鄂尔多斯盆地甘泉地区延长组长8段原油地球化学特征及来源

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.199

现代地质 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (02): 742-754.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.199

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鄂尔多斯盆地甘泉地区延长组长8段原油地球化学特征及来源

朱必清¹^,²(), 陈世加¹^,²(), 白艳军³, 雷俊杰²^,³, 尹相东¹^,²

1. 油气藏地质及开发工程国家重点实验室,西南石油大学,四川成都 610500
2. 西南石油大学地球科学与技术学院,四川成都 610500
3. 延长油田股份有限公司,陕西西安 710000

收稿日期:2021-11-05 修回日期:2021-12-07 出版日期:2022-04-10 发布日期:2022-06-01
通讯作者: 陈世加
作者简介:陈世加,男,博士,教授、博士生导师,1964年出生,有机地球化学专业,主要从事油气成藏地球化学、非常规油气地质方面的研究和教学工作。Email:chensj1964@swpu.edu.cn。
朱必清,男,硕士研究生,1997年出生,石油地质学专业,主要从事油气成藏地球化学研究。Email:1304480374@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目(41872165);国家自然科学基金项目(42002176);中国石油-西南石油大学创新联合体科技合作项目(2020CX030000);中国石油-西南石油大学创新联合体科技合作项目(2020CX050000)

Geochemical Characteristics and Source of Crude Oil in Chang 8 Member of Yanchang Formation, Ganquan Area, Ordos Basin

ZHU Biqing¹^,²(), CHEN Shijia¹^,²(), BAI Yanjun³, LEI Junjie²^,³, YIN Xiangdong¹^,²

1. State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation, Chengdu, Sichuan 610500, China
2. School of Geosciences and Technology, Southwest Petroleum University, Chengdu, Sichuan 610500, China
3. Yanchang OilField Co., Ltd., Xi’an, Shaanxi 710000, China

Received:2021-11-05 Revised:2021-12-07 Online:2022-04-10 Published:2022-06-01
Contact: CHEN Shijia

摘要/Abstract

摘要：

通过系统采集鄂尔多斯盆地东南部甘泉地区原油、砂岩和烃源岩样品,分析了延长组长8段原油地球化学特征,明确了原油成因和来源。研究表明:长8段原油为正常原油,具有低黏度、低初馏点、低凝点和低含硫量的特征;生物来源为混合型输入,形成于弱氧化-弱还原环境,是生油高峰阶段的产物。根据C₃₀重排藿烷和二环倍半萜类分布特征可将原油分为Ⅰ类和Ⅱ类原油,Ⅰ类原油主要分布于长8₁段,Ⅱ类原油主要分布于长8₂段。长9段和长8段烃源岩具低C₂₄TeT/C₂₆TT、高-异常高C₃₀重排藿烷含量、低8β(H)升补身烷和8β(H)补身烷含量的特征,长7段烃源岩与之相反。油源对比结果表明,Ⅰ类原油为长7烃源岩贡献,Ⅱ类原油为长8和长9段烃源岩贡献。甘泉地区主要发育长8₂油藏,其西部原油为长8和长9烃源岩贡献,而东部原油主要为长9烃源岩贡献,长7烃源岩次之。研究认识到长8和长9烃源岩的烃类贡献可能是促使长8₂段较长8₁段富集的重要因素,对下步勘探有指导意义。

关键词: 鄂尔多斯盆地, 甘泉地区, 长8段原油, 原油地球化学特征, 油源对比

Abstract:

Through systematic collection of crude oil, sandstone and source rock samples from Ganquan in the southeastern Ordos Basin, the geochemical characteristics of Chang 8 crude oil in Yanchang Formation were characterized, and the origin and source of the crude oil clarified. We show that Chang 8 crude oil is the normal crude oil featured by low viscosity, initial boiling point, pour point and sulfur content. The Chang 8 crude oil have mixed organic matter sources, which were formed in a weakly reducing environment during the peak oil generation stage. According to the distribution characteristics of C₃₀DiaH and dicyclic sesquiterpenes, the crude oils can be divided into type I and II: Type I crude oil is mainly distributed in Chang 8₁reservoir, and type II crude oil is distributed in Chang 8₂ reservoir. The Chang 9 and Chang 8 source rocks are featured by low C₂₄TeT/C₂₆TT, abnormally high C₃₀DiaH, high 8β(H)-homodrimane and 8β(H)-drimane, while Chang 7 source rock show the opposite features. Oil-source correlation shows that type I crude oil was sourced from Chang 7 source rock, whilst type II crude oil was sourced from Chang 8 and Chang 9 source rocks. The crude oils in Ganquan are mainly enriched in Chang 8₂ member, and Chang 8₂ reservoir in western Ganquan was contributed by Chang 8 and Chang 9 source rocks, while Chang 8₂ reservoir in eastern Ganquan was mainly contributed by Chang 9 (and minor Chang 7) source rocks. We recognize that the hydrocarbon contribution of the Chang 8 and Chang 9 source rocks may have been key to the crude oil enrichment in the Chang 8₂ member, which has guiding significance for future exploration.

