遼河西部凹陷雷家-高升地區原油物性特征及影響因素

周曉龍

(中國石油遼河油田分公司勘探開發研究院,遼寧盤錦 124000)

遼河西部凹陷雷家-高升地區原油物性特征及影響因素

周曉龍

(中國石油遼河油田分公司勘探開發研究院,遼寧盤錦 124000)

根據原油物性資料和相關地質背景，將遼河西部凹陷雷家-高升地區原油劃分為超重油、重質油、中質油和輕質油四種類型，研究區主要生成低熟油，質重較稠，隨著埋藏深度的增加，原油物性有變好的趨勢；平面上，相對密度由南向北具有由輕變重的趨勢。復雜多變的原油性質受控因素復雜，內因主要為油源差異，包括母巖類型、烴源巖成熟度及其所形成的沉積環境等；外因主要是原油在油氣聚集和后期保存過程中所受到的外部環境對它的次生改造，包括油氣運移、斷層的活動性、次生變化等。

遼河西部凹陷；原油物性；分布規律；影響因素

西部凹陷是遼河坳陷勘探程度較低，油氣資源豐富的地區之一。雷家-高升沙四段碳酸鹽巖油氣藏的多口探井均發現了工業油流，具有較大的勘探潛力，已成為遼河油田增儲上產的主力接替區。油氣藏中原油的物性特征是油氣運移、聚集、保存乃至油氣散失、破壞的綜合反映[1-3]。本文以地質背景為基礎，結合原油物性資料，分析了雷家-高升地區原油性質、分布規律以及主要影響因素，以期對今后該區的勘探開發提供一定的依據。

1 地質背景

雷家-高升地區位于遼寧省盤錦市盤山縣境內，構造位于遼河坳陷西部凹陷中北部(圖1)，勘探程度較低的地區，區內油氣資源豐富，先后發現了沙三段、沙四段、房身泡組及元古界等多套含油氣層系。上報探明儲量1 342×104t，面積20 km2。

沙四段沉積時期為西部凹陷初始裂陷期，湖盆較淺，受高升地區發育的房身泡組巨厚玄武巖形成的水下降帶的遮擋影響，形成以陳家(郎1井以南)為沉積中心的半封閉湖灣和平緩寬闊的濱淺湖環境。由于湖盆水體礦化度高、碎屑物質供應不足，沉積了一套有一定量陸源碎屑注入的湖相碳酸鹽巖，發育高升和杜家臺兩套油層組[4-5]。

2 原油物性特征及分布特點

原油物性主要包括相對密度、黏度、含蠟量、含硫量、凝固點等物化指標。本文主要對相對密度、黏度等相關數據進行統計分析。統計結果顯示，雷家-高升地區的原油物性變化范圍較大，相對密度主要為0.84～0.95，均值為0.89；黏度主要為12.87～729.16 mPa·s，均值為175.04 mPa·s(圖2)。根據原油密度，并結合物性分析資料和相關地質背景，將原油劃分為超重油、重質油、中質油和輕質油，研究區主要以中質油為主，其次為輕質油和重質油。

目前該地區烴源巖的演化階段主要生成低熟油，油質較稠，隨著埋藏深度的增加，原油物性有變好的趨勢；當埋深超過2 700 m后，由于烴源巖進入成熟期，大量生成正常原油，相對密度小于0.9，黏度小于50 mPa·s，以中質油和輕質油為主；而埋深小于2 700 m時，在相同深度上，原油相對密度和黏度變化范圍較大，沒有特定的變化規律。

雷家-高升地區的原油性質在平面上具有一定的分布規律，從全區來說，相對密度由南向北具有由輕變重的趨勢。高升地區的原油相對密度為0.87～0.95，均值為0.91，以稠油為主；雷家地區的原油相對密度為0.84～0.94，均值為0.88；其中雷16井靠近斷裂，受晚期斷層活動的影響，該井附近原油性質比較差；除此之外雷家地區的原油主要以稀油為主(圖3)。

圖1 研究區位置及范圍

圖2 深度與相對密度、黏度的關系

圖3 雷家-高升地區原油相對密度分布

3 原油物性的影響因素

雷家-高升地區原油性質變化較大，這種原油物性的變化是多方面因素共同作用的結果，不僅與區域水文地質條件、構造發展史、沉積特征以及油氣運移等因素有關，還與油氣的聚集和油藏后期的保存條件有著密切的聯系。進一步分析表明：研究區復雜多變的原油性質的受控因素復雜，內因主要為油源差異，包括母巖類型、烴源巖成熟度及其所形成的沉積環境等；外因主要是原油在油氣聚集和后期保存過程中，所受到的外部環境對它的次生改造，包括油氣運移、斷層的活動性、次生變化等。

