结合使用油藏在油藏地质记录的销毁标识:一个案例研究Jingbian地区(鄂尔多斯盆地,中国)
- 1大陆动力学国家重点实验室,西北大学地质学系中国西安
- 2长庆油田公司的第一石油生产工厂,延安,中国
快速识别储层的破坏是至关重要的,以避免勘探失败。迫切需要更多的储层破坏指标开发除了圈闭有效性的评价方法基于结构分析。在这里,我们提供了一个案例研究在表明,鄂尔多斯盆地储层地质记录的结合使用是一个健壮的工具来快速识别油藏破坏。在三叠系砂岩的oil-depleted Jingbian区域进行了岩石学和地球化学分析。结果表明:1)与密度和粘度增加油发生在低渗透砂岩,而高渗透砂岩被水占据,2)丰富的固体沥青发生在粒间孔隙,3)的正烷烃碳数小于19明显失去了从原来的油,和4)大多数化石石油层已经进化成现在的水层。所有这些在油藏物理化学签名解开(即相同的地质事件。,Jingbian地区油藏毁灭)。这种油藏破坏可能引起的uplift-induced侵蚀和断层活动后油藏在晚白垩纪早期。
1介绍
储层的破坏是一种常见的地质事件(Beydoun 1997;傅et al ., 2000;加特雷尔et al ., 2004;彭日成et al ., 2012;Isiaka et al ., 2017;王w . y . et al ., 2019),非常不利于油气勘探。为了降低勘探风险,有必要开展储层破坏识别和评估勘探地区。Uplift-induced侵蚀和断层活动被认为是储层破坏的两个主要原因(例如,傅et al ., 2000;彭日成et al ., 2018)。断层活动(例如,加特雷尔et al ., 2004;Isiaka et al ., 2017;帕拉迪诺et al ., 2020)和构造演化(例如,彭日成et al ., 2012;王w . y . et al ., 2019)都是通过地质和地球物理方法研究评价圈闭有效性的先前的研究。然而,这些结构分析储层的破坏还需要在证据的支持。事实上,构造隆升和断层活动会导致一系列的二级理化和微生物改变发生在水库或上覆地层,如相分离(例如,汤普森,1987;Meulbroek et al ., 1998),水洗(例如,拉法尔格和巴克,1988),生物降解(例如,Curiale布罗姆利,1996年;奥尔登堡et al ., 2017)、成岩蚀变(谢et al ., 2021;Zhang et al ., 2022石油/天然气)和表面漏。这样的地质记录都是潜在的储层破坏指标,并结合使用预计将强大的快速识别储层的破坏。在这里,我们提供了一个案例研究鄂尔多斯盆地储层地质记录显示重要作用的识别油藏破坏。
在40年的石油勘探,4 oil-enriched地区(OEA)成立于鄂尔多斯盆地中部(图1一个)。每个人都包含石油储量超过10×108t (回族et al ., 2019)。Jingbian区毗邻Dingbian-Jiyuan OEA西方和Zhidan-Ansai OEA南(图1;图2),但包含一些石油资源。这个地区石油枯竭的原因仍不清楚,导致频繁勘探失败。在这项研究中,Jingbian地区砂岩储层是通过一个集成的分析调查包括显微观察、激光拉曼、粮食whole-hydrocarbon气相色谱法、定量荧光(QGF)和QGF提取(QGF-E)。本研究的目的是1)确定研究区油藏破坏,和2)储层地质记录显示重要作用的识别油藏破坏。
图1。构造单元和油藏分布(一)岩性、烃源岩、储层、海豹和沉积相的Yanchang-Yan国安的形成(B)在鄂尔多斯盆地(修改回族et al ., 2019;瞿et al ., 2020;吴,2020;杨et al ., 2021)。
图2。oil-reserviors分布和采样井Jingbian和邻近地区(晚白垩世期间根据侵蚀厚度陈et al ., 2006;断层按劳分配吴,2020)。
2地质背景
