王 全，郭 煜，牛 哲

(延長(zhǎng)油田股份有限公司富縣采油廠，陜西延安 727500)

鄂爾多斯盆地直羅油田延長(zhǎng)組原油地化特征

王 全，郭 煜，牛 哲

(延長(zhǎng)油田股份有限公司富縣采油廠，陜西延安 727500)

利用原油化驗(yàn)、氣相色譜和氣相色譜-質(zhì)譜等技術(shù)對(duì)直羅油田延長(zhǎng)組原油地球化學(xué)特征進(jìn)行了分析，系統(tǒng)研究了原油的物性特征、族組分、飽和烴餾分以及生物標(biāo)志物特征。研究結(jié)果表明：延長(zhǎng)組原油具有中-低密度、低黏度、中低凝固點(diǎn)等特點(diǎn)；縱向上，從長(zhǎng)8油層組到長(zhǎng)2油層組原油黏度和原油密度均有逐漸增大的趨勢(shì)；長(zhǎng)8油層與長(zhǎng)2、長(zhǎng)6油層組的原油屬于兩個(gè)不同的來(lái)源，長(zhǎng)8原油主要來(lái)自其下部長(zhǎng)9泥巖，部分來(lái)源于長(zhǎng)8烴源巖；而長(zhǎng)6和長(zhǎng)2原油主要來(lái)自長(zhǎng)7烴源巖。

直羅油田；延長(zhǎng)組；鄂爾多斯盆地；地球化學(xué)特征；油源對(duì)比

1 油田概況

鄂爾多斯盆地為一大型克拉通疊合盆地，現(xiàn)今構(gòu)造特征比較單一，周緣斷裂發(fā)育，內(nèi)部平緩穩(wěn)定，整體東高西低。盆地經(jīng)歷了早古生代克拉通邊緣拗陷、晚古生代-中三疊世邊緣碰撞的克拉通拗陷、中生代大型內(nèi)陸拗陷、新生代周緣斷陷4個(gè)時(shí)期。直羅油田位于鄂爾多斯盆地一級(jí)構(gòu)造單元陜北斜坡東南部，該斜坡為一平緩的近南北向展布、由東向西傾斜的大型單斜，傾角小于1°，平均坡降一般為7～10 m/km，局部發(fā)育因差異壓實(shí)作用形成的鼻狀構(gòu)造隆起。所處的穩(wěn)定構(gòu)造環(huán)境具有長(zhǎng)期性和持續(xù)性的特點(diǎn)，中生代以來(lái)的各沉積地層之間均呈整合或假整合接觸關(guān)系。沉積相類(lèi)型較單一，斷裂和局部構(gòu)造極不發(fā)育[1-3]。

在前人研究的基礎(chǔ)上，綜合以往和最新的地化分析資料，本文從原油物性、族組成、飽和烴氣相色譜及生物標(biāo)志化合物等方面，剖析了直羅油田延長(zhǎng)組各含油層位原油的地球化學(xué)特征，旨在從烴源巖條件方面探討研究區(qū)的油氣勘探前景。

2 原油物性特征

鄂爾多斯盆地直羅油田延長(zhǎng)組各油層組原油物性相似，原油密度分布于0.808～0.876 g/cm3，平均值為0.835 g/cm3?？v向上，各層系原油密度差異較小，長(zhǎng)2油層組原油密度平均為0.844 g/cm3；長(zhǎng)3油層組原油密度平均為0.833 g/cm3；長(zhǎng)6油層組原油密度平均為0.843 g/cm3；長(zhǎng)7油層組原油密度平均值為0.840 g/cm3；長(zhǎng)8油層組原油密度平均值為0.822 g/cm3，相對(duì)較輕。

從油樣化驗(yàn)分析結(jié)果表1、表2、表3可以看出：由長(zhǎng)8油層組至長(zhǎng)2層油層組，原油黏度整體呈上升趨勢(shì)，原油密度有漸升的趨勢(shì)。原油具有中-低密度、低黏度、中低凝固點(diǎn)等特點(diǎn)，延長(zhǎng)組原油主要為輕質(zhì)原油-正常原油。

表1 直羅地區(qū)原油物性

3 原油組分分析

原油的族組分含量一般受源巖沉積背景、母質(zhì)組成及類(lèi)型、原油演化程度及遭受后期改造作用等因素的影響。在有機(jī)質(zhì)性質(zhì)相近的前提下，成熟度高的原油具有較高含量的烴類(lèi)組分和較低含量的極性組分[4-5]。由表4可以看出，研究區(qū)延長(zhǎng)組各個(gè)層位原油族組成中飽和烴占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，平均81.83%；芳烴含量較低，偶見(jiàn)高達(dá)20%，平均10.21%；飽芳比平均8.98。這些數(shù)據(jù)說(shuō)明原油整體為低成熟成熟油，與鏡質(zhì)體反射率反應(yīng)的成熟度極為一致，其成熟度相當(dāng)于鏡煤反射率0.75%左右[6-7]。從芳烴含量和飽芳比上反映，長(zhǎng)2、長(zhǎng)6原油與長(zhǎng)8、長(zhǎng)9原油有明顯不同，前者芳烴含量較高，平均13.04%，飽芳比較低，平均6.81；后者芳烴含量較低，平均8.02%，飽芳比較高，平均10.78。

