志丹地區生油層評價及油源對比

郭　強

(陜西延長石油(集團)有限責任公司研究院， 陜西西安 710075 )

志丹地區生油層評價及油源對比

郭強

(陜西延長石油(集團)有限責任公司研究院， 陜西西安 710075 )

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

關鍵詞：志丹地區；延長組；烴源巖；油源對比

1區域概況

研究區位于陜西省志丹縣境內，橫跨紙坊、義正、吳堡、旦八、金鼎五個鄉鎮，勘探面積約1 200 km2。構造上位于伊陜斜坡中部，區域構造為一平緩的西傾單斜，局部具有差異壓實形成的鼻狀隆起[1-5]。長2-長3儲層為研究區主要產油層段，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、分流間灣和遠砂壩等類型，有利儲層主要分布于水下分流河道和河口壩微相。

2有機質豐度及評價

沉積巖中有機質的豐度是評價生烴能力和油氣生成量的重要參數，其基本評價指標包括有機碳含量、氯仿瀝青A等參數(表1)。

表1　陸相生油層地球化學指標評價表(程克明，1982)

沉積巖中有機碳含量為巖石有機質豐度的標志。氯仿瀝青A含量可以反映有機質向石油的轉化程度，是評價生油巖質量的重要指標[2-5]。從表2中可以看出，研究區延長組長7-長2生油巖為好-較好生油巖，其中長7生油巖有機碳含量達到4.5%，氯仿瀝青A含量為0.5%，為好生油巖；長6、長4+5生油巖較長7差，但也達到了好生油巖的主要地化指標；長2、長3生油巖亦為較好生油巖[6]。

表2　志丹探區延長組生油層地球化學指標數據

3干酪根類型及有機質成熟度

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

根據研究區鏡質體反射率Ro測定結果(表4)，區內延安組延7及延長組長2-長7生油巖Ro為0.52～0.825，均已成熟(表5)。

4有機質熱演化史及其綜合評價

4.1可溶有機質的演化

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

表3　延長組煤巖分析成果

表4　志丹探區鏡質體反射率Ro數據

表5　有機質鏡質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)最豐富且最穩定，并隨著原油和沉積物中有機質演化程度的加深，植烷相對姥鮫烷減少的更多，并可據此劃分油氣的生成階段[13](表7)。據此標準，研究區生油巖Pr/ Ph值為0.9～5.8，均達到成熟階段-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2到長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2+3色譜圖呈明顯不對稱，高碳數烷烴偏高；長4+5色譜圖中高碳數烷烴降低，表現為高碳數烷烴偏高到略具對稱性分布；長6色譜圖為基本對稱性分布；長7色譜圖則為低碳數烷烴偏高的不對稱性分布。這也反映了長7生油巖熱演化程度高，有機質向油氣轉化程度亦高(圖1)。

圖1　志丹探區生油巖全烴色譜圖

井號井深/m層位C數范圍主碳峰OEPPr/Ph烷烴/%芳烴/%瀝青質/%非烴/%總烴/%寨581483.04長22C11-C32C271.445.7310.519.634.323.330.130331308.80長33C16-C34C271.281.7439.718.418.722.458.1寨791582.27長4+5C14-C35C291.333.0916.716.740.223.333.3正251594.80長4+5C15-C31C211.022.1738.019.216.626.357.2正251618.37長4+5C13-C34C211.012.0026.817.827.128.344.6正261730.10長4+5C15-C34C231.055.8313.619.838.837.933.4正261740.10長4+5C15-C34C191.262.9718.521.037.023.439.6寨671709.29長61C15-C33C211.062.0041.014.214.923.255.1正261771.00長61C13-C33C251.304.1216.619.332.132.035.9正51889.30長7C15-C32C180.931.6318.324.021.336.442.3正281920.75長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有機質熱演化史

根據李文厚等(1997年)、張成立等(1998年)對本區的研究、模擬，烴源巖熱演化史大致可以劃分為以下幾個階段[16-19](圖2)。①晚三疊世長7至早白堊世時期為有機質的主要沉積與埋藏階段；②早白堊世末至第三紀時期盆地快速沉降與抬升，是油氣大量生成、排出階段。大致在早第三紀末至晚第三紀初期之后，由于地殼隆起，延長組烴源巖退出生油窗而結束了油氣的生成；③第四紀時期該地區西低東高的構造格局得到強化，油氣調整與再分配。在這一時期，由于喜山構造運動的持續活動，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，西低東高的構造格局亦繼續得到強化。

圖2　志丹探區地層埋藏與有機質演化史

5油源對比

從表8看出，寨科區、正2和正129井區的長2原油與旦八區長3和長6原油的碳數范圍、主碳峰相同，且與長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7生油巖。延10原油的碳數范圍、主碳峰較延長組原油明顯偏高，與延長組原油有差別。