鄂尔多斯盆地,面积约36×104公里2,在中国是第二大含油盆地,每年生产超过4亿桶石油当量(回族et al ., 2019)。根据地下室结构的多样性,盆地分为六个构造单元,包括沂蒙隆起,伊陕斜坡,Weibei隆起,西方冲断带,Tianhuan抑郁和褶皱带(崔et al ., 2019;崔et al ., 2022)(图1一个)。伊陕斜坡,其中包含4的看法,西方国家现在是一个倾斜的单斜层角小于1°(徐et al ., 2017)。在斜率,存在六NE-SW趋势,5 -趋势,四个近南临趋势和两个计算趋势的缺点(图1一个)(吴,2020)。
鄂尔多斯盆地的石油资源主要是存储在中生代含油气系统,包括三叠纪三叠系和侏罗系抚仙-延安形成(瞿et al ., 2020)(图1 b),存入fluvial-delta-lake沉积系统(周et al ., 2008;邱et al ., 2015)。他们都是分为10个成员,编号从上到下张1张10,和燕严1到10。张7成员包含黑色页岩富含有机物的主要油源(崔et al ., 2019),而砂岩的燕9张2张6张7和8张成员是主要水库。两个形成厚层泥岩和页岩的海豹底层油藏(图1 b)(瞿et al ., 2020)。
鄂尔多斯盆地经历了多次构造运动自三叠系沉积。continent-continent碰撞的扬子板块和华北板块在三叠纪末期(保et al ., 2020;吴et al ., 2020)、鄂尔多斯盆地的抬升和接受的侵蚀常张1∼3成员。随后,抚仙和延安三叠系地层不整合覆盖。在侏罗纪中期到后期,thrust-nappe带边缘盆地西部开发,导致侵蚀在中部和东部盆地最大侵蚀厚度300米(陈et al ., 2006)。在鄂尔多斯盆地早白垩世,平息最大埋深由于paleo-Pacific板的运动(吴et al ., 2020)。晚白垩世早中始新世,鄂尔多斯盆地经历了强烈的构造隆升,导致pre-Late白垩纪的侵蚀。Jingbian地区侵蚀厚度变化从800米- 1400米(图2),最大侵蚀厚度可达1800 - 2000米在东部盆地(刘et al ., 2006)。晚中新世以来,青藏高原隆起造成的隆起西部和东部的盆地沉降,形成目前的构造框架(马et al ., 2019)。
目前的勘探目标Jingbian地区和相邻Chang 6成员的看法。其埋藏深度变化从西方Dingbian∼2500∼700 Jingbian东部地区。的长6储层的岩石学特征和物理属性几乎相同的研究Jingbian区域和相邻的看法之间的特点是fine-medium谷物(0.125 - -0.5毫米)长石砂岩,主导方解石/浊沸石胶结物和低/超低渗透率(魏et al ., 2003;回族et al ., 2019;Ao et al ., 2022)。
3样品和方法
25砂岩油藏原油样品和六从井Jingbian地区收集的样本和adjacentDingbian-JiyuanOEAs (图2)。气相色谱法进行了1300年原油使用跟踪系统配备一个HP-1毛细管柱(30 m×0.25毫米×0.25 m)。样品的温度入口和FID检测器都是300°C。温度程序40°C 10分钟,40°C - 70°C在4°C /分钟,70°C - 300°C 8°C /分钟,最后在310°C 40分钟。氮气作为载气的流量1毫升/分钟。
铸体薄片没有盖玻片和双重抛光薄片准备了流体包裹体的岩相学观察和流体包裹体在蔡司Axio范围A1显微镜(100 W高压汞灯)。同时代的石油和水夹杂物的双重抛光薄片上检查THMS600 Linkam加热和冷冻阶段均化温度(Th)。分析的不确定性比0.1°C。
单井的葬礼和热历史是恢复通过盆地模型1 d和实测镜质体反射率在不同深度的限制。岩屑岩性决定的日志和日志数据。的主要参数侵蚀厚度和地温梯度被引用陈et al。(2006)和任正非et al。(2017)。
一个HORIBA LabRAM奥德赛光谱仪用于识别未被承认的矿物质在铸体薄片通过拉曼光谱分析。测量条件是:激光波长785 nm,曝光时间20年代,扫描波数范围1000 - 2000厘米−1两次,叠加。
QGF水库的荧光发射光谱测量谷物、清洗过程涉及溶剂后,过氧化氢和盐酸。QGF-E测量的荧光发射光谱溶剂提取后从水库谷物QGF清洗过程后刘和Eadington (2005)。
