張慶峰 沈忠民 羅小平 常振恒

(1.“氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué)),成都 610059;2.中國(guó)石化中原油田分公司勘探開(kāi)發(fā)科學(xué)研究院,河南濮陽(yáng)457001)

圖1 文留地區(qū)井位分布圖Fig.1 Well location map of the Wenliu area

東濮凹陷中央隆起帶北部的文留地區(qū)(圖1)是東濮凹陷油氣最富集的地區(qū),已發(fā)現(xiàn)多套含油氣層系并投入開(kāi)發(fā)。目前的研究工作主要集中在古近系沙河街組(Es)油氣藏,對(duì)于古近系東營(yíng)組(Ed)油藏的認(rèn)識(shí)還比較薄弱[1～8]。隨著近年來(lái)東濮凹陷淺層油氣勘探的不斷深入,有必要對(duì)東營(yíng)組原油的地球化學(xué)特征進(jìn)行系統(tǒng)的研究。東濮凹陷北部地區(qū)淺層存在著豐富的次生油氣藏,尤其是在東營(yíng)組中發(fā)現(xiàn)了多套油層并已被鉆井證實(shí),在北部的濮衛(wèi)、文留和河岸等地都有存在,其中文留地區(qū)最為富集。

1 油砂抽提物族組分及碳同位素特征

文留地區(qū)東營(yíng)組原油黏度大、密度大,原油密度一般大于0.9 g/cm3。原油族組分具有芳烴與非烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高、瀝青質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低的特點(diǎn),飽和烴一般在50%左右,非烴+芳烴為50%,瀝青質(zhì)一般小于5%。油砂抽提物族組分同位素在-28.1‰～-26.5‰之間,各組分同位素分餾效應(yīng)較小。樣品中飽和烴同位素變化范圍為-27.3‰～-28.1‰,變化幅度小,僅有0.8‰,且最大分餾出現(xiàn)在飽和烴與芳烴之間：這與徐永昌(2001)等統(tǒng)計(jì)的未熟-低熟油特征[9]基本一致(表1)。

2 油砂抽提物飽和烴色譜特征

從梁2井色譜特征參數(shù)表(表2)可以看出：(1)CPI和OEP接近1,呈偶碳優(yōu)勢(shì),原油一般來(lái)源于鹽湖相的烴源巖。(2)Pr/Ph較小,在0.35左右,具有明顯的植烷優(yōu)勢(shì),為強(qiáng)還原環(huán)境。(3)一般小于0.50,說(shuō)明原油中陸源有機(jī)質(zhì)含量較高,可能以混合型為主的源巖有關(guān)。(4)主峰碳位置靠后,表明陸源有機(jī)質(zhì)占有重要的比例及原油的熱演化程度較低。文221與梁2井色譜特征參數(shù)變化較大,可能受到生物降解作用的影響。根據(jù)包建平等[10]研究,原油被生物降解正構(gòu)烷烴系列優(yōu)先被細(xì)菌利用消耗,此時(shí)姥鮫烷和植烷基本還沒(méi)受影響,結(jié)果導(dǎo)致比值與比值增加;當(dāng)生物降解作用達(dá)到一定程度以后,不但正構(gòu)烷烴系列繼續(xù)被消耗,而且植烷系列也開(kāi)始被細(xì)菌消耗,結(jié)果致使Ph/nC18比值與比值下降,并且姥鮫烷較植烷對(duì)生物降解作用更為敏感。在文 221井深度為1896.08 m的樣品,和與淺層其他2個(gè)樣品差別比較大,表明在淺層生物降解作用更為強(qiáng)烈,淺層姥鮫烷和植烷都被細(xì)菌消耗;而在深度為1896.08 m的樣品中姥鮫烷被細(xì)菌消耗。根據(jù)K.E.Peters等對(duì)生物降解原油降解級(jí)別的分類[11],我們把文221井東營(yíng)組原油分為中等降解4～5級(jí)。從東營(yíng)組油砂抽提物飽和烴色譜資料可以看出,井深在2 km左右是文留地區(qū)東營(yíng)組生物降解門(mén)限深度。

3 油砂抽提物生物標(biāo)志化合物特征

表1 文留地區(qū)東營(yíng)組的油砂族組分及碳同位素特征表Table 1 The character of the race component and the carbon isotope of the oil sand of Dongying Formation in Wenliu

表2 文留地區(qū)東營(yíng)組油砂飽和烴色譜特征Table 2 Chromatogram character of the saturated hydrocarbon of the oil sand of Dongying Formation in Wenliu

圖2 梁2井、文221井東營(yíng)組原油M/Z 191與M/Z 217特征Fig.2 The character of M/Z 191 and M/Z 217 of the crude oil of Dongying Formation from Well Liang 2 and Well Wen 221

文留地區(qū)東營(yíng)組油砂抽提物藿烷系列M/Z 191(圖2)指標(biāo)分布特征總體表現(xiàn)為三環(huán)萜烷、四環(huán)萜烷含量低。其中以C23,C24,C25三環(huán)萜烷含量高三環(huán)萜烷呈升高的趨勢(shì)。18α(H)-三降藿烷(Ts)大于17(H)-三降藿烷(Tm)。一般來(lái)講,Ts與Tm受源巖有機(jī)質(zhì)類型和成熟度雙重因素的影響,隨著原油的成熟度升高,Tm向Ts轉(zhuǎn)化。東營(yíng)組原油成熟度較低,Ts高于Tm主要是受源巖相的控制;重排藿烷含量低,奧利烷含量較高,γ蠟烷含量高;γ蠟烷為M/Z 191中第二高峰,僅次于C30藿烷;說(shuō)明原油與鹽湖相烴源巖有關(guān)。升藿烷的22S構(gòu)型大于22R構(gòu)型,甾烷為 0.29 ～ 0.30,表現(xiàn)為未熟-低熟原油的特征[13]。

