程 奇 劉宗賓 鄭 浩 李廣龍 王雙龍

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院， 天津 300452)

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原油指紋技術在JZ油田潛山油藏連通性判別中的應用

程 奇 劉宗賓 鄭 浩 李廣龍 王雙龍

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院， 天津 300452)

渤海灣盆地斷裂系統(tǒng)極其復雜，盆地內(nèi)JZ油田太古宇潛山油藏平面上按斷塊系統(tǒng)可分為多個油區(qū)，由于潛山裂縫油藏儲層強非均質(zhì)性，油區(qū)內(nèi)、油區(qū)間油藏連通關系難以明確。嘗試利用石油色譜指紋技術對油田不同油區(qū)原油分別開展原油族群劃分、原油生物標志化合物分析、原油同源性對比分析，根據(jù)單層原油指紋差異及混合原油的指紋變化特征，最終確定了JZ油田不同油區(qū)潛山油藏儲層縱橫向的連通性，有效指導了油田后續(xù)開發(fā)方案部署。

渤海灣； 潛山油藏； 原油指紋； 連通性

目前，研究油藏連通性的常用方法有電纜測井、油藏模擬、壓力測試、示蹤劑等，而應用油藏流體進行研究的較少。1987年Kaufman等人首次公布原油色譜指紋研究成果以來，原油色譜指紋已被成功地用于判別油藏連通性、分層產(chǎn)能監(jiān)測、竄層和套管泄露檢測、混采油井產(chǎn)液剖面的測定等多個領域[1-5]。以渤海灣JZ油田潛山油藏為例，通過應用原油色譜指紋技術分析同一油區(qū)內(nèi)及不同油區(qū)間的連通關系。

JZ油田位于遼西低凸起中北段，西側(cè)以遼西大斷層為界緊鄰遼西凹陷中洼，東南呈緩坡向遼中凹陷中、北洼過渡，處于油氣富集的有利地帶。遼西2號斷層將構(gòu)造整體分為東、西塊(見圖1)，屬風化體塊狀儲集層地貌潛山[6-7]，油藏類型為正常溫壓系統(tǒng)、塊狀裂縫性底水油藏。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置圖

1 原油指紋技術原理

同源油藏的原油正構(gòu)、異構(gòu)烷烴及芳香烴等具有相同的色譜，而不同源油藏的原油異構(gòu)、環(huán)烷等通常會有不同特征，即擁有不同指紋特征[8]。首先，根據(jù)原油物性、原油族組分、原油及其組分同位素開展原油族群劃分；其次，采用色譜、質(zhì)譜-色譜技術、全油及四組分碳同位素分析等技術，通過對飽和烴、芳香烴的色質(zhì)分析，得到生物標志化合物的信息，進行油源和指紋峰的比對；最后，綜合分析族群、油源及指紋數(shù)據(jù)，結(jié)合靶區(qū)地質(zhì)特征，對油藏的連通性進行研究，并利用壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)對判別結(jié)果進行驗證[9-11]。

2 技術應用

2.1 原油族群劃分

(1) 原油物性。JZ油田太古宇潛山油藏原油整體密度與井深的線性關系不明顯，西塊原油密度為863.9 kg/m3，接近凝析油，東塊原油密度隨深度增加而增加，呈較好的線性關系；平面上西塊原油黏度、含硫均低于東塊原油(見表1)。

(2) 原油族組分。根據(jù)JZ油田太古宇潛山原油族組分分析數(shù)據(jù)，西塊(4D井)原油飽和烴含量普遍高于東塊(剩余井)原油飽和烴含量；西塊(4D井)芳香烴、非烴及瀝青質(zhì)含量低于東塊(剩余井)含量(見圖2)。

(3) 原油及其組分同位素。根據(jù)JZ油田太古宇潛山原油族組分分析結(jié)果(見圖3)，西塊(4D井)原油全油及組分同位素普遍低于東塊(剩余井)同位素，而西塊(4D井)原油組分非烴及瀝青質(zhì)同位素值高于東塊(剩余井)。

