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鄂尔多斯盆地直罗油田延长组原油地化特征

2017-03-02全,郭煜,牛

石油地质与工程 2017年1期
关键词:甾烷烃源鄂尔多斯

王 全,郭 煜,牛 哲

(延长油田股份有限公司富县采油厂,陕西延安 727500)

鄂尔多斯盆地直罗油田延长组原油地化特征

王 全,郭 煜,牛 哲

(延长油田股份有限公司富县采油厂,陕西延安 727500)

利用原油化验、气相色谱和气相色谱-质谱等技术对直罗油田延长组原油地球化学特征进行了分析,系统研究了原油的物性特征、族组分、饱和烃馏分以及生物标志物特征。研究结果表明:延长组原油具有中-低密度、低黏度、中低凝固点等特点;纵向上,从长8油层组到长2油层组原油黏度和原油密度均有逐渐增大的趋势;长8油层与长2、长6油层组的原油属于两个不同的来源,长8原油主要来自其下部长9泥岩,部分来源于长8烃源岩;而长6和长2原油主要来自长7烃源岩。

直罗油田;延长组;鄂尔多斯盆地;地球化学特征;油源对比

1 油田概况

鄂尔多斯盆地为一大型克拉通叠合盆地,现今构造特征比较单一,周缘断裂发育,内部平缓稳定,整体东高西低。盆地经历了早古生代克拉通边缘拗陷、晚古生代-中三叠世边缘碰撞的克拉通拗陷、中生代大型内陆拗陷、新生代周缘断陷4个时期。直罗油田位于鄂尔多斯盆地一级构造单元陕北斜坡东南部,该斜坡为一平缓的近南北向展布、由东向西倾斜的大型单斜,倾角小于1°,平均坡降一般为7~10 m/km,局部发育因差异压实作用形成的鼻状构造隆起。所处的稳定构造环境具有长期性和持续性的特点,中生代以来的各沉积地层之间均呈整合或假整合接触关系。沉积相类型较单一,断裂和局部构造极不发育[1-3]。

在前人研究的基础上,综合以往和最新的地化分析资料,本文从原油物性、族组成、饱和烃气相色谱及生物标志化合物等方面,剖析了直罗油田延长组各含油层位原油的地球化学特征,旨在从烃源岩条件方面探讨研究区的油气勘探前景。

2 原油物性特征

鄂尔多斯盆地直罗油田延长组各油层组原油物性相似,原油密度分布于0.808~0.876 g/cm3,平均值为0.835 g/cm3。纵向上,各层系原油密度差异较小,长2油层组原油密度平均为0.844 g/cm3;长3油层组原油密度平均为0.833 g/cm3;长6油层组原油密度平均为0.843 g/cm3;长7油层组原油密度平均值为0.840 g/cm3;长8油层组原油密度平均值为0.822 g/cm3,相对较轻。

从油样化验分析结果表1、表2、表3可以看出:由长8油层组至长2层油层组,原油黏度整体呈上升趋势,原油密度有渐升的趋势。原油具有中-低密度、低黏度、中低凝固点等特点,延长组原油主要为轻质原油-正常原油。

表1 直罗地区原油物性

3 原油组分分析

原油的族组分含量一般受源岩沉积背景、母质组成及类型、原油演化程度及遭受后期改造作用等因素的影响。在有机质性质相近的前提下,成熟度高的原油具有较高含量的烃类组分和较低含量的极性组分[4-5]。由表4可以看出,研究区延长组各个层位原油族组成中饱和烃占绝对优势,平均81.83%;芳烃含量较低,偶见高达20%,平均10.21%;饱芳比平均8.98。这些数据说明原油整体为低成熟成熟油,与镜质体反射率反应的成熟度极为一致,其成熟度相当于镜煤反射率0.75%左右[6-7]。从芳烃含量和饱芳比上反映,长2、长6原油与长8、长9原油有明显不同,前者芳烃含量较高,平均13.04%,饱芳比较低,平均6.81;后者芳烃含量较低,平均8.02%,饱芳比较高,平均10.78。

表2 张家湾地区原油物性

表3 牛武地区延长组原油物性

表4 直罗油田延长组原油抽提物族组分特征

4 饱和烃馏分特征

正构烷烃色谱特征蕴含了丰富的沉积环境、生源构成、保存条件和热演化信息[8-9]。直罗油田延长组油样饱和烃馏分中,正烷烃碳数分布范围为nC11~nC35,均呈单峰型前锋态分布型式,绝大多数油样主峰碳数为nC20、nC21,其中长8原油样品2个,主峰碳数为nC20,具有奇偶优势,Pr/Ph平均为1.35;长6原油样品1个,主峰碳数为nC20,略具奇偶优势,Pr/Ph为0.97;长2原油样品2个,主峰碳主要为nC20或nC21,具奇偶优势,Pr/Ph为0.90。∑21-/∑22+比值为1.00~1.11,(C21+C22)/(C28+C29)值范围为1.89~2.32,即低碳数链烷烃分布最为集中,成熟度较高,见图1、表5。

