鄂尔多斯盆地靖边油田西部延9原油地球化学特征与油源张海;雷华伟;张涛;白玉彬【摘要】为了明确靖边油田西部延9油藏石油的来源,采用原油物性、族组成、饱和烃色谱及色谱—质谱等方法,分析了延9原油地球化学特征,通过对比本区长7烃源岩与湖盆中心志丹地区长7烃源岩地球化学特征,结合区域地质背景研究了延9油藏石油的来源.结果表明,延9原油饱和烃含量均在60％以上,正构烷烃单峰分布,主峰碳主要以C21为主;生物标志物中C30藿烷占优势,其次为C29藿烷,规则甾烷以C29为主,C27和C28含量相似,呈不对称\"V\"字型分布.延9原油地球化学特征相似,具有统一的物质来源和演化程度,为淡水条件下弱氧化—还原环境形成的成熟原油.油源对比表明,靖边油田本地长7烃源岩与延9原油具有明显的亲缘关系,延长组沉积时期位于湖盆中心的志丹地区长7烃源岩地化特征与延9原油差异明显.延9油藏的形成主要为本地区长7烃源岩成熟后,经叠置砂体及裂缝系统输导,主要经垂向运移至延9储层,再经过短距离侧向运移至圈闭聚集成藏.【期刊名称】《石油实验地质》【年(卷),期】2018(040)006【总页数】7页(P836-842)【关键词】地球化学特征;延9原油;长7烃源岩;油源对比;靖边油田;鄂尔多斯盆地【作者】张海;雷华伟;张涛;白玉彬【作者单位】延长油田股份有限公司靖边采油厂,陕西榆林 718500;西南石油大学地球科学与技术学院,成都 610500;延长油田股份有限公司靖边采油厂,陕西榆林718500;延长油田股份有限公司靖边采油厂,陕西榆林 718500;西安石油大学地球科学与工程学院,西安 710065【正文语种】中文【中图分类】TE122.11靖边油田位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡中西部，其主力产层为三叠系延长组长2、长6油层组和侏罗系延安组延9油层组。
近年来，在靖边油田西部外围地区勘探时发现延9油藏比较富集，并初步显示出良好的勘探前景。
然而，长期以来关于鄂尔多斯盆地延安组油藏油源问题前人开展的工作较少[1]，主要原因是认为延安组不发育有效烃源岩，延安组油藏原油主要来源于下部延长组长7优质烃源岩[2-7]，其分布面积可达5×104 km2[8]。
钻井及地化分析表明，靖边油田西部地区亦发育长7有效烃源岩，其厚度变化范围较大(3～14 m)，且由东北部到西南部厚度逐渐增大[9]。
已有的研究未能明确延9油藏原油到底是来自本地长7烃源岩还是湖盆中心长7烃源岩的贡献，而这直接影响到延9油藏的分布及运移、富集规律及勘探潜力的认识和评价。
本文从分析延9原油地球化学特征入手，并将其与本区长7和湖盆中心(志丹地区)长7优质烃源岩地球化学特征对比，探究延9油藏石油来源问题，以期为靖边油田延9油藏下一步勘探和有利区优选提供地质依据。
1 原油族组成特征10口井原油物性分析表明，本区延9油藏地面原油密度平均为0.853 g/cm3；动力黏度平均为16.8 mPa·s；凝固点集中分布，平均为17.0 ℃，显示延9原油为正常原油物性特征。
原油族组成与其化学组成、生油母质类型、热演化程度、运移效应等信息密切相关[10]。
延9原油饱和烃为61.4%～69.7%，平均为65.5%；芳烃为16.3%～19.9%，平均为18.4%；非烃为11.0%～14.7%，平均为12.5%；沥青质为1.3%～5.1%，平均为3.6%；饱和烃/芳烃为3.2～4.1，平均为3.6，族组分含量特征反映烃源岩有机质类型好，成熟度高(表1)。
延9原油具有高饱和烃，高饱/芳比，低芳烃、非烃和沥青质的特征；延9原油族组成含量差异小，暗示其可能具有相同的物质来源与演化程度。
2 原油地球化学特征2.1 饱和烃色谱特征延9原油饱和烃气相色谱特征相似(图2)，均呈单峰分布，主峰碳主要以C21为主，反映原油性质较好。
分析的10口延9原油样品中(表2)，除Z150-1井原油指标有异常外(可能受水洗或者氧化作用影响，主峰碳为C23)，其余9口井延9原油色谱特征极为相似。
延9原油Pr/Ph为1.00～1.23，平均为1.12，总体为姥植均势特征；Pr/nC17和Ph/nC18值分别为0.36～0.45和0.29～0.36；(nC21+nC22)/(nC28+nC29)为1.48～1.80；nC21-/nC22+为0.69～0.95；沉积环境以弱氧化到还原为主[11]。
原油CPI和OEP值变化极小，平均为1.0，反映了成熟原油的演化特征[12]。
综合以上信息，认为延9原油为还原条件下形成的同源成熟原油。
2.2 萜烷类化合物特征靖边油田延9原油呈现出五环萜烷含量最高、三环萜烷含量最低的特征(图3，表3)，尤以C30藿烷含量最高，其次为C29降藿烷和C27-三降藿烷等；伽马蜡烷/C30藿烷(伽马蜡烷指数)含量极低(0.042～0.068)，说明为淡水湖泊沉积环境[3]。
在评价相同有机相的同一油源的原油时，Ts/Tm是最为可靠的成熟度指标[13]，延9原油的Ts/Tm分布于0.95～1.09，原油达到成熟演化阶段。
研究表明，C31升藿烷22S/(22R+22S)在判断原油是否达到成熟阶段的可靠性高，分布在0.57～0.62范围属于成熟原油 [14]。
延9原油该值为0.560～0.574，接近或已达到平衡点，说明延9原油为成熟石油。