(4) JZ太古宇原油族群劃分。分析JZ油田太古宇原油物性發(fā)現(xiàn)，西塊4D井原油密度、黏度和含硫量與東塊原油有差異；從族組分分析數(shù)據(jù)得知，西塊原油飽和烴、芳香烴、非烴、瀝青質(zhì)均與東塊原油有差異；從原油及四組分同位素分析可知，西塊原油與東塊原油有差異；與郭令智院士研究得到的飽和烴生物標志化合物Pr/Ph和芳香烴生物標志化合物DBT/P(二苯并噻吩/菲)圖版進行對比，發(fā)現(xiàn)西塊原油與東塊原油有明顯的區(qū)別(見圖4)。

圖2 JZ油田太古宇潛山原油族組分分布圖

圖3 JZ油田太古宇潛山原油同位素分布圖

圖4 JZ油田太古宇潛山原油PrPh與DBTP關系圖

結(jié)合分析原油四組分同位素、飽和烴Pr/Ph、芳香烴DBT/P等參數(shù)，可將JZ油田太古宇潛山東、西塊原油劃分為2個不同族群。

2.2 原油生物標志化合物分析

利用質(zhì)譜-色譜技術，分離復雜混合物樣品，按離子質(zhì)荷比進行掃描記錄，通過計算機處理后，結(jié)合標樣或標準譜圖，對化合物逐個作出定性鑒定與定量分析，得到潛山東塊、西塊生物標志物分布特征及相互之間對比特征。

(1) 東塊內(nèi)部各井原油生物標志物特征分析。東塊從A17H、A35S這2口井中取樣，分析其生物標志物特征。對其正烷烴組分的定量結(jié)果分析顯示，太古宇單層原油油樣中C12-C30正構(gòu)烷烴的含量差異不明顯，且碳數(shù)的烷烴分布無明顯差異，以低碳數(shù)烷烴(

2口井中選取的原油樣品從色譜-質(zhì)譜分析得到的生物標志物分布特征一致。例如，萜類化合物中都以五環(huán)三萜類系列為主，五環(huán)三萜類主要由藿烷類化合物構(gòu)成，表明細菌對萜類的化合物的貢獻顯著。藿烷在碳數(shù)分布(C29/C30藿烷比值)以及相對含量的分布特征上十分相似，Ts/Tm以及C29ααS/(S+R)，C29ββ/(αα+ββ)比值也一致(圖6)，表明東塊內(nèi)部2口井間原油成熟度類似。三環(huán)萜烷的相對含量普遍較低，推測原油具有成熟度不高及運移距離較小的特點。原油中甾烷化合物也表現(xiàn)出類似的特征，重排甾烷的相對含量較高，指示源巖中泥質(zhì)源巖為主，規(guī)則甾烷中C27/C28/C29的碳數(shù)分布特征具有C27>C29的特點，4-甲基甾烷的相對含量較高，指示水生生物具有一定的貢獻。東塊原油的芳香烴生物標志物的分布特征也表現(xiàn)出相似性，也可用于儲層連通性的研究。

圖5 JZ油田太古宇潛山原油飽和烴組分生物標志物的分布特征

(2) 西塊原油生物標志物特征分析。西塊未正式投產(chǎn)，以4D井為靶區(qū)分析其生物標志物分布特征。正烷烴組分的定量結(jié)果顯示，此井單層原油油樣中以C11 — C35正構(gòu)烷烴分布為主，碳鏈分布較東塊長，峰型為單峰型，各個峰奇偶優(yōu)勢不明顯(見圖6)。

對比分析4D井與東塊生物標志物特征，峰型特征見圖6。4D井萜類化合物中都以五環(huán)三萜類系列為主，五環(huán)三萜類主要由霍烷類化合物構(gòu)成，表明細菌對萜類的化合物的貢獻顯著。Dia.sC27/C29s為0.76，較東塊高(比值低于0.5)；重排甾烷明顯高于規(guī)則甾烷系列。Ts/Tm以及C29ααS/(S+R)，C29ββ/(αα+ββ)比值較東塊高(見圖7)，表明西塊原油成熟度高于東塊原油。三環(huán)萜烷的相對含量普遍較低，推測原油具有成熟度不高以及運移距離較小的特點。原油中甾烷化合物重排甾烷的相對含量較高，指示源巖中泥質(zhì)源巖為主，規(guī)則甾烷中C27/C28/C29的碳數(shù)分布特征具有C29>C27的特點。

