稠油的油源分析

车拐地区来自于昌吉凹陷二叠系的原油普遍受到不同程度生物降解，且从东到西生物降解程度依次增强，研究区也正好处于严重生物降解油的分布区域 （图6－34）。第一大类原油均遭受了生物降解作用，部分原油有不同程度的后期充注现象。如排602井白垩系原油 （图6－7）遭受较严重的生物降解，无明显后期充注的迹象，残余的生物标志物组成表现二叠系烃源岩的特征，原油碳同位素为－31.7‰；排204井古近系原油 （图6－17）早期遭受了较严重的生物降解，且后期充注较明显，甾萜烷总体特征呈现二叠系烃源岩的特征，原油δ13C为－29.3‰；排203井 （948m）原油 （图6－16）早期也遭受了严重的生物降解，后期充注大量的原油，导致正构烷烃分布完整，原油的δ13 C为－27.9‰，比二叠系来源的原油δ13C值偏重一些，比煤成油δ13 C偏轻，具有侏罗系煤系烃源岩生成油的特点，但伽马蜡烷指数为0.30，ααα20RC27－C28－C29甾烷相对组成呈 “V”型分布，呈现二叠系烃源岩的特点。

图6－34 车拐地区原油饱和烃化合物总离子流图分布特征

1.A1类原油的油源分析

A1类原油遭受强烈的生物降解作用，无后期充注现象。原油中正构烷烃已经消耗殆尽，含有较丰富的25－降藿烷，C20、C21和C23三环萜烷丰度很高，伽马蜡烷丰度较高，几乎不含β－胡萝卜烷，与二叠系烃源岩生物标志物特征相似。A1类原油碳同位素偏轻，如排1井侏罗系772m 处油砂抽提物氯仿沥青 “A”和饱和烃的碳同位素分别为－30.5‰和－31.7‰；排602井油砂抽提物氯仿沥青 “A”和饱和烃的碳同位素分别为－30.5‰和－31.4‰；排18 井 原 油 碳 同 位 素 较 轻 为 －31.5‰；车 浅 1－5 井 原 油 碳 同 位 素 为－31.5‰；排601－P1 井 沙 湾 组 油 砂 抽 提 物 同 位 素 为 －30‰；排6井白垩系原油饱和烃、芳烃、非烃、沥青质组分δ13 C分别为－31.8‰、－30.2‰、－29.2‰和－29.7‰；排7井白垩系原油饱和烃、芳烃、非烃、沥青质组分δ13 C 分别为－32.2‰、－29.9‰、－29.4‰和－29.8‰，都与二叠系烃源岩比较接近 （图6－35），明显轻于侏罗系煤系烃源岩的碳同位素。部分原油存在后期充注作用，可能是后期二叠系原油调整充注导致。

图6－35 车排子地区不同类型原油同位素分布特征对比图

2.A2类原油的油源分析

A2类原油含有25－降藿烷，表明受到严重的生物降解，但从总离子流图上仍然见到少量正构烷烃的分布，并且异构烷烃丰度突出。可以解释为早期充注的原油遭受了严重生物降解 （正构烷烃和异构烷烃几乎被全部降解），后期充注了的原油亦遭受了轻度生物降解，部分正构烷烃被消耗，异构烷烃丰度突显。这类原油主要来源于二叠系烃源岩，有后期侏罗系烃源岩生成原油的混源。

3.A3类原油的油源分析

A3类原油存在后期充注现象，生物标志物组成表现出两次充注原油的特点。如排203井新近系沙湾组和排204井古近系原油在总离子流图上鼓包明显，甾、萜烷类化合物被大量降解，25－降藿烷丰度较高，但在鼓包的背景上正构烷烃分布比较完整 （图6－16，图6－17），反映早期充注原油遭受了严重的生物降解，后期充注了未被生物降解的原油。排19井沙湾组 （916.85～916.98m）油砂抽提物沥青 “A”碳同位素为－28.3‰。原油碳同位素值高于典型二叠系烃源岩的原油，而低于来源于侏罗系烃源岩的原油，如排203井沙湾组 （948m）原油的饱和烃δ13 C为－27.9‰，排204井油砂抽提物的碳同位素组成偏轻，为－29.3‰，都介入侏罗系和二叠系烃源岩的碳同位素之间。

总体来说，A3类原油为二叠系和侏罗系原油的混源，二叠系烃源岩生成的原油先充注到车排子凸起有利的圈闭中聚集，因后期构造活动使古油藏发生破坏或调整而再次运聚成藏，并遭受了生物降解作用后，晚期侏罗系生成的原油又充注到这些聚油圈闭中。

