高酸值油藏分布规律

在含油气盆地中，高酸值油藏的形成不仅取决于构造、岩性和地层等有关的圈闭条件，而且还与盆地和凹陷的演化史、生油岩成熟程度和烃类次生改造等有关，主要受盆地和凹陷后期构造抬升活动、地层水的水洗和生物降解作用以及烃类轻质组分散失等因素的影响，而后期构造运动是主导因素，其他因素是在这一地质背景下的地球化学的演变过程。原油原始酸值主要取决于原始沉积环境和成熟度，而烃类次生生物降解作用是高酸值的主要控制因素。

一、盆地类型决定了高酸值油藏的类型和规模

(一)地层圈闭是前陆盆地的主要油藏类型，规模巨大

图8－10 加拿大艾伯塔盆地重油和沥青砂分布图(据Perrodon等，1998)

油藏的位置主要受地层因素控制，它导致了重油巨大的盖层，覆盖了从盆地轴心处运移来的油。原油的物化性质主要决定于运移距离(该距离有100～150km)，这是因为氧化和挥发作用都是在运移过程中发生的。如委内瑞拉Orinoco重油带，大约有90%的原油在运移过程中发生了降解。这主要是由白垩系的LaLuna岩层起作用，但渐新统—中新统的烃源岩也起了一定的作用。这些烃源岩还运送常规原油至地面。

大型沥青油藏***有的一个重要特征是，位于三角洲或近滨沉积环境。沥青大部分蕴藏在高孔隙度高渗透率的河道砂岩中。许多这样的油藏位于宽阔海洋航道边缘的大型古三角洲，这样的三角洲多发育于稳定的前陆盆地边缘。烃类产生于盆地的较深处，特别是前渊，然后穿过大型台地向前陆方向向上运移。至少有一半的重油和沥青砂的储集不同程度地受地层的控制，如加拿大艾伯塔盆地(图8－10)(Perrodon等，1998)。

(二)断层复杂化的背斜和断块是裂谷盆地的主要油藏类型，规模较小

从Muglad盆地Bentiu组油藏的物性特征来看，近中非剪切带的Bentiu油藏全部为生物降解油藏(图8－11)，原油相对密度大于0.92，生物降解程度向东南方向逐渐降低。例如，近中非剪切带的Fula油田的Bentiu油藏埋深在1256.3～1286.9m，原油相对密度0.92～0.96，生物降解程度达到7～9级，属于严重降解—极严重降解，正构烷烃已经完全消失，出现25－降藿烷。往东南方向距Fula油田120km的BambooWest油田Bentiu组油藏埋深1265～1276m，原油相对密度0.94，正构烷烃基本消失，但没有出现25－降藿烷，生物降解程度为中等(图8－12)。到1区基本没有生物降解，油藏的油气比也明显增加。

图8－11 苏丹Muglad盆地Bentiu组主要油藏分布图

图8－12 穆格莱德盆地Fula和BambooWest油田生物降解程度对比图

二、原始沉积环境决定了酸值形成的高低

通过苏丹内陆裂谷盆地、加拿大海相沉积盆地和中国东部渤海湾近海陆相裂谷盆地的高酸值原油生物降解程度、原油API重度和TAN的对比发现，海相沉积盆地中原油随生物降解程度增加，其酸值增加缓慢，且总体酸值较低。同样，加拿大重油和委内瑞拉的重油及沥青砂的生物降解程度尽管很高，但酸值一般不超过5mgKOH/g。以苏丹Fula和Palogue等油田为代表的来源于内陆湖相烃源岩的原油，形成高酸值的速率明显比海相盆地快，在同样降解程度下，酸值一般高出5～10mgKOH/g(图8－2)。由此可见，烃源岩的原始沉积环境是决定原油在生物降解过程中形成高酸值的主要原因之一。

三、裂谷盆地高酸值油藏的分布特征

(一)高酸值重油油藏一般呈环带状分布在含油气系统的外圈

中国东部大部分断陷都是独立的沉积中心和沉降中心，形成独立的含油气系统。沿生烃中心内缘分布的油藏一般为常规油藏，油气主要聚集在同裂谷期层序中，具有原生低含酸的特征。而在向凹陷的外缘，随着区域盖层的变化和断层的沟通，油气逐渐向浅层运移聚集，与此同时，发生明显的生物降解、水洗和游离氧的氧化，原油迅速稠变，向高酸值重油演化，在凹陷的边缘形成高酸值重油带。在部分凹(断)陷高酸值重油与常规油的比例为4∶6，而有些断陷达到6∶4，例如东营凹陷(图8－13)(牛嘉玉和胡见义，2000)。

图8－13 渤海湾盆地东营凹陷高酸值油藏和常规油藏分布图(据牛嘉玉等，2000)

