吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油藏原油性质影响因素

彭永灿，李映艳，马辉树，杨　琨，刘　建，陈迎晓

（中国石油新疆油田分公司a.勘探开发研究院；b.开发公司；c.风城作业区；d.金戈壁公司，新疆克拉玛依834000）

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油藏原油性质影响因素

彭永灿a，李映艳a，马辉树a，杨琨b，刘建c，陈迎晓d

（中国石油新疆油田分公司a.勘探开发研究院；b.开发公司；c.风城作业区；d.金戈壁公司，新疆克拉玛依834000）

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油藏为源储一体的近源油藏，纵向上发育2套甜点体，相隔约100 m，储集层皆为咸化湖相沉积，但其原油性质差异较大，埋藏深的下甜点体原油比埋藏浅的上甜点体原油稠。针对这种原油性质分布反常的特点，从烃源岩母质类型、油源、烃源岩热演化程度、原油生物降解4个方面进行分析，揭示了研究区原油偏稠以及原油性质差异性分布的原因。

准噶尔盆地；吉木萨尔凹陷；芦草沟组；致密油藏；烃源岩；热演化；生物降解

吉木萨尔凹陷位于准噶尔盆地东部隆起，面积1 278 km（2图1）。芦草沟组在全凹陷自下而上可划分为芦草沟组一段（P2l1）和芦草沟组二段（P2l2），进一步划分为4个层组（和）。芦草沟组致密油藏平面上遍及整个吉木萨尔凹陷，纵向上发育上、下2个甜点体，上甜点体位于P2l22层组，岩性以灰色砂屑白云岩、长石岩屑粉砂岩、白云屑砂岩为主，夹灰色泥岩、白云质泥岩；下甜点体位于层组，岩性主要为灰色（含）白云质粉砂岩，夹灰色泥岩或灰色（含）白云质粉砂岩、泥质粉砂岩和灰色泥岩。

图1　吉木萨尔凹陷构造位置

样品分析资料表明，上甜点体平均地面原油密度为0.888 g/cm3，50℃原油平均黏度为73.45 mPa·s，平均凝固点为24.84℃，属于具较高凝固点的中质原油；下甜点体平均地面原油密度为0.918 g/cm3，50℃原油平均黏度为300.56 mPa·s，凝固点平均为8.70℃，属于中质原油。总体来看，上、下甜点体原油性质相差较大，油质均偏重，且原油黏度和密度并未随着埋深的增加而降低，反而呈现增大的趋势。针对上述特征，本文对吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油藏上、下甜点体原油性质的影响因素展开系统分析。

1　影响原油性质的因素

1.1油源

生物标志化合物是指存在于地壳和大气圈中，分子结构与特定天然产物之间有明确联系或与特定生物类别的分子结构之间有相关性的天然有机化合物［1-3］，包括类异戊二烯烃类、C-蜡烷、甾类等，是油源对比分析时最常用的标志物。吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油藏上甜点体原油抽提物中，正构烷烃呈单峰型，主峰碳主要为nC23，姥植比大于1.0，β-胡萝卜烷和γ-蜡烷含量低，规则甾烷ααα20RC27，ααα20RC28，ααα20RC29分布特征不同，甜点体与其邻近的泥岩段的规则甾烷ααα20RC27，ααα20RC28，ααα20RC29分布特征相同，均呈“厂”字形分布，而其下部的大段泥岩规则甾烷ααα20RC27，ααα20RC28、ααα20RC29均呈“ ”型分布，与甜点体明显不同（图2），说明储集层中的原油主要来自邻近或与其紧密接触的烃源岩中。这种近距离运移的油气富集，导致原油中的大分子组分并未在运移的过程中发生分选，而是依然保存在原油中，从而使得油质偏重。

图2　吉174井上甜点体生物标志化合物特征

1.2烃源岩母质类型

干酪根显微组分包括腐泥组、壳质组、镜质组、惰质组4种，其中腐泥组又可分为藻质体和无定形体2类［4］。据研究区干酪根实验分析数据，干酪根类型以腐泥组的藻质体和无定形体为主，其次为镜质组和壳质组，惰质组含量最低（图3）。而生烃母质以藻质体、无定形体为主的有机质类型，生成的原油明显偏重。下甜点体烃源岩母质中的藻质体、无定形体更加丰富，所以生成的原油相应更重，这一认识解释了下甜点体较上甜点体埋深大，但其原油反而更重的原因。

