松辽盆地西部斜坡带原油物性特征及成因分析

陈凤祥

(大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆163000)

我国稠油资源丰富，陆上稠油及沥青资源在石油资源总量中的占比达20%以上，目前已在松辽盆地、渤海湾盆地、苏北盆地、江汉盆地、塔里木盆地、准格尔盆地、吐哈盆地、南阳盆地等均发现稠油油田，预测稠油资源量可达1.98×1010t，已发现的稠油油田多集中分布在辽河油田、胜利油田、河南油田及克拉玛依油田[1]。

我国发现的稠油油藏多具有陆相沉积的特点，区域构造复杂，油藏非均质性严重，埋藏多在800m以下，储层以碎屑岩为主，储层物性较好，孔隙度和渗透率均较高，岩石矿物胶结疏松，稠油油田多分布在盆地边缘斜坡带，通常与常规原油呈共生关系，从盆地凹陷中部向边缘地区，油质逐渐变稠[2]。大庆油田虽然不是我国主要的稠油产区，但稠油资源较丰富，储量可观，具有较好的勘探开发前景。随着大庆油田进入勘探开发后期，地层采出液含水率不断升高，原油产量下降，加强对稠油油藏的开发，对于大庆油田持续高产稳产具有重要意义。

1 地质背景及成藏条件

1.1 地质背景

松辽盆地西部斜坡带地理位置上横跨两市（大庆市、齐齐哈尔市）三县（肇源、泰康、泰来），南北向长度可达180km，东西向宽度达100km，区域构造上位于大庆长垣以西，为松辽盆地北部一级构造带，包含齐家—古龙凹陷、龙虎泡—大安阶地、泰康隆起及西部超附带4个二级构造单位。研究区内油气资源储量丰富，勘探开发主要目的层为黑帝庙油层、葡萄花油层、高台子油层、扶余油层及杨大城子油层[3]。

青山口组一段泥岩和嫩江组一段泥岩是区域内的烃源岩和盖层。有研究表明，松辽盆地西部斜坡带稠油储层的油气资源主要来源于东部的齐家—古龙凹陷。在青山口组一段泥岩和嫩江组一段泥岩这2套烃源岩之间的萨尔图油层是区域内的主要的油气储层，也是主要的勘探目的层位。研究区西部斜坡带地层倾角普遍小于1°，局部地区地层倾角稍微偏大，不同地层间均为整合接触，油气运移的通道主要是西部斜坡带砂体。前人对区域内烃源岩进行了研究，结果表明，青山口组一段的烃源岩在中白垩纪末期进入生烃门限，进入白垩纪末期达到了生烃高峰，而嫩江组一段烃源岩演化相对较晚，在白垩纪末期进入生烃门限，到古近纪末期进入生烃高峰。油气从烃源岩向储层运移的过程主要发生在白垩纪末期。研究区储层中不仅蕴含较为丰富的稠油资源，还含有一定的天然气资源，具有较好的勘探开发前景。经过多年的勘探开发，先后开发了他哈拉、葡西、敖古拉和龙虎泡等油田，取得了较好的勘探成果。

1.2 成藏条件

（1）地层区域不整合接触及断层构成油气运移的主要通道。西部斜坡地区油层主要为萨尔图油层和高台子油层，该地区发育大量断层，断层规模较小，主要为正断层，断距通常介于10～30m之间，断层延伸长度在1～10km之间，断层及区域不整合面构成了油气运移的主要通道。西部斜坡区原油是邻近的齐家—古龙凹陷成熟的烃源岩生产的油气运移过来的，主要有以下2种运移途径：①油气沿着断层进入青山口组砂体中，而后沿着储层上倾方向运移，再然后向西部高位运移汇聚成藏；②油气沿着断层做纵向或侧向运移，到达不整合面之上的嫩江组。

（2）西部斜坡地区发育的平缓构造带为油气成藏提供了条件。在区域构造上，西部斜坡带发育白音诺勒、阿拉新及江桥构造3个平缓的构造带，这些平缓构造带为稠油富集创造了条件，由于稠油密度大、粘度高，流动性比较差，对圈闭要求不高，平缓构造带上发育的低幅度构造能够控制稠油的运聚，为稠油汇聚成藏创造了条件。

1.3 油藏类型

（1）地层圈闭油藏。当储层渗透性变差或沿上倾方向尖灭时会形成圈闭，圈闭中油气藏顶界是砂岩储层的尖灭线或由砂岩相变为泥岩的相变线，油气藏底界是下倾方向的底水界限。研究区油气由东向西沿断层或不整合面运移，随着储层尖灭或砂岩相变成泥岩，油气运移通道关闭，在圈闭内汇聚成藏，研究区内的江55区块、杜66区块稠油油藏都是属于地层圈闭型油藏。

（2）构造油藏。当地层出现断裂或构造变形时，会形成构造圈闭，油气在圈闭中聚集会形成构造油藏。研究区油气来自齐家—古龙凹陷的烃源岩，在长距离运移过程中遇到构造变形时汇聚成藏，形成了他拉红、阿拉新区块等稠油油藏，遇到断层时汇聚成藏形成了江37区块稠油油藏。

