邱 逸

（西南石油大學(xué)石油工程專業(yè)， 四川 成都 610500）

遼河油田主要分布在遼河中上游平原以及內(nèi)蒙古東部和遼東灣灘海地區(qū)，地跨遼寧省和內(nèi)蒙古自治區(qū)的13市（地）32縣（旗），總面積10萬km2。遼河油田為全國第三大油田，原油年產(chǎn)量達(dá) 1 200萬 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(chǎn)基地。

遼河油區(qū)是渤海灣油氣區(qū)的重要組成部分，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，斷層異常發(fā)育，為典型的斷塊油田。同時(shí)具有多套油氣層，多種油氣藏類型，開采方式多樣，是一個(gè)“復(fù)式油氣藏”的富集區(qū)，蘊(yùn)藏著豐富的石油和天然氣資源[1]。將常見油氣藏分為 4類即構(gòu)造、地層、巖性和復(fù)合油氣藏，其中以構(gòu)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(gè)，針對(duì)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(qū)等多種開發(fā)方式，有效提高了儲(chǔ)量動(dòng)用程度和采收率。開發(fā)實(shí)踐表明：油品性質(zhì)是評(píng)價(jià)原油質(zhì)量的重要指標(biāo)，對(duì)遼河油田油品多樣性進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，可為油藏選擇最為合理有效的開發(fā)方式提供可靠依據(jù)。

1 遼河油田油品分類

石油，在油田開發(fā)現(xiàn)場(chǎng)又稱原油，是一種從儲(chǔ)集層中開采的棕色或者棕黑色可燃粘稠液體。大多數(shù)地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為石油是古代海洋或湖泊中的生物，如動(dòng)物、植物、特別是低等的動(dòng)植物，像藻類、細(xì)菌、蚌殼、魚類等死后經(jīng)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(shí)間。

石油由不同的碳?xì)浠衔锘旌辖M成的，組成石油的化學(xué)元素主要是：碳（83% ～ 87%）、氫（11%～ 14%），其余為硫（0.06% ～ 0.8%）、氮（0.02% ～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(gòu)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(jì)70年代遼河油田投入開發(fā)以來累計(jì)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)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產(chǎn)量中占比較大的比重，不同類型稠油油田的單井產(chǎn)量、采收率及經(jīng)濟(jì)效益相差很遠(yuǎn)。

通常在分類標(biāo)準(zhǔn)中（表1），以原油粘度為第一指標(biāo)，相對(duì)密度為其輔助指標(biāo)，當(dāng)兩個(gè)指標(biāo)發(fā)生矛盾時(shí)則按粘度進(jìn)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(gòu)烷烴碳數(shù)序列，但因成熟度低，則表現(xiàn)為明顯的植烷優(yōu)勢(shì)以及低異甾烷含量和高奇偶優(yōu)勢(shì)比）；次生包含低降解型和強(qiáng)降解型。

遼河油田原油性質(zhì)多變，決定其開發(fā)部署不能采用一個(gè)模式，同時(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(gè)多旋回萁狀斷陷，其前第三系基底結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，經(jīng)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(gòu)造格局。遼河盆地有三個(gè)主要凹陷：西部凹陷、東部凹陷和大民屯凹陷。

在太古界結(jié)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(yuǎn)，渤海油區(qū)地層呈現(xiàn)由洪積-辮狀河沉積-曲流河沉積-淺湖沉積的變化[2]。沿西側(cè)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－歡喜嶺扇三角洲砂體，它們是從湖盆西緣外側(cè)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(diǎn)。

構(gòu)造特殊性具體表現(xiàn)在：地質(zhì)和構(gòu)造情況復(fù)雜，遼河斷陷西部凹陷西斜坡從沙四早期到沙三末期，經(jīng)歷了早期西傾、晚期東掉、低超、頂剝的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和歷程，斷裂系統(tǒng)和地層分布非常復(fù)雜；區(qū)域內(nèi)主要發(fā)育了北東向、北西向兩組斷裂，同時(shí)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(gòu)造條帶，使該區(qū)具有南北分帶的構(gòu)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(duì)構(gòu)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(duì)沉積無控制作用。斜坡帶的主體部位，不同時(shí)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(diǎn)，快速堆積也成為其主要沉積特征，因此砂體特征表現(xiàn)為成熟度低。各個(gè)時(shí)期物源具有繼承性特點(diǎn)，緩坡帶又是油氣運(yùn)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(gè)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(guān)。有機(jī)質(zhì)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(zhì)基礎(chǔ)。

其物性特征是：儲(chǔ)層層系多，成因復(fù)雜，儲(chǔ)層物性差異較大?？v向上深層物性較差，淺層相對(duì)較好；在橫向上主要受相帶作用，非均質(zhì)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(chǔ)層物性

