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准噶尔盆地风城地区稠油特征及其成因探讨

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准噶尔盆地 地区 特征 及其 成因 探讨
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第 15卷 第 2期2008年 4月特 种 油 气 藏 il 008收 稿 日 期 : 2007 - 12 - 27;改 回 日 期 : 2008 - 02 - 20作 者 简 介 :霍 进 (1967 - ) ,男 ,高 级 工 程 师 ,本 刊 编 委 , 1990年 毕 业 于 西 南 石 油 学 院 石 油 地 质 专 业 , 2005年 获 西 南 石 油 大 学 石 油 与 天 然 气 工 程 专 业 博 士 学位 ,现 从 事 油 气 田 开 发 研 究 工 作 。文 章 编 号 : 1006 - 6535 (2008) 02 - 0025 - 03准 噶 尔 盆 地 风 城 地 区 稠 油 特 征 及 其 成 因 探 讨霍   进 1 ,吴 运 强 1 ,赵 增 义 1 ,李 爱 军 2 ,丁 湘 华 1(11中 油 新 疆 油 田 分 公 司 ,新 疆   克 拉 玛 依   834000; 21新 疆 石 油 学 院 ,新 疆   乌 鲁 木 齐   830000)摘 要 :对 准 噶 尔 盆 地 风 城 地 区 稠 油 物 性 特 征 及 地 球 化 学 特 征 分 析 研 究 认 为 ,该 区 稠 油 具 有 粘 度高 、 密 度 大 、 胶 质 含 量 高 等 特 征 ,原 油 物 性 随 着 埋 藏 深 度 的 增 加 逐 渐 变 好 ,侏 罗 系 八 道 湾 组 原 油的 物 性 好 于 侏 罗 系 齐 古 组 。 从 生 物 降 解 作 用 、 氧 化 作 用 、 水 洗 作 用 等 次 生 变 化 作 用 对 该 区 稠 油成 因 进 行 了 探 讨 ,对 该 区 进 行 下 一 步 勘 探 开 发 具 有 一 定 的 指 导 意 义 。关 键 词 :稠 油 特 征 ;生 物 降 解 ;氧 化 作 用 ;水 洗 作 用 ;成 因 ;风 城 地 区 ;准 噶 尔 盆 地 ;风 城 油 田中 图 分 类 号 :   文 献 标 识 码 : 言风 城 油 田 位 于 准 噶 尔 盆 地 西 北 缘 北 端 ,北 界 为哈 拉 阿 拉 特 山 ,东 邻 夏 子 街 油 田 ,西 为 乌 尔 禾 油 田 ,南 邻 玛 湖 凹 陷 。 该 区 地 层 自 下 而 上 依 次 为 石 炭 系 、二 叠 系 、 三 叠 系 、 侏 罗 系 八 道 湾 组 、 三 工 河 组 、 侏 罗系 齐 古 组 和 白 垩 系 吐 谷 鲁 群 。 侏 罗 系 与 上 覆 和 下伏 地 层 均 呈 角 度 不 整 合 接 触 ,侏 罗 系 上 统 和 下 统 之间 也 呈 角 度 不 整 合 接 触 。 二 叠 系 风 城 组 凝 灰 岩 和泥 岩 是 该 区 的 主 要 烃 源 岩 ,侏 罗 系 齐 古 组 泥 岩 和 白垩 系 吐 谷 鲁 群 泥 岩 是 该 区 的 区 域 盖 层 。 该 区 油 藏主 要 有 侏 罗 系 齐 古 组 油 藏 和 侏 罗 系 八 道 湾 组 油 藏 ,油 源 主 要 来 源 于 玛 湖 凹 陷 风 城 组 烃 源 岩 。 