根據(jù)文留地區(qū)文221、梁2井東營(yíng)組油砂抽提物化驗(yàn)結(jié)果分析,兩者油砂抽提物的飽和烴色譜差異較大。文221井東營(yíng)組原油經(jīng)歷了中等程度生物降解,飽和烴生物標(biāo)志化合物特征與梁2井極其相似,具有三萜烷含量低,γ蠟烷含量高,甾烷呈“V”字形分布的特征,并且甾烷S構(gòu)型低于 R構(gòu)型。這些特征表明文留地區(qū)東營(yíng)組的原油主要來(lái)源于鹽湖相的烴源巖;甾烷C2920S/(20S+20R)為0.29～0.30,表現(xiàn)為未熟-低熟原油的特征。

4 油源對(duì)比

4.1 萜烷特征對(duì)比

文留地區(qū)的源巖分別取自沙河街組第一段(Es1)和第三段(Es3),兩者在三環(huán)萜烷、四環(huán)萜烷與藿烷特征方面相差較大(表3)。Es1源巖的三環(huán)萜烷和四環(huán)萜烷含量低,T/H小于0.1,三降霍烷比(Ts/Tm)大于1,重排藿烷含量低,莫烷含量高,缺乏C29Ts,γ蠟烷含量低,γ蠟烷/H30為0.13～0.33,升藿烷系列含量低,以后藿烷基本缺失。文128井Es3段泥巖Ts含量極高,Ts/Tm達(dá)7.65,C29Ts和重排藿烷含量較高,莫烷含量低,γ蠟烷含量異常高,γ蠟烷/高達(dá)1.52;該泥巖表現(xiàn)為超鹽環(huán)境沉積的有機(jī)質(zhì),熱演化程度較高。

文留中央隆起帶文西斷層附近的文255井、文256井Es3段泥巖三環(huán)萜烷、四環(huán)萜烷、γ蠟烷、奧利烷含量高的特點(diǎn),與東營(yíng)組原油萜烷特征基本相似,說(shuō)明二者存在很好的親緣關(guān)系。

4.2 甾烷特征對(duì)比

文留地區(qū)Es1段文164井與前參1井甾烷特征差異大(表4)。前者基本不含重排甾烷,/為和分布特征呈反“L”形,表現(xiàn)以水生生物為主的母源,說(shuō)明有機(jī)質(zhì)沉積時(shí)期該位置離物源區(qū)遠(yuǎn),陸源高等植物有機(jī)質(zhì)所占比例較少;后者泥巖的重排甾烷含量高,為和分布特征呈“L”形 ,表現(xiàn)以陸源有機(jī)質(zhì)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。中央隆起帶東緣的文128井Es3段泥巖,重排甾烷含量極高,為和分布特征呈標(biāo)準(zhǔn)的“L”形,表現(xiàn)出水生生物有機(jī)質(zhì)輸入占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)(圖3)。

表3 文留地區(qū)東營(yíng)組油砂抽提物與沙一、沙三段泥巖萜烷參數(shù)對(duì)比Table 3 The parameter comparison of the terpanes between the extractable matter in oil sand of Dongying Formation and the mudstone of Shahejie Formation in Wenliu

表4 文留地區(qū)東營(yíng)組油砂抽提物與沙一、沙三段泥巖甾烷參數(shù)對(duì)比Table 4 The parameter comparison of the steranes between the extractable matter of oil sand of Dongying Formation and the mudstone of Shahejie Formation in Wenliu

通過(guò)梁2井和文221井東營(yíng)組油砂與上述泥巖的甾萜烷特征對(duì)比,我們發(fā)現(xiàn)文西地區(qū)文164井與前梨園洼陷前參1井Es1泥巖地球化學(xué)特征與文留地區(qū)Ed組原油差別較大;文東地區(qū)文128井Es3段泥巖與文留Ed組油藏地球化學(xué)特征差異較大,油巖之間對(duì)比性差,親源關(guān)系較遠(yuǎn);文西地區(qū)的文255井、文256井Es3段泥巖地球化學(xué)指標(biāo)與Ed組原油接近,有很好的親源關(guān)系。

5 結(jié)論

a.文留地區(qū)東營(yíng)組原油是高鹽度沉積環(huán)境下形成的未熟-低熟原油,含油砂巖抽提物飽和烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在50%左右、非烴+芳烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%、瀝青質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般小于5%;飽和烴同位素變化范圍為-27.3‰～-28.1‰之間,族組分之間的碳同位素分餾效應(yīng)小。含油砂巖抽提物飽和烴色譜特征差別較大,這主要是由于原油不同深度時(shí)生物降解作用的程度有關(guān)。

圖3 文留地區(qū)沙河街組泥巖甾、萜烷質(zhì)量色譜圖Fig.3 M ass chromatogram of the sterane and terpane in the mudstone from Shahejie Formation in the Wenliu area

c.油源對(duì)比表明文西地區(qū)Es3段泥巖與東營(yíng)組油藏關(guān)系密切,具有較好的親源關(guān)系。

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