薩爾圖油田薩葡高油層剩余油烴類組成及組分特征
——以薩爾圖油田Z44-J204井為例

閆天驥，任冠宇

（1.大慶油田有限責任公司第六采油廠，黑龍江大慶 163114；2.大慶油田有限責任公司第三采油廠，黑龍江大慶 163150）

原油是一種復雜的、多組分的均質混合物，主要的組成是烴類（烷烴、環烷烴、芳烴），還有少量的非烴組分（含硫、含氧、含氮化合物）及膠質和瀝青質等；油層剩余油是指采用不同采油方式(如自然產出、水驅或聚合物驅等)未采出仍儲存在地下油藏中的原油，剩余油烴類組成直接影響油田開采效果，輕組分越多一般越易開采，故油層剩余油烴類組成特征是油田開發的重要研究內容。同時，由于同一油層內巖性或不同油層巖性及物性等儲層非均質性的影響，使油層剩余油具有非均質性，在油田開采過程中需要對非均質性較強的不同油層剩余油采用不同的驅油技術（如水驅、聚合物驅、三元復合驅）或措施（如調驅挖潛），以提高油層剩余油驅油效率及油田采收率。因此，油層剩余油烴類組成特征研究是油田開發的重要基礎，尤其在水驅及二次采油、聚驅和三元復合驅及三次采油的油田開發中后期，是油田剩余油精細精準開發、提高采收率的重要依據。

目前,國內專家學者主要開展了油藏剩余油剩余油粘度、剩余油分布及提高剩余油采收率研究。徐正順等[1]利用原油烴類中高分子量組分C40+(%)與原油粘度的相關性預測油層剩余油粘度；張居和等[2]利用全二維氣相色譜和全二維氣相色譜—飛行時間質譜技術研究松遼盆地北部原油烴類組成特征及預測粘度；范鵬[3]、黃艷梅[4]等學者[5-6]開展油藏剩余油分布規律及挖潛技術研究。本文利用薩爾圖油田密閉取芯檢查井油砂樣品，采用全自動多功能抽提儀和混合化學試劑制備得到油層剩余油樣品，采用氣相色譜檢測烴類組分，研究烴類組成C21-（%）、C21～C40（%）、C40+（%）及組分（C11～C68）分布特征，以期為油田剩余油精細精準開發、提高采收率提供重要依據。

1 地質背景與實驗樣品

大慶油田位于松遼盆地北部，是目前世界上已發現的最大的陸相含油氣盆地，在上白堊統發育了有利的生、儲、蓋組合（圖1），主要形成了青一段、青二三段、嫩一段和嫩二段共4套烴源巖，烴源巖有機質豐度高、TOC值平均大于2%，母質類型好、以Ⅰ和Ⅱ型為主，生成的大量油氣排出源巖進入砂巖儲層，形成了黑帝廟（H）、薩爾圖（S）、葡萄花（P）、高臺子（G）、扶余（F）、楊大城子（y）6套儲油層。薩爾圖油田是大慶油田的主力產油油田，主要開采油層為薩爾圖（S，簡稱薩油層）、葡萄花（P，簡稱葡油層）、高臺子（G，簡稱高油層）3套主力產油層。為掌握薩爾圖油田原油開采狀況及精細挖潛剩余油的需要，鉆了密閉取芯檢查井Z44-J204井。本文采集Z44-J204井3套主力產油層油砂樣品11件，開展不同油層剩余油烴類分析及特征研究，以期為薩爾圖油田開發及提高采收率提供實驗依據。

圖1 松遼盆地白堊統地層綜合柱狀圖（據徐正順[1]修改，2009）

2 實驗方法

2.1 油層剩余油制備方法

采集油田密閉取芯檢查井油砂樣品，稱取40g，用研缽粉碎后裝入濾紙筒中，置于全自動多功能抽提儀的抽提瓶內，用氯仿∶甲醇（93∶7，V/V）250mL抽提樣品，在80℃的恒溫水浴中抽提10h，轉移至稱量瓶中，恒溫（40℃）濃縮，得到油層剩余油樣品。

