鄂爾多斯盆地姬塬油田延長(zhǎng)組原油性質(zhì)與來源分析

鄂爾多斯盆地姬塬油田延長(zhǎng)組原油性質(zhì)與來源分析鄭榮才;牛小兵;梁曉偉;王成玉;辛紅剛【摘要】通過原油與油田水物理性質(zhì)、原油與烴源巖族組成、飽和烴氣相色譜以及萜烷與甾烷等生物標(biāo)志化合物特征的多項(xiàng)地球化學(xué)指標(biāo)對(duì)比，表明鄂爾多斯盆地姬塬油田延長(zhǎng)組長(zhǎng)8、長(zhǎng)6、長(zhǎng)4+5等油層組原油性質(zhì)較為復(fù)雜，其成熟度、母源氧化-還原環(huán)境及母質(zhì)類型等方面存在顯著差異.烴源巖評(píng)價(jià)也顯示長(zhǎng)9、長(zhǎng)8、長(zhǎng)7、長(zhǎng)6、長(zhǎng)4+5段的暗色泥巖有機(jī)質(zhì)質(zhì)量和類型有所差別，但均具備生排烴能力.油源對(duì)比結(jié)果進(jìn)一步證明:成藏過程存在多套油源混源供油的成藏效應(yīng),其中長(zhǎng)8油層組原油主要來源于長(zhǎng)7-長(zhǎng)8段烴源巖；長(zhǎng)6油層組原油主要來源于長(zhǎng)7-長(zhǎng)6段烴源巖；長(zhǎng)4+5油層組原油存在長(zhǎng)7、長(zhǎng)6及長(zhǎng)4+5段多源烴源巖的貢獻(xiàn).%Basedonthecomparisonofmultiplephysicochemicalpropertiesincludingthepropertyofcrudeoilandoilfieldwater,groupcompositionofcrudeoilandhydrocarbonsourcerock,gasphasechromatographyofsaturatedhydrocarbonandthecharacteristicsofterpane,steraneandotherbiomarkers,theresultsshowedthatthepropertiesofcrudeoilwereespeciallycomplexforChang-4+5,Chang-6andChang-8ofYanchangFormationinJiyuanOilfield,OrdosBasin;therewereobviousdifferencesinthematurity,sourcerockdepositionalredoxenvironmentandtype.TheappraisalofhydrocarbonsourcerockindicatedthatthequalityandtypeoforganicmatterofdarkmudstoneforChang-4+5,Chang-6,Chang-7,Chang-8andChang-9ofYanchangFormationweredifferent,butallhadtheabilityofhydrocarbongenerationandexpulsion.Thecomparisonofoilsourcesfurtherprovedthatthereweremultipleaccumulationeffectsofoilsupplywithmixedsourcesintheaccumulationprocess;thecrudeoilofChang-8camefromhydrocarbonsourcerockofChang-7Chang-8;thecrudeoilofChang-6camefromhydrocarbonsourcerockofChang-7-Chang-6;thecrudeoilofChang-4+5camefrommultiplehydrocarbonsourcerocksofChang-7,Chang-6andChang-4+5.【期刊名稱】《地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào)》【年(卷)，期】2011(033)002【總頁數(shù)】5頁(P142-145,206)【關(guān)鍵詞】鄂爾多斯盆地;姬塬油田涎長(zhǎng)組源油性質(zhì);烴源巖;油源對(duì)比【作者】鄭榮才;牛小兵;梁曉偉;王成玉;辛紅剛【作者單位】成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都610059;中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司長(zhǎng)慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西西安710018;中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