志丹地区生油层评价及油源对比

2016-06-27郭强

石油地质与工程 2016年3期

关键词：烃源岩

郭　强

(陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院，陕西西安 710075 )

志丹地区生油层评价及油源对比

郭强

(陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院，陕西西安 710075 )

摘要：通过对志丹地区生油层有机质丰度、镜质体反射率Ro、奇碳优势、异戊间二烯烷烃、全烃色谱分析等多个方面综合研究，得出该地区有多套具有生烃能力的烃源岩，成藏原油具有多个来源。从区域上看，长7烃源岩生烃潜力大，是区内主要生油层，主要由深湖-半深湖相的泥质岩组成；岩性主要为黑色、深灰色的油页岩、泥岩及页岩。该套地层区域分布稳定，在研究区厚约40 m，有机质丰度高(3%～5%)，生烃母质类型较好(Ⅱ型)，生油气潜力大。

关键词：志丹地区；延长组；烃源岩；油源对比

1区域概况

研究区位于陕西省志丹县境内，横跨纸坊、义正、吴堡、旦八、金鼎五个乡镇，勘探面积约1 200 km2。构造上位于伊陕斜坡中部，区域构造为一平缓的西倾单斜，局部具有差异压实形成的鼻状隆起[1-5]。长2-长3储层为研究区主要产油层段，属于三角洲前缘亚相沉积，沉积微相可分为水下分流河道、河口坝、分流间湾和远砂坝等类型，有利储层主要分布于水下分流河道和河口坝微相。

2有机质丰度及评价

沉积岩中有机质的丰度是评价生烃能力和油气生成量的重要参数，其基本评价指标包括有机碳含量、氯仿沥青A等参数(表1)。

表1　陆相生油层地球化学指标评价表(程克明，1982)

沉积岩中有机碳含量为岩石有机质丰度的标志。氯仿沥青A含量可以反映有机质向石油的转化程度，是评价生油岩质量的重要指标[2-5]。从表2中可以看出，研究区延长组长7-长2生油岩为好-较好生油岩，其中长7生油岩有机碳含量达到4.5%，氯仿沥青A含量为0.5%，为好生油岩；长6、长4+5生油岩较长7差，但也达到了好生油岩的主要地化指标；长2、长3生油岩亦为较好生油岩[6]。

表2　志丹探区延长组生油层地球化学指标数据

3干酪根类型及有机质成熟度

根据长2-长6四块样品的干酪根显微组分鉴定结果(表3)，其干酪根母质类型为Ⅱ2型，另据李文厚等(1987年)对研究区生油岩的研究，长4+5生油岩为Ⅱ2型，长61为Ⅱ1型，长63为Ⅱ1型，长7为Ⅱ1及Ⅱ2型。总体来看，研究区生油岩干酪根母质类型主要为Ⅱ型，有机物来源以陆生植物为主，具有油气生成能力[7-9]。

根据研究区镜质体反射率Ro测定结果(表4)，区内延安组延7及延长组长2-长7生油岩Ro为0.52～0.825，均已成熟(表5)。

4有机质热演化史及其综合评价

4.1可溶有机质的演化

(1)奇碳优势。研究区生油岩碳的奇偶优势比值(OEP)为0.93～1.44，长7-长4+5生油岩的OEP值1.0左右，无奇碳优势，为成熟生油岩。长2+3生油岩的OEP值在1.3左右，略具奇碳优势，为基本成熟生油岩[10-12](表6)。

表3　延长组煤岩分析成果

表4　志丹探区镜质体反射率Ro数据

表5　有机质镜质体反射率油气生成阶段划分

(2)异戊间二烯烷烃。异戊间二烯烷烃中，以姥鲛烷(Pr)和植烷(Ph)最丰富且最稳定，并随着原油和沉积物中有机质演化程度的加深，植烷相对姥鲛烷减少的更多，并可据此划分油气的生成阶段[13](表7)。据此标准，研究区生油岩Pr/ Ph值为0.9～5.8，均达到成熟阶段-高成熟阶段(表6)。

(3)全烃色谱分析。在原始沉积有机物中全烃色谱图主碳峰均较高，一般为C27，C29，C31，甚至更高，随着埋藏加深，温度升高，主碳峰逐渐降低[14-15]。从表6可以看出，从长2到长7主碳峰由C27、C29降为C18、C19，热演化程度增高。从全烃色谱图(图1)看，长2+3色谱图呈明显不对称，高碳数烷烃偏高；长4+5色谱图中高碳数烷烃降低，表现为高碳数烷烃偏高到略具对称性分布；长6色谱图为基本对称性分布；长7色谱图则为低碳数烷烃偏高的不对称性分布。这也反映了长7生油岩热演化程度高，有机质向油气转化程度亦高(图1)。