图3　吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油干酪根显微组分含量

1.3烃源岩热演化程度

有机质热演化实质是由埋藏作用导致的，是在持续一定时间的特定温度、压力条件下，有机质化学结构改组与化学成分变化的一个地质过程［5-7］。镜质体反射率作为划分烃源岩演化阶段的一个指标，适用于古生代以来镜质组普遍发育的沉积岩演化阶段的划分。吉木萨尔凹陷二叠系沉积环境为陆相湖盆，原油是自生自储的，因此可将镜质体反射率作为其有机质演化的可靠指标之一。据文献［8］的烃源岩评价参数，吉木萨尔凹陷芦草沟组烃源岩实测镜质体反射率为0.78%～0.95%，成熟有机质（镜质体反射率大于0.90%）的样品占23.19%，低成熟有机质样品占76.81%（图4）。因此，芦草沟组烃源岩多为低熟烃源岩，所产原油为低熟原油。

岩石热解法评价烃源岩成熟度一般用热解峰温作为主要指标［9-10］，吉木萨尔凹陷芦草沟组绝大多数烃源岩样品的热解峰温为440～455℃（图5）。综合分析，芦草沟组烃源岩现今仍处于低—中等成熟演化阶段，生成的原油以中质原油为主。

芦草沟组沉积于近还原环境的湖泊（图6），决定了其有机质类型较好、丰度较高。从有机质成熟度对原油性质的影响来看，芦草沟组二段原油为成熟油，好于芦草沟组一段，芦草沟组一段有未熟有机质（图7），也从另一个方面说明了下部原油黏度大、密度高的原因。

图4　吉木萨尔凹陷芦草沟组烃源岩镜质体反射率分布特征

图5　吉木萨尔凹陷芦草沟组烃源岩热解峰温分布

图6　吉174井芦草沟组原油姥植比分布

图7　吉174井芦草沟组原油奇偶碳优势分布

1.4原油生物降解

生物降解作用是原油的一种重要的蚀变作用，油藏内烃类物质在微生物的作用下，原油中轻烃组分逐渐减少，重烃组分相对增加，最终形成重质原油［11］。在大多数情况下，生物降解作用是造成原油变稠的最主要原因。生物降解程度严重的原油正构烷烃损失严重，这种原油一般黏度较高，密度大于0.9 g/cm3，属于难开发的重质稠油。而生物降解程度比较轻的原油，其轻质组分和正构烷烃保存较好，这类原油的黏度一般较低，密度小于0.9 g/cm3，比较有利于开发。

生物标志物抗生物降解能力一般按下列顺序增强：正构烷烃 类异戊二烯烷烃 甾烷 藿烷/重排甾烷 芳构化甾烃 卟啉［12］。吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油原油全烃色谱图显示（图8），最易发生生物降解作用的正构烷烃组分在上、下甜点体原油中均分布完整，基本没有发生生物降解作用，说明生物降解作用不是导致研究区致密油藏油质偏重的因素。

2　结论

（1）吉木萨尔凹陷芦草沟组油藏为一典型的咸化湖相致密油藏，原油总体表现为偏重的中质原油。

（2）芦草沟组致密油藏原油性质偏重的原因，并非生物降解作用所致，主要是由低—中等的热演化程度、藻质体和无定形体为主的烃源岩母质类型及源储一体近距离运移的成藏模式造成的。

（3）随着埋深的增加，下甜点体的原油黏度和密度反而较上甜点体偏高，主要是由于下甜点体烃源岩母质中藻质体和无定形体含量较上甜点体高。

图8　吉木萨尔凹陷芦草沟组原油全烃色谱

［1］段毅，周世新.塔里木盆地石炭系烃源岩热模拟试验研究［J］.石油与天然气地质，2001，22（1）：13-16.

Duan Yi，Zhou Shixin.Study on thermal simulation of Carbonifer⁃ous source rocks in Tarim basin［J］.Oil&Gas Geology，2001，22（1）：13-16.

［2］周树青，黄海平，林畅松，等.生物标志化合物、早期生命和古环境［J］.地质评论，2007，53（3）：389-396.

Zhou Shuqing，Huang Haiping，Lin Changsong，et al.Biomarker，earlier life and the concurrent environment［J］.Geological Review，2007，53（3）：389-396.

［3］聂志阳，黄清华，席党鹏，等.松辽盆地松科1井烃源岩生物标志化合物特征［J］.地学前缘，2014，21（2）：265-274.

Nie Zhiyang，Huang Qinghua，Xi Dangpeng，et al.Biomarker char⁃acteristics of source rocks in well SKI in Songliao basin［J］.Erath Science Frontiers，2014，21（2）：265-274.

［4］曹庆英.透射光下干酪根显微组分鉴定及类型划分［J］.石油勘探与开发，1985，12（5）：14-23.

Cao Qingying.Identification of microcomponents and types of kero⁃gen under transmitted light［J］.Petroleum Exploration and Develop⁃ment，1985，12（5）：14-23.