原油饱和烃馏分中,同时检测出植烷与姥鲛烷等规则类异戊二烯烃类。研究区长6和长2层段的原油Pr/Ph比值分布范围较为一致,为0.89~0.97,指示烃源岩属于淡水弱还原沉积环境;而长8层段的原油Pr/Ph比值均略大于1,体现母源属于弱氧化-弱还原环境,部分高等植物输入的特征。图2展示Pr/Ph值与Ph/nC18的相关性,长2原油在Ph/nC18上分布较集中,长6原油Ph/nC18较低,但值都大于0.26,长6原油与长2原油在Pr/Ph比范围内较为一致,说明二者烃源岩的有机相和形成环境较为一致。长8原油Ph/nC18最低,两个参数值都小于0.26,说明长8的烃源岩有机相和形成环境不同于长2、长6烃源岩。

根据图1和表5可知,总体表明长6原油和长2原油链烷烃分布以及姥植烷分布都基本相似,成熟度达到中成熟阶段。长8与长2、长6原油属于两个不同的来源。长2、长6抽提物成熟度比长8原油低,而与长7具有相似特征。长8原油应主要来自下部长9泥岩,部分来源于长8烃源岩;而长6及上部原油主要来自长7烃源岩。

表5 研究区延长组原油正构烷烃与异戊间二烯类烷烃分布特征

图1 直罗油田延长组原油烃源岩饱和烃气相色谱

图2 直罗油田延长组原油Pr/Ph与Ph/nC18关系

5 生物标志物特征

研究区长7以上层位的原油样品与长7段泥岩的萜类(M/Z191)、甾类(M/Z217)化合物的色谱-质谱图非常相似,长8原油样品与长9段烃源岩的萜类、甾类化合物的色谱-质谱图非常相似,说明它们具有明确的油源关系[10](图3)。

图3 直罗油田延长组原油烃源岩萜烷(M/Z 191)、甾烷(M/Z 217)质量色谱

(1)研究区延长组长6、长2原油四环萜烷含量大都较低(图3),而长8明显高于长6、长2油层组。一方面说明长6、长2的原油与长8的原油来自不同烃源岩,另一方面也可能与烃源岩成熟度的高低有关。

(2)原油的Ts/Tm值为1.25~1.65,平均值为1.47;重排藿烷/降莫烷值平均为2.68,C29-Ts/藿烷值平均为0.17,表明原油成熟度较高。长6、长2原油的五环萜烷丰度较高,且以C30藿烷为主峰,Ts及C29相对较为发育,升藿烷整体丰度较低,不发育。长8原油的五环萜烷丰度虽然也较高,但五环萜烷中Ts占主峰,而C30藿烷丰度相对较低,这也体现了高成熟特征和母源的差异。从谱图中的五环萜烷上可以看出:长6、长2的原油成熟度相对较低,而长8原油的成熟度较高。

(3)二环倍半萜类中以C16-升补升烷、C15-补升烷峰型突出为特征:原油的升补升烷/补升烷值为0.55~0.92;其中,长8原油和长9烃源岩的C15二环倍半萜烷和8β(H)-升补身烷含量相似,而长2、长6原油的这两项参数与长7烃源岩相似。

(4)研究区长6的原油中,C29甾烷20S/(20S+20R)值为0.47,未达到这两项成熟度参数的平衡终点(0.55~0.65),C29甾烷αββ/(αββ+ααα)值为1.28,成熟度意义失效;长2原油与长6原油相似,热成熟度略低于长6原油,属于中等-偏低成熟原油;长8原油的C29甾烷20S/(20S+20R)值平均为0.51,成熟度大于长6原油,属于成熟原油;长7、长9烃源岩的ααα- C29甾烷20S/(20S+20R)值为0.49~0.59,平均为0.55,烃源岩达到成熟阶段。

(5)在甾烷(M/Z217)质量色谱图上(图3),研究区长6、长2原油甾烷中,孕甾烷和升孕甾烷的丰度相对较低,规则甾烷C27-C28-C29αααR构型都非常一致,C28、C29规则甾烷丰度十分发育,规则甾烷指纹分布呈“L”型,与长7烃源岩相似,即C27

5 结论

(1)从本区原油的物性上,由长8油层组至长2油层组,原油黏度整体呈上升趋势,原油密度有渐升的趋势。原油具有中-低密度、低黏度、低含硫、中低凝固点等特点。延长组原油主要为轻质原油-正常原油。

(2)从族组分上,长2、长6原油的芳烃含量平均为13.04%,饱芳比为6.81;长8、长9原油的芳烃含量平均为8.02%,饱芳比为10.78,说明长2、长6原油与长8原油来自于不同的烃源岩。

(3)从原油与烃源岩的族组成、甾、萜烷色谱、碳同位素组成、重排藿烷与新藿烷特征对比,极好地反映了它们之间的亲缘关系。长2、长6原油为中等-偏低成熟油,Pr/Ph<1,规则甾烷指纹分布呈“L”型,与长7烃源岩相似;长8原油为成熟原油,Pr/Ph>1,规则甾烷指纹分布呈偏“V”,与长9烃源岩相似。说明长2、长6原油主要由长7烃源岩提供,长8原油主要夹有长9烃源岩。

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编辑:张 凡

1673-8217(2017)01-0057-05

2016-06-01

王全,工程师,1983年生,2006年毕业于长江大学勘查技术与工程专业,现从事石油地质研究与储层评价工作。

TE112.1

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