290 石油勘探与开发·油气勘探 Vol 33 No 段过剩压力仅为2~3MPa(罗晓容等,2004),因此压实烷等特征,有机母质类型为I一I型n。 作用对石油初次运移的影响相对较弱,黏土矿物脱水 由于长段优质油源岩在盆地大部分地区均已达 作用提供的排烃动力和载体也较为有限。此外,与优到成熟-高成熟早期演化阶段(R。值为0.9% 质油源岩相邻的长段至长段储集层表现为特低渗透、1.15%,Im为445~4550,因而仅在盆地西缘逆冲 超低渗透的特征。鄂尔多斯盆地上三叠统的石油地质带上盘的解I674井采集到了低成熟的油源岩样品 特点使得长段优质油源岩的排烃作用也具有鲜明的其TOC为11.20%,R为0.49%,沥青“A”转化率为 特点 3%有机显微组分富类脂组,C千为-29.53‰该 1长段油源岩强排烃特征与排烃率 样品的有机质丰度及有机母质性质与盆地其他地区的 长段优质油源岩相似,因而具有良好的代表性 1.1高产油率与低沥青“A”转化率 为了较为系统地观察其生油过程,缩小了生烃模 烃源岩的地球化学研究表明,长段优质油源岩形拟实验低温阶段的实验温度间隔。实验采用密闭式温 成于半深水、强还原、淡水微咸水(介壳类8C值为压釜一产物收集计量系统,用低温冷冻法对模拟产物 3.8I‰%(PDB),O值为-18.49‰PDB))的陆相(油气,水)进行分离、收集与计量,有效地避免了热解 湖泊沉积环境,生物来源单一,以低等湖生生物为主,油中Cμ.组分的挥发损失,并通过恒重法获得各个 具有贫稳定同位素C、姥植均势一植烷优势、低伽马蜡温度点总液中nC4.组分含量数据。实验结果见表1。 表」长段优质油源岩热模拟实验结果 实验温度R产气量 热解气各组分体积含量(% 气态烃产率热解油产率残留烃产率轻质烃/总液态烃 (℃(%(mL) H m3/t) (ke/t) 12.92015.30747.8873.48020.406 2800.71131018.44722.49633.9882.98822.051 243.1 24.77828 0616.792 88. 31 3201.30329033.39933.53618.9671.93212 377.1 3401.64468636.58635.35714.9561.69211.409244.6 271.5 55 40.80936.74813.8751.618 6.950 345.2 4502.54919751.63435.4874.646 6.923536.1 63.7 5.44107 注:①H2以1:2折算成甲烷;②轻质烃指热解油中C6-C4组分,相当于沥青“A"抽提过程损失的组分;③本文所有产烃率均为残余有机碳产烃率 模拟实验结果表明,长段优质油源岩热演化生烃 具以下特征:①在成熟演化阶段(温度低于320℃,R值 1.I 为0.5%1.30%以产油为主,产气量相对较少,进 :“,° 入高演化阶段(温度高于340℃,液态烃大量裂解成气 态烃;②产烃率高,液态烃产出高峰在280~320℃C(R。 为0.71%~1.30%,液态烃产率达357~417kg/t,模 1015202530 拟温度为600℃时气态烃产率可达77m/t;③沥青 沥青“A”转化率(%) “A”产率在280℃达到峰值,随后逐步热降解(热裂解) 图1长段油源岩沥青“A"转化率与热演化的关系 为轻质油,轻质油产出高峰在320℃,产率达377kg/t 长段油源岩的高累计产油率与低一较低的沥青 ④低温阶段生成的气态烃富含C2组分,C2+/C1值大“A”转化率(见图2)存在明显反差,尤其TOC大于 于1,与油田伴生气富含C2组分的特征一致,⑤实验10%的样品,其沥青“A”转化率仅为5%左右 中CO2的产出量相对较低,反映干酪根结构中贫含氧 基团,与其强还原的沉积环境相吻合;⑥C14.组分占总 液态烃的比例随热模拟温度的升高而增大,数值分布 于7%~60%。长段优质油源岩的热模拟产烃率与有 机母质类型相似的黄骅坳陷、泌阳盆地的古近系优质 油源岩相近。同时,地球化学资料反映,部分长段油 源岩(TOC为2%左右)沥青“A”转化率较高(见图1) ToC (o) 也说明长段优质油源岩的累计产油率较高。 图2长7段油源岩沥青“A”转化率与TOC的关系 201994-2007ChinaAcademicJournalElectronicpUblishingHouse.alLrightsreservedhttp://www.cnki.net段过剩压力仅为 2～3MPa (罗晓容等 ,2004) ,因此压实 作用对石油初次运移的影响相对较弱 ,黏土矿物脱水 作用提供的排烃动力和载体也较为有限。此外 ,与优 质油源岩相邻的长8段至长6段储集层表现为特低渗透、 超低渗透的特征。鄂尔多斯盆地上三叠统的石油地质 特点[ 6 ]使得长7段优质油源岩的排烃作用也具有鲜明的 特点。 1 长7段油源岩强排烃特征与排烃率 1. 1 高产油率与低沥青“A”转化率 烃源岩的地球化学研究表明 ,长7 段优质油源岩形 成于半深水、强还原、淡水 —微咸水 (介壳类δ13 C 值为 - 3. 