Key words: Ordos Basin, Ganquan area, Chang 8 crude oil, geochemical characteristics of crude oil, oil source correlation

中图分类号:

TE122.1

朱必清, 陈世加, 白艳军, 雷俊杰, 尹相东. 鄂尔多斯盆地甘泉地区延长组长8段原油地球化学特征及来源[J]. 现代地质, 2022, 36(02): 742-754.

ZHU Biqing, CHEN Shijia, BAI Yanjun, LEI Junjie, YIN Xiangdong. Geochemical Characteristics and Source of Crude Oil in Chang 8 Member of Yanchang Formation, Ganquan Area, Ordos Basin[J]. Geoscience, 2022, 36(02): 742-754.

图/表 13

图1 鄂尔多斯盆地甘泉地区地理位置((a)据文献[25]改动)和取样井位分布图(b)

Fig.1 Location of study area ((a) modified after ref.[25]) and distribution map of sampling wells (b) at Ganquan, Ordos Basin

图2 油藏剖面示意图(剖面位置见图1)

Fig.2 Reservoir profile diagram(see Fig.1 for the section location)

表1 甘泉地区长8段原油物性数据表

Table 1 Physical properties of Chang 8 crude oil at Ganquan, Ordos Basin

井名	层位	密度/ (g/cm³)	黏度/ (mPa·s)	初馏点/ ℃	凝点/ ℃	含硫量/ %	原油性质
X49	长8₁	0.83	3.25	50	10	0.02	正常原油
X90	长8₁	0.83	4.27	100	24	0.01	正常原油
X53	长8₁	0.82	3.26	65	18	0.01	正常原油
LP193	长8₁	0.84	5.29	68	12	0.01	正常原油
LP168	长8₁	0.81	2.55	45	10	0.02	正常原油
LP184	长8₁	0.82	2.60	48	18	0.02	正常原油
LP184	长8₂	0.82	3.64	47	23	0.01	正常原油
LP18	长8₂	0.83	3.75	53	27	0.02	正常原油
X50	长8₂	0.83	3.00	58	20	0.02	正常原油
X67	长8₂	0.83	3.65	60	30	0.02	正常原油
Q20	长8₂	0.82	3.81	75	30	0.01	正常原油
LP205	长8₂	0.84	5.38	121	24	0.01	正常原油
X90	长8₂	0.83	3.80	120	20	0.01	正常原油
X53	长8₂	0.82	5.11	65	22	0.01	正常原油
LP193	长8₂	0.85	5.27	120	16	0.01	正常原油
LP168	长8₂	0.84	5.40	95	24	0.02	正常原油

表2 甘泉地区原油、储层抽提物和烃源岩样品饱和烃气相色谱参数

Table 2 Gas chromatographic parameters of saturated hydrocarbons of crude oil, reservoir extracts and source rock samples at Ganquan, Ordos Basin

样品代号	深度/m	层位	井位	样品类型	主峰碳	OEP	CPI	∑n $C 21 -$ / ∑n $C 22 +$	(nC₂₁+nC₂₂)/ (nC₂₈+n $C 29)$	Pr/Ph	Pr/nC₁₇	Ph/nC₁₈
GQ1	/	长8₁	X130	原油	C₁₉	1.06	1.09	1.43	2.15	1.14	0.32	0.25
GQ2	1 564	长8₁	Q33	油砂	C₁₆	1.07	1.11	1.19	1.26	1.13	0.31	0.20
GQ3	1 353	长8₁	X129	油砂	C₂₁	1.06	1.05	0.65	1.39	1.07	0.39	0.30
GQ4	1 507	长8₂	X130	油砂	C₁₉	1.02	1.03	1.00	2.07	1.39	0.38	0.19
GQ5	/	长8₂	Q33	原油	C₁₉	1.06	1.10	1.32	1.89	1.47	0.32	0.18
GQ6	/	长8₂	Q23	原油	C₁₅	1.02	1.03	1.60	2.32	1.50	0.27	0.17
GQ7	1 478	长8₂	X108	油砂	C₁₉	1.04	1.08	1.38	3.03	1.64	0.15	0.11
GQ8	1 481	长8₂	X108	油砂	C₁₉	1.02	1.05	0.94	2.16	1.42	0.26	0.17
GQ9	1 415	长8₂	X129	油砂	C₂₁	1.04	1.04	0.68	1.62	1.20	0.73	0.48
GQ10	1 417	长7	Q37	烃源岩	C₁₉	1.08	1.11	1.02	2.24	1.16	0.27	0.22
GQ11	1 277	长7	X129	烃源岩	C₁₉	1.06	1.15	1.02	1.31	1.18	0.73	0.58
GQ12	1 574	长8	Q20	烃源岩	C₁₄	1.05	1.12	1.57	2.47	1.15	0.20	0.16
GQ13	1 638	长8	Q33	烃源岩	C₁₅	1.01	1.03	1.40	2.05	1.32	0.21	0.16
GQ14	1 456	长9	X126	烃源岩	C₁₅	1.00	1.02	2.10	3.06	1.35	0.16	0.13
GQ15	1 508	长9	Q7	烃源岩	C₁₇	1.02	1.02	1.63	2.60	1.63	0.23	0.14