此外,核心和原油的物理性质,以及研究区域的地层测试数据收集和相邻地区的中石油长庆油田公司。
4的结果
4.1 Porosity-permeability油水层
砂岩储层分为石油层和水层基于收集到的地层测试数据。随后,相对应的测量核心porosity-permeability石油层和水层分别统计。研究区砂岩储层和相邻的看法都是典型的致密砂岩储层与显著的异质性(魏et al ., 2003;回族et al ., 2019;Ao et al ., 2022),但它们之间的含油属性显然是不同的。所示图3,石油层的孔隙度和渗透率范围Jingbian面积是有限的,主要从10%到12%不等,分别从0.1 mD 2医学博士(图3一)。相反,水层具有更大的porosity-permeability范围,包括优质砂岩孔隙度大于12% (图3一)。然而,在邻Dingbian OEA,油主要发生在高质量的储层孔隙度大于10%,渗透率大于0.1医学博士,而水占据了砂岩孔隙度和渗透率分别小于12%和1 mD (图3 b)。
总之,目前的优质砂岩Jingbian地区被水占据,但在邻OEA占领了油。
4.2密度和粘度的油
所示图4Jingbian地区,原油的密度从0.86公斤/米不等30.88公斤/米3,显然比油重Dingbian区域。Jingbian地区原油的粘度变化从8 mPa * 16 mPa *年代,这比油的粘性Dingbian区域。
4.3固体沥青
显微观察表明,绝大多数的粒间孔隙内张6 Jingbian地区的成员是由黑色的固体问题(图5 a, C)。他们确定固体沥青的拉曼光谱和两个一阶特征波段,即。1380厘米附近,D乐队−1和G带近1590厘米−1(图5 b, D)(Zerda et al ., 1981)。
据估计每个铸造薄片、固体沥青含量固体沥青丰富研究区域显示(图2)。固体沥青含量逐渐从西方的1.0%增加到3.3%。整个研究区域的平均含量为2.1%。
4.4正烷烃油的丰度分布
大量的正烷烃在初级成熟油指数下降随着碳数的增加(基森,1987;Meulbroek et al ., 1998)。然而,这种模式可以被几个地质过程(例如,生物降解和相分离)。
Chang的研究油6 Jingbian地区成员的特点是负偏离指数模式在C19(图6)。偏差度明显增加的正烷烃碳数小于C12(数控12 -),表示一个重要的数控12 -损耗。延安的正烷烃油从上覆地层也偏离负C19,但数控的偏差度降低12 -(图6 b),指示一个数控12 -入侵的数控19 -废弃油。值得注意的是,油从相邻的看法显示模式近似指数分布(图6 c, D),这表明他们是成熟的和一成不变的油。
图6。正烷丰度分布的原油Jingbian和邻近地区。(一):石油链烷丰度负偏离C19指数模式,和偏差度小于C12碳数明显增加。(B):石油链烷丰度负偏离C19指数模式,但碳的偏差度降低数字小于C12。(C, D):石油链烷丰度指数分布的近似。
基于whole-hydrocarbon气相色谱法,生物降解的地球化学参数:原始/ n-heptadecane(公关/数控17),植烷/ n-octadecane (Ph /数控18),参数分离阶段:甲苯/庚烷(Tol /数控7)和庚烷/甲基环己烷(数控7/ MCC6)进一步分析计算(表1)。
4.5 QGF & QGF-E
QGF&QGF-E是一组荧光检测技术刘和Eadington (2005)和刘et al。(2007)检测油包裹体的荧光碎屑颗粒和碎屑颗粒表面吸附的碳氢化合物。两个参数,QGF指数和QGF-E强度,确定创建古和现在的石油层,分别为(刘et al ., 2007)。QGF指数的核心样本Chang 6成员Jingbian地区变化从6.24到29.37,平均为14.72,而QGF-E强度范围从3.22到59.82,平均25.19 (表2)。
4.6流体包裹体
同时代的石油和水夹杂物在Jingbian地区三叠系砂岩的观察(图7 a, B)。石油包裹体被困在次骨折愈合石英和长石颗粒内的孔隙谷物,和展览青白色荧光。Th水夹杂物值同时代的石油包裹体在西部和东部Jingbian地区分别为109.9 -113.3°C和87.4 - -94.0°C (表3)。
