志丹地區(qū)生油層評(píng)價(jià)及油源對(duì)比

郭　強(qiáng)

(陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院， 陜西西安 710075 )

志丹地區(qū)生油層評(píng)價(jià)及油源對(duì)比

郭強(qiáng)

(陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院， 陜西西安 710075 )

摘要：通過對(duì)志丹地區(qū)生油層有機(jī)質(zhì)豐度、鏡質(zhì)體反射率Ro、奇碳優(yōu)勢(shì)、異戊間二烯烷烴、全烴色譜分析等多個(gè)方面綜合研究，得出該地區(qū)有多套具有生烴能力的烴源巖，成藏原油具有多個(gè)來源。從區(qū)域上看，長(zhǎng)7烴源巖生烴潛力大，是區(qū)內(nèi)主要生油層，主要由深湖-半深湖相的泥質(zhì)巖組成；巖性主要為黑色、深灰色的油頁巖、泥巖及頁巖。該套地層區(qū)域分布穩(wěn)定，在研究區(qū)厚約40 m，有機(jī)質(zhì)豐度高(3%～5%)，生烴母質(zhì)類型較好(Ⅱ型)，生油氣潛力大。

關(guān)鍵詞：志丹地區(qū)；延長(zhǎng)組；烴源巖；油源對(duì)比

1區(qū)域概況

研究區(qū)位于陜西省志丹縣境內(nèi)，橫跨紙坊、義正、吳堡、旦八、金鼎五個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，勘探面積約1 200 km2。構(gòu)造上位于伊陜斜坡中部，區(qū)域構(gòu)造為一平緩的西傾單斜，局部具有差異壓實(shí)形成的鼻狀隆起[1-5]。長(zhǎng)2-長(zhǎng)3儲(chǔ)層為研究區(qū)主要產(chǎn)油層段，屬于三角洲前緣亞相沉積，沉積微相可分為水下分流河道、河口壩、分流間灣和遠(yuǎn)砂壩等類型，有利儲(chǔ)層主要分布于水下分流河道和河口壩微相。

2有機(jī)質(zhì)豐度及評(píng)價(jià)

沉積巖中有機(jī)質(zhì)的豐度是評(píng)價(jià)生烴能力和油氣生成量的重要參數(shù)，其基本評(píng)價(jià)指標(biāo)包括有機(jī)碳含量、氯仿瀝青A等參數(shù)(表1)。

表1　陸相生油層地球化學(xué)指標(biāo)評(píng)價(jià)表(程克明，1982)

沉積巖中有機(jī)碳含量為巖石有機(jī)質(zhì)豐度的標(biāo)志。氯仿瀝青A含量可以反映有機(jī)質(zhì)向石油的轉(zhuǎn)化程度，是評(píng)價(jià)生油巖質(zhì)量的重要指標(biāo)[2-5]。從表2中可以看出，研究區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7-長(zhǎng)2生油巖為好-較好生油巖，其中長(zhǎng)7生油巖有機(jī)碳含量達(dá)到4.5%，氯仿瀝青A含量為0.5%，為好生油巖；長(zhǎng)6、長(zhǎng)4+5生油巖較長(zhǎng)7差，但也達(dá)到了好生油巖的主要地化指標(biāo)；長(zhǎng)2、長(zhǎng)3生油巖亦為較好生油巖[6]。

表2　志丹探區(qū)延長(zhǎng)組生油層地球化學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)

3干酪根類型及有機(jī)質(zhì)成熟度

根據(jù)長(zhǎng)2-長(zhǎng)6四塊樣品的干酪根顯微組分鑒定結(jié)果(表3)，其干酪根母質(zhì)類型為Ⅱ2型，另據(jù)李文厚等(1987年)對(duì)研究區(qū)生油巖的研究，長(zhǎng)4+5生油巖為Ⅱ2型，長(zhǎng)61為Ⅱ1型，長(zhǎng)63為Ⅱ1型，長(zhǎng)7為Ⅱ1及Ⅱ2型?？傮w來看，研究區(qū)生油巖干酪根母質(zhì)類型主要為Ⅱ型，有機(jī)物來源以陸生植物為主，具有油氣生成能力[7-9]。

根據(jù)研究區(qū)鏡質(zhì)體反射率Ro測(cè)定結(jié)果(表4)，區(qū)內(nèi)延安組延7及延長(zhǎng)組長(zhǎng)2-長(zhǎng)7生油巖Ro為0.52～0.825，均已成熟(表5)。

4有機(jī)質(zhì)熱演化史及其綜合評(píng)價(jià)