3.1 油源差異

烴源巖的沉積環境、有機質類型及其演化程度在很大程度上決定了原油的組成及性質。雷家-高升地區主要發育S4上段含灰頁巖和S4下段云質頁巖2套有效烴源巖，由于所形成的沉積環境不同，其地球化學特征也存在一定的差異。S4上端含灰頁巖富有機質，TOC大于4%，ST大于26 mg/g，有機質類型為Ⅰ-Ⅱa型，為很好生油巖；其生標特征：高C28甾，富咸水藻；貧重排甾，碳酸鹽環境；高伽馬蠟烷，表明水體咸，還原性強，是曙光-雷家地區大部分低熟油的主力烴源巖之一。S4下段云質頁巖有機質豐度高，TOC大于4%，高生烴潛力，ST大于20 mg/g，類型為Ⅰ型，為很好生油巖;其生標特征：富含咸水藻，貧黏土，高伽馬蠟烷，咸水還原環境，是雷家-高升低熟原油主要烴源巖。

由于烴源巖不同，其所生成的油氣化學組成也有一定的差異，而物理性質恰恰又是化學組成的另一種體現，因此原油的相對密度和黏度受其族組成的控制。原油相對密度與含蠟量、飽和烴含量、芳香烴含量和膠質及瀝青質含量均有關[6-7]，其中與芳香烴含量、膠質及瀝青質含量呈明顯的正相關關系，與含蠟量、飽和烴含量呈負相關關系(圖4)。

原油黏度與族組成的關系同相對密度相比沒有那么明顯，但整體趨勢基本一致，與含蠟量、飽和烴含量呈負相關關系，與膠質及瀝青質和芳香烴含量呈正相關(圖5)。其中含蠟量與原油黏度的關系最不明顯，低含蠟量的原油黏度普遍較高，而黏度較低時，含蠟量有高有低，有較大的變化范圍，但主要還是集中在中低值。

圖4 原油密度與含蠟量、膠質及瀝青質含量的關系

圖5 原油黏度與含蠟量、膠質及瀝青質含量的關系

3.2 次生變化

受外部環境的影響，油氣在運聚和后期保存的過程中會發生一些次生變化，容易對原油的物理和化學性質產生影響。產生次生變化的原因主要有油氣的運移和油氣的保存條件(生物降解作用、斷層的活動性及封閉性以及地層水的氧化性的差異)。在不同的油藏和不同的時間段，這些影響因素發揮著不同的作用。

3.2.1 生物降解作用

眾所周知，生物降解作用能夠改變原油的分子組成，從而影響原油的物理和化學性質。溫度達到85 ℃以上時，大多數盆地就找不到細菌了，溫度大于100 ℃時，細菌基本上不能存活[8]；因此，淺層油氣藏溫度低，更易發生生物降解作用，對原油物性會有一定程度的影響。

從圖6中可以看出，隨著深度的變淺，原油含蠟量和凝固點都有不同程度的降低。這主要是由于在生物降解的過程中，微生物優先消耗原油中的蠟組分；而原油的凝固點通常與原油中的蠟和高分子正烷烴的含量有關，含量越高，凝固點越高。淺層油藏原油含蠟量和凝固點低，說明生物降解作用消耗了大部分的蠟質和高分子正烷烴；隨著深度的增加，含蠟量和凝固點升高，說明大部分蠟質和高分子正烷烴被保存下來。

圖6 深度與含蠟量、凝固點的關系

3.2.2 油氣保存條件

油藏內原油的性質很大程度上受油藏保存條件的控制，氧化和水洗作用對油藏保存條件的影響最大[8-9]。地層水是油氣運移和聚集的載體，大部分氧化和水洗都離不開地層水的滲入；地層水中溶解的氧氣不僅能夠直接氧化烴類，而且還能為喜氧細菌的存在提供一定條件。油水界面附近原油通常變重變稠，表明地層水對次生氧化作用的重要性，是原油性質的主要影響因素。因此地層水的化學參數能夠很好地反映油藏的保存條件，一般地層水礦化度高的油藏，其保存條件相對較好。雷家-高升地區屬于具有一定自由交替水的半封閉環境，總礦化度為1 521.9～10 323.3 mg/L，平均為4 671.76 mg/L，礦化度總體較高，但遠低于35 000 mg/L的海水礦化度，顯示雷家-高升地區油氣保存條件良好(圖7)。

圖7 黏度與總礦化度的關系

雷家-高升地區斷裂相對發育，除了上述氧化和水洗作用外，斷層的封閉性也是油藏保存條件的影響因素之一。斷層封閉性好，原油很難遭受次生改造，其原油性質相對較好；相反，斷層封閉性差，在斷層附近油藏的輕質組分很容易散失，而且原油很容易受到生物降解和氧化等次生變化的影響，導致原油性質變差。在靠近陳家大斷裂的雷16井附近，其原油性質明顯好于附近相同深度的原油性質(圖3)。

4 結論

雷家-高升地區原油以中質油為主，其原油物性變化范圍較大，隨著深度的增加，原油物性有變好的趨勢。平面上，相對密度由南向北具有由輕變重的趨勢。原油相對密度與含蠟量、飽和烴含量、芳香烴含量和膠質及瀝青質含量均有關。原油黏度與族組成的關系同相對密度相比沒有那么明顯，但整體趨勢基本一致。原油物性的影響因素復雜，其中油源差異、生物降解以及油氣保存條件是影響該區原油物性的主控因素。

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編輯：趙川喜

1673-8217(2017)01-0022-04

2016-07-26

周曉龍，1988年生，2014年畢業于中國石油大學(北京)地質工程專業，現主要從事地質綜合研究工作。

TE125.3

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