81 ‰(PDB) ,δ18 O 值为 - 18. 49 ‰(PDB) ) 的陆相 湖泊沉积环境 ,生物来源单一 ,以低等湖生生物为主 , 具有贫稳定同位素13 C、姥植均势 —植烷优势、低伽马蜡 烷等特征 ,有机母质类型为 Ⅰ—Ⅱ1型[7 ] 。 由于长7段优质油源岩在盆地大部分地区均已达 到成 熟 —高 成 熟 早 期 演 化 阶 段 ( Ro 值 为 0. 9 % ～ 1. 15 % , Tmax为 445～455 ℃) ,因而仅在盆地西缘逆冲 带上盘的解 Ⅱ2674 井采集到了低成熟的油源岩样品 , 其 TOC为 11. 20 % , Ro 为 0. 49 % ,沥青“A”转化率为 3 % ,有机显微组分富类脂组 ,δ13 C干 为 - 29. 53 ‰。该 样品的有机质丰度及有机母质性质与盆地其他地区的 长7段优质油源岩相似 ,因而具有良好的代表性。 为了较为系统地观察其生油过程 ,缩小了生烃模 拟实验低温阶段的实验温度间隔。实验采用密闭式温 压釜 —产物收集计量系统 ,用低温冷冻法对模拟产物 (油 ,气 ,水) 进行分离、收集与计量 ,有效地避免了热解 油中 C14 - 组分的挥发损失 ,并通过恒重法[ 8 ] 获得各个 温度点总液中 nC14 - 组分含量数据。实验结果见表 1。 表 1 长7 段优质油源岩热模拟实验结果 实验温度 ( ℃) Ro ( %) 产气量 (mL) 热解气各组分体积含量 ( %) C1 C2 + CO2 N2 H2 气态烃产率 (m3 / t) 热解油产率 (kg/ t) 残留烃产率 (kg/ t) 轻质烃/ 总液态烃 ( %) 260 0. 55 812 12. 920 15. 307 47. 887 3. 480 20. 406 15. 7 28. 9 197. 0 7 280 0. 71 1 310 18. 447 22. 496 33. 988 2. 988 22. 051 38. 59 168. 5 243. 1 20 300 1. 14 2 236 24. 778 28. 482 28. 242 1. 706 16. 792 96. 5 269. 2 88. 2 31 320 1. 30 3 290 33. 399 33. 536 18. 967 1. 932 12. 166 164. 2 377. 1 40. 1 43 340 1. 64 4 686 36. 586 35. 357 14. 956 1. 692 11. 409 244. 6 271. 5 14. 2 55 400 2. 01 6 387 40. 809 36. 748 13. 875 1. 618 6. 950 345. 2 107. 9 3. 7 60 450 2. 54 9 197 51. 634 35. 487 4. 646 1. 310 6. 923 536. 1 63. 7 2. 0 56 600 5. 44 10 791 47. 745 0 13. 690 14. 348 24. 217 776. 8 0 0 注 : ①H2以 1 ∶2 折算成甲烷 ; ②轻质烃指热解油中 C6 —C14组分 ,相当于沥青“A”抽提过程损失的组分 ; ③本文所有产烃率均为残余有机碳产烃率 模拟实验结果表明 ,长7段优质油源岩热演化生烃 具以下特征 : ①在成熟演化阶段(温度低于 320 ℃, Ro值 为 0. 55 %～1. 30 %) 以产油为主 ,产气量相对较少 ,进 入高演化阶段(温度高于 340 ℃) ,液态烃大量裂解成气 态烃 ; ②产烃率高 ,液态烃产出高峰在 280～320 ℃( Ro 为 0. 71 %～1. 30 %) ,液态烃产率达 357～417kg/ t ,模 拟温度为 600 ℃时气态烃产率可达 777m 3 / t ; ③沥青 “A”产率在 280 ℃达到峰值 ,随后逐步热降解 (热裂解) 为轻质油 ,轻质油产出高峰在 320 ℃,产率达 377 kg/ t ; ④低温阶段生成的气态烃富含 C2 + 组分 ,C2 + / C1 值大 于 1 ,与油田伴生气富含 C2 + 组分的特征一致 ; ⑤实验 中 CO2的产出量相对较低 ,反映干酪根结构中贫含氧 基团 ,与其强还原的沉积环境相吻合 ; ⑥C14 - 组分占总 液态烃的比例随热模拟温度的升高而增大 ,数值分布 于 7 %～60 %。长7段优质油源岩的热模拟产烃率与有 机母质类型相似的黄骅坳陷、泌阳盆地的古近系优质 油源岩相近。同时 ,地球化学资料反映 ,部分长7 段油 源岩( TOC为 2 %左右) 沥青“A”转化率较高 (见图 1) , 也说明长7段优质油源岩的累计产油率较高。 图 1 长7段油源岩沥青“A”转化率与热演化的关系 长7段油源岩的高累计产油率与低 —较低的沥青 “A”转化率 (见图 2) 存在明显反差 ,尤其 TOC 大于 10 %的样品 ,其沥青“A”转化率仅为 5 %左右。 图 2 长7段油源岩沥青“A”转化率与 TOC的关系 092 石油勘探与开发 ·油气勘探 Vol. 33 No. 3