司長(zhǎng)慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西西安710018;中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司長(zhǎng)慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西西安710018;中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司長(zhǎng)慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西西安710018【正文語種】中文【中圖分類】P618.13；TEl22.10引言姬塬油田位于鄂爾多斯盆地中西部，區(qū)域構(gòu)造橫跨天環(huán)坳陷和伊陜斜坡帶(圖1)。近年來該地區(qū)于上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組長(zhǎng)8、長(zhǎng)6、長(zhǎng)4+5段等多個(gè)層位的油氣勘探開發(fā)取得了重大突破，共同構(gòu)成了姬塬油田延長(zhǎng)組油藏的主力產(chǎn)層［1-10］。然而，由于巖性油藏的隱蔽性、油品性質(zhì)的復(fù)雜性，圍繞多套出油層系的主力油源及油源貢獻(xiàn)問題一直是該盆地石油地質(zhì)工作者探討與爭(zhēng)論的熱點(diǎn)，已成為束縛姬塬油田成藏機(jī)理認(rèn)識(shí)和勘探開發(fā)拓展的瓶頸之一［11-18］。筆者以〃源控論”為指導(dǎo),綜合利用油氣和油藏地球化學(xué)及EasyRo%模型的生烴史模擬技術(shù)［19-20］,從油藏特征和原油性質(zhì)入手，通過潛在烴源巖的綜合評(píng)價(jià),重點(diǎn)開展精細(xì)油源對(duì)比研究，探討姬塬油田長(zhǎng)8、長(zhǎng)6、長(zhǎng)4+5等油層組油藏的成因機(jī)制從〃源”出發(fā)劃分含油氣系統(tǒng)，為下一步勘探目標(biāo)優(yōu)選提供依據(jù)。圖1姬塬油田位置和區(qū)域構(gòu)造Fig.1LocationandTectonicofJiyuanOilfield1油藏特征與流體性質(zhì)姬塬油田上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組（尤其是長(zhǎng)8、長(zhǎng)6、長(zhǎng)4+5段）原油富集程度高、資源潛力大,同時(shí)受圈閉類型多樣、圈閉空間隱蔽、運(yùn)聚規(guī)律復(fù)雜、富集區(qū)域局限等成藏條件的影響，或呈疊置連片狀分布,或呈孤立分布。對(duì)不同區(qū)帶、不同圈閉類型、不同供烴強(qiáng)度以及不同輸導(dǎo)性能的同一圈閉類型，其油氣成藏特征、成藏規(guī)模均不相同資源空間分布貧富差異大。從總體上看，各油層組油藏主要以巖性圈閉為主，砂體側(cè)向尖滅或巖性致密遮擋型的油藏往往具有疊置連片狀分布的特點(diǎn),油藏規(guī)模相對(duì)較大，含油豐度及產(chǎn)量亦較高;而孤立分布的透鏡體型油藏規(guī)模小，隱蔽性強(qiáng),含油豐度及產(chǎn)量亦較低。對(duì)研究區(qū)內(nèi)150口油井的長(zhǎng)82、長(zhǎng)81、長(zhǎng)61和長(zhǎng)4+52油層的試油數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,各油層組油藏厚度差異較大（圖2）,具有平均厚度薄、垂向上油層疊置分布、平面上油層與水層間互不均一分布等特點(diǎn)。單井油層厚度為1~30m,主要集中在3~9m,平均6m左右，其中以長(zhǎng)82油層平均厚度最大（平均9m左右），長(zhǎng)81、長(zhǎng)61、長(zhǎng)4+52油層平均厚度較大（平均6~7m）,長(zhǎng)63、長(zhǎng)62、長(zhǎng)4+51油層平均厚度較?。ㄆ骄?m左右）。已探明原油儲(chǔ)量集中分布在紅井子一堡子灣、麻黃山一劉峁塬、王洼子一吳倉(cāng)堡、楊井一新安邊、耿灣一黃米莊科等幾個(gè)局限區(qū)帶。在通源斷裂不發(fā)育的構(gòu)造背景中，油藏主要呈小規(guī)模孤立分散分布形態(tài)具有很強(qiáng)的非均質(zhì)性、隱蔽性和近源成藏特點(diǎn)。據(jù)此，可初步推斷垂向上的多套原油并非僅來源于某一層段的烴源巖。