圖6 JZ油田太古宇潛山原油飽和烴組分中甾烷成熟度特征

2.3 原油同源性對比分析

對比分析JZ油田東塊、西塊生物標志物特征差異不是非常明顯，都為單峰型。但西塊(4D井)Dia.sC27/C29s為0.76，較東塊高(比值低于0.5)；西塊原油生標重排甾烷也明顯高于規(guī)則甾烷系列。Ts/Tm以及C29ααS/(S+R)，C29ββ/(αα+ββ)比值較東塊高，表明西塊原油成熟度高于東塊。西塊規(guī)則甾烷中C27/C28/C29的碳數(shù)分布特征具有C29>C27的特點，與東高帶(剩余井)相反。

對比東塊、西塊原油生物標志化合物參數(shù)，發(fā)現(xiàn)參數(shù)整體變化趨勢不相似(見圖7)，故初步判別西塊原油與東塊原油不同源。

圖7 JZ油田東、西塊生物標志化合物參數(shù)比對圖

對比分析東、西塊原油指紋(見圖8)，紅色曲線顯示的是西塊指紋特征，其指紋變化趨勢與東塊(綠色和藍色曲線)明顯不相似，考慮到西塊原油與東塊原油形成于不同油源，結(jié)合東、西高帶原油族群分析的結(jié)果，認為西塊與東塊不連通。

3 壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)驗證

通過壓力參數(shù)研究變質(zhì)巖油藏靜態(tài)和動態(tài)特征，可為油藏連通關系提供重要的判別依據(jù)。對比東、西塊生產(chǎn)井壓力測試信息，分析對比兩個相鄰油區(qū)壓力值，東、西塊原始地層壓力分別為17.5、17.2 MPa。東塊投產(chǎn)6 a多，采用注水開發(fā)，但地層壓力仍從17.5 MPa降至12.01～13.71 MPa；西塊投產(chǎn)時間較晚，投產(chǎn)時間不到1 a，目前地層壓力保持在16.025～16.593 MPa(見表2)，明顯高于東塊，進一步驗證西塊原油與東塊不連通。

表2 JZ油田東、西塊壓力測試統(tǒng)計

4 結(jié) 論

(1) 原油指紋技術在地質(zhì)開發(fā)研究中能較好地分析油藏的連通性，為科學制定油田開發(fā)調(diào)整方案提供依據(jù)。

(2) JZ油田太古宇潛山原油物性平面差異不大，但其原油族群可劃分為東塊、西塊2個族群。

(3) 根據(jù)JZ油田太古宇潛山不同區(qū)塊生物標志物分布特點，通過原油指紋分析表明，JZ油田太古宇東塊內(nèi)部連通，西塊與東塊儲層不連通，可利用壓力動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)進一步驗證。

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Application of Oil Fingerprint Technique in the Discrimination of Connectivity of Archean Buried Hill Reservoir of JZ Oilfield

CHENGQiLIUZongbinZHENGHaoLIGuanglongWANGShuanglong

(Bohai Petroleum Research Institute of Tianjin Branch, CNOOC (China) Co. Ltd., Tianjin 300452, China)

The fault system of the Bohai Bay basin is famous for the complexity. The Archean buried hill reservoir of JZ oilfield in the basin can be divided into many areas according to the fault block system. The connectivity in and between the areas is difficult to define because of the strong heterogeneity. In this paper, with the help of oil chromatographic fingerprint technology, we carry on experiments and analysis about the crude oil group division, biomarker, homology and so on. Finally we determine the vertical and horizontal connectivity of different areas in Archean buried hill according to the crude oil fingerprint differences and the fingerprint characteristics of mixed crude oil.

Bohai Bay; the Archean buried hill reservoir; crude oil fingerprint; connectivity

2016-12-01

國家自然科學基金重點項目“儲層裂縫形成機理 ”(40772089)；中國海洋石油總公司“十二五”重點科技攻關項目(CNOOC-KJ125ZDXM06LTD-02)

程奇(1986 — )，女，碩士，工程師，研究方向為油氣田開發(fā)。

P618.13

A

1673-1980(2017)03-0019-05