4.A4类原油的油源分析

A4类原油主要为排22井原油，总离子流图上鼓包明显 （图6－20），呈双峰型，正构烷烃分布不完整，饱和烃相对百分含量达到66.7％，类异戊二烯烷烃以及甾萜化合物分布也较完整，25－降藿烷含量也较低，表明原油遭受生物降解不强烈。C20、C21和 C23三环萜烷丰度中等，伽马蜡烷含量较低，几乎不含β－胡萝卜烷，ααα20RC27、C28、C29甾烷相对组成呈上升型分布，Ts丰度低于 Tm，C31升藿烷22S/（22S＋22R）为0.44，C29甾烷ββ/（αα＋ββ）为0.5，αααC29甾烷20S/（20S＋20R）为0.56，Ts/（Ts＋Tm）为0.40，这些特征与排2、排8井轻质原油生标特征相似；原油的碳同位素为－27.8‰，饱和烃为－29.2‰，芳烃为－26.5‰，非烃为－26.7‰，沥青质为－27.0‰。无论是从同位素、族组分还是生物标志化合物上 A4类原油都具有侏罗系源岩的特征，应该与排8井、排2井轻质原油同源，来源于侏罗系和白垩系的混源。

什么是重油,它的主要用途是什么?

（一）含油砂盆地综合评价

由于我国油砂资源的勘探程度整体偏低，认识程度不高，所以，本次综合评价主要根据盆地油砂油地质资源量及其可信度和开采条件进行定性评价。

综合评价位于前5位的含油砂盆地分别是：准噶尔、塔里木、柴达木、松辽、四川盆地。

（二）已发现油砂矿带优选

对于已发现油砂矿带，根据目前我国油砂的实际地质情况和开采技术，主要考虑露天开采方式，因此在做优选时，采用的埋藏100m以浅的可采资源量，从地质、经济地理两个方面对已发现油砂矿带进行综合评价。在选择综合评价的地质、经济地理条件参数时，主要考虑的是这些参数之间尽可能的相互独立，并且涉及的参数要全面。

综合考虑油砂油可采资源量、资源丰度、油砂厚度、含油率、资源可信度等5项地质条件，以及地理环境、交通、水、电等4个经济地理条件，对全国可采资源量在50×104t以上的的62个重点已发现油砂矿带进行了综合评价及排队。

综合评价位于前10位的油砂矿带依次是准噶尔盆地的乌尔禾、红山嘴、黑油山、白碱滩六九区矿带，松辽盆地的图牧吉矿带，四川盆地的厚坝矿带，柴达木盆地的油砂山矿带，鄂尔多斯盆地的庙湾—四郎庙矿带，准噶尔喀拉扎矿带，二连吉尔嘎郎图矿带。现简要介绍如下：

1.准噶尔乌尔禾矿带

油砂厚度3～15m，含油率4%,100m 以浅油砂油可采资源量2 963×104t。其中，上层油砂油大规模出露地表，易于开采。

乌尔禾油砂已大面积出露地表，地表为戈壁，交通方便，2005年已在该区作了现场试验，证实了开采的可行性。

2.准噶尔红山嘴矿带

油砂厚度2.0～26.2m，含油率7%,100m以浅油砂油可采资源量10 348×104t。地表为戈壁，离克拉玛依市10～20km，紧邻油田作业区，交通、用电极为方便。

3.准噶尔黑油山矿带

油砂厚度1.5～21.4m，含油率7%～12%,100m 以浅油砂油可采资源量4 448×104t。地表为戈壁，离克拉玛依市仅5km，紧邻油田作业区，交通、水电极为方便。

4.准噶尔白碱滩六九区矿带

该区属于油田六九区稠油开发区上倾部位，油砂平均厚度8m，含油率6.7%～12.8%,100m以浅油砂油可采资源量5 819×104t。该区浅部钻井13口，井距800～1 500m。地表为戈壁，离克拉玛依市30km，紧邻油田作业区，交通、电方便。

5.松辽图牧吉矿带

油砂平均厚度2.1m，含油率平均 9.1%,100 m 以浅油砂油可采资源量2 784×104t。

该区交通、水、电方便。

6.四川厚坝矿带

层位侏罗系沙溪庙组，油砂厚度10～15m，含油率6.5%,100m 以浅油砂油可采资源量682×104t。深部存在稠油藏。交通方便，对开采有利，可与稠油一起兼采。

7.柴达木油砂山矿带

主力油砂7～12层，出露地表，分布面积近1km2，油砂油可采资源量342×104t。开采条件好：紧邻油田作业区，水、电及交通便利。

8.鄂尔多斯庙湾—四郎庙矿带

油砂平均厚度13.87～25.74m，含油率1.73%～3%,100m 以浅油砂油地质资源量3 007×104t。

主要分布在半沙漠—平原，其次为丘陵，利于开采。

9.准噶尔喀拉扎矿带

油砂平均厚度变化在8～20m 之间。含油率1.5%～12.4%,100m以浅油砂油可采资源量1 474×104t。

矿区位于乌鲁木齐市西侧，交通不便，开采条件一般。

10.二连吉尔嘎郎图矿带

油砂平均厚度13.3m。含油率10.8%,100m以浅油砂油可采资源量691×104t。矿区交通便利，开采条件尚可。

这10个重点油砂矿带100 m 以浅的油砂油可采资源量为3.26×108t，为油砂开采提供了资源保证。

重油是原油提取汽油、柴油后的剩余重质油，其特点是分子量大、粘度高。重油的比重一般在0．82～0．95，比热在10,000～11,000kcal／kg左右。其成分主要是炭水化点物素，另外含有部分的（约0．1～4％）的硫黄及微量的无机化合物。