玛 湖 凹陷 风 城 组 烃 源 岩 在 晚 二 叠 世 末 期 进 入 生 烃 门 限 ,在三 叠 纪 进 入 生 烃 高 峰 ,晚 侏 罗 纪 至 早 白 垩 纪 是 本 区油 气 运 移 的 关 键 时 刻 (王 绪 龙 等 , 2000)。 研 究 区所 发 现 的 油 气 资 源 主 要 是 稠 油 ,属 于 成 熟 原 油 。1  稠 油 特 征111  物 性 特 征风 城 地 区 原 油 总 体 表 现 为 “ 四 高 两 低 ” 的 特 点 ,即 密 度 、 粘 度 、 凝 固 点 和 胶 质 含 量 高 ,而 沥 青 质 含 量和 硫 含 量 低 。 侏 罗 系 齐 古 组 原 油 密 度 、 粘 度 要 高 于侏 罗 系 八 道 湾 组 ,原 油 物 性 总 体 上 随 埋 藏 深 度 增 加而 逐 渐 变 好 。 其 各 层 系 物 性 分 布 特 征 为 :侏 罗 系 齐古 组 齐 三 段 原 油 粘 度 最 高 ,其 值 为 81 125~ 503 000s,密 度 也 最 高 ,其 值 大 于 01969 g/平 面 上在 重 43井 南 断 裂 以 南 的 风 重 001井 粘 度 最 高 ,从西 北 方 向 的 风 重 016井 — 风 重 015井 — 东 南 方 向的 风 重 010井 原 油 密 度 及 粘 度 呈 下 降 趋 势 。 侏 罗系 齐 古 组 齐 二 段 原 油 密 度 、 粘 度 较 齐 三 段 小 ,其 中风 重 006井 的 密 度 ( 01972 9 g/和 粘 度 最 高(185 000 s) ,原 油 密 度 、 粘 度 由 该 井 区 向 北西 和 东 南 方 向 呈 减 小 趋 势 。 侏 罗 系 八 道 湾 组 原 油密 度 及 粘 度 总 体 上 较 齐 古 组 低 ,原 油 最 高 粘 度 为124 000 s,密 度 最 高 为 01984 1 g/12  地 球 化 学 特 征风 城 地 区 稠 油 的 族 组 分 组 成 中 ,饱 和 烃 含 量低 ,其 含 量 小 于 45% ,非 烃 +沥 青 质 含 量 较 高 ,其含 量 为 24% ~ 36%。 统 计 数 据 资 料 表 明 该 区 原 油粘 度 与 非 烃 和 沥 青 质 含 量 呈 正 相 关 关 系 ,原 油 密 度随 非 烃 和 沥 青 质 含 量 增 大 而 增 大 ,特 别 是 与 非 烃 含量 变 化 更 为 明 显 。风 城 地 区 重 001、 重 3、 重 15等 井 的 稠 油 饱 和烃 色 谱 中 正 构 烷 烃 分 布 不 完 整 ,重 26、 重 30、 重 58等 井 的 正 构 烷 烃 消 耗 殆 尽 ,姥 姣 烷 和 植 烷 也 部 分 缺失 。 重 25、 重 30、 重 58、 风 重 015等 井 稠 油 中 均 未发 现 β 胡 萝 卜 烷 ,且 伽 马 蜡 烷 发 生 降 解 ,而 藿 烷 及  26    特 种 油 气 藏 第 15卷  甾 烷 系 列 化 合 物 均 遭 受 不 同 程 度 的 降 解 ,表 明 原 油遭 受 较 为 严 重 的 生 物 降 解 作 用 [ 1, 2 ]。2  稠 油 成 因 探 讨稠 油 可 分 为 原 生 型 和 次 生 型 2种 类 型 [ 3 ]。 原生 型 稠 油 是 指 有 机 质 在 热 演 化 过 程 中 所 生 成 的未 — 低 成 熟 油 ,而 次 生 型 稠 油 则 是 指 原 油 经 次 生 变化 而 形 成 的 ,原 油 的 运 移 到 聚 集 成 藏 以 及 成 藏 之 后的 各 个 阶 段 均 可 发 生 次 生 变 化 作 用 。 