圖2油層厚度與含油面積對(duì)比Fig.2CorrelationfortheReservoirsThicknessandArea據(jù)姬塬油田延長(zhǎng)組近100件油田水分析數(shù)據(jù)，顯示地層水主要為CaCl2型。詳細(xì)對(duì)比各油層組地層水礦化度、變質(zhì)系數(shù)和脫硫酸系數(shù)等參數(shù)指標(biāo)（表1）,表明長(zhǎng)6與長(zhǎng)4+5油層組的地層水礦化度較高，平均為80g/L,化學(xué)性質(zhì)基本接近,與流體長(zhǎng)期處于相對(duì)封閉的還原環(huán)境、活躍性差、很少與外界流體相交換有關(guān),故礦化度較高，變質(zhì)系數(shù)和脫硫酸系數(shù)都較低;而長(zhǎng)8油層組地層水礦化度較低，平均僅為31g/L,與長(zhǎng)6及長(zhǎng)4+5油層組存在顯著差別，說明長(zhǎng)8油層組地層水處于較開放的偏氧化環(huán)境體系中，流體活動(dòng)性較強(qiáng),有一定的變質(zhì)程度,脫硫酸系數(shù)顯著增高。各油層組油田水性質(zhì)的差異性說明垂向上多套油層處于不同的流體化學(xué)場(chǎng)，這證明各油層組原油及其烴流體來源亦不應(yīng)該屬于同一流體系統(tǒng)。姬塬油田延長(zhǎng)組各油層組原油物理性質(zhì)的統(tǒng)計(jì)資料表明，原油密度、黏度、含蠟量3項(xiàng)指標(biāo)都存在從長(zhǎng)8-長(zhǎng)6-長(zhǎng)4+5油層組逐漸增高的變化趨勢(shì)（圖3）,油品性質(zhì)總體較為復(fù)雜，原油物性以長(zhǎng)8油層組最好,其密度、黏度最低，而長(zhǎng)4+5油層組最差，其密度、黏度最高。原油物理性質(zhì)存在差異，主要與油藏充注時(shí)間和流體來源不同有關(guān)，其中供烴母質(zhì)來源、母質(zhì)的沉積環(huán)境和熱成熟度等方面的差異更為重要。各油層組的原油族組成與飽和烴氣相色譜質(zhì)譜特征的對(duì)比分析表明，長(zhǎng)8油層組氣相色譜多呈現(xiàn)前峰型特征（主峰碳主要為C19）,質(zhì)譜圖中三環(huán)萜系列相對(duì)含量較高，三降藿烷峰面積比（18a-三降藿烷與17*三烷峰面積比）平均大于2,重排膽甾烷和4-甲基甾烷含量較高,C27~C29aaa膽甾烷含量具“L”型式樣，說明其成烴母質(zhì)類型較好或成熟度較高;長(zhǎng)6油層組質(zhì)譜圖中五環(huán)三萜系列相對(duì)含量偏高，三降藿烷峰面積比平均為1~2,重排膽甾烷和4-甲基甾烷含量偏低,C27~C29aaa膽甾烷含量基本具“V”型式樣，表明原油母質(zhì)類型和成熟度處于中等水平;長(zhǎng)4+5油層組原油氣相色譜多呈現(xiàn)雙峰型特征，質(zhì)譜圖中五環(huán)三萜系列相對(duì)含量較高，三降藿烷峰面積比平均為0.5~1.5,重排膽甾烷和4-甲基甾烷含量較低,C27~C29aaa膽甾烷含量具反“L”型式樣，說明原油的供烴母質(zhì)主要來源于陸源高等植物，低等水生生物貢獻(xiàn)很少且有機(jī)質(zhì)成熟度偏低。對(duì)比分析結(jié)果表明，長(zhǎng)8、長(zhǎng)6、長(zhǎng)4+5油層組原油在成熟度及母源性質(zhì)方面存在一定差異，具有不同供烴母質(zhì)來源或混源性質(zhì)。表1油田水化學(xué)性質(zhì)對(duì)比Tab.1CorrelationforChemicalPropertiesofOilfieldWater參數(shù)油層長(zhǎng)4+51長(zhǎng)4+52長(zhǎng)61長(zhǎng)62長(zhǎng)63長(zhǎng)81礦化度/(g-L-1)889795868131變質(zhì)系數(shù)0.450.510.510.520.490.43脫硫酸系數(shù)0.020.020.010.020.020.14圖3地層原油物性對(duì)比Fig.3CorrelationforPhysicalPropertiesofCrudeOil2源巖特征與油源對(duì)比姬塬油田延長(zhǎng)組發(fā)育多套潛在烴源巖層段，由于縱向上相互分隔、橫向上不連續(xù)以及沉積環(huán)境不同所導(dǎo)致的有機(jī)質(zhì)豐度及類型各異,生烴演化程度差異也較大,加之烴源灶時(shí)空遷移等多因素影響，導(dǎo)致油源關(guān)系認(rèn)識(shí)不清、有效供烴巖層不確定等問題。