表2 甘泉地区原油、储层抽提物和烃源岩样品饱和烃气相色谱参数

Table 2 Gas chromatographic parameters of saturated hydrocarbons of crude oil, reservoir extracts and source rock samples at Ganquan, Ordos Basin

样品代号	深度/m	层位	井位	样品类型	主峰碳	OEP	CPI	∑n $C 21 -$ / ∑n $C 22 +$	(nC₂₁+nC₂₂)/ (nC₂₈+n $C 29)$	Pr/Ph	Pr/nC₁₇	Ph/nC₁₈
GQ1	/	长8₁	X130	原油	C₁₉	1.06	1.09	1.43	2.15	1.14	0.32	0.25
GQ2	1 564	长8₁	Q33	油砂	C₁₆	1.07	1.11	1.19	1.26	1.13	0.31	0.20
GQ3	1 353	长8₁	X129	油砂	C₂₁	1.06	1.05	0.65	1.39	1.07	0.39	0.30
GQ4	1 507	长8₂	X130	油砂	C₁₉	1.02	1.03	1.00	2.07	1.39	0.38	0.19
GQ5	/	长8₂	Q33	原油	C₁₉	1.06	1.10	1.32	1.89	1.47	0.32	0.18
GQ6	/	长8₂	Q23	原油	C₁₅	1.02	1.03	1.60	2.32	1.50	0.27	0.17
GQ7	1 478	长8₂	X108	油砂	C₁₉	1.04	1.08	1.38	3.03	1.64	0.15	0.11
GQ8	1 481	长8₂	X108	油砂	C₁₉	1.02	1.05	0.94	2.16	1.42	0.26	0.17
GQ9	1 415	长8₂	X129	油砂	C₂₁	1.04	1.04	0.68	1.62	1.20	0.73	0.48
GQ10	1 417	长7	Q37	烃源岩	C₁₉	1.08	1.11	1.02	2.24	1.16	0.27	0.22
GQ11	1 277	长7	X129	烃源岩	C₁₉	1.06	1.15	1.02	1.31	1.18	0.73	0.58
GQ12	1 574	长8	Q20	烃源岩	C₁₄	1.05	1.12	1.57	2.47	1.15	0.20	0.16
GQ13	1 638	长8	Q33	烃源岩	C₁₅	1.01	1.03	1.40	2.05	1.32	0.21	0.16
GQ14	1 456	长9	X126	烃源岩	C₁₅	1.00	1.02	2.10	3.06	1.35	0.16	0.13
GQ15	1 508	长9	Q7	烃源岩	C₁₇	1.02	1.02	1.63	2.60	1.63	0.23	0.14

表3 鄂尔多斯盆地甘泉地区烃源岩和长8段原油甾萜烷特征

Table 3 Characteristics of steranes and terpenes of source rock and Chang 8 crude oil at Ganquan, Ordos Basin