2.2 油層剩余油烴類氣相色譜分析方法

將制備的油層剩余油樣品直接進樣進行烴類毛細柱氣相色譜分析。實驗分析儀器采用美國安捷倫7890A氣相色譜儀及化學工作站；烴類分析毛細柱為25m×0.32mm×0.1μm，最高使用溫度450℃；進樣口溫度390℃，脈沖不分流進樣；檢測器FID溫度400℃，檢測器補充氣體為高純氦氣；載氣為高純氦氣（純度99.999%），柱流量為1mL/min；燃氣為氫氣，流量為45mL/min；助燃氣為空氣，流量為450mL/min。柱箱及毛細柱升溫程序：初溫50℃，恒溫1min，以升溫速率10℃/min升到400℃，恒溫到組分全部流出。

采用標樣及有關文獻定性（圖2），獲得油層剩余油烴類檢測數據，面積歸一化法計算C21-、C21～C40、C40+烴類組成化合物的相對含量(%)。

圖2 油層剩余油烴類氣相色譜分析定性譜圖（據徐正順[1]，2009）

3 實驗結果及討論

3.1 重復性實驗

油層剩余油樣品制備和氣相色譜重復性實驗分析結果表明，同一樣品重復分析組分一致、重復性好，油層剩余油中正構烷烴質量分數范圍0.5%～1.0%、1.0%～5.0%、5.0%～10.0%的相對偏差分別小于15%、10%、5%。如薩爾圖油田Z44-J204井972.99m油砂樣品重復性分析的正構烷烴質量分數的最大相對偏差為13.51%，最小為2.03%（表1），說明油層剩余油實驗方法的重復性好。

表1 油層剩余油烴類氣相色譜重復性實驗對比數據

3.2 不同油層剩余油的烴類組成及譜圖特征

3.2.1 不同油層剩余油的烴類組成特征

薩爾圖油田Z44-J204井油層剩余油烴類組成（表2）薩爾圖油層（S）剩余油的C21-、C21～C40、C40+分別分布于9.95%～25.69%、18.95%～67.72%、6.92%～71.10%，平均分別為20.48%、53.71%、25.81%，烴類組成差別及變化范圍大；葡萄花油層的分別為18.81%～26.99%、55.92%～63.55%、25.27%～9.46%，平 均 分 別 為22.90%、59.74%、17.36%，烴類組成差別及變化范圍較大；高臺子油層的分別為20.79%～30.11%、55.43%～61.90%、23.78%～7.99%，平均分別為25.45%、58.67%、15.88%，烴類組成差別及變化范圍較大。可見，薩爾圖油田剩余油C21～C40烴類平均占55.90%為主、C40+和C21-烴類分別占22.14%和21.96%，烴類組成表現出較強的非均質性，其中薩爾圖油層剩余油C21-和C21～C40烴類平均之和占20.48%和53.71%為最低、C40+烴類平均占25.81%為最高、非均質性最強，高臺子油層剩余油C21-烴類平均占25.45%為最高、C40+烴類平均占15.88%為最低，隨油層埋深增加從薩爾圖到高臺子油層C21-和C21～C40烴類輕組分含量趨于增加、C40+烴類重組分含量趨于降低，越有利于開采，明顯受埋深、溫度及成熟度的控制。

表2 油層剩余油烴類組成分析數據

3.2.2 不同油層剩余油的烴類化合物及譜圖特征

薩爾圖油田Z44-J204井薩爾圖油層（S）818.88m剩余油碳數范圍C14～C63呈雙峰型分布（圖3），前主峰群C14～C40、主峰碳nC23，后主峰 群C41～C63主峰 碳nC47，以前主峰群烴類為主，在nC30～nC37之間有豐度較低的C29～C35藿烷系列生物標記化合物，在nC40正構烷烴之后出現豐度低的異構烷烴系列、烷基環己烷系列化合物、烷基環戊烷系列化合物[1]。

圖3 薩、葡、高油層剩余油烴類氣相色譜分析圖

薩爾圖油層877.59m剩余油碳數范圍C11～C68呈雙峰型分布，前主峰群C11～C37、主峰碳nC23，后主峰群C38～C68、主峰碳nC47，后主峰群烴類為主，與其它油層剩余油的譜圖明顯不同；在nC30～nC37之間有豐度很低的C29～C35藿烷系列生物標記化合物，在nC40正構烷烴之后出現豐度很低的異構烷烴系列、烷基環己烷系列化合物、烷基環戊烷系列化合物。