(二)古隆起和横向构造带控制高酸值油田的平面分布

Palogue构造是一个横向潜入凹陷的古隆起，经后期沉积地层披覆而形成现今构造(图2－71)。Adar-Yale油田和Agordeed油田群整体上是几个次凹之间的一个巨大古隆起上，后期继承发育构造的一部分。Jamous构造是北次凹西边断层控制下的一个次级的横向构造，但该构造长轴方向上横穿北部次凹陷到东边斜坡带同样表现为构造高，说明有小型的横向凹中隆存在。这些古隆起、横向构造依附于凹陷边界断层两侧，横向逐渐潜入凹陷，形成一系列近东西向展布的圈闭群。它们横插入生油凹陷，距油源最近，圈闭形态好，利于油气聚集保存。尤其是这些古隆起、横断层形成的背斜翼部反向断层对局部油藏的形成有较好的控制作用。古隆起、横断层明显控制大油田的平面分布，已证实的油田都与这种构造有关。Melut盆地北部次凹还有几个横向构造带形成的圈闭群，是有利的勘探目标。

(三)后裂谷期层序是高酸值重油聚集的主力层系

Melut盆地白垩纪同裂谷期块断不强烈，而在断陷发育的鼎盛时期形成一套暗色泥岩，裂谷只有一个完整的“粗—细—粗”的沉积旋回，同裂谷期层序中形成的烃源岩缺乏直接的有效区域盖层。同时，由于边界断层一般较陡，早期缺乏大型隆起、断块等构造，因而披覆构造和差异压实背斜不发育，只在边界断层上盘发育小型的滚动背斜构造，但是由于边界断层相对较陡，因而形成的背斜规模小，圈闭条件有限。后裂谷期(古近纪早期)沉降不明显，缺乏大型滨浅湖相，代之以巨厚的大面积分布的砂岩沉积为主，不易形成各种构造。古近纪晚期NNW—SSE向伸展作用一方面激活早期断层，使下伏活跃烃源岩生成的油气沿断层垂向运聚到后裂谷期层序中，在区域盖层Adar组下聚集成藏。由于上白垩统缺乏区域盖层，下白垩统烃源岩生成的油气直接运聚到古近系Yabus和Samma组中，在Adar组区域盖层的封盖下形成了大规模的油藏，如目前发现的苏丹最大的油田———Palogue油田，地质储量超过40亿桶(图8－14)。

图8－14 苏丹Melut盆地高酸值油藏成藏模式图

四、高酸值油藏一般油气比很低，伴生的气顶一般为生物气和生物降解气

已形成的油气在后期抬升或运移上升过程中，同样是微生物的可靠营养基，在微生物的降解作用和氧化作用下，一部分成为重油，而另一部分形成生物降解气(Connan，1984;James和Burns，1984;窦立荣，1992)。这类天然气一般具有以下几个特征:①甲烷在同系物中的含量比正常未降解的油型气高，一般大于95%，最高达100%;②天然气组分中甲烷及其同系物的碳同位素比正常天然气偏重2‰～5‰，丙烷的碳同位素偏重较大，出现了倒转现象，同时随降解程度增加，乙烷、丙烷和丁烷的含量逐渐减少，丙烷碳同位素随其含量减少而呈指数增加;③生物降解气藏埋藏较浅，一般与重油***生，以岩性－构造气藏为主。

孤岛气田位于渤海湾盆地济阳坳陷沾化凹陷东部，是在中、古生界块断隆起背景上发育起来的古近－新近系披覆背斜构造。古近系向上超覆，新近系馆陶组砂砾岩直接覆盖在古生界灰岩之上，产层为馆陶组砂砾岩，埋深1160～1300m。发育了馆陶组下部层状重油油藏和馆陶组上部—明化镇组—第四系平原组的以砂岩透镜体圈闭为主的浅层岩性气藏(图8－15)。

图8－15 渤海湾盆地孤岛生物降解气藏

馆陶组属典型的河流相砂泥岩沉积，具正旋回特征;油层埋藏浅，成岩作用较差，结构疏松;泥质含量9%～12%;原生孔隙发育，具有高孔高渗的特征，孔隙度一般为28%～32%，渗透率为(500～2400)×10－3μm2。该气藏与重油油藏***生，成油组合为“下生上储”型。油源对比表明，油气来自下伏古近系沙河街组生油岩，经断层或不整合面运移上来的。在纵向上各油层自下而上原油性质变差，密度和黏度逐渐增大，饱和烃含量降低，出现丰度较高的25－降藿烷系列，非烃和沥青质含量增加，表明原油受到明显的生物降解作用。顶部的天然气藏同样具有生物降解的特点，天然气组分中，甲烷比正常的油型气高，一般大于95%，最高可达100%。甲烷同系物(轻烃)正构烷烃浓度较低，而异构烷烃(如3，3－二甲基戊烷、2，2，3－三甲基丁烷、2，2和2，4－二甲基戊烷、2，2－二甲基丁烷等)含量较高，而这些组分在正常天然气中含量为痕量或零，甲烷及其同系物的碳同位素比正常天然气偏重5‰左右，尤以丙烷碳同位素偏重最为严重，出现δ13C3＞δ13C4的倒转现象(向奎等，1989;张林晔等，1990)。