稠 油 多 数 情况 下 是 在 大 气 降 水 下 渗 引 发 的 水 洗 作 用 、 生 物 降 解作 用 和 氧 化 作 用 等 地 质 过 程 综 合 作 用 下 ,原 油 的 正构 烷 烃 被 消 耗 殆 尽 ,而 支 链 烷 烃 和 含 O、 N、 环 状 烃 类 大 规 模 富 集 ,其 密 度 和 粘 度 升 高 而 形 成的 [ 4 ]。 油 气 源 对 比 表 明 风 城 地 区 稠 油 为 成 熟 油 ,因此 该 区 稠 油 不 是 原 生 型 稠 油 ,而 主 要 是 次 生 型 稠油 。 胡 见 义 等 将 我 国 东 部 重 质 稠 油 按 地 质 成 因 分为 风 化 剥 蚀 、 边 缘 氧 化 、 次 生 运 移 和 底 水 稠 变 4种成 因 类 型 [ 5 ]。 它 们 的 形 成 主 要 与 后 期 构 造 运 动 和断 裂 活 动 有 关 ,因 此 多 分 布 在 盆 地 或 断 陷 边 缘 斜 坡带 及 盆 地 内 部 后 期 抬 升 断 裂 构 造 带 。 风 城 地 区 具有 形 成 重 质 稠 油 藏 的 地 质 条 件 ,重 质 稠 油 以 次 生 型为 主 ,其 形 成 受 控 于 以 下 地 质 因 素 。211  生 物 降 解生 物 在 温 度 低 于 100℃ 时 均 能 存 在 ,因 此 生 物降 解 是 广 泛 存 在 的 地 质 作 用 过 程 [ 4 ]。 生 物 降 解 作用 是 指 微 生 物 选 择 性 消 耗 原 油 中 的 组 分 ,风 城 地 区原 油 饱 和 烃 色 谱 中 正 构 烷 烃 基 本 或 全 部 消 失 ,部 分原 油 未 发 现 β 胡 萝 卜 烷 ,且 伽 马 蜡 烷 、 部 分 藿 烷 及甾 烷 发 生 降 解 ,表 明 该 区 原 油 遭 受 强 烈 的 生 物 降 解作 用 。 风 城 地 区 生 物 降 解 作 用 造 成 原 油 性 质 变 化主 要 表 现 在 以 下 几 个 方 面 。(1) 随 着 原 油 生 物 降 解 程 度 增 加 ,原 油 密 度 、粘 度 和 胶 质 含 量 增 大 ,这 主 要 是 由 于 细 菌 选 择 性 地消 耗 了 低 碳 组 分 ,造 成 高 碳 组 分 富 集 的 结 果 [ 6 ]。 如在 平 面 上 侏 罗 系 齐 古 组 齐 三 段 从 风 重 010井 — 风重 015井 — 风 重 016井 的 斜 坡 带 生 物 降 解 程 度 由弱 到 强 ,原 油 物 性 由 好 到 差 。(2) 生 物 降 解 作 用 降 低 原 油 含 蜡 量 ,这 是 由 于生 物 破 坏 了 原 油 中 蜡 质 成 分 。 如 邻 近 地 区 来 源 于风 城 组 烃 源 岩 的 正 常 原 油 ,其 含 蜡 量 一 般 为 5% ~7% ,而 该 区 原 油 的 含 蜡 量 较 低 ,其 值 小 于 2%。(3) 随 原 油 降 解 程 度 增 加 ,原 油 在 化 学 组 成 上产 生 一 系 列 变 化 ,原 油 中 烃 类 化 合 物 损 失 消 耗 演 变顺 序 (即 原 油 饱 和 烃 抗 生 物 降 解 顺 序 )为 :正 构 烷烃 、 类 异 戊 二 烯 烷 烃 、 二 环 倍 半 萜 、 规 则 甾 烷 、 25 烷 、 25, 30 - 二 降 藿 烷 、 17α (H ) - 22, 29, 30三降 藿 烷 ( 伽 马 蜡 烷 [ 7~ 10 ]。 