表2 張家灣地區(qū)原油物性

表3 牛武地區(qū)延長(zhǎng)組原油物性

表4 直羅油田延長(zhǎng)組原油抽提物族組分特征

4 飽和烴餾分特征

正構(gòu)烷烴色譜特征蘊(yùn)含了豐富的沉積環(huán)境、生源構(gòu)成、保存條件和熱演化信息[8-9]。直羅油田延長(zhǎng)組油樣飽和烴餾分中，正烷烴碳數(shù)分布范圍為nC11～nC35，均呈單峰型前鋒態(tài)分布型式，絕大多數(shù)油樣主峰碳數(shù)為nC20、nC21，其中長(zhǎng)8原油樣品2個(gè)，主峰碳數(shù)為nC20，具有奇偶優(yōu)勢(shì)，Pr/Ph平均為1.35；長(zhǎng)6原油樣品1個(gè)，主峰碳數(shù)為nC20，略具奇偶優(yōu)勢(shì)，Pr/Ph為0.97；長(zhǎng)2原油樣品2個(gè)，主峰碳主要為nC20或nC21，具奇偶優(yōu)勢(shì)，Pr/Ph為0.90。∑21-/∑22+比值為1.00～1.11，(C21+C22)/(C28+C29)值范圍為1.89～2.32，即低碳數(shù)鏈烷烴分布最為集中，成熟度較高，見(jiàn)圖1、表5。

原油飽和烴餾分中，同時(shí)檢測(cè)出植烷與姥鮫烷等規(guī)則類(lèi)異戊二烯烴類(lèi)。研究區(qū)長(zhǎng)6和長(zhǎng)2層段的原油Pr/Ph比值分布范圍較為一致，為0.89～0.97，指示烴源巖屬于淡水弱還原沉積環(huán)境；而長(zhǎng)8層段的原油Pr/Ph比值均略大于1，體現(xiàn)母源屬于弱氧化-弱還原環(huán)境，部分高等植物輸入的特征。圖2展示Pr/Ph值與Ph/nC18的相關(guān)性，長(zhǎng)2原油在Ph/nC18上分布較集中，長(zhǎng)6原油Ph/nC18較低，但值都大于0.26，長(zhǎng)6原油與長(zhǎng)2原油在Pr/Ph比范圍內(nèi)較為一致，說(shuō)明二者烴源巖的有機(jī)相和形成環(huán)境較為一致。長(zhǎng)8原油Ph/nC18最低，兩個(gè)參數(shù)值都小于0.26，說(shuō)明長(zhǎng)8的烴源巖有機(jī)相和形成環(huán)境不同于長(zhǎng)2、長(zhǎng)6烴源巖。

根據(jù)圖1和表5可知，總體表明長(zhǎng)6原油和長(zhǎng)2原油鏈烷烴分布以及姥植烷分布都基本相似，成熟度達(dá)到中成熟階段。長(zhǎng)8與長(zhǎng)2、長(zhǎng)6原油屬于兩個(gè)不同的來(lái)源。長(zhǎng)2、長(zhǎng)6抽提物成熟度比長(zhǎng)8原油低，而與長(zhǎng)7具有相似特征。長(zhǎng)8原油應(yīng)主要來(lái)自下部長(zhǎng)9泥巖，部分來(lái)源于長(zhǎng)8烴源巖；而長(zhǎng)6及上部原油主要來(lái)自長(zhǎng)7烴源巖。

表5 研究區(qū)延長(zhǎng)組原油正構(gòu)烷烴與異戊間二烯類(lèi)烷烴分布特征

圖1 直羅油田延長(zhǎng)組原油烴源巖飽和烴氣相色譜

圖2 直羅油田延長(zhǎng)組原油Pr/Ph與Ph/nC18關(guān)系

5 生物標(biāo)志物特征

研究區(qū)長(zhǎng)7以上層位的原油樣品與長(zhǎng)7段泥巖的萜類(lèi)(M/Z191)、甾類(lèi)(M/Z217)化合物的色譜-質(zhì)譜圖非常相似，長(zhǎng)8原油樣品與長(zhǎng)9段烴源巖的萜類(lèi)、甾類(lèi)化合物的色譜-質(zhì)譜圖非常相似，說(shuō)明它們具有明確的油源關(guān)系[10](圖3)。

