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遼河油田多樣油品成因探討

文檔作者：邱逸文檔來源：西南石油大學石油工程專業(yè)		點擊數：	更新時間： 2021年06月15日
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第43卷第1期
2014年1月
當 代 化 工
Contemporary Chemical Industry
Vo1．43．NO．1
January，2014
遼河油田多樣油品成因探討
邱 逸
(西南石油大學石油工程專業(yè)， 四川成都610500)
摘 要：遼河油田是渤海灣油氣區(qū)的重要組成部分，地質結構復雜，斷層異常發(fā)育，為典型的斷塊油田。
同時具有多套油氣層，多種油氣藏類型。對遼河油田油品多樣性進行了論述，對油藏埋深、地層水、運移距離
以及蓋層條件對油藏原油性質影響進行了探討，提出造成遼河油區(qū)油品多樣化的重要影響因素。
關鍵詞：油品；油藏；沉積
中圖分類號：TE 624 文獻標識碼： A 文章編號： 1671—0460(2014)01—0107—04
Discussion on Causes of Crude Oil Variety in Liaohe Oilfield
y}
( Southwest Petroleum University,Sichuan Chengdu 610500，China)
Abstract：Liaohe oilfield is an important part of Bohai Gulf oil and gas area，has complex geological structure and
fault abnormal development，and belongs to typical fault block oilfields．Liaohe oilfield has multiple sets of
hydrocarbon formations，various types of oil and gas reservoirs．In this paper,the diversity of crude oil in Liaohe
oilfield was discussed，effect of reservoir bufed depth，form ation water,transport distance and caprock conditions on
properties of crude oil was investigated，the important factors to cause the diversity of Liaohe crude oil were put
forward．
Key words：0il；Reservoir；Deposition
遼河油田主要分布在遼河中上游平原以及內蒙
古東部和遼東灣灘海地區(qū)，地跨遼寧省和內蒙古自
治區(qū)的13市(地)32縣(旗)，總面積l0萬km 。
遼河油田為全國第三大油田，原油年產量達l 200
萬t。油品多樣，包括稀油、普通稠油、特稠油、
超稠油、和高凝油，是全國最大的稠油、高凝油生
產基地。
遼河油區(qū)是渤海灣油氣區(qū)的重要組成部分，地
質結構復雜，斷層異常發(fā)育，為典型的斷塊油田。
同時具有多套油氣層，多種油氣藏類型，開采方式
多樣，是一個“復式油氣藏”的富集區(qū)，蘊藏著豐
富的石油和天然氣資源?。將常見油氣藏分為4類
即構造、地層、巖性和復合油氣藏，其中以構造油
