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泌阳凹陷是南襄盆地中的一个次级凹陷，面积1000k㎡，是我国东部典型的小型新生代富油凹陷。研究区位于泌阳凹陷中南部地区，包括赵凹油田、下二门油田和梨树凹油田及安棚地区。主要产油层为晚始新世-早渐新世核桃园组三段和二段砂岩层，埋深一般约1100-3600米。围绕中央凹陷带，在研究不同原油成熟度差异的基础上，探索低熟油、正常原油和轻质油的特征、来源及相关性，为理解核桃园组不同类型原油成因和寻找有利勘探区域提供依据。论文的主要研究内容和成果认识概括为以下4个方面。
1、泌阳凹陷中南部核桃园组烃源岩地球化学特征
(1)利用有机碳、氯仿沥青“A”和总烃含量对有机质丰度的综合研究表明，泌阳凹陷核二段烃源岩虽然有机碳含量比较高，但因其埋藏较浅，有机质向石油转化的程度较低，不是泌阳凹陷的主力烃源岩。核三上段烃源岩有机碳含量和氯仿沥青“A”含量都较高，真正具备高丰度和高转化率，是泌阳凹陷的主力烃源层。而核三下段相对较差，这可能与烃源岩有机质热演化有关。
(2)根据干酪根元素组成、岩石热解和可溶有机质等方法对有机质类型研究表明，泌阳凹陷中南部地区核桃园组烃源岩母质类型以ⅡA型为主，兼有Ⅰ型和ⅡB型，Ⅲ型较少。生物标志化合物表明烃源岩具有陆源高等植物和低等水生生物双重来源的特征，总体的沉积环境为半咸水-咸水环境。
(3)运用镜质体反射率(Ro)、烃类演化特征和生物标志化合物演化特征对泌阳凹陷中南部地区核桃园组烃源岩演化程度研究表明，泌阳凹陷中南部地区烃源岩在深度2050m进入生油门限；在深度3000m时，进入生油高峰。核二段烃源岩目前尚处于未成熟阶段，对生烃贡献不大；核三上段则处于生烃的高峰阶段；核三下段局部Ro超过1-3％，已进入凝析油气生成阶段。
2、泌阳凹陷中南部地区典型井盆地模拟
应用盆地模拟技术对泌阳凹陷中南部地区热演化史、成熟史和生排烃史进行研究，结果表明：泌阳凹陷中南部的地温梯度相对较高，约为3.54℃/100m。核三段烃源岩成熟度Ro分布范围为0.55-1.2％，所处温度范围约为87-145℃。整体上，核三段烃源岩正处于大量生成油气的阶段。核二段烃源岩在19Ma时开始进入成熟阶段，目前烃源岩主体仍未达到生油高峰的阶段。这与测试的镜质体反射率及岩石热解峰温数据所反映的成熟度相吻合。生排烃史研究表明，泌阳凹陷中南部地区主要生油时期为渐新世和中新世，核三3-8段烃源岩在地质历史过程中经历了油气大量生产的成熟阶段，目前部分烃源岩尚处于生烃的高峰阶段，因此是本区的主力烃源岩。核三1，2段烃源岩，由于有机质的热演化程度较低，对生烃的贡献不大。
3、泌阳凹陷中南部核桃园组原油地球化学特征
(1)统计泌阳凹陷中南部核桃园组600个原油的物性资料发现，核二段原油具有低熟稠油的特征，地面原油的密度、粘度、含硫量和胶质沥青质含量偏高；核三下段原油表现出典型轻质油的特征，原油密度、粘度、含硫量和胶质沥青质含量偏小；核三上段原油则介于两者之间。
(2)从原油族组成来看，泌阳凹陷中南部核二段原油的饱和烃含量仅有47.37％，胶质和沥青质含量高达37.04％，具有未熟-低熟油的特征；核三下段原油饱和烃高达93.56％，胶质和沥青质含量很低，不足2％，饱芳比平均为21.13，表现出高成熟原油的特征；核三上段原油介于两者之间，表现为正常原油的性质。
(3)从原油饱和烃气相色谱图和饱和烃色质谱图来看，泌阳凹陷中南部地区原油存在三类原油。总体上，三类原油中均未检测出氧芴的存在，且Pr/Ph比值均很低(<0.6)，说明核桃园组原油的沉积环境为还原环境。
Ⅰ类原油为未熟.低熟油，主要分布核二段和核三1，2段。正构烷烃曲线略有锯齿状，具有明显的植烷优势，植烷明显高于其相应的nC18，位于nC27～nC31之间的甾萜等生物标志化合物较为丰富，表明原油成熟度较低。有效反映原油成熟度的甾烷异构化参数、Ts/(1.s+Tm)比值较低，C30莫烷含量丰富，低碳数甾萜类化合物含量很低，MDR比值介于3.62～7.11之间，说明原油成熟度较低。C27、C28、C29的ααα20R化合物呈对称的“V”字型分布，C27甾烷略占优势，C24四环萜/C26三环萜比值和伽马蜡烷指数较高，β-胡萝卜烷含量和惹烯含量丰富，说明原始母质形成于一种水体变浅、咸化、快速堆积的还原环境，具有陆源高等植物和低等水生生物双重来源的特征。
Ⅱ类原油为正常原油，分布广泛，主要层位是核三上段。正构烷烃曲线光滑，多成平峰型，姥鲛烷和植烷分别与nC17和nC18含量相当。位于nC27～nC31之间的甾萜等生物标志化合物很少，说明原油的成熟度较高。αααC2920S/(20R+20S)和C29ββ/(αα+ββ)值分布在0.4～0.55之间、Ts/(Ts+Tm)值中等，低碳数甾萜烷含量增加，MDR比值分布在3.63～13.33之间，表明原油成熟度中等。C27、C2s、C29的ααα20R化合物呈不对称的“V”字型分布，C29甾烷略占优势，C24四环萜/C26三环萜比值较小，惹烯和β-胡萝卜烷含量降低，但伽马蜡烷含量基本不变，4-甲基甾烷增加，说明原始母质主要形成于水体较深、相对淡化的还原环境，藻类等低等水生生物甚为发育，陆源高等植物对沉积有机质贡献降低。
Ⅲ类原油为轻质油，主要集中在安棚深凹区。正构烷烃曲线光滑，位于nC27～nC31之间的甾萜等生物标志化合物和β-胡萝卜烷消失，呈单一的前峰型，主峰碳数一般为nC15，姥鲛烷和植烷远低于其相应的nC17和nC18，说明有机质演化程度高。Ⅲ类原油由于热演化程度的影响，高碳数甾萜类化合物发生裂解，低碳数化合物含量增加，并逐渐占优势含量，部分化合物反映成熟度的甾烷参数发生倒转而失去作用。TNR-1比值、MDR比值和甲基菲指数很高，表明热演化程度很高。
(4)从稳定碳同位素特征来看，核二段原油与核三上段原油同位素值相当，差异很小，落在同一区间，可能反映核二段原油具有来自深部核三段地层的油源，但未熟油(泌103井)明显偏轻，饱和烃最为显著(<-30‰)，而有别于其他低熟原油。受成熟度的影响，核三下段原油碳同位素最重，芳烃碳同位素最为明显(>-26‰)。
4、油源对比
利用宏观地球化学和分子级微观参数对比，Ⅰ类原油与核三1，2段烃源岩特征较为相似，具有良好的亲缘关系。Ⅱ类原油与核三3，4段烃源岩较为接近，是Ⅱ类原油最可能的来源。Ⅲ类原油主要来源于核三下段的烃源岩，具有典型的自生自储的特征。