临南油田油气井纵向剖面烃类地球化学特征

临南油田油气井纵向剖面烃类地球化学特征

0井中化探测试手段的现状井中地球化学勘探（以下简称井内化勘探）是20世纪90年代初油气勘探领域发展起来的一项新技术。主要通过分析手段在岩石碎屑中检测轻烃和烯烃物质，并在岩石开挖过程中预测和确定油气储层，并在新井的恢复中发挥独特作用。随着分析技术的飞速发展,井中化探测试手段不断完善并日趋细化,其应用亦从现场及时发现油气逐步拓展到烃源岩识别、盖层判别、油源对比、油气运移分析等诸多方面。本文以胜利油区临南油田的3口钻井为例,应用井中化探技术研究了生、储、盖层及烃类垂向微运移的地球化学特征,证明了深部烃类垂向渗漏是近地表化探异常形成的前提,为油气化探技术广泛应用提供了可靠依据。1荧光光谱测定本项研究主要采用了酸解烃、热释烃及荧光光谱的方法,酸解烃、热释烃及荧光光谱的含义及指标如下所述。酸解烃是指能被体积比为1∶6的盐酸溶液分解的土样、岩屑或岩心中释放出来的C1-C7的烃类物质。酸解烃中甲烷、重烃(乙烷以上烃类)含量指标分别用C、C表示;丁烷异构比用iC/nC表示;酸解烃甲烷与重烃含量比用C/C表示,代表轻重组分比。热释烃是指能在100℃～220℃和真空条件下释放出来的被沉积物颗粒吸附或包裹烃类物质(通常为C1-C5)。热释烃中甲烷、重烃含量指标分别用C、C表示。荧光光谱是指土介质、岩屑或岩心、原油及水样用石油醚进行萃取,将萃取液在荧光分光光度计上扫描,记录各特征波长的荧光强度。在激发波长一定时,用Fλ320、Fλ405分别表示320nm、405nm波长发射峰的相对荧光强度;Fλ320/Fλ405代表轻重芳烃荧光强度比。2采样及地质特征在临南油田选择了X326井、X52井及X54井3口井,在这3口井钻井的录井井段共计采集了129个岩屑样品。X326井按不等间距取样50个,其中沙二段及其以上地层,按50m的间距进行取样,而针对目的层沙三段进行了加密采样。X52井在1500～3505m的录井井段,共计取样48个,平均取样间距为40m。X326井、X52井为工业油井,取王国建工程师,1972年生,1996年毕业于成都理工大学石油地质勘查专业,中国地质大学(武汉)能源地质工程专业在读博士生,主要从事油气地球化学勘查及石油地质研究工作。通讯地址:214151江苏省无锡市惠钱路210号。电话:(0510)88966546。E-mail:wgj@样研究目的在于分析不同化探指标在该区烃源岩、储集层和盖层的异常特征,探讨烃类垂向微运移的规律,为研究油气层之上近地表化探异常成因提供可靠的依据。而X54井为干井,取样目的是用作以上两口井的参照井,因此取样数量相对较少,在1400～2900m的录井井段,按50m的取样间距,共计取样31个。3烷基化合物的性质3.1工业油气井与干井的油气显示层数差异优选了传统的化探指标C、C、C、C、Fλ320、Fλ405对3口井进行了分析。经统计对于各种指标(均值)而言,都有X52井>X326井>X54井。这是由于X52井的油气显示层数(油层11层,油水同层4层)多于X326井(油层6层,油水同层3层,含油水层3层),其中X52井与X326井的绝大多数指标相差不大,而X54井的各项指标则远小于前两口井。由此可见,工业油气井与干井在井中化探指标上具有明显的差别。另外,对3口井不同时代的地层化探指标进行了统计,结果表明地层横向对比特征为:工业油井X52井、X326井绝大多数化探指标在各时代地层都大于干井X54井,说明了油井的各时代地层存在后期油气藏中的烃类垂向微渗漏的叠加改造现象。3.2沙一方—生、储、盖层化探指标特征除临南洼陷油气供给外,X326井、X52井钻探也表明,主要烃源岩系的沙三中亚段暗色泥岩及油页岩在该区比较发育,埋深均达到成油门限以下,纵向上与砂岩储集层呈互层状分布,亦可就近提供油源。X52井、X326井中油气地球化学研究成果较好地反映了临南油田的生、储、盖层各自特征及组合特征(图1)。从宏观上看,X52井、X326井的钻井地球化学剖面上的酸解烃、热释烃、荧光光谱指标异常主要体现为两组,自下而上依次为:沙三段高值异常、沙一段—东一段高值异常。沙三段异常:酸解烃指标在沙三段呈现高值异常,一方面反映了烃源岩的生烃潜力,另一方面又反映了油层及局部盖层的异常特征,与以往烃源岩酸解烃甲烷和重烃特征相比,沙三段酸解烃甲烷与重烃含量配置模式反映了烃源岩以生油为主、储集层以储油为主的特征。