塔里木盆地顺北超深层油气系统热成熟度对海相原油碳同位素分异的定量影响研究

本文通过分析塔里木盆地顺北地区19个原油及凝析油样品，揭示了热成熟度（%Rc）对碳同位素（δ13C）的定量影响：当镜质体反射率等效值（%Rc）超过1.20%时，原油碳同位素显著偏重（最大偏移3‰），且低碳数正构烷烃（nC16-nC26）同位素信号在凝析油阶段失效。研究建立了原始同位素值的经验恢复模型，为超深层油气来源鉴定提供了关键理论框架。

　　

Highlight

热成熟度对原油碳同位素的显著影响：当镜质体反射率等效值（%R_c）超过1.20%时，原油整体碳同位素值偏重不超过2‰，但饱和烃和芳香烃的同位素偏移可达3‰。正构烷烃（n-alkanes）的碳同位素在"油窗"阶段（%R_c=0.8%-1.20%）是油源识别的有效指标，而凝析油阶段低碳数n-烷烃（如nC₁₆-nC₂₆）同位素值会偏离原始值约2‰。

地质背景

顺托果勒低隆起位于塔里木盆地中心，奥陶系地层发育完整。研究区19个样品取自鹰山组（O_1-2y）和一间房组（O₂yj）储层，涵盖多种石油类型。

样品特征

F4断裂带的中-挥发性油样显示完整n-烷烃分布（nC₁₅-nC₂₉），但藿烷化合物几乎完全耗尽。高成熟样品中检测到金刚烷类化合物，证实经历了强烈热蚀变。

结论

热成熟度是超深层储层原油碳同位素演化的关键驱动因素。当%R_c(ave)<1.20时同位素变化微弱，超过该阈值后饱和烃/芳香烃同位素显著富集。原油裂解（oil cracking）、气洗作用（gas washing）和多期混合会进一步改变同位素特征。研究建立的原始同位素恢复模型，为复杂地质背景下高成熟油气来源鉴定提供了新工具。