氣藏為主。
遼河油田目前開采的涵蓋稀油、普通稠油、特
稠油、超稠油、和高凝油五種油品的油藏50余個，
針對不同油藏類型采取天然能量開發(fā)、注水開發(fā)、
吞吐采油、蒸汽驅等多種開發(fā)方式，有效提高了儲
量動用程度和采收率。開發(fā)實踐表明：油品性質是
評價原油質量的重要指標，對遼河油田油品多樣性
進行分析和評價，可為油藏選擇最為合理有效的開
發(fā)方式提供可靠依據。
1 遼河油田油品分類
石油，在油田開發(fā)現場又稱原油，是一種從儲
集層中開采的棕色或者棕黑色可燃粘稠液體。大多
數地質學家認為石油是古代海洋或湖泊中的生物，
如動物、植物、特別是低等的動植物，像藻類、細
菌、蚌殼、魚類等死后經過漫長的演化形成的混合
物，屬于化石燃料，石油的生成至少需要200萬年
的時間。
石油由不同的碳氫化合物混合組成的，組成石
油的化學元素主要是：碳(83％ ～87％)、氫(11％
～ 14％)，其余為硫(0．06％～0．8％)、氮(0．o2％
1．7％)、氧(0．08％～1．82％)及微量金屬元素(鎳、
釩、鐵、銻等)。由碳和氫化合形成的烴類構成石油
的主要組成部分，烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴約占95％
～ 99％，即石油是各種烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴為主
的混合物。
自上世紀70年代遼河油田投入開發(fā)以來累計
探明石油地質儲量24億t，按照原油物性類型分類，
原油分為稠、稀、高三大類，其中稀油只占15％。
稠油中普通稠油、特稠油、超稠油及高凝油在原油
收稿日期： 201 3-06—1 7
作者簡介： 邱逸(1993一)，男，遼寧盤錦人，研究方向：油氣田開發(fā)。E-mail： wangj4@petr0ch1na．com．CB。
通訊作者： 王靜(1969一)，女，高級工程師，研究方向：油氣田開發(fā)。E-mail： wangj4@petroch1na．corn．cn。
1O8 當 代 化 工 201 4年1月
產量中占比較大的比重，不同類型稠油油田的單井
產量、采收率及經濟效益相差很遠。
通常在分類標準中( 表1)，以原油粘度為第一
指標，相對密度為其輔助指標，當兩個指標發(fā)生矛
盾時則按粘度進行分類。
遼河油田的原油按照成因分為原生和次生兩
類，原生原油為未遭生物降解及水洗氧化蝕變作用，
包含成熟型和低熟型(低熟原油與成熟原油一樣具
有完整的正構烷烴碳數序列，但因成熟度低，則表
現為明顯的植烷優(yōu)勢以及低異甾烷含量和高奇偶優(yōu)
勢比)；次生包含低降解型和強降解型。
遼河油田原油性質多變，決定其開發(fā)部署不能
采用一個模式，同時也為高水平開發(fā)帶來較大難度。
表1 遼河油田原油分類標準
Table 1 Liaohe Oilfield classification criteria
2 遼河油田沉積特征
遼河盆地西部凹陷是渤海灣裂谷盆地中的一個
多旋回萁狀斷陷，其前第三系基底結構較為復雜，
經歷了先洼后斜的發(fā)育過程，主要控制斷裂呈北東
向展布，形成了隆凹相間的構造格局。遼河盆地有
三個主要凹陷：西部凹陷、東部凹陷和大民屯凹陷。
在太古界結晶巖基底之上，遼河盆地接受了從
中上元古界到新生界的沉積。新生代沉積的地層為
房身泡組、沙河街組、東營組和上第三系的館陶組、
明化鎮(zhèn)組。研究區(qū)的烴源巖為沙河街組沙四段和沙
三段。研究區(qū)由北向南，離外物源區(qū)越來越遠，渤
海油區(qū)地層呈現由洪積一辮狀河沉積一曲流河沉積一