图7。砂岩的显微图Jingbian区域(一)。S1, 1890.48米,7张;(B)。B3, 709.9米,6张;(C, D)。B3, 704.35米,6张;红色和黑色的箭头表示石油和queous夹杂物,分别。
5讨论
5.1 Jingbian地区油藏
毫无疑问,固体沥青是石油的风向标充电(Littke et al ., 1996;Huc et al ., 2000;刘et al ., 2009)。王et al。(2006)表明,储层固体沥青含量大于2.0%可以被定义为一个paleo-oil水库。固体沥青广泛分布在研究区(图2),57%核心样品含有固体沥青含量大于2.0%,表明Jingbian区域,相邻的看法,也是油藏的有利地区。
QGF & QGF-E广泛应用于储层演化的重建(王et al ., 2017;刘et al ., 2019;歌et al ., 2022)。根据以前的经验(刘和Eadington, 2005年;刘et al ., 2007),QGF paleo-oil层一般大于4,指数和paleo-water层一般是小于4;QGF-E强度目前石油层通常大于40个人电脑,而现在水层通常不到20个人电脑。如果经验QGF指数应用于Jingbian区域,所有的研究核心样本将被称为paleo-oil层。
QGF & QGF-E的开发者强调识别标准化石(存在)油(水)层应符合当地条件(刘和Eadington, 2005年;刘et al ., 2007)。根据QGF&QGF-E价值观和核心之间的比较观察,显微观察和地层测试结果,识别存在的经验QGF-E强度范围油水层仍适用于Jingbian区域。然而,经验QGF索引值区分古油水层不再有效了。B3的砂岩在704.35井为例,其QGF指数为10.13,并将分为化石石油层根据经验标准。事实上,这种砂岩水润湿,5.3%矩阵内容,强烈的压实(线性碎屑颗粒之间的接触),沥青(图7 c),一些水泥和没有荧光(图7 d),这表明地下流体包括石油没有指控这砂岩。最终,QGF指数paleo-oil和水之间的界限在研究区层显示为10.13。
根据QGF指数和QGF-E强度、古和现在的油水层识别(图8;表2)。12 Jingbian地区储层样品8样本(占67%)属于paleo-oil层,表明石油的大规模积累曾经发生在研究区。
确定油藏的时候使用Th值的流体包裹体和burial-thermal历史(图9)。Th水溶液包裹体的值与石油包裹体同时代的Chang 7水库S1的范围从109.9°C到113.3°C,而在长6储层的B3范围从87.4°C到94.0°C (表3)。这两个Th范围内策划burial-thermal S1和B3井的历史都表明,石油积累发生在早白垩世末期,鄂尔多斯盆地的构造隆升前在晚白垩世(图9)。
5.2油藏破坏
正如上面提到的,油脂积累了Jingbian地区在晚白垩纪早期。然而,没有发现现在商业油池,这可能归因于paleo-oil储层破坏基于以下库区地质证据。
5.2.1从paleo-oil层进化到现在水层
QGF & QGF-E提供直接证据Jingbian paleo-oil水库发生破坏的区域。常以B5和thick-bedded砂岩在6成员例如,砂岩是由水层和油水层,符合的结果显示QGF-E强度(图10)。然而,QGF指数表明,油水层的下部是一个石油层之前(图10)。这从史前石油层进化到现在水层更明显的B3。最多数的砂岩图10 b史前石油层,但现在由水层和油水层。8的总体,样本确认为史前油层,3个样品被认为是目前石油层(图8;表2),表明62.5%的化石石油层已经被破坏、演变成现在的水层。
相比之下,QGF & QGF-E值Dingbian OEA表明,样品被确认为古油层也确定为目前的石油层(图8和图10 c),表明古油藏Dingbian地区尚未被破坏。这就是为什么油是丰富了现在。
5.2.2轻馏分油的损失