4.1可溶有機(jī)質(zhì)的演化

(1)奇碳優(yōu)勢(shì)。研究區(qū)生油巖碳的奇偶優(yōu)勢(shì)比值(OEP)為0.93～1.44，長(zhǎng)7-長(zhǎng)4+5生油巖的OEP值1.0左右，無奇碳優(yōu)勢(shì)，為成熟生油巖。長(zhǎng)2+3生油巖的OEP值在1.3左右，略具奇碳優(yōu)勢(shì)，為基本成熟生油巖[10-12](表6)。

表3　延長(zhǎng)組煤巖分析成果

表4　志丹探區(qū)鏡質(zhì)體反射率Ro數(shù)據(jù)

表5　有機(jī)質(zhì)鏡質(zhì)體反射率油氣生成階段劃分

(2)異戊間二烯烷烴。異戊間二烯烷烴中，以姥鮫烷(Pr)和植烷(Ph)最豐富且最穩(wěn)定，并隨著原油和沉積物中有機(jī)質(zhì)演化程度的加深，植烷相對(duì)姥鮫烷減少的更多，并可據(jù)此劃分油氣的生成階段[13](表7)。據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，研究區(qū)生油巖Pr/ Ph值為0.9～5.8，均達(dá)到成熟階段-高成熟階段(表6)。

(3)全烴色譜分析。在原始沉積有機(jī)物中全烴色譜圖主碳峰均較高，一般為C27，C29，C31，甚至更高，隨著埋藏加深，溫度升高，主碳峰逐漸降低[14-15]。從表6可以看出，從長(zhǎng)2到長(zhǎng)7主碳峰由C27、C29降為C18、C19，熱演化程度增高。從全烴色譜圖(圖1)看，長(zhǎng)2+3色譜圖呈明顯不對(duì)稱，高碳數(shù)烷烴偏高；長(zhǎng)4+5色譜圖中高碳數(shù)烷烴降低，表現(xiàn)為高碳數(shù)烷烴偏高到略具對(duì)稱性分布；長(zhǎng)6色譜圖為基本對(duì)稱性分布；長(zhǎng)7色譜圖則為低碳數(shù)烷烴偏高的不對(duì)稱性分布。這也反映了長(zhǎng)7生油巖熱演化程度高，有機(jī)質(zhì)向油氣轉(zhuǎn)化程度亦高(圖1)。

圖1　志丹探區(qū)生油巖全烴色譜圖

井號(hào)井深/m層位C數(shù)范圍主碳峰OEPPr/Ph烷烴/%芳烴/%瀝青質(zhì)/%非烴/%總烴/%寨581483.04長(zhǎng)22C11-C32C271.445.7310.519.634.323.330.130331308.80長(zhǎng)33C16-C34C271.281.7439.718.418.722.458.1寨791582.27長(zhǎng)4+5C14-C35C291.333.0916.716.740.223.333.3正251594.80長(zhǎng)4+5C15-C31C211.022.1738.019.216.626.357.2正251618.37長(zhǎng)4+5C13-C34C211.012.0026.817.827.128.344.6正261730.10長(zhǎng)4+5C15-C34C231.055.8313.619.838.837.933.4正261740.10長(zhǎng)4+5C15-C34C191.262.9718.521.037.023.439.6寨671709.29長(zhǎng)61C15-C33C211.062.0041.014.214.923.255.1正261771.00長(zhǎng)61C13-C33C251.304.1216.619.332.132.035.9正51889.30長(zhǎng)7C15-C32C180.931.6318.324.021.336.442.3正281920.75長(zhǎng)7C13-C32C191.020.9238.323.421.336.442.3

表7　姥鮫烷、植烷系列演化階段劃分

4.2有機(jī)質(zhì)熱演化史

根據(jù)李文厚等(1997年)、張成立等(1998年)對(duì)本區(qū)的研究、模擬，烴源巖熱演化史大致可以劃分為以下幾個(gè)階段[16-19](圖2)。①晚三疊世長(zhǎng)7至早白堊世時(shí)期為有機(jī)質(zhì)的主要沉積與埋藏階段；②早白堊世末至第三紀(jì)時(shí)期盆地快速沉降與抬升，是油氣大量生成、排出階段。大致在早第三紀(jì)末至晚第三紀(jì)初期之后，由于地殼隆起，延長(zhǎng)組烴源巖退出生油窗而結(jié)束了油氣的生成；③第四紀(jì)時(shí)期該地區(qū)西低東高的構(gòu)造格局得到強(qiáng)化，油氣調(diào)整與再分配。在這一時(shí)期，由于喜山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的持續(xù)活動(dòng)，鄂爾多斯高原形成，并在其上堆積了較厚的砂礫巖層及黃土，西低東高的構(gòu)造格局亦繼續(xù)得到強(qiáng)化。