淺湖沉積的變化 。沿西側一帶砂巖偏多，為扇三
角洲沉積體，由北至南分別發(fā)育了曙光、齊家一歡
喜嶺扇三角洲砂體，它們是從湖盆西緣外側的小股
水流注入湖盆形成的水下指狀分支河道沖積而成。
砂體形態(tài)受地貌形態(tài)制約，低處為河道，高處
為淺灘，橫向上連為一體呈帶狀。西部凹陷的扇三
角洲以水下部分為主，即前緣相和前扇三角洲相，
扇三角洲沉積體具有明顯的近源、快速沉積的特點。
構造特殊性具體表現在：地質和構造情況復雜，
遼河斷陷西部凹陷西斜坡從沙四早期到沙三末期，
經歷了早期西傾、 晚期東掉、低超、頂剝的復雜運
動和歷程，斷裂系統和地層分布非常復雜；區(qū)域內
主要發(fā)育了北東向、北西向兩組斷裂，同時還發(fā)育
了一些走向和傾向不一的小斷層。其中，北東向斷
裂為主斷裂，該組斷裂將全區(qū)切割成構造條帶，使
該區(qū)具有南北分帶的構造格局。而北西向斷裂將該
區(qū)分割成塊，因而形成了大小不一的斷塊。本區(qū)長
期發(fā)育的斷層對構造帶的沉積有明顯的控制作用；
晚期發(fā)育的斷層只起分塊作用，對沉積無控制作用。
斜坡帶的主體部位，不同時期的斷層發(fā)育形成了階
梯狀的組合模式。
物源近、落差大是該區(qū)沉積環(huán)境的主要特點，
快速堆積也成為其主要沉積特征，因此砂體特征表
現為成熟度低。各個時期物源具有繼承性特點，緩
坡帶又是油氣運移的重要方向，因此油氣最為富集。
該區(qū)油源主要來自陳家、清水洼陷，而兩個洼陷的
形成、演化及生、排烴過程與西部凹陷的發(fā)展密切
相關。有機質豐富，干酪根為腐殖腐泥型 腐殖型，
為西部凹陷各套含油層系的形成奠定了豐厚的物質
基礎。
其物性特征是：儲層層系多，成因復雜，儲層
物性差異較大?？v向上深層物性較差，淺層相對較
好；在橫向上主要受相帶作用，非均質性明顯。
表2 遼河油田不同油品油藏分布規(guī)律
Table 2 different oil reservoir distribution of Liaohe Oilfield
3 遼河油區(qū)油品變化原因分析
3．1 油藏埋深及儲層物性
油藏埋深及儲層物性是影響油品變化的重要因
素。隨著遼河油田地層由北向南呈現由洪積一辮狀
河沉積一曲流河沉積一淺湖沉積變化，地層中砂巖減
少，泥巖增多，蓋層變厚，油質隨之呈現從高凝油
一超稠油一特稠油一普通稠油一中質油一輕質油的變
化。用石油地質的觀點分析，造成儲油層中原油油
品變化的因素主要有低熟能、埋藏深度、地層溫度、
細菌活動、地層水、原油運移等等。例如，低熟能
會造成油品差，產生稠油(造成低熟能的因素如油
藏埋深淺、地溫低、細菌活動，這些因素作用均能
第43卷第1期 邱逸：遼洞油田多樣油品成因探討 1 09
產生稠油)；邊底水發(fā)育的油藏由于地層水的氧化能 和大港油田缺乏良好蓋層 ，原因是遼河盆地處于
產生稠油；原油在地層中運移，運移距離較遠、輕 郯～廬斷裂帶北段，屬裂谷型斷線盆地。地殼較薄，
組分散失能產生稠油；斷層發(fā)育、蓋層質量差而導 活動性強，斷裂活動強烈而頻繁。因此造成與這兩
致地表水滲入也能稠化原油 。因此綜上所述，油 個油田相比新近系油氣不富集，且油品較差。
藏埋深度、地層水作用、運移距離遠近是遼河油區(qū) 遼河油田不同含油氣層位的蓋層巖性主要是泥
原油品質多樣化的重要因素。 石，1旦分仰待仕小l司。
3．1．1 微生物作用 例如蓮花油層蓋層巖性主要是褐灰色泥巖，在
以曙光油區(qū)為例，油藏埋深600 3 000 m，共 中部為半深一深湖相大段暗色泥巖夾薄砂層，蓋層