研究區(qū)長(zhǎng)9、長(zhǎng)8、長(zhǎng)7、長(zhǎng)6、長(zhǎng)4+5段沉積環(huán)境和有利烴源巖發(fā)育的暗色泥巖沉積區(qū)受構(gòu)造格局與演化過程明顯控制，均具有一定的生烴能力，各項(xiàng)評(píng)價(jià)參數(shù)都達(dá)到了中等或較好烴源巖的標(biāo)準(zhǔn)[14],但不同層段的烴源巖具有不同的沉積有機(jī)相背景有機(jī)質(zhì)類型和生烴潛能存在較大差異，各層段烴源巖地球化學(xué)指標(biāo)特征如下。發(fā)育廣泛的長(zhǎng)7段泥巖有機(jī)質(zhì)豐度最高，總有機(jī)碳平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.8%,氯仿瀝青“A”平均為0.3%,有機(jī)質(zhì)類型以較好的I型為主，鏡質(zhì)體反射率(Ro)為0.8%~1.0%,處于大量生排液態(tài)烴的高峰期,生烴潛量高達(dá)7.5x10-3,是延長(zhǎng)組最為重要的優(yōu)質(zhì)烴源巖層系。長(zhǎng)8段生烴有機(jī)質(zhì)豐度較高，總有機(jī)碳平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%、氯仿瀝青“A”平均為0.2%,但因受整體長(zhǎng)8期淺水三角洲沉積環(huán)境所限，生烴母質(zhì)中的陸源高等植物貢獻(xiàn)較多，有機(jī)質(zhì)類型較差以H2和B型為主,Ro為0.9%~1.1%,生烴潛量中等［21］。長(zhǎng)6和長(zhǎng)4+5段泥巖有機(jī)質(zhì)各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)較為相近，有機(jī)質(zhì)豐度都處于中等水平,總有機(jī)碳平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%~1.3%、氯仿瀝青“A”平均為0.06%左右,有機(jī)質(zhì)類型為H2型Ro為0.7%~0.9%,進(jìn)入了生烴門限，生烴潛量一般,平均為1.0x10-3左右。根據(jù)前人研究成果,北部的古峰莊區(qū)塊長(zhǎng)9段泥質(zhì)有機(jī)質(zhì)同樣具備較好的生烴能力,但其供烴油層、貢獻(xiàn)率等問題尚待進(jìn)一步研究［22-23］。通過各層段烴源巖和各油層組原油的飽和烴氣相質(zhì)譜測(cè)試分析，選取意義明確和對(duì)比性強(qiáng)的生物標(biāo)志化合物特征，如五環(huán)三萜與三環(huán)萜峰面積比、三降藿烷峰面積比、Y蠟烷相對(duì)含量、C27~C29aaa膽甾烷構(gòu)型、4-甲基甾烷相對(duì)含量等參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行精細(xì)油源對(duì)比(圖4),結(jié)果表明姬塬油田延長(zhǎng)組各油層的油源關(guān)系較為復(fù)雜，不同油層主力供烴層段不同,同一油層不同區(qū)帶的主力供烴層段亦不同［14］,由此得出如下認(rèn)識(shí)。長(zhǎng)8油層組原油主要來源于長(zhǎng)7段低等水生生物，長(zhǎng)8段烴源巖亦有一定貢獻(xiàn)。大部分地區(qū)以長(zhǎng)7段烴源巖貢獻(xiàn)為主，如沙峻峴和堡子灣地區(qū)，少部分地區(qū)以長(zhǎng)8段有機(jī)質(zhì)貢獻(xiàn)為主，如小澗子地區(qū)。圖4含油層組的油源對(duì)比Fig.4OilSourceCorrelationofDifferentFormations長(zhǎng)6油層組原油主要來源于長(zhǎng)7和長(zhǎng)6段烴源巖的貢獻(xiàn),其中長(zhǎng)63和長(zhǎng)62油層的原油應(yīng)以長(zhǎng)7段供烴為主，而長(zhǎng)61油層原油主要以長(zhǎng)6段本身供烴為主。⑶長(zhǎng)4+5油層組原油主要以長(zhǎng)7段烴源巖貢獻(xiàn)為主，以長(zhǎng)6段及自身烴源巖貢獻(xiàn)為輔。⑷在局限地區(qū)，長(zhǎng)6和長(zhǎng)4+5油層組原油也可能存在其下部多套生烴有機(jī)質(zhì)的混合供源貢獻(xiàn)。3結(jié)語姬塬油田延長(zhǎng)組各油層以巖性油藏為主,原油富集程度差異大，垂向上呈現(xiàn)疊置發(fā)育特征，而平面上分區(qū)分塊特征明顯。長(zhǎng)8油層組地層水及原油物化特征反映的低礦化度開放流體系統(tǒng)、較好的原油物性、較高的原油成熟度和低等水生生物為主的母源貢獻(xiàn)等特征，與長(zhǎng)6和長(zhǎng)4+5油層組存在明顯差別，而長(zhǎng)6和長(zhǎng)4+5油層組在原油性質(zhì)較為相近的基礎(chǔ)上,局部地區(qū)或某些對(duì)比參數(shù)亦存在一定差異。