生 物 降 解 强 度 在 平面 及 纵 向 上 表 现 出 了 一 定 的 规 律 ,并 且 在 断 裂 的 分布 区 ,生 物 降 解 强 度 增 强 。212  氧 化 作 用地 壳 中 石 油 一 般 遵 循 自 生 油 中 心 垂 直 地 层 等高 线 向 盆 地 或 凹 陷 边 缘 运 移 的 地 质 规 律 ,其 主 要 移动 方 向 明 显 受 区 域 构 造 背 景 控 制 。 一 般 情 况 下 ,位于 凹 陷 附 近 的 隆 起 带 及 斜 坡 带 常 成 为 油 气 运 移 的主 要 指 向 ,尤 以 中 长 期 继 承 性 的 隆 起 最 为 有 利 。 风城 地 区 是 邻 近 玛 湖 凹 陷 西 部 的 南 倾 单 斜 ,该 单 斜 形成 时 间 早 于 风 城 组 生 油 岩 大 量 排 烃 时 间 ,处 于 极 其有 利 的 油 气 聚 集 区 ,油 气 在 运 移 过 程 中 氧 化 作 用 占主 导 地 位 ,从 而 形 成 侏 罗 系 齐 古 组 齐 三 段 在 平 面 上由 生 油 中 心 到 斜 坡 带 ,原 油 物 性 呈 现 由 好 变 差 的 成油 序 列 。213  水 洗 作 用水 洗 作 用 会 使 原 油 稠 化 。 风 城 地 区 侏 罗 系 齐古 组 底 部 构 造 为 南 倾 的 单 斜 ,但 构 造 低 部 位 的 重43井 — 重 13井 一 带 原 油 最 稠 ,向 两 侧 密 度 渐 趋 减小 。 这 一 分 布 规 律 可 能 与 地 层 水 活 动 有 关 。 该 区取 心 及 试 油 资 料 证 实 齐 古 组 主 力 油 层 砂 层 组 在 重43井 — 重 13井 — 重 55井 一 带 为 含 水 层 [ 11 ] ,这 一含 水 带 正 好 与 最 稠 原 油 分 布 带 吻 合 。 侏 罗 系 齐 古组 油 藏 形 成 后 ,由 于 断 裂 等 与 大 气 连 通 的 底 水 或 边水 通 过 油 水 界 面 对 原 油 性 质 产 生 影 响 ,含 烃 未 饱 和的 地 层 水 沿 油 水 界 面 运 移 ,有 选 择 性 地 吸 收 并 带 走可 溶 烃 ,使 原 油 被 水 洗 而 稠 变 ,密 度 加 大 。3  原 油 稠 变 阶 段原 油 稠 变 往 往 发 生 在 运 移 和 成 藏 后 2个 阶 段 。风 城 地 区 稠 油 的 形 成 是 2个 阶 段 稠 变 作 用 的 共 同结 果 ,侏 罗 系 稠 油 主 要 是 在 运 移 阶 段 完 成 了 稠 变 ,稠 油 油 藏 形 成 后 ,印 支 期 形 成 的 油 藏 遭 受 破 坏 ,油气 沿 断 裂 和 不 整 合 面 发 生 再 次 运 移 [ 9 ] ,由 于 再 次运 移 的 指 向 为 推 覆 体 上 盘 高 断 块 以 及 上 覆 的 超 覆  第 2期 霍   进 等 :准 噶 尔 盆 地 风 城 地 区 稠 油 特 征 及 其 成 因 探 讨 27     地 层 ,由 于 埋 藏 较 浅 ,温 度 、 压 力 较 低 ,系 统 开 启 后 ,气 体 或 轻 质 组 分 不 断 发 生 挥 发 扩 散 ,使 运 移 距 离 愈长 的 原 油 越 来 越 稠 ,从 而 形 成 侏 罗 系 稠 油 沿 构 造 分布 的 格 局 。 之 后 局 部 地 区 构 造 运 动 强 烈 ,使 侏 罗 系内 部 泥 质 隔 层 遭 受 了 剥 蚀 ,已 经 历 过 运 移 阶 段 稠 变的 原 油 又 经 历 了 成 藏 后 的 再 次 稠 变 ,使 稠 油 性 质 愈加 黏 稠 ,并 且 改 变 了 稠 油 沿 构 造 分 布 的 格 局 。