热释烃指标在沙三段也呈现了重烃含量较高的特征,荧光光谱指标在沙三段的特征也类似于热释烃,代表单环芳烃荧光强度的Fλ320与代表稠环芳烃荧光强度的Fλ405同为高值异常,且Fλ405>Fλ320。这些特征一方面说明岩屑中轻烃组分比重烃散失得更多一些,另一方面反映了储集层流体的性质。沙一段—东一段高值异常:沙一段上部以灰色灰质泥岩、生物灰岩、油页岩为主,下部为灰质泥岩、泥灰岩夹少量砂岩,地层厚度达230m左右;东营组上部以灰色泥岩为主,夹少量的薄层灰质砂岩,下部为灰色、棕红、紫红色砂岩互层,厚度480～680m。从生储盖配置上看,沙一段和东营组应该为良好盖层。在X52井、X326井的沙一段—东一段,酸解烃体现了高值异常;在X52井沙一段,热释烃、荧光光谱指标有一致的异常显示;在X326井的沙一段—东二段,热释烃、荧光光谱指标也有一致的异常反映。这些特征说明沙一段—东一段泥岩厚度大,具有封盖能力,从而在烃类垂向运移途中形成较好的“挡板效应”。这种组合有利于下伏地层,尤其是有利于储集条件良好的砂质岩层的油气聚集与保存。对于干井X54井,在井中化探剖面上,酸解烃指标在沙三段较为平缓,无高峰异常出现(图2),在沙二段逐渐升高,到沙一段以及东一段,酸解烃指标则有连续的高值段,说明了沙一段—东一段为盖层性质;热释烃指标在沙三段下、中部没有异常显示,在沙三段上部—馆三段值相对较高,但与X52井、X326井相比则强度较弱,且变化规律不明显;荧光光谱指标除在沙三段有弱的异常显示外,其他地层则较为平缓。这些特征说明了干井区没有受到明显的后期油气垂向微渗漏改造作用。3.3纵向上的烃类运移特征烃类运移过程中,由于重力分异及地层“色层效应”,分子量大的烃类分子迁移能力弱,而分子量小的烃类具有较强的迁移能力,相对超前,在地层的纵向上油气成分逐渐变轻。这就使得距储集层越远,地层中岩屑吸附较大分子量烃类出现的频率及其含量逐渐减弱、变小,导致地层垂向剖面上烃类组分的不均衡性,这也是井中化探研究烃类微渗漏特征的主要依据。油气化探技术通过多种分析测试手段,捕捉钻井岩屑或岩心中的油气垂向微渗漏的“指纹”,对烃源岩生烃、烃类运移、聚集进行全方位“嗅探”,可以很好地反映烃类从烃源岩—储集层—盖层—地表的运移过程。临南油田X52井与X326井烃类在纵向上的运移特征基本相似,从图1可以看出,在沙三段各项指标都呈现高值异常。就整个沙三段而言,既有烃源岩又有储集层,属“自生自储”。沙三段下、中部酸解烃甲烷、重烃,热释烃甲烷、重烃,荧光光谱为高值异常组,再往上从沙三段上部到沙二段底部各项指标整体上呈现一个递减的趋势,是油气垂向运移的一个明显表征;从沙二段底到沙一段下部,各项指标又呈现了一个递增的趋势,这一过程,烃类在向上运移过程中所受到的阻力较弱,预示上部具有封盖性强的盖层;沙一段中及上部各项指标又呈现了一个异常组,说明垂向微渗漏的烃受到较大的阻力,并在此相对聚集,形成了高值异常,显示了盖层的封盖作用;但在通过沙一段的阻挡后,烃类再向上运移所受到的阻力相对来说则很弱,呈现明显的递减特征。图3是几个反映烃类垂向运移的指标在纵向上的变化特征,同样反映了上述现象,代表烃类轻重分异效应指标C/C、Fλ320/Fλ405的特征较为一致,另外iC/nC的变化显示了在垂向剖面上烃类的运移方式以扩散方式为主。油气藏中烃类的这种自下而上开始呈递减至某一深度后又出现递增,在垂向上出现一个或多个“微运移旋回”,反映了烃类在运移过程中与地质作用的关系。可见,井中油气化探较好地揭示了从烃源岩到储集层再到盖层及以上地层中的油气运移过程,从地球化学勘探方面分析,丰富了油气系统的描述,具有特殊的石油地质意义。对于干井X54井,图2中酸解烃指标自上而下具有反向梯度,热释烃指标无规律可循,荧光光谱指标基本上无梯度,表示没有烃类运移效应,而且反映烃类轻重分异效应指标的C/C、Fλ320/Fλ405也无规律(图4)。4临南油田井中烃类地球化学特征研究①井中化探研究成果较好地反映了油气井和非油气井在指标统计上的差异性,油气的生、储、盖层特征,是油气勘探的可靠依据。②X52井、X326井的井中烃类地球化学特征研究表明,自油层向上,烃类组分含量及