圖3 直羅油田延長(zhǎng)組原油烴源巖萜烷(M/Z 191)、甾烷(M/Z 217)質(zhì)量色譜

(1)研究區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)6、長(zhǎng)2原油四環(huán)萜烷含量大都較低(圖3)，而長(zhǎng)8明顯高于長(zhǎng)6、長(zhǎng)2油層組。一方面說(shuō)明長(zhǎng)6、長(zhǎng)2的原油與長(zhǎng)8的原油來(lái)自不同烴源巖，另一方面也可能與烴源巖成熟度的高低有關(guān)。

(2)原油的Ts/Tm值為1.25～1.65，平均值為1.47；重排藿烷/降莫烷值平均為2.68，C29-Ts/藿烷值平均為0.17，表明原油成熟度較高。長(zhǎng)6、長(zhǎng)2原油的五環(huán)萜烷豐度較高，且以C30藿烷為主峰，Ts及C29相對(duì)較為發(fā)育，升藿烷整體豐度較低，不發(fā)育。長(zhǎng)8原油的五環(huán)萜烷豐度雖然也較高，但五環(huán)萜烷中Ts占主峰，而C30藿烷豐度相對(duì)較低，這也體現(xiàn)了高成熟特征和母源的差異。從譜圖中的五環(huán)萜烷上可以看出：長(zhǎng)6、長(zhǎng)2的原油成熟度相對(duì)較低，而長(zhǎng)8原油的成熟度較高。

(3)二環(huán)倍半萜類(lèi)中以C16-升補(bǔ)升烷、C15-補(bǔ)升烷峰型突出為特征：原油的升補(bǔ)升烷/補(bǔ)升烷值為0.55～0.92；其中，長(zhǎng)8原油和長(zhǎng)9烴源巖的C15二環(huán)倍半萜烷和8β(H)-升補(bǔ)身烷含量相似，而長(zhǎng)2、長(zhǎng)6原油的這兩項(xiàng)參數(shù)與長(zhǎng)7烴源巖相似。

(4)研究區(qū)長(zhǎng)6的原油中，C29甾烷20S/(20S+20R)值為0.47，未達(dá)到這兩項(xiàng)成熟度參數(shù)的平衡終點(diǎn)(0.55～0.65)，C29甾烷αββ/(αββ+ααα)值為1.28，成熟度意義失效；長(zhǎng)2原油與長(zhǎng)6原油相似，熱成熟度略低于長(zhǎng)6原油，屬于中等-偏低成熟原油；長(zhǎng)8原油的C29甾烷20S/(20S+20R)值平均為0.51，成熟度大于長(zhǎng)6原油，屬于成熟原油；長(zhǎng)7、長(zhǎng)9烴源巖的ααα- C29甾烷20S/(20S+20R)值為0.49～0.59，平均為0.55，烴源巖達(dá)到成熟階段。

(5)在甾烷(M/Z217)質(zhì)量色譜圖上(圖3)，研究區(qū)長(zhǎng)6、長(zhǎng)2原油甾烷中，孕甾烷和升孕甾烷的豐度相對(duì)較低，規(guī)則甾烷C27-C28-C29αααR構(gòu)型都非常一致，C28、C29規(guī)則甾烷豐度十分發(fā)育，規(guī)則甾烷指紋分布呈“L”型，與長(zhǎng)7烴源巖相似，即C27

5 結(jié)論

(1)從本區(qū)原油的物性上，由長(zhǎng)8油層組至長(zhǎng)2油層組，原油黏度整體呈上升趨勢(shì)，原油密度有漸升的趨勢(shì)。原油具有中-低密度、低黏度、低含硫、中低凝固點(diǎn)等特點(diǎn)。延長(zhǎng)組原油主要為輕質(zhì)原油-正常原油。

(2)從族組分上，長(zhǎng)2、長(zhǎng)6原油的芳烴含量平均為13.04%，飽芳比為6.81；長(zhǎng)8、長(zhǎng)9原油的芳烴含量平均為8.02%，飽芳比為10.78，說(shuō)明長(zhǎng)2、長(zhǎng)6原油與長(zhǎng)8原油來(lái)自于不同的烴源巖。

(3)從原油與烴源巖的族組成、甾、萜烷色譜、碳同位素組成、重排藿烷與新藿烷特征對(duì)比，極好地反映了它們之間的親緣關(guān)系。長(zhǎng)2、長(zhǎng)6原油為中等-偏低成熟油，Pr/Ph<1，規(guī)則甾烷指紋分布呈“L”型，與長(zhǎng)7烴源巖相似；長(zhǎng)8原油為成熟原油，Pr/Ph>1，規(guī)則甾烷指紋分布呈偏“V”，與長(zhǎng)9烴源巖相似。說(shuō)明長(zhǎng)2、長(zhǎng)6原油主要由長(zhǎng)7烴源巖提供，長(zhǎng)8原油主要夾有長(zhǎng)9烴源巖。

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編輯：張 凡

1673-8217(2017)01-0057-05

2016-06-01

王全，工程師，1983年生，2006年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)勘查技術(shù)與工程專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事石油地質(zhì)研究與儲(chǔ)層評(píng)價(jià)工作。

TE112.1

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