表8　志丹探區油、巖色譜分析主要指標數據對比

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

圖3　志丹探區原油全烴色譜圖

圖4　志丹探區鄰區生油巖全烴色譜圖

從生物標志化合物甾烷分布特征看(圖5、圖6)，研究區長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2與長6、長3與長4+5之間烴源巖特征相近；長2和長6烴源巖C29含量高，C27含量低，與原油特征相近；長3和長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)，研究區長3-長6烴源巖特征極相近，與長2烴源巖特征也有相似性；長6-延10原油的特征極為相似；原油與長3-長6烴源巖特征極相近。

圖5　志丹探區生油巖甾烷分布特征

圖6　志丹探區原油甾烷分布特征

圖7　志丹探區生油巖萜烷分布特征

6結論

研究區延長組內各烴源巖甚至包括延安組烴源巖的母質類型相近，所生成的原油不易區分。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7烴源巖為本區的主要生油層。延長組原油同源，是以長7油源為主的自生自儲式生儲組合。延安組原油與延長組原油生物標志化合物極其相似，但熱演化程度低，極可能以來自母質類型與延長組相近的延安組烴源巖為主，亦為自生自儲式生儲組合?？傊?，研究區有多套具有生烴能力的烴源巖，成藏原油具有多個來源。從區域上看，長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。該套地層區域分布穩定，厚約40 m，其有機質豐度高(3%～5%)，生烴母質類型較好(Ⅱ型)，生油氣潛力大。

圖8　志丹探區原油萜烷分布特征

參考文獻

[1]李德生.重新認識鄂爾多斯盆地油氣地質學[J].石油勘探與開發，2004,31(6):1-7.

[2]郭忠銘，張軍，于忠平.鄂爾多斯地塊油區構造演化特征[J].石油勘探與開發，1994,21(2):22-29.

[3]張云霞,陳純芳,宋艷波,等.鄂爾多斯盆地南部中生界烴源巖特征及油源對比[J].石油實驗地質,2012,34(02):173-177.

[4]白玉彬,羅靜蘭,張天杰,等.鄂爾多斯盆地吳堡地區延長組烴源巖特征及評價[J].蘭州大學學報(自然科學版),2012,48(05):22-28.

[5]韓宗元.鄂爾多斯盆地鎮探1井烴源巖有機地球化學特征[J].油氣地質與采收率,2012,19(05):10-14.

[6]梁曉偉,王海紅,牛小兵,等.鄂爾多斯盆地中西部延長組烴源巖評價及油源對比[J].成都理工大學學報(自然科學版),2011,38(04):402-407.

[7]馬素萍,漆亞玲,張曉寶,等.西峰油田延長組烴源巖生烴潛力評價[J].石油勘探與開發,2005,32(03):51-54.

[8]趙天林.鄂爾多斯盆地南梁西區上三疊統延長組烴源巖評價與油源對比[D].陜西西安：西北大學,2013.

[9]郭耀華.鎮-涇地區三疊系延長組烴源巖沉積有機相分析及評價[J].河南石油,2004,18(02)：8-10.

[10]韓宗元,苗建宇,布占琦.鄂爾多斯盆地鎮原地區中生界延長組、延安組烴源巖地球化學特征對比分析[J].現代地質,2007,21(03):532-537.

[11]吉利明,梁曉飛,賀聰,等.鄂爾多斯盆地西峰地區延長組烴源巖兩環烷烴分布特征及其生源[J].地球科學與環境學報,2015,37(01):76-84.

[12]鄧南濤,任來義,賀永紅 ,等.鄂爾多斯盆地南部延長組有效烴源巖分布規律研究[J].非常規油氣,2015,2(01):28-34.

[13]韓宗元,許威,方青海,等.隴東地區延長組、延安組烴源巖對比分析[J].斷塊油氣田,2008,15(01):1-4.

[14]王傳遠,段毅,車桂美,等.鄂爾多斯盆地上三疊統延長組原油地球化學特征及油源分析[J].高校地質學報,2009,15(03):380-386.

[15]任戰利,李文厚,梁宇,等.鄂爾多斯盆地東南部延長組致密油成藏條件及主控因素[J].石油與天然氣地質,2014,35(2):190-198.

[16]鄧南濤,張枝煥,任來義,等.鄂爾多斯盆地南部延長組烴源巖生物標志物特征及生烴潛力分析[J].礦物巖石地球化學通報,2014,33(03):317-325.

[17]陳建平,孫永革,鐘寧寧,等.地質條件下湖相烴源巖生排烴效率與模式[J].地質學報,2014,88(11):2005-2032.

[18]鄧南濤,張枝煥,鮑志東,等.鄂爾多斯盆地南部延長組有效烴源巖地球化學特征及其識別標志[J].中國石油大學學報(自然科學版),2013,37(02):135-145.

[19]白玉彬,羅靜蘭,郝孝榮,等.鄂爾多斯盆地蟠龍油田延長組烴源巖地球化學特征[J].地質科技情報,2013,32(04):19-24.

編輯：趙川喜

文章編號：1673-8217(2016)03-0060-05

收稿日期：2016-01-15

作者簡介：郭強，工程師，1981年生， 2009年畢業于西北大學地球探測與信息技術專業，現從事油氣地質工作。

中圖分類號：TE112.1115

文獻標識碼：A