，介绍我国天然气科技攻关和勘探新成果，促进我国天然气地质学、地球化学、地球物理学等及其相关学科的发展，推动我国天然气田的勘探与开发。近期目标以报道烃类气体的研究和勘探开发为主；长远目标是报道地壳和大气圈中的一切有用气体的研究和开发利用，以及这些气体与人类生存环境的关系。目前，本刊主要刊登国内外有关天然气研究和勘探开发方面的新理论、新技术方法和新成果，设有综述与评述、天然气地质学、天然气地球化学、天然气勘探、天然气开发、非常规天然气、天然气与环境、天然气资源与经济、研究前缘等栏目。欢迎国内外天然气工作者将理论水平高、研究方法新、应用前景广的稿件投到本刊。具体要求如下：

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① 普通图书：作者（列前三名）. 书名［M］. 版次（首版不注）. 出版地：出版社，出版年：起止页码. 例：戴金星，裴锡古，戚厚发.中国天然气地质学：卷一［M］．北京：石油工业出版社，1987：1-10. DAI J X，PEI X G，QI H F. Natural Gas Geology： Volume 1［M］. Beijing： Petroleum Industry Press，1987：1-10.

② 论文集、会议录：作者（列前三名）. 文题［C］//编著者. 会议论文集名. 出版地：出版社，出版年：起止页码. 例：蒋华山，叶德胜，王少立，等.塔河油田奥陶系油气藏特征［C］//蒋炳南，张希明，陈惠超，等．塔里木盆地北部油气田勘探与开发论文集．北京：地质出版社，2000：56-68. JIANG H S，YE D S，WANG S L，et al．Characterization of Ordovician oil and gas pools in the Tahe Oilfield［C］//JIANG B N，ZHANG X M，CHEN H C，et al．Proceedings of Oil and Gas Filed Exploration & Development in the Northern Tarim Basin. Beijing： Geological Publishing House，2000： 56-68.

③ 期刊：作者（列前三名）. 论文名［J］. 刊名，出版年，卷（期）： 起止页码. 例：戴金星，秦胜飞，陶士振，等．中国天然气工业发展趋势和天然气地学理论重要进展［J］.天然气地球科学，2005，16（2）：127-142.DAI J X，QIN S F，TAO S Z，et al． Developing trends of natural gas industry and the significant progress on natural gas geological theories in China［J］.Natural Gas Geoscience，2005，16（2）：127-142.

④ 学位论文：作者. 论文名［D］. 单位所在地：读学位单位名称，年份：起止页码.例：刘全有．煤成烃热模拟地球化学特征研究［D］. 兰州：中国科学院兰州地质研究所，2001：32-40.LIU Q Y. Study on Geochemical Characteristics of Coal-generating Hydrocarbons Mathematical Simulation［D］. Lanzhou： Lanzhou Institute of Geology， Chinese Academy of Sciences，2001：32-40.

（10）英文摘要需按英文表述规范撰写，篇幅为1/2～1个版面，其中应有文章的核心内容及基本观点，使英文摘要具有可引用性。

（11）第一作者和通信作者简介要求包括作者姓名、性别、出生年、籍贯（某省某市/县）、职称、学历或已获学位、目前主要从事的研究工作以及E-mail地址、联系电话等内容。

（12）编辑部将在3个月内通知作者稿件处理结果，在此时间内，请勿一稿两投或多投。稿件若不被采用，本刊将通知作者。在编辑部审稿期间，若稿件有新的变化，请及时告知编辑部。

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