圖2　志丹探區(qū)地層埋藏與有機(jī)質(zhì)演化史

5油源對(duì)比

從表8看出，寨科區(qū)、正2和正129井區(qū)的長(zhǎng)2原油與旦八區(qū)長(zhǎng)3和長(zhǎng)6原油的碳數(shù)范圍、主碳峰相同，且與長(zhǎng)7生油巖較其它生油巖更為接近，即它們同源且主要來自長(zhǎng)7生油巖。延10原油的碳數(shù)范圍、主碳峰較延長(zhǎng)組原油明顯偏高，與延長(zhǎng)組原油有差別。

表8　志丹探區(qū)油、巖色譜分析主要指標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)比

從生油巖及原油全烴色譜圖(圖1、圖3、圖4)看，寨科區(qū)、正2、正129井區(qū)的長(zhǎng)2原油及長(zhǎng)3和長(zhǎng)6原油的色譜圖基本相同，都為似對(duì)稱形，且與長(zhǎng)7生油巖色譜圖最為接近，而與長(zhǎng)6生油巖色譜圖雖然也有相似性，但由于長(zhǎng)6生油巖生油量有限，可以認(rèn)為它們同源且主要來自長(zhǎng)7生油巖。延10原油的色譜圖為不對(duì)稱形，高碳數(shù)烴明顯偏高，其熱演化程度明顯低于長(zhǎng)2-長(zhǎng)6原油，與延長(zhǎng)組原油有差別，熱演化程度低于長(zhǎng)7生油巖，色譜圖與鄰區(qū)長(zhǎng)2和延安組烴源巖更為接近。

圖3　志丹探區(qū)原油全烴色譜圖

圖4　志丹探區(qū)鄰區(qū)生油巖全烴色譜圖

從生物標(biāo)志化合物甾烷分布特征看(圖5、圖6)，研究區(qū)長(zhǎng)6-延10原油的特征極為相似，以C29含量最高，C27含量也較高；長(zhǎng)2與長(zhǎng)6、長(zhǎng)3與長(zhǎng)4+5之間烴源巖特征相近；長(zhǎng)2和長(zhǎng)6烴源巖C29含量高，C27含量低，與原油特征相近；長(zhǎng)3和長(zhǎng)4+5烴源巖C27含量高，C29含量低，與原油有差異；原油甾烷類型更豐富一些，具有混合來源特征。

從萜烷分布特征看(圖7、圖8)，研究區(qū)長(zhǎng)3-長(zhǎng)6烴源巖特征極相近，與長(zhǎng)2烴源巖特征也有相似性；長(zhǎng)6-延10原油的特征極為相似；原油與長(zhǎng)3-長(zhǎng)6烴源巖特征極相近。

圖5　志丹探區(qū)生油巖甾烷分布特征

圖6　志丹探區(qū)原油甾烷分布特征

圖7　志丹探區(qū)生油巖萜烷分布特征

6結(jié)論

研究區(qū)延長(zhǎng)組內(nèi)各烴源巖甚至包括延安組烴源巖的母質(zhì)類型相近，所生成的原油不易區(qū)分。各烴源巖都已成熟或基本成熟，均具有生烴能力。從生烴潛力看，長(zhǎng)7烴源巖為本區(qū)的主要生油層。延長(zhǎng)組原油同源，是以長(zhǎng)7油源為主的自生自儲(chǔ)式生儲(chǔ)組合。延安組原油與延長(zhǎng)組原油生物標(biāo)志化合物極其相似，但熱演化程度低，極可能以來自母質(zhì)類型與延長(zhǎng)組相近的延安組烴源巖為主，亦為自生自儲(chǔ)式生儲(chǔ)組合?？傊?，研究區(qū)有多套具有生烴能力的烴源巖，成藏原油具有多個(gè)來源。從區(qū)域上看，長(zhǎng)7烴源巖生烴潛力大，是主要生油層，主要由深湖-半深湖相的泥質(zhì)巖組成，巖性主要為黑色、深灰色的油頁巖、泥巖及頁巖。該套地層區(qū)域分布穩(wěn)定，厚約40 m，其有機(jī)質(zhì)豐度高(3%～5%)，生烴母質(zhì)類型較好(Ⅱ型)，生油氣潛力大。

圖8　志丹探區(qū)原油萜烷分布特征

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編輯：趙川喜

文章編號(hào)：1673-8217(2016)03-0060-05

收稿日期：2016-01-15

作者簡(jiǎn)介：郭強(qiáng)，工程師，1981年生， 2009年畢業(yè)于西北大學(xué)地球探測(cè)與信息技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)從事油氣地質(zhì)工作。

中圖分類號(hào)：TE112.1115

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A