冀中凹陷文安油田原油雙環(huán)倍半非均質(zhì)性特征

冀中凹陷文安油田原油雙環(huán)倍半非均質(zhì)性特征

0文安油田油氣勘探的地質(zhì)背景雙環(huán)半載是原油和泉巖中常見的生物化合物。雙環(huán)半載普遍認(rèn)為，在成巖作用的早期，細(xì)菌的一樓官僚在微生物作用下發(fā)生了分解和斷裂，形成了具有官能團(tuán)和雙環(huán)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。在隨后的巖漿巖作用過程中，通過脫官能團(tuán)和重排，形成了各種異構(gòu)體。雖然其成因及地球化學(xué)尚無定論,但其分布特征已廣泛應(yīng)用于油氣勘探研究。文安油田位于霸縣洼槽東部,地處北東向展布、東抬西傾的沉積斜坡南部(圖1),是一個(gè)油氣資源豐富、由不同層系、不同類型油氣藏組成的復(fù)合油氣聚集區(qū)。筆者試圖揭示文安油田原油中雙環(huán)倍半萜在空間分布上的非均質(zhì)性特征變化規(guī)律,并探討非均質(zhì)性特征的地質(zhì)-地球化學(xué)意義。1gc/ms分析本次實(shí)驗(yàn)在文安油田現(xiàn)場采集了12口井原油樣品,樣品取自下第三系沙河街組(Es)、東營組(Ed)、上第三系館陶組(Ng)油藏(表1)。采用原油直接進(jìn)行色譜質(zhì)譜分析技術(shù),即取一定量的原油,用異辛烷溶解,加入標(biāo)樣,用超聲波使其均勻溶解,靜置12h;取上部清液,直接進(jìn)行氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用(GC/MS)定量分析。全油GC/MS定量分析在HP6890/5973MSD上完成;色譜柱為HP-5MS(30m×0.325mm×0.325μm),載氣為氦氣;升溫程序:40℃恒溫2min,然后以4℃/min程序升溫至300℃,再恒溫15min;質(zhì)譜條件:+EI/QIMS,離子源電離能量70eV,質(zhì)量掃描范圍50~550amu,掃描間隔為2s;定量標(biāo)樣為D4-C29膽甾烷、D8-二苯并噻吩,采用多離子檢測。2原油的雙環(huán)半徑和分布2.1雙環(huán)倍半類化合物和微生物的降解原油通過全油GC/MS定量分析,微生物降解作用對雙環(huán)倍半萜的影響并不明顯,即雙環(huán)倍半萜的抗微生物降解能力相對較強(qiáng)。因此,分析樣品中包括微生物降解原油。本次原油樣品中,均檢出了豐富的雙環(huán)倍半萜類化合物(圖2)。據(jù)質(zhì)譜圖的定性,峰A和峰B分別對應(yīng)8β(H)-補(bǔ)身烷的重排異構(gòu)化合物4,4,8,8,9-五甲基十氫化萘和4,4,8,9,9-五甲基十氫化萘,峰C對應(yīng)8β(H)-補(bǔ)身烷,峰J、K分別對應(yīng)C14雙環(huán)倍半萜的兩個(gè)異構(gòu)體,峰H對應(yīng)C16-8β(H)-升補(bǔ)身烷。2.2南、融資塊原油相對較低,存在顯著變化特征從圖2各譜峰的相對豐度(γ)可以看出,文安南區(qū)與文安北區(qū)原油中C14、C15、C16雙環(huán)倍半萜的總體分布特征是γC14<γC15<γC16。雙環(huán)倍半萜的主要差別是文安南區(qū)原油中C14倍半萜化合物J的相對豐度變化較高,而文安北區(qū)原油中較低。另一明顯差別是文安南區(qū)原油中C15重排補(bǔ)身烷化合物A的相對豐度(γA)變化相對最低,而文安北區(qū)原油相對最高。雙環(huán)倍半萜分布特征對于本次分析的所有樣品幾乎沒有例外?；谏鲜鼍哂酗@著變化特征的雙環(huán)倍半萜類化合物,取相應(yīng)的比值參數(shù)來定量描述其變化特征。C14雙環(huán)倍半萜的兩個(gè)異構(gòu)體J與K的相對豐度比值(γJ/γK)參數(shù):文安油田南區(qū)原油高達(dá)3.21~4.94,而文安北區(qū)原油分布為0.96~1.45,北區(qū)明顯低于南區(qū)原油。