2 稠油物性特征

2.1 稠油油藏一般特征

我国通常将原油粘度大于50mPa·s的原油称为稠油，稠油油藏一般具有以下特征：①稠油油藏通常埋藏较浅，大多数稠油油藏埋深在2000m以内，埋藏浅的油藏仅为几十米，因此，稠油油藏的温度和压力相对较低；②稠油油藏多分布在砂岩地层中，小部分分布在砾岩或砂质砾岩中，地层胶结较为疏松，储层的孔隙度和渗透较高，相应的含油饱和度也较高；③稠油油藏的饱和压力和气油比通常较低。由于稠油油藏在形成过程中会发生氧化作用和生物降解作用，其中的天然气和轻烃组份在油气运移过程中发生逸散，导致稠油油藏的饱和压力和气油比均较低[4]。

2.2 稠油物性特征

大庆油田经过多年的勘探开发，共发现数十个大小不等的油田，其中大多数油田生产普通原油，对于普通原油的物性参数及特征做了大量的研究工作，掌握了大量数据。对于西部斜坡带的稠油，取嫩江区块稠油进行了高压物性分析，数据如表1所示，与松辽盆地普通原油物性进行了对比，结果如表2所示。

表1 稠油高压物性参数

表2 西部斜坡带稠油与普通原油物性对比

由稠油高压物性参数测定结果可知，嫩江区块稠油埋藏较浅，深度在400～500m之间。地层压力在4～5MPa之间，远小于大庆油田主力油层的地层压力（大于10MPa），地层温度在19℃左右，远低于大庆油田主力油层地层温度（45℃左右）。稠油气油比低于大庆油田普通原油气油比，此外，稠油的饱和压力较低。

由表2稠油与普通原油物性对比可知，西部斜坡带稠油胶质含量较普通原油高，腊含量低于普通原油。稠油相对密度明显高于普通原油。此外，稠油中饱和烃含量及沥青质和非烃含量明显高于普通原油，而芳烃含量低于普通原油。

图1 稠油密度随油藏深度变化关系

图2 稠油粘度随油藏深度变化关系

为了研究稠油物性随深度变化情况，将研究区内稠油的密度、粘度数据进行投点，如图1、图2所示，随着油藏埋藏深度增加，稠油密度降低、粘度下降，物性表现出随深度增加而变好的趋势。

3 稠油成因探讨

松辽盆地西部斜坡带富含稠油资源，关于稠油的成因，相关研究表明，稠油在大气降水下渗过程中造成的水洗作用、埋藏过程中的生物降解作用和氧化作用共同作用下，原油中正构烷烃消耗殆尽，支链烷烃和环烷烃大量富集，导致原油密度和粘度上升，形成稠油[5]。

3.1 水洗作用

研究表明，经过水洗作用的原油会出现稠化现象，相应的地层水矿化度会降低。为了研究松辽盆地西部斜坡带水洗作用范围，可以通过研究流体压力场及地层水矿化度情况。通过对西部斜坡带流体压力场研究表明，超压过渡带顶面深度在1000m左右，超压带底面深度位于1350m左右，因此，大气降水下渗的深度在1000m左右，由于西部斜坡带的砂体具有良好的渗透性，加之断层较为发育，在超压过渡带上部以水洗作用为主，下部水洗作用较弱或无水洗作用。超压顶界面的地层水矿化度为5000mg/L左右，以此为依据，可以在平面上限定水洗作用的分布范围，在地层水矿化度小于5000mg/L的区域内，稠油的成因以水洗作用为主，大于5000mg/L的区域，稠油成因存在其它作用机制。

3.2 氧化作用

在氧化作用下，自由氧能够将原油氧化成酸和醇，使得原油中饱和烃含量减少，非烃和沥青质含量增加。西部斜坡地区萨尔图和高台子油层埋藏较浅，且油层上部断层较发育，富含氧气的地表水通过断层下渗到油藏中，使得油藏渗透性砂体中含有丰富的氧，在此条件下，原油容易被氧化，其中正构烷烃含量减少，支链烷烃和环烷烃含量增加，形成稠油。

3.3 生物降解作用

生物降解作用广泛存在与地质作用过程中，生物存活的温度一般小于80℃～100℃，此外，生物降解作用还需要具备有机质及富含氧气的地层水。由于西部斜坡带萨尔图和高台子油层埋藏较浅，地层温度均低于80℃，油层顶部断层较发育，富含氧气的地表水下渗到储层中，储层中含有丰富的有机质，以上这些因素为生物降解作用创造了适宜的条件，因此，储层中细菌降解作用比较活跃，消耗了原油中正构、异构烷烃化合物，不会消耗有机硫化物，细菌代谢过程中产生的部分硫化物还会进入原油中，使得原油中硫化物的含量显著增加。

4 结论

（1）通过对松辽盆地西部斜坡带稠油油藏成藏条件研究表明，地层区域不整合接触及断层构成油气运移的主要通道，西部斜坡地区发育的平缓构造带为油气成藏提供了条件。稠油油藏类型为地层圈闭油藏和构造油藏。

（2）稠油高压物性参数测定结果表明，稠油埋藏较浅，地层压力和温度远小于大庆油田主力油层，气油比与饱和压力均较低。与大庆油田普通原油物性相比，西部斜坡带稠油胶质含量高、腊含量低、相对密度高。此外，稠油中芳烃含量及沥青质和非烃含量明显高于普通原油，饱和烃含量较低。

（3）随着油藏埋藏深度增加，稠油密度降低、粘度下降，物性表现出随深度增加而变好的趋势。

（4）研究区内稠油的成因主要包括水洗作用、埋藏过程中的生物降解作用和氧化作用。