薩爾圖油層901.31m剩余油碳數范圍從C13～C64呈單峰型分布，主峰碳nC23，在nC30～nC37之間有豐度最高的C29～C35藿烷系列生物標記化合物，在nC40正構烷烴之后出現豐度最高的異構烷烴系列、烷基環己烷系列化合物、烷基環戊烷系列化合物。

葡萄花油層（P）972.65m剩余油碳數范圍從C13～C64呈雙峰型分布，前主峰群C13～C38、主峰碳nC23，后主峰群C39～C64、主峰碳nC45，總體以前主峰群烴類為主，在nC30～nC37之間有豐度較高的C29～C35藿烷系列生物標記化合物，在nC40正構烷烴之后出現豐度較高的異構烷烴系列、烷基環己烷系列化合物、烷基環戊烷系列化合物。

高臺子（G）1110.83m剩余油碳數范圍從C13～C66呈單峰型分布，主峰碳nC23，在nC30～nC37之間有豐度低的C29～C35藿烷系列生物標記化合物，在nC40正構烷烴之后出現豐度較低的異構烷烴系列、烷基環己烷系列化合物、烷基環戊烷系列化合物。

綜上所述，薩爾圖、葡萄花、高臺子油層剩余油烴類組成及譜圖呈現不同的特征。薩爾圖油層原油主要來源于青二、三段和嫩一段生油巖，油層巖性主要為細砂巖、泥質粉砂巖，油層溫度主要介于37℃～41℃；葡萄花油層原油主要來源于青二、三段和青一段生油巖，油層巖性主要為粉砂巖、細砂巖，油層溫度主要介于42℃～45℃；高臺子油層原油主要來源于青一段、青二、三段生油巖，油層巖性主要為粉砂巖，油層溫度主要介于46℃～51℃?？梢?，油層剩余油烴類組成及組分分布主要受原油來源及生油巖性質、儲層特征及埋深和溫度等影響及控制。

3.2.3 油層剩余油含油特征及開采潛力

薩爾圖Z44-J204井油層的巖性和含油級別有差別，薩爾圖油層上部井段（818.88～820.47m）巖性主要為灰棕色泥質粉砂巖、含油級別為油浸，中部和下部井段（877.35～901.31m）巖性主要為棕色細砂巖、含油級別為飽含油，可見薩爾圖油層上部巖性及物性相對差、含油性差、開采潛力小，中部和下部井段巖性及物性好、含油性高、開采潛力大；葡萄花油層巖性主要為棕色粉砂巖和棕色細砂巖、含油級別為含油和飽含油，巖性及物性較好、開采潛力較大；高臺子油層巖性主要為棕色粉砂巖、含油級別為含油，巖性及物性較差、開采潛力較小?？梢姡_、葡、高油層含油性及開采潛力，以薩爾圖油層最大，葡萄花油層次之，高臺子油層相對最小。

4 結論

（1）薩爾圖油田薩葡高油層剩余油烴類組成C21-（%）、C21～C40（%）、C40+（%）呈現較強的非均質性，薩爾圖油層剩余油C21-和C21～C40組成平均最低、C40+烴類平均最高、非均質性最強，高臺子油層C21-（%）和C21～C40（%）組成最高、C40+（%）最低，從烴類組成看薩爾圖油層剩余油相對最難開采，高臺子油層剩余油則相對最易開采。

（2）薩爾圖油田薩葡高油層剩余油的烴類組分分布及譜圖呈現不同特征，薩爾圖油層中部井段出現以主峰碳C47及后主峰群烴類為主的高分子量正構烷烴化合物，油層原油難以流動，該井段原油最難開采；薩爾圖油層下部井段在nC30～nC37之間出現豐度最高的C29～C35藿烷系列生物標記化合物，與葡萄花油層上部井段在nC30～nC37之間出現豐度較高的C29～C35藿烷系列生物標記化合物類似，證實了兩油層原油具有部分同源性。

（3）薩爾圖油田含油及開采潛力以薩爾圖油層最大，葡萄花油層次之，高臺子油層相對最小。