4  结   论(1) 风 城 地 区 稠 油 具 有 密 度 、 粘 度 、 凝 固 点 和胶 质 含 量 高 ,而 沥 青 质 含 量 和 硫 含 量 低 的 特 征 。(2) 风 城 地 区 稠 油 族 组 分 中 饱 和 烃 、 芳 烃 含 量低 ,非 烃 +沥 青 质 含 量 相 对 较 高 ,其 中 饱 和 烃 含 量为 30% ~ 45% ,芳 烃 含 量 为 16% ~ 26% ,非 烃 +沥青 质 含 量 为 24% ~ 36%。(3) 以 生 物 降 解 作 用 、 氧 化 作 用 、 水 洗 作 用 为主 的 次 生 变 化 是 原 油 密 度 变 大 、 变 稠 的 根 本 原 因 。(4) 风 城 地 区 稠 油 是 运 移 阶 段 和 成 藏 后 稠 变作 用 的 结 果 。参 考 文 献 :[ 1 ] 蒋 助 生 1克 拉 玛 依 原 油 的 类 胡 萝 卜 烷 及 其 地 球 化 学 特征 [ J ]1石 油 与 天 然 气 地 质 , 1983, 4 (2) : 151~ 1581[ 2 ] 马 安 来 ,张 水 昌 ,张 大 江 ,等 1生 物 降 解 原 油 地 球 化 学研 究 新 进 展 [ J ] 1地 球 科 学 进 展 , 2005, 20 ( 4) : 449~4541[ 3 ] 窦 立 荣 ,徐 树 宝 ,祝 玉 衡 ,等 1二 连 盆 地 重 质 稠 油 藏 成因 及 地 化 特 征 [ J ]1石 油 学 报 , 1995, 16 (2) : 1~ 61[ 4 ] 向 才 富 ,陆 友 明 ,李 军 虹 1松 辽 盆 地 西 部 斜 坡 带 稠 油 特征 及 其 成 因 探 讨 [ J ] 1地 质 学 报 , 2007, 81 ( 2) : 255~2591[ 5 ] 胡 见 义 ,徐 树 宝 ,程 克 明 1中 国 重 质 油 藏 的 地 质 和 地 球化 学 成 因 [ J ]1石 油 学 报 , 1989, 10 (1) : 1~ 111[ 6 ] 常 俊 合 ,黄 元 湖 ,李 琚 州 1达 尔 其 油 田 稠 油 生 物 降 解 有机 地 化 特 征 [ J ]1特 种 油 气 藏 , 1998, 5 (3) : 8~ 111[ 7 ] 张 大 江 ,黄 第 潘 ,李 普 超 1克 拉 玛 依 原 油 的 生 物 降 解[ J ]1石 油 勘 探 与 开 发 , 1987, 14 (4) : 11~ 191[ 8 ] 牛 嘉 玉 ,翁 维 瑾 ,徐 树 宝 1辽 河 西 部 斜 坡 区 稠 油 成 因 的分 析 [ J ]1石 油 学 报 , 1990, 11 (4) : 17~ 231[ 9 ] 杨 瑞 麒 ,过 洪 波 1准 噶 尔 盆 地 西 北 缘 稠 油 油 藏 地 质 特征 及 成 因 分 析 [ J ] 1新 疆 石 油 地 质 , 1989, 10 ( 1) : 55~601[ 10 ] 苏 传 国 1吐 哈 盆 地 鲁 克 沁 构 造 带 稠 油 降 解 特 征 及 稠变 机 制 [ J ]1特 种 油 气 藏 , 2004, 11 (2) : 1~ 51[ 11 ] 王 屿 涛 ,蒋 少 斌 1准 噶 尔 盆 地 西 北 缘 稠 油 分 布 的 地 质规 律 及 成 因 探 讨 [ J ]1石 油 勘 探 与 开 发 , 1998, 25 (5) :18~ 211编 辑   许 廷 生(上 接 第 21页 )致 密 成 岩 相 ,压 实 作 用 和 自 生 矿 物的 充 填 作 用 是 孔 隙 度 降 低 的 主 要 原 因 。