油藏埋深及儲(chǔ)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(xiàn)由洪積-辮狀河沉積-曲流河沉積-淺湖沉積變化，地層中砂巖減少，泥巖增多，蓋層變厚，油質(zhì)隨之呈現(xiàn)從高凝油-超稠油-特稠油-普通稠油-中質(zhì)油-輕質(zhì)油的變化。用石油地質(zhì)的觀點(diǎn)分析，造成儲(chǔ)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(xì)菌活動(dòng)、地層水、原油運(yùn)移等等。例如，低熟能會(huì)造成油品差，產(chǎn)生稠油（造成低熟能的因素如油藏埋深淺、地溫低、細(xì)菌活動(dòng)，這些因素作用均能產(chǎn)生稠油）；邊底水發(fā)育的油藏由于地層水的氧化能產(chǎn)生稠油；原油在地層中運(yùn)移，運(yùn)移距離較遠(yuǎn)、輕組分散失能產(chǎn)生稠油；斷層發(fā)育、蓋層質(zhì)量差而導(dǎo)致地表水滲入也能稠化原油[3]。因此綜上所述，油藏埋深度、地層水作用、運(yùn)移距離遠(yuǎn)近是遼河油區(qū)原油品質(zhì)多樣化的重要因素。

3.1.1 微生物作用

以曙光油區(qū)為例，油藏埋深600～3 000 m，共發(fā)育6套，埋藏淺的原油密度大、粘度高，而埋藏深的油藏原油密度小、粘度低。埋深1 500 m以上的油藏原油密度一般大于0.90 g/cm3，原油粘度大于100 mPa·s,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是微生物作用所產(chǎn)生的低熟能造成的。遼河盆地地殼較薄，而活動(dòng)性強(qiáng)，地殼深部熱流易于向上對(duì)流，加上沉積過程中斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈而頻繁，引發(fā)多期的火山活動(dòng)，火山噴發(fā)帶出的熱量使淺部地溫升高，因此且下第三系地溫梯度高于上第三系，地溫梯度一般在3.0～4.5 ℃/100 m之間。當(dāng)?shù)販氐陀?5 ℃時(shí)，微生物大量繁殖，因此消耗了原油中的輕組分，相應(yīng)的保留下重組分，從而使原油變稠。

3.1.2 地層水作用

遼河油田水屬NaHCO3，pH值大于7，呈堿性，礦化度變化范圍在600～12 000 mg/L之間，一般多在3 500～5 000 mg/L。深部地層封閉作用好，水交替作用弱，但埋藏淺的油藏于地表水交換作用加強(qiáng)，水礦化度降低。平面上遼河油田三個(gè)凹陷間由于凹陷間長期分隔，每個(gè)凹陷自成系統(tǒng)，東、西部凹陷礦化度均比大民屯凹陷高。在同一凹陷內(nèi)部，遼河油田發(fā)育底水油層的油品普遍比相鄰近的發(fā)育邊水油層差，原因是邊水油層圈閉高部位原油密度小、粘度低，而發(fā)育底水油層油水界面附近密度大、粘度高。

3.1.2 油藏所處凹陷位置

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(nèi)的油藏估摸相對(duì)較小，均為中小型油藏，且油質(zhì)較好。

有些油藏在構(gòu)造高部位，頂部遭受剝蝕，造成油氣沿不整合面遺散，同時(shí)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(zhì)變化的決定性因素。生、儲(chǔ)、蓋、運(yùn)、保等5個(gè)條件是油氣藏形成的必須具備條件。蓋層對(duì)油氣聚集的作用在新近系表現(xiàn)特別突出。遼河油田相比勝利和大港油田缺乏良好蓋層【3】，原因是遼河盆地處于郯-廬斷裂帶北段，屬裂谷型斷線盆地。地殼較薄，活動(dòng)性強(qiáng)，斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈而頻繁。因此造成與這兩個(gè)油田相比新近系油氣不富集，且油品較差。

遼河油田不同含油氣層位的蓋層巖性主要是泥巖，但分布特征不同。

例如蓮花油層蓋層巖性主要是褐灰色泥巖，在中部為半深～深湖相大段暗色泥巖夾薄砂層，蓋層條件較好，但向南部的杜124塊沙三下段蓋層中常夾不等厚灰白色薄層狀砂礫巖層。大凌河油層蓋層巖性主要為褐灰色泥巖，蓋層厚度平面上具有北薄南厚的分布特點(diǎn)。