油的链烷丰度分布模式也为古油藏破坏提供了证据。所示图6 a, B研究地区,油的特点是光的损失和入侵分数。要解释这一点,我们仔细考虑了地质过程和抽样过程,可能会影响石油成分。有机分子以不同的速率趋于退化由于不同的抗生物降解(班尼特et al ., 2013;王et al ., 2013)。原油生物降解的第一迹象通常发生在正常的烷烃的选择性去除。生物降解进行,正常烷烃降解速度比mono和multi-methylated烷烃(Peters等人。,2005年)。因此,生物降解可以排除由于全方位的正烷烃中观察到油和正常的公关/数控17和Ph /数控18值(表1)。水洗也被排除,因为油含有大量的甲苯(表1)(Napitupulu et al ., 2000)。石蜡沉淀只会影响高碳数正烷烃结束(如> 30,Losh et al ., 2002)。分离器和短期蒸发分馏的样本收集后已经被证明了Meulbroek et al。(1998)影响化合物癸烷一样重。相反,蒸发分馏是最有可能导致的正烷烃分布模式研究油基于两个事实:1)长6油已经失去了数控12 -严的确切成分入侵到上覆Jingbian地区9个油,和2)Tol /数控吗7长6油值大于燕的9个油,而数控7/ MCC6常的值比燕9 6油不油。
向上迁移的蒸发分馏导致轻馏分成分来自Chang 6成员,预计造成研究区油藏破坏。根据提出的计算方法Losh et al。(2002),轻馏分损失比例分别是63.66%和61.91%的两个残油(表1;图11),这表明原始油藏已经失去了一半以上的石油成分。在相邻的看法,然而,长6油显示小成分损失(图6 c, D),这表明油藏尚未被破坏。
5.2.3 density-viscosity升高油和固体沥青的浓缩
油的密度和粘度控制的温度、压力和化学成分(Morales-Medina和古斯曼,2012年;说et al ., 2016)。伊陕斜坡的油主要来自黑色页岩常7成员在中央盆地和积累在晚白垩纪早期(回族,et al ., 2019)。因此,最初的预计这些油的化学成分是相似的。在相同的实验条件下(20°C, 1 atm),油的高架density-viscosity表明Jingbian地区油藏破坏的发生。连续的轻馏分成分损失分数在油藏破坏将不可避免地导致重结束部分残余油的相对增加,最后形成固体沥青(王a . g . et al ., 2019)。应该注意的是,密度和粘度的油Jingbian面积明显大于那些Dingbian OEA (图5)和固体沥青Jingbian确实更丰富的区域(图2;图5 a, C)。
5.2.4石油出现在低质量而不是高质量的水库
油迁移倾向于优先占据的孔隙度降低毛细管阻力(即。、高孔隙度和渗透率充电到水库后部分)。圈闭含油饱和度的增加,油必须负责为低孔隙度和渗透率的部分(英格兰et al ., 1987)。例如,取相邻Dingbian OEA油确实是占领高孔隙度和渗透率储层(图3 b)。
另一方面,当油藏被破坏,油在高孔隙度和渗透率的部分优先迁移出陷阱,而油在低孔隙度和渗透率的部分很可能是由于流动性差。Jingbian地区高的砂岩储层孔隙度和渗透率是被水占据,而油发生在相对低的砂岩储层孔隙度和渗透率(图3一)。这些含油特征Jingbian地区是完全符合上面的油/水行为引起的油藏破坏。
5.3油藏破坏的原因
如前所述,uplift-induced侵蚀和断层活动被认为是储层破坏的两个主要原因(傅et al ., 2000;彭日成et al ., 2018),它应该负责的油藏破坏金匾。
由于油藏在早白垩世末期,鄂尔多斯盆地经历了长周期末的构造隆升Creataceous早中始新世。这个构造隆升引起强烈的侵蚀与剥蚀厚度增加自西向东(刘et al ., 2006)。在研究区,侵蚀厚度从800米到1400米(图2)(陈et al ., 2006),生成之间的不整合中侏罗世和第四纪。相比Dingbian OEA西方,uplift-induced侵蚀Jingbian地区更为严重,这也许已经退化的油藏,油藏破坏密封区域。