样品代号	规则甾烷相对含量			A	B	C	D	E	F	G	H	R_o/%
样品代号	C₂₇	C₂₈	C₂₉	A	B	C	D	E	F	G	H	R_o/%
GQ1	0.30	0.29	0.41	0.73	0.69	0.63	0.48	0.47	14.73	1.49	0.52	1.18
GQ2	0.29	0.29	0.42	0.69	0.70	0.53	0.45	0.49	6.96	1.45	0.29	0.89
GQ3	0.29	0.30	0.40	0.73	0.76	0.57	0.56	0.39	5.10	0.84	1.24	0.97
GQ4	0.31	0.26	0.43	0.73	0.59	0.64	0.50	0.66	18.89	1.83	4.20	1.20
GQ5	0.37	0.26	0.37	0.99	0.68	0.62	0.55	0.27	5.74	3.28	3.32	1.12
GQ6	0.32	0.23	0.46	0.70	0.49	0.55	0.49	0.34	9.58	2.00	0.65	0.93
GQ7	0.37	0.27	0.35	1.07	0.78	0.51	0.49	0.26	1.93	6.80	1.42	0.85
GQ8	0.31	0.27	0.42	0.74	0.66	0.63	0.52	0.35	8.50	2.91	6.45	1.17
GQ9	0.31	0.27	0.42	0.73	0.64	0.62	0.51	0.39	9.30	1.84	4.94	1.14
GQ10	0.25	0.29	0.45	0.55	0.65	0.63	0.49	0.56	14.61	1.30	0.72	1.18
GQ11	0.30	0.27	0.43	0.69	0.61	0.62	0.49	0.86	18.66	2.02	0.68	1.15
GQ12	0.35	0.25	0.41	0.85	0.60	0.62	0.51	0.29	8.69	6.21	5.31	1.12
GQ13	0.39	0.26	0.36	1.09	0.72	0.55	0.52	0.27	6.26	4.68	5.25	0.94
GQ14	0.38	0.27	0.35	1.09	0.79	0.46	0.54	0.46	3.58	8.77	1.81	0.75
GQ15	0.33	0.30	0.37	0.90	0.81	0.59	0.55	0.46	4.04	5.43	1.80	1.02

图3 甘泉地区烃源岩和原油饱和烃气相色谱图

Fig.3 Gas chromatogram of saturated hydrocarbons of source rocks and Chang 8 crude oil at Ganquan

图4 甘泉地区烃源岩和原油的Pr/nC17和Ph/nC18分布

Fig.4 Correlation between Pr/nC17 and Ph/nC18 of source rocks and Chang 8 crude oil at Ganquan

图5 甘泉地区烃源岩和原油的甾烷质谱图

Fig.5 Mass chromatograms (m/z 217) of steroid from source rocks and Chang 8 crude oil at Ganquan

图6 鄂尔多斯盆地甘泉地区烃源岩和原油的甾类化合物分布特征

Fig.6 Distribution characteristics of steroids in source rocks, and Chang 8 crude oil at Ganquan, Ordos Basin

表4 质谱图m/z 123对应化合物名称

Table 4 Compound name of mass spectrum

峰号	化合物	化学式	名称来源
1	4,4,8,10-四甲基十氢化萘	C₁₄H₂₆	据文献[42]
2	C₁₄-倍半萜烷	C₁₄H₂₆	据文献[42]
3	C₁₅-新倍半萜烷	C₁₅H₂₈	据文献[49]
4	4,4,8,8,9-五甲基十氢化萘 (重排补身烷)	C₁₅H₂₈	据文献[42]
5	4,4,8,9,10-五甲基十氢化萘 (重排补身烷)	C₁₅H₂₈	据文献[46]
6	4,4,8,8,10-五甲基十氢化萘 (重排补身烷)	C₁₅H₂₈	据文献[46]
7	4,4,8,9,9-五甲基十氢化萘 (重排补身烷)	C₁₅H₂₈	据文献[42]
8	8β(H)-补身烷	C₁₅H₂₈
9	4,4,9,9,10-五甲基十氢化萘	C₁₅H₂₈
10	8α(H)-补身烷	C₁₆H₃₀
11	4,4,8,10-四甲基-9-乙基 -十氢化萘	C₁₆H₃₀	据文献[46]
12	4,4,8,9-四甲基-8-乙基 -十氢化萘	C₁₆H₃₀	据文献[46]
13	8β(H)-升补身烷	C₁₆H₃₀	据文献[42]

图7 甘泉地区烃源岩和原油萜类质谱图

Fig.7 Mass chromatograms (m/z 191 and m/z 123) of terpenoid from source rocks and Chang 8 crude oil at Ganquan

图8 甘泉地区长8段原油类型划分

Fig.8 Classification of crude oil types in Chang 8 member at Ganquan, Ordos Basin

图9 甘泉地区烃源岩和长8段原油聚类分析图

Fig.9 Cluster analysis of source rocks and Chang 8 crude oil at Ganquan

参考文献 52

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鄂尔多斯盆地甘泉地区延长组长8段原油地球化学特征及来源

Geochemical Characteristics and Source of Crude Oil in Chang 8 Member of Yanchang Formation, Ganquan Area, Ordos Basin

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