發(fā)育6套，埋藏淺的原油密度大、粘度高，而埋藏 條件較好，但向南部的杜124塊沙三下段蓋層中常
深的油藏原油密度小、粘度低。埋深1 500 m以上 夾不等厚灰白色薄層狀砂礫巖層。大凌河油層蓋層
的油藏原油密度一般大于0．90 g／cm ，原油粘度大于 巖性主要為褐灰色泥巖，蓋層厚度平面上具有北薄
100 mPa·s，產生這種現象的主要原因是微生物作用 南厚的分布特點。
所產生的低熟能造成的。遼河盆地地殼較薄，而活 遼河油區(qū)新近系物源來自西部山區(qū)，在下遼河
動性強，地殼深部熱流易于向上對流，加上沉積過 一遼東灣坳陷形成沖積扇。為典型三角洲沉積。這
程中斷裂活動強烈而頻繁，引發(fā)多期的火山活動， 種Eh：ll~rh南的沉積相變化導致蓋層改變條件。由于
火山噴發(fā)帶出的熱量使淺部地溫升高，因此且下第 缺乏良好蓋層條件，遼河油田新近系油藏油質很稠，
三系地溫梯度高于上第三系，地溫梯度一般在3．0～ 其新近系中發(fā)育的油層(興隆臺油層和館陶油層)
4．5％／100 m之間。當地溫低于45℃時，微生物大 油品多為超稠油和特稠油 ，開發(fā)難度較大。
量繁殖，因此消耗了原油中的輕組分，相應的保留 3．3 遼河油田不同油品分布規(guī)律
下重組分，從而使原油變稠。 在遼河斷陷盆地新生代沉積剖面中可以看到：
3．1．2 地層水作用 生油巖厚度達，分布廣，有機質豐度高，為油氣富
遼河油田水屬N HCO，，pH值大于7，呈堿性， 集提供了良好的生油母質。第三系為遼河油田主力
礦化度變化范圍在600～12 000 mg／L之間，一般多 含油氣層位 ，從高凝油一超稠油一特稠油一普通稠
在3 500～5 000 m L。深部地層封閉作用好，水交 油一稀油基本都屬于這一沉積年代。
替作用弱，但埋藏淺的油藏于地表水交換作用加強， 遼河油田的原油屬于低含硫、低釩，鎳比、高含
水礦化度降低。平面上遼河油田三個凹陷間由于凹 蠟的石蠟原油，具有典型陸相原油的特點，不同凹
陷間長期分隔，每個凹陷自成系統，東、西部凹陷 陷性質差異較大，總體上東部最好，西部差異較大
礦化度均比大民屯凹陷高。在同一凹陷內部，遼河 因此就造成了各采油廠和作業(yè)區(qū)具有多樣油品，多
油田發(fā)育底水油層的油品普遍比相鄰近的發(fā)育邊水 樣開采方式的現象，管理難度明顯增大，如天然氣
油層差，原因是邊水油層圈閉高部位原油密度小、 藏只有興采有，而曙采開采的油藏有稀油、普通稠
粘度低，而發(fā)育底水油層油水界面附近密度大、粘 油和超稠油等等，見表2。
度高。 原生成熟型原油分為兩類：a．正常原油和高蠟
3．1．2 油藏所處凹陷位置 高凝原油，正常原油分布在東部凹陷黃金帶油田沙
遼河油田的大油藏幾乎都位于凸起上，并且其
原油絕大部分是稠油，或者油品較稠油更差的油。凹
陷內的油藏估摸相對較小，均為中小型油藏，且油
質較好。
有些油藏在構造高部位，頂部遭受剝蝕，造成
油氣沿不整合面遺散，同時由于滲入地表水的氧化
作用及生物降解作用，油品發(fā)育較差。
3．2 蓋層發(fā)育狀況
形成油藏的重要因素蓋層也是該油區(qū)原油性質
變化的決定性因素。生、儲、蓋、運、保等5個條
件是油氣藏形成的必須具備條件。蓋層對油氣聚集
的作用在新近系表現特別突出。遼河油田相比勝利
一段；b．最為獨特的是高凝油，主要產自沈采油區(qū)，
其構造屬于遼河油田北部，含蠟量高為其主要特點，
大民屯凹陷原油中的蠟含量高達50％，凝固點高達
67℃，為遼河油田最高值；低熟型原油分為兩類：
a．高密低蠟原油，分布在高升和曙光油田蓮花油層；
h．高密高蠟原油，分布在馬圈子地區(qū)東營組。
次生低降解型原油分布在海外河沙～段；次生