遼河油區(qū)新近系物源來自西部山區(qū)，在下遼河-遼東灣坳陷形成沖積扇。為典型三角洲沉積。這種由北向南的沉積相變化導(dǎo)致蓋層改變條件。由于缺乏良好蓋層條件，遼河油田新近系油藏油質(zhì)很稠，其新近系中發(fā)育的油層（興隆臺(tái)油層和館陶油層）油品多為超稠油和特稠油[4]，開發(fā)難度較大。

3.3 遼河油田不同油品分布規(guī)律

在遼河斷陷盆地新生代沉積剖面中可以看到：生油巖厚度達(dá)，分布廣，有機(jī)質(zhì)豐度高，為油氣富集提供了良好的生油母質(zhì)。第三系為遼河油田主力含油氣層位[5,6]，從高凝油-超稠油-特稠油-普通稠油-稀油基本都屬于這一沉積年代。

遼河油田的原油屬于低含硫、低釩/鎳比、高含蠟的石蠟原油，具有典型陸相原油的特點(diǎn)，不同凹陷性質(zhì)差異較大，總體上東部最好，西部差異較大因此就造成了各采油廠和作業(yè)區(qū)具有多樣油品，多樣開采方式的現(xiàn)象，管理難度明顯增大，如天然氣藏只有興采有，而曙采開采的油藏有稀油、普通稠油和超稠油等等，見表2。

原生成熟型原油分為兩類：a.正常原油和高蠟高凝原油，正常原油分布在東部凹陷黃金帶油田沙一段；b.最為獨(dú)特的是高凝油，主要產(chǎn)自沈采油區(qū)，其構(gòu)造屬于遼河油田北部，含蠟量高為其主要特點(diǎn)，大民屯凹陷原油中的蠟含量高達(dá)50%，凝固點(diǎn)高達(dá)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；b. 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一段；次生強(qiáng)降解型原油分布在西部凹陷沙河街組油層及館陶組油藏[5-6]。

3.4 不同油品開采特點(diǎn)

由于原油性質(zhì)不同決定了不同油品的油藏具有不同的流動(dòng)能力，采用不同驅(qū)替和開發(fā)方式?jīng)Q定油藏采收率和經(jīng)濟(jì)效益。通常稀油采取天然能量開發(fā)和水驅(qū)就可以達(dá)到很好的開發(fā)效果和較大的經(jīng)濟(jì)效益，采收率能達(dá)到30%以上，后期進(jìn)行三次采油會(huì)進(jìn)一步提高采收率。而目前普通稠油及比普通稠油性質(zhì)更差的超稠油通常采取熱采方式，采收率能達(dá)到25%左右。因?yàn)槠渥⑵M(fèi)用高，通常噸油成本比稀油高出300元/t左右。而對(duì)于特稠油、高凝油，其含蠟高達(dá)50%，最高凝固點(diǎn)達(dá)67 ℃，是目前世界公認(rèn)的凝固點(diǎn)最高、開采難度最大的原油，通常采取熱采開發(fā)，同時(shí)采取其他方式增加在井筒和地面管線中流動(dòng)性的措施，其生產(chǎn)成本更高，管理難度更大。目前為了進(jìn)一步提高超稠油和特稠油的油藏采收率，有些區(qū)塊進(jìn)行蒸汽驅(qū)、SAGD及火驅(qū)方式嘗試和實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際表明蒸汽驅(qū)、SAGD及火驅(qū)能夠大幅度提高稠油油藏采收率，據(jù)筆者調(diào)查，目前在遼河油田，這些先進(jìn)的稠油開采方式已經(jīng)大面積使用和推廣。

4 結(jié) 論

a.遼河油田北向南呈現(xiàn)由洪積-辮狀河沉積-曲流河沉積-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(zhì)隨之呈現(xiàn)從高凝油-超稠油-特稠油-普通稠油-中質(zhì)油-輕質(zhì)油的變化。

b. 通常認(rèn)為，低熟能是造成遼河油區(qū)原油品質(zhì)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(yùn)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(duì)于指導(dǎo)油田勘探開發(fā)，做出指導(dǎo)性的開發(fā)規(guī)劃，對(duì)于油田提高采收率和經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。通常稀油采取天然能量開發(fā)，而后轉(zhuǎn)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(jìn)行降粘，增加原油流動(dòng)性。目前部分油藏采取蒸汽驅(qū)、SAGD及火驅(qū)取得明顯增油效果，有效提高采收率。

d.由于驅(qū)替介質(zhì)不同以及流體流動(dòng)性差異，通常稀油油藏相比稠油油藏能實(shí)現(xiàn)較好的開發(fā)效果，并能實(shí)現(xiàn)較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。油品越差，開發(fā)難度越大，經(jīng)濟(jì)效益越低。

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