［5］郝芳，蒋建群，邹华耀，等.超压对有机质热演化的差异抑制作用及层次［J］.中国科学：地球科学，2004，34（5）：443-451.

Hao Fang，Jiang Jianqun，Zou Huayao，et al.The difference inhibi⁃tion and levels of the thermal evolution with overpressure［J］.Sci⁃ence China：Earth Sciences，2004，34（5）：443-451.

［6］王东晔.东濮凹陷北部深层异常高压形成机理及对有机质热演化的抑制作用［J］.油气地质与采收率，2013，20（3）：33-37.

Wang Dongye.Forming mechanism of deep overpressure and its in⁃hibitory effect on the thermal evolution of organic matter in the north part of Dongpu depression［J］.Petroleum Geology and Recovery Ef⁃ficiency，2013，20（3）：33-37.

［7］卢龙飞，蔡进功，刘文汇，等.泥质烃源岩中粘土矿物结合有机质热演化的红外放射光谱研究［J］.石油实验地质，2012，34（2）：215-222.

Lu Longfei，Cai Jingong，Liu Wenhui，et al.Infra⁃red emission spectroscopy study of thermal evolution of organic matter bound by clay minerals in muddy hydrocarbon source rocks［J］.Petroleum Ge⁃ology&Experiment，2012，34（2）：215-222.

［8］Baskin D K.利用干酪根H/C比评价烃源岩热成熟度与生烃潜力［J］.天然气地球科学，2002，13（5-6）：41-49.

Baskin D K.Assessment of thermal maturity history of source rocks and hydrocarbon generation potential by using kerogen H/C ratio［J］.Natural Gas Geoscience，2002，13（5-6）：41-49.

［9］沈忠民，魏金花，朱宏权，等.川西坳陷煤系烃源岩成熟度特征及成熟度指标对比研究［J］.矿物岩石，2009，29（4）：83-88.

Shen Zhongmin，Wei Jinhua，Zhu Hongquan，et al.Comparative research on maturity feature and maturity indicator of coal source rock from west Sichuan basin depression［J］.Journal of Mineralogy and Petrology，2009，29（4）：83-88.

［10］魏志彬，张大江，张传禄，等.甲基二苯噻吩分布指数（MDBI）作为烃源岩成熟度标尺的探讨［J］.地球化学，2001，30（3）：242-247.

Wei Zhibin，Zhang Dajiang，Zhang Chuanlu，et al.Methyldiben⁃zothiopthenes distribution index as a tool for maturity assessments of source rocks［J］.Geochimica，2001，30（3）：242-247.

［11］马安来，张水昌，张大江，等.生物降解原油地球化学研究进展［J］.地球科学进展，2005，20（4）：449-454.

Ma Anlai，Zhang Shuichang，Zhang Dajiang，et al.The advances in the geochemistry of the biodegraded oil［J］.Advances in Earth Science，2005，20（4）：449-454.

［12］倪春华，包建平，王鹏辉，等.生物降解原油的油源对比研究新进展［J］.新疆石油地质，2005，26（6）：711-714.

Ni Chunhua，Bao Jianping，Wang Penghui，et al.Novel progress on source correlation of biodegradation crude oil［J］.Xinjiang Pe⁃troleum Geology，2005，26（6）：711-714.

Influencing Factors of Crude Oil Properties in Lucaogou Tight Reservoir in Jimsar Sag，Eastern Junggar Basin

PENG Yongcana，LI Yingyana，MA Huishua，YANG Kunb，LIU Jianc，CHEN Yingxiaod
（PetroChinaXinjiangOilfield Company，a.Research Institute of Exploration and Development；b.Development Company；c.Fengcheng Oilfield Operation District；d.Jingebi Company，Karamay，Xinjiang 834000）

The tight reservoir of Lucaogou formation is a near⁃source oil pool with both source and reservoir in Jimsar sag，where there exist two sweet spots being 100 meters apart in the vertical.They belong to saline lacustrine deposits with big difference of fluid property.The crude oil in the lower sweet spot is much heavier than that in the upper one.Focusing on this feature of unusual distribution in crude oil property，this paper analyzed their kerogen type，oil source，source rocks’thermal evolution and oil biodegradation，and reveals the reasons for the partial thick crude oil and differential distribution in this area.

Junggar basin；Jimsar sag；Lucaogou formation；tight reservoir；source rock；thermal evolution；biodegradation

TE112.43

A

1001-3873（2015）06-0656-04

10.7657/XJPG20150605

2015-06-15

2015-09-16

国家973项目（2015CB250906）

彭永灿（1968-），男，湖南怀化人，高级工程师，博士，油气田开发，（Tel）0990-6867831（E-mail）pyongcan@petrochina.com.cn.