图1 鄂尔多斯盆地靖边油田位置及取样井位分布Fig.1 Location of Jingbian Oil Field and sampling wells in Ordos Basin表1 鄂尔多斯盆地靖边油田西部延9原油族组分数据Table 1 Group composition of Yan 9 crude oil in western Jingbian Oil Field, Ordos Basin井名深度/m族组成/%饱和烃芳烃非烃沥青质饱和烃/芳烃Z62-31 395.5～1 397.566.016.312.65.14.1Z75-11 319.5～1 32169.716.811.91.64.1Z79-11 39865.118.811.84.33.5Z99-31 35865.519.312.32.93.4Z100-11 370～1 37365.618.611.94.03.5Z121-41 30563.819.912.14.23.2Z150-11 298～1 30064.817.614.03.63.7W45-11 175～1 17768.219.511.01.33.5W72-1 1 246～1 24865.117.812.94.23.6W79-51 265～1 26761.419.514.74.43.2平均值65.518.412.53.63.6图2 鄂尔多斯盆地靖边油田西部延9原油饱和烃气相色谱特征Fig.2 Gas chromatograms of alkanes in Yan 9 Formation, Jingbian Oil Field, Ordos Basin表2 鄂尔多斯盆地靖边油田西部延9原油气相色谱数据Table 2 Gas chromatography of Yan 9 crude oil in western Jingbian Oil Field, Ordos Basin井名深度/m碳数范围主峰碳数Pr/PhPr/nC17Ph/nC18(nC21+nC22)/(nC28+nC29)nC21-/nC22+CPIOEPZ62-31 395.5～1 397.5C12～C40C211.070.360.291.750.801.0851.011Z75-11 319.5～1 321C13～C40C211.100.370.301.800.791.1021.018Z79-11 398C12～C40C211.170.430.341.620.811.0781.003Z99-31 358C12～C40C211.110.430.341.620.791.0781.008Z100-11 370～1 373C14～C40C211.080.450.351.590.691.0681.009Z121-41 305C14～C40C211.000.370.301.680.701.0831.004Z150-11 298～1 300C12～C40C231.231.431.020.980.501.048W45-11 175～1 177C12～C40C191.190.450.351.560.861.0991.008W72-11 246～1 248C12～C40C211.180.420.361.480.951.082W79-51 265～1 267C14～C40C211.080.450.361.560.701.0651.006图3 鄂尔多斯盆地靖边油田西部延9原油m/z 191和m/z 217 质量色谱特征Fig.3 Mass chromatogram of m/z 191 and m/z 217 for Yan 9 crude oil in western Jingbian Oil Field, Ordos Basin表3 鄂尔多斯盆地靖边油田西部延9原油生物标志化合物参数Table 3 Biomarker compound parameters for Yan 9 crude oil in western Jingbian Oil Field, Ordos Basin井名深度/m伽马蜡烷/C30藿烷Ts/TmC31藿烷22S/(22R+22S)规则甾烷含量/%C27C28C29C29ββ/(ββ+αα)αααC2920S/(20S+20R)Z62-31 395.5～1 397.50.0520.980.57029.228.342.50.514 0.556 Z75-11 319.5～13210.0530.950.56526.128.845.10.546 0.549 Z79-113980.0621.030.56025.428.745.90.513 0.551 Z99-313580.0421.020.56824.329.346.40.522 0.550 Z100-11 370～13730.0541.060.56026.828.544.70.467 0.548 Z121-413050.0511.000.56927.729.642.70.518 0.566 Z150-11 298～13000.0491.040.56929.928.142.00.511 0.535 W45-11 175～11770.0681.010.56825.629.045.40.480 0.547 W72-11 246～12480.0491.090.57427.229.143.80.538 0.568 W79-51 265～12670.0531.080.57129.227.743.10.528 0.5662.3 甾烷类化合物特征以往研究业已证实，有机质向烃类转化的过程中，随着埋藏深度增大和温度升高，有机质成熟度增大，甾烷类化合物由在热力学上不稳定的R构型向稳定的S构型转化[12]；达到成熟演化阶段的原油，C29ββ/(ββ+αα)、αααC2920S/(20S+20R)的反应平衡值分别为0.52～0.55和0.67～0.71[15]，一般认为，原油中这2个参数大于0.4为成熟原油[16]。