C14雙環(huán)化合物J與C15-8β(H)-補(bǔ)身烷C的相對豐度比值(γJ/γC)參數(shù)也表現(xiàn)出規(guī)律性的變化:文安南區(qū)原油樣品為0.68~0.97,文安北區(qū)原油樣品為0.33~0.50;文安南區(qū)原油比值相對高于北區(qū)原油。C14雙環(huán)化合物J與C16-8β(H)-升補(bǔ)身烷的相對豐度比值(γJ/γH)參數(shù)也具有相似的變化特征(表1)。這一分布特征初步表明,文安油田南、北區(qū)塊原油存在明顯的非均質(zhì)性。參數(shù)(γA+γB)/γC在文安南區(qū)原油中相對較低(0.95~1.02),文安北區(qū)原油相對較高(1.23~1.42)。這一變化規(guī)律與前述3個(gè)參數(shù)(γJ/γK、γJ/γC、γJ/γH)的變化頗具一致性,進(jìn)一步揭示了文安油田南區(qū)和北區(qū)原油的非均質(zhì)性。3補(bǔ)身烷重排化合物形成機(jī)理分析前人研究表明,雙環(huán)倍半萜中重排補(bǔ)身烷的形成機(jī)理可能與重排甾烷和重排藿烷相似,主要與源巖中黏土礦物的催化重排有關(guān)。因此,化合物A、B分布特征與源巖沉積體系的黏土礦物含量存在明顯的相關(guān)性,即與其沉積環(huán)境相關(guān)。朱揚(yáng)明等成功應(yīng)用重排補(bǔ)身烷的分布特征區(qū)分了塔里木盆地海相原油與陸相原油。研究還發(fā)現(xiàn)重排補(bǔ)身烷的分布在一定程上可能與熱演化程度相關(guān);在一定沉積條件下,熱演化程度與重排化合物的豐度成正比。文安油田原油中雙環(huán)倍半萜類化合物所表現(xiàn)出來的非均質(zhì)性,一方面說明文安油田南、北區(qū)原油存在熱演化程度上的差異,另一方面也可能預(yù)示原油在油源上的不同,擬或兩者兼有。為了深入探討雙環(huán)倍半萜分布特征的地質(zhì)-地球化學(xué)意義,選取原油中相關(guān)藿烷、甾烷的變化特征與雙環(huán)倍半萜進(jìn)行對比。RL在文安油田南區(qū)為0.01~0.03,在文安油田北區(qū)為0.10~0.58;RM在文安油田南區(qū)為0.03~0.07,在文安油田北區(qū)為0.09~0.19;這與γA/γC具有相似的分布特征。上述3個(gè)比值呈現(xiàn)了極好的相關(guān)性,文安油田北區(qū)明顯高于南區(qū)。圖3中,這3個(gè)參數(shù)分布具有明顯的區(qū)域性,說明補(bǔ)身烷重排化合物的形成機(jī)理與甾烷和藿烷的重排過程具有相似性,也說明了文安油田南區(qū)和北區(qū)原油存在兩類不同成因類型,預(yù)示著文安油田至少存在兩個(gè)油氣富集體系。圖3中存在一個(gè)明顯的異常點(diǎn)文71-3井。由表1可知,文71-3井樣品深度為本次取樣最深點(diǎn)2963~2967m,油藏保存條件較好,熱演化程度高。結(jié)合地質(zhì)背景,本次取樣文安油田南區(qū)主要分布于議論堡構(gòu)造帶,油源主要來自馬西洼槽的沙一段地層;文安油田北區(qū)主要分布于史各莊構(gòu)造帶,油源主要來自于霸縣洼槽沙三段。這一分布特征與原油雙環(huán)倍半萜分布對原油類型的劃分頗為一致。4原油成因類型分析采用全油GC/MS定量分析減少了由于組分分離作用帶來的誤差,是有效剖析原油分子組成非均質(zhì)性的方法。運(yùn)用該方法對文安油田原油中雙環(huán)倍半萜的非均質(zhì)性剖析得出以下認(rèn)識(shí):(1)對原油中雙環(huán)倍半萜各參數(shù)分析表明,雙環(huán)倍半萜分布與原油成因類型有著內(nèi)在的聯(lián)系,原油分子組成特征對其原油成因類型劃分結(jié)果,與雙環(huán)倍半萜分