图1　志丹探区生油岩全烃色谱图

井号井深/m层位C数范围主碳峰OEPPr/Ph烷烃/%芳烃/%沥青质/%非烃/%总烃/%寨581483.04长22C11-C32C271.445.7310.519.634.323.330.130331308.80长33C16-C34C271.281.7439.718.418.722.458.1寨791582.27长4+5C14-C35C291.333.0916.716.740.223.333.3正251594.80长4+5C15-C31C211.022.1738.019.216.626.357.2正251618.37长4+5C13-C34C211.012.0026.817.827.128.344.6正261730.10长4+5C15-C34C231.055.8313.619.838.837.933.4正261740.10长4+5C15-C34C191.262.9718.521.037.023.439.6寨671709.29长61C15-C33C211.062.0041.014.214.923.255.1正261771.00长61C13-C33C251.304.1216.619.332.132.035.9正51889.30长7C15-C32C180.931.6318.324.021.336.442.3正281920.75长7C13-C32C191.020.9238.323.421.336.442.3

表7　姥鲛烷、植烷系列演化阶段划分

4.2有机质热演化史

根据李文厚等(1997年)、张成立等(1998年)对本区的研究、模拟，烃源岩热演化史大致可以划分为以下几个阶段[16-19](图2)。①晚三叠世长7至早白垩世时期为有机质的主要沉积与埋藏阶段；②早白垩世末至第三纪时期盆地快速沉降与抬升，是油气大量生成、排出阶段。大致在早第三纪末至晚第三纪初期之后，由于地壳隆起，延长组烃源岩退出生油窗而结束了油气的生成；③第四纪时期该地区西低东高的构造格局得到强化，油气调整与再分配。在这一时期，由于喜山构造运动的持续活动，鄂尔多斯高原形成，并在其上堆积了较厚的砂砾岩层及黄土，西低东高的构造格局亦继续得到强化。

图2　志丹探区地层埋藏与有机质演化史

5油源对比

从表8看出，寨科区、正2和正129井区的长2原油与旦八区长3和长6原油的碳数范围、主碳峰相同，且与长7生油岩较其它生油岩更为接近，即它们同源且主要来自长7生油岩。延10原油的碳数范围、主碳峰较延长组原油明显偏高，与延长组原油有差别。

表8　志丹探区油、岩色谱分析主要指标数据对比

从生油岩及原油全烃色谱图(图1、图3、图4)看，寨科区、正2、正129井区的长2原油及长3和长6原油的色谱图基本相同，都为似对称形，且与长7生油岩色谱图最为接近，而与长6生油岩色谱图虽然也有相似性，但由于长6生油岩生油量有限，可以认为它们同源且主要来自长7生油岩。延10原油的色谱图为不对称形，高碳数烃明显偏高，其热演化程度明显低于长2-长6原油，与延长组原油有差别，热演化程度低于长7生油岩，色谱图与邻区长2和延安组烃源岩更为接近。

图3　志丹探区原油全烃色谱图

图4　志丹探区邻区生油岩全烃色谱图

从生物标志化合物甾烷分布特征看(图5、图6)，研究区长6-延10原油的特征极为相似，以C29含量最高，C27含量也较高；长2与长6、长3与长4+5之间烃源岩特征相近；长2和长6烃源岩C29含量高，C27含量低，与原油特征相近；长3和长4+5烃源岩C27含量高，C29含量低，与原油有差异；原油甾烷类型更丰富一些，具有混合来源特征。

从萜烷分布特征看(图7、图8)，研究区长3-长6烃源岩特征极相近，与长2烃源岩特征也有相似性；长6-延10原油的特征极为相似；原油与长3-长6烃源岩特征极相近。

图5　志丹探区生油岩甾烷分布特征

图6　志丹探区原油甾烷分布特征

图7　志丹探区生油岩萜烷分布特征

6结论

研究区延长组内各烃源岩甚至包括延安组烃源岩的母质类型相近，所生成的原油不易区分。各烃源岩都已成熟或基本成熟，均具有生烃能力。从生烃潜力看，长7烃源岩为本区的主要生油层。延长组原油同源，是以长7油源为主的自生自储式生储组合。延安组原油与延长组原油生物标志化合物极其相似，但热演化程度低，极可能以来自母质类型与延长组相近的延安组烃源岩为主，亦为自生自储式生储组合。总之，研究区有多套具有生烃能力的烃源岩，成藏原油具有多个来源。从区域上看，长7烃源岩生烃潜力大，是主要生油层，主要由深湖-半深湖相的泥质岩组成，岩性主要为黑色、深灰色的油页岩、泥岩及页岩。该套地层区域分布稳定，厚约40 m，其有机质丰度高(3%～5%)，生烃母质类型较好(Ⅱ型)，生油气潜力大。