⑶長(zhǎng)9、長(zhǎng)8、長(zhǎng)7、長(zhǎng)6、長(zhǎng)4+5段暗色泥巖均具有一定的生排烴能力,其中以長(zhǎng)7段烴源巖各項(xiàng)指標(biāo)品質(zhì)為最好，且處于生烴高峰期，生烴潛量巨大;長(zhǎng)8段烴源巖品質(zhì)次之，生烴潛量中等;長(zhǎng)6和長(zhǎng)4+5段烴源巖品質(zhì)相近，生烴潛量一般。⑷長(zhǎng)8油層組原油主要來源于長(zhǎng)7及長(zhǎng)8段烴源巖雙重貢獻(xiàn)，以長(zhǎng)7段為主;長(zhǎng)6油層組原油主要來源于長(zhǎng)7和長(zhǎng)6段烴源巖雙重貢獻(xiàn);長(zhǎng)4+5油層組原油以長(zhǎng)7段烴源巖貢獻(xiàn)為主，以長(zhǎng)6段和自身烴源巖貢獻(xiàn)為輔;局部地區(qū)可能存在多套烴源巖混源供油的貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)：YangH,FuJH,YuJ,etal.Oil/gasAccumulationCharacteristicsandExplorationMethodsoftheDeltaicLithologicReservoirsinNorthernShaanxiArea[J].PetroleumScience,2004,1(2):69-78.趙文智，胡素云,汪澤成，等.鄂爾多斯盆地基底斷裂在上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組石油聚集中的控制作用[J].石油勘探與開發(fā),2003,30(5):1-5.姚涇利，王克,宋江海，等.鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)延長(zhǎng)組石油運(yùn)聚規(guī)律研究[J].巖性油氣藏,2007,19(3):32-37.竇偉坦，侯明才,陳洪德，等.鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組油氣成藏條件及主控因素研究[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2008,35(6):686-692.高劍波，龐雄奇,王志欣，等.鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)延長(zhǎng)組碎屑巖儲(chǔ)層低滲特征及含油性主控因素[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2007,31(1):5-12.鄭榮才，王海紅,韓永林，等.鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)長(zhǎng)6段沉積相特征和砂體展布[J].巖性油氣藏,2008,20(3):21-26.王昌勇，鄭榮才,韓永林，等.鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組第六段高分辨率層序-巖相古地理[J].地層學(xué)雜志,2009,33(3):326-332.王昌勇，鄭榮才,王海紅，等.鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)長(zhǎng)6油層組物源區(qū)分析[J].沉積學(xué)報(bào),2008,26(6):933-938.董萬平，羅靜蘭,周功才，等.鎮(zhèn)涇油田長(zhǎng)8與長(zhǎng)6油層組產(chǎn)能影響因素分析[J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào),2010,32(2):166-172.王彩萍.鄂爾多斯盆地直羅油田長(zhǎng)6油層組成巖作用及孔隙演化研究[J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào),2010,32(2):161-165.曾聯(lián)波，李忠興,史成恩，等.鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組特低滲透砂巖儲(chǔ)層裂縫特征及成因[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2007,81(2):174-180.梁曉偉，韓永林,王海紅，等.鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組裂縫特征及其地質(zhì)意義[J].巖性油氣藏,2009