参 考 文 献 :[ 1 ] 王 圣 柱 ,金 强 ,田 义 民 1东 营 凹 陷 胜 坨 地 区 油 源 及 其 成藏 特 征 研 究 [ J ]1特 种 油 气 藏 , 2005, 12 (4) : 24~ 271[ 2 ] 张 琴 ,朱 筱 敏 ,钟 大 康 ,等 1山 东 东 营 凹 陷 古 近 系 碎 屑岩 储 层 特 征 及 控 制 因 素 [ J ]1古 地 理 学 报 , 2004, 6 (4) :493~ 5021[ 3 ] 刘 林 玉 ,柳 益 群 ,陈 刚 1吐 鲁 番 坳 陷 中 — 上 侏 罗 统 碎 屑岩 中 的 自 生 粘 土 矿 物 特 征 及 其 成 岩 意 义 [ J ] 1岩 石 学报 , 1998, 14 (2) : 258~ 2681[ 4 ] , D i, H, et An le L J ]1 2002, 86 (9) : 1573~ 5 ] , 1J ] 1 2000, 84 ( 8 ) :1173~ 11841[ 6 ] 宫 秀 梅 ,曾 溅 辉 ,金 之 钧 1渤 南 洼 陷 深 层 (沙 三 — 沙 四段 )原 油 — 水 — 岩 石 相 互 作 用 模 拟 实 验 研 究 [ J ]1沉 积学 报 , 2005, 23 (3) : 420~ 4281[ 7 ] 吴 富 强 , 鲜 学 福 , 李 后 蜀 , 等 1胜 利 油 区 渤 南 洼 陷 沙四 上 亚 段 深 部 储 层 形 成 机 理 [ J ] 1石 油 学 报 , 2003,24 (1) : 44~ 481[ 8 ] A 1 et of p up J ]12000, 84 (7) : 1015~ 10401[ 9 ] 张 金 亮 1东 濮 凹 陷 桥 口 地 区 沙 三 段 碎 屑 岩 成 岩 作 用 与储 层 特 征 [ J ]1矿 物 岩 石 , 1990, 10 (1) : 35~ 421[ 10 ] 张 金 亮 ,杜 桂 林 1塔 中 地 区 志 留 系 沥 青 砂 岩 成 岩 作 用及 其 对 储 层 性 质 的 影 响 [ J ]1矿 物 岩 石 , 2006, 26 (3) :85~ 931编 辑   许 廷 生2. S 10500, on of by ic in of of on of in m o il in d a L IA i - D . X om X 34000, . X U X 30000, of of p of as th p is of in is in of in se of o il/ga s s r in sa te wa en ta l X 1 om X 41000, . S 10500, In or p as p p of of in - of to ic is of to p of se ic a ir L L i - u - . J 34023, . om X 41000, O il is ic s to p ic as on p ic in of D p p of p ic p im en of of s3 m em p 2 , Q . B 02249, . D 57061, . dm 62460, in s3 of on a of to of ic p p of p of of of p s3 p on pa in s3 of om S D 57015, of in s3 of of m of of
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