強降解型原油分布在西部凹陷沙河街組油層及館陶
組油藏 。
3．4 不同油品開采特點
由于原油性質不同決定了不同油品的油藏具有
不同的流動能力，采用不同驅替和開發(fā)方式決定油
化 工
藏采收率和經濟效益。通常稀油采取天然能量開發(fā)
和水驅就可以達到很好的開發(fā)效果和較大的經濟效
益，采收率能達到30％以上，后期進行三次采油會
進一步提高采收率。而目前普通稠油及比普通稠油
性質更差的超稠油通常采取熱采方式，采收率能達
到25％左右。因為其注汽費用高，通常噸油成本比
稀油高出300元／t左右。而對于特稠油、高凝油，
其含蠟高達50％，最高凝固點達67℃，是目前世
界公認的凝固點最高、開采難度最大的原油，通常
采取熱采開發(fā)，同時采取其他方式增加在井筒和地
面管線中流動性的措施，其生產成本更高，管理難
度更大。目前為了進一步提高超稠油和特稠油的油
藏采收率，有些區(qū)塊進行蒸汽驅、SAGD及火驅方
式嘗試和實驗，現場實際表明蒸汽驅、SAGD及火
驅能夠大幅度提高稠油油藏采收率，據筆者調查，
目前在遼河油田，這些先進的稠油開采方式已經大
面積使用和推廣。
4 結論
a．遼河油田北向南呈現由洪積一辮狀河沉積一曲
流河沉積一淺湖沉積變化，隨著地層中砂巖減少，
泥巖增多，蓋層變厚，油質隨之呈現從高凝油一超
稠油一特稠油一普通稠油一中質油一輕質油的變化。
b．通常認為，低熟能是造成遼河油區(qū)原油品質
多樣化的重要因素，造成低熟能的因素中油藏埋深、
地層水、運移距離是主要因素；蓋層是否發(fā)育是決
定性因素。
c．探討油品的變化規(guī)律，以及不同油品的分布
規(guī)律，對于指導油田勘探開發(fā)，做出指導性的開發(fā)
規(guī)劃，對于油田提高采收率和經濟效益具有重要意
義。通常稀油采取天然能量開發(fā)，而后轉入注水開
發(fā)方式，稠油、高凝油采取熱采開發(fā)，注入熱能進
行降粘，增加原油流動性。目前部分油藏采取蒸汽
驅、SAGD及火驅取得明顯增油效果，有效提高采
收率。
d．由于驅替介質不同以及流體流動性差異，通常
稀油油藏相比稠油油藏能實現較好的開發(fā)效果，并
能實現較好的社會和經濟效益。油品越差，開發(fā)難
度越大，經濟效益越低。
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(上接第106頁)
另外，2012年4月1日一4月7日預加氫全面
停工過程中，重整進料全部為罐區(qū)精制石腦油，此
時并沒有出現重整進料硫含量偏高的現象。這是因
為，此時預加氫反應部分與蒸發(fā)脫水塔隔開，蒸發(fā)
脫水塔中全部進料為罐區(qū)精制石腦油，沒有預加氫來
的石腦油，即蒸發(fā)脫水塔內部沒有硫化氫，罐區(qū)精制
石腦油中雖然有溶解氧，但是不會有單質硫生成。這
進一步證實了前兩次硫中毒就是因為罐區(qū)精制石腦
油中含有溶解氧，溶解氧把蒸發(fā)塔內部的硫化氫氧化
成為單質硫，從而導致重整進料硫含量偏高。
4 結論
(11強化精制石腦油罐區(qū)管理，采取氮氣密封
措施，避免氧氣溶解于精制石腦油，做到沒有空氣
進人儲罐。
(2)在引罐區(qū)精制石腦油進裝置線上設置過濾
器，用于吸附溶解氧。
f31重整預加氫反應運行時， 罐區(qū)來精制石腦
油經預加氫反應除氧后進汽提塔。若短時補充精制
石腦油可直接進重整反應系統，注意重整循環(huán)氫中
含水量。
f4)重整預加氫反應停工時，罐區(qū)來精制石腦油
可直接進汽提塔。
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