使用的鄂尔多斯盆地被认为是一个稳定的克拉通盆地与未开发的缺点。然而,近年来多个基底断裂和盆地隐蔽错误报告(刘et al ., 2013;吴,2020)。存在两个南临趋势(F1、F2), 2 n趋势(F3, F4)、5 NE-SW趋势(F5-F9)和三个NW-SW趋势(F10-F12)断层Jingbian和邻近地区(图1一个和图2)(吴,2020)。根据地震部分(图12;吴,2020),跨越白垩纪的错误(例如,图数据12 a -)可能是活跃在隆起和可能造成油藏破坏。不要跨越白垩纪的错误(例如,数字数据12 e, F在白垩纪)并不活跃,因此不负责油藏破坏。总的来说,所有的缺点Jingbian和邻近地区可能会活跃在隆起,除了-趋势的缺点。所示图1一个,存在六个潜在故障(即。,F1, F3, F4, F6, F7, and F8) for oil-reservoir destruction across the Jingbian area, whereas there exist two potential faults (i.e., F5 and F6) and three potential faults (i.e., F4, F8 and F9) in the Dingbian-Jiyuan OEA and Zhidan-Ansai OEA, respectively. Thus, the faults in the Jingbian area are more developed than those in the OEAs.
图12。远在Jingbian解释部分,从邻近地区(修改吴,2020)。(一):F1断层。(B):F6断层。(C):F7断层。(D):F8断层。(E):F12的错。(F):F11断层。(G):F4断层。(H):F3断层。
总之,在晚白垩世构造隆升造成uplift-induced侵蚀和断层活动,这有可能进一步导致了油藏破坏Jingbian地区。相比之下,uplift-induced Dingbian侵蚀和断层活动和安塞的看法相对发达,因此有利于油藏保存。
6结论
Jingbian区域在鄂尔多斯盆地作为一个案例来证明组合使用在油藏地质记录是一个健壮的工具来快速识别油藏破坏。从本研究得到了以下结论:
Jingbian区域也是油藏的有利地区,发生在晚白垩纪早期。uplift-induced侵蚀和断层活动在晚白垩世退化油藏的密封,并导致油藏破坏。这个过程已经被一系列的地质记录信号在水库,包括1)光的损失分数,2)原油密度和粘度的增加,3)浓缩固体沥青,4)进化的化石石油层进水当前层,和5)石油出现低质量而不是高质量的水库。这些储层地质记录提供了新的技术方法的油藏破坏识别。
数据可用性声明
最初的贡献提出了研究中都包含在本文/辅料,可以针对相应的作者进一步询问。
作者的贡献
ZY、写作、映射、实验;啊,监督、写作;点,数据收集、采样、写作;MC、数据收集、采样、写作;公斤,样品制备和编辑;新西兰样本样品制备和抛光。
资金
这项工作得到了国家自然科学基金(No.41402115);陕西省自然科学基础研究计划(2020金桥- 591)。
的利益冲突
点和MC受雇于第一长庆油田公司的石油生产工厂
其余作者宣称,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
出版商的注意
本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。
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关键词:鄂尔多斯盆地,jingbian面积、三叠系油藏破坏,地质记录
引用:陈杨Z,王、孟P M,郭K和朱N(2023)结合使用油藏在油藏地质记录的销毁标识:一个案例研究在Jingbian区域(鄂尔多斯盆地,中国)。前面。地球科学。11:1133539。doi: 10.3389 / feart.2023.1133539
收到:2022年12月29日;接受:2023年1月12日;
发表:2023年1月20日。
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