——“重油”的基本情况

1、什么是重油？

重油又称燃料油，呈暗黑色液体，主要是以原油加工过程中的常压油，减压渣油、裂化渣油、裂化柴油和催化柴油等为原料调合而成。

按照国际公约的分类方法，重油叫做可持久性油类，顾名思义，这种油就比较粘稠，难挥发。所以一旦上了岸，它是很难清除的。另外这种油它对海洋环境的影响比起非持久性油来，要严重得多。比如它进入海水以后，因为比较粘稠，如果海鸟的羽毛沾了这些油，就影响海鸟不能够觅食，不能够飞行，同时海鸟在梳理羽毛的时候，就会把这个有害的油吞食到肚子里，造成海鸟的死亡.还有一些鱼类，特别是幼鱼和海洋浮游生物受到重油的影响是比较大的。到了海边的沙滩以后，这种油就粘在沙滩上，非常难清理。有关专家表示，对付油污染可以调用围油栏、吸油毡和化油剂等必要的溢油应急设施。由于油的粘附力强，养殖户在油污染来时可以用稻草、麻绳等物品来进行围油和回收油。

2、重油--21世纪的重要能源

摘要：在过去的150年中，人类主要消耗的是API大于20度的轻质油。传统原油的最终可采储量约为2466亿t，近45%已被开采。石油时代结束后将迎来天然气的时代，但据一般预测，即使在2020年左右的产气高峰期，仍然不能满足需求。因此，应开发重油，以填补能源空缺。世界重油的资源量十分巨大，原始重油地质储量约为8630亿t，若采收率为15%，重油可采储量为1233亿t。

其中委内瑞拉的超重油和加拿大的沥青占总量的一半以上。这仅为已探明储量，真正的重油资源可能更多。1996年世界石油年产量为35亿t，重油产量为2.9亿t，约占总产量的5%-10%。其中加拿大的重油产量为4500万t，美国的产量为3000万t，其余的产量来自世界上其它国家，包括中国、委内瑞拉、印度尼西亚等。在委内瑞拉，边际资源私有化后，国家宣布了许多重大的重油项目。委内瑞拉国家石油公司最近公布了2O0亿美元的Orinoco沥青砂开发项目，今后几年内的六个合成原油项目可使年产量达3500万t，到2010年，重油将占其石油总产量的40%。1992年加拿大西部的液态烃产量的40%以上来自重油和油砂。印度尼西亚的Duri油田是世界上的最大采用蒸汽驱动开发的油田。重油除了粘度高外，其硫含量、金属含量、酸含量和氮含量也较高，应研究如何开发的问题。

过去150年中，人类主要消耗的是API大于20度的轻质油。这种传统原油发现容易、开发成本低。传统原油的最终可采储量约为2466亿t，近45%已被开采。石油时代结束后，将迎来天然气的时代，但据一般预测，即使在2020年左右的产气高峰期，气产量达每年3.4万亿立方米，仍然不能满足需求。因此，应开发重油，以填补能源空缺。

1.重油资源及其分布：

重油的资源量十分巨大，原始重油地质储量约为8630亿t，若采收率为15%，重油可采储量为1233亿t。其中委内瑞拉的超重油和加拿大的沥青占总量的一半以上。这仅为已探明储量，真正的重油资源可能更多。

1996年世界石油年产量为35亿t，重油产量为2.9亿t，约占总产量的5%-10%。其中加拿大的重油产量为4500万t，美国的产量为3000万t，其余的产量来自世界上其它国家，包括中国、委内瑞拉、印度尼西亚等。

2.世界范围的重油开发活动：

委内瑞拉--在委内瑞拉，边际资源私有化后，国家宣布了许多重大的重油项目。委内瑞拉国家石油公司最近公布了2O0亿美元的Orinoco沥青砂开发项目，今后几年内的六个合成原油项目可使年产量达3500万t，到2010年重油将占其石油总产量的40%。Petrozuata公司计划投资24亿美元，主要依靠水平井技术开采15-20亿桶9度API原油。道达尔公司也计划投资27亿美元依靠钻水平井使年产量增至1000万t。

加拿大--1992年加拿大西部的液态烃产量的40%以上来自重油和油砂。阿尔伯达油砂的原始重油地质储量至少有2329亿t，基本上未开发，最终开采量估计为411亿t，Syncrude公司几年前就开始了投资约42亿美元的10年计划，到2007年-2010年间产量达2400万t。此外，壳牌加拿大公司、Broken Hill控股公司和Suncor公司也正在进行大规模地面开采项目。据阿尔伯达省能源部估计，到2005年，产量将达7500万t，到2010年重油和沥青产量约占其石油总产量的75%，已公布的油砂项目投资达140亿美元。

美国--在加利福尼亚，一些大生产商进行联合，以提高重油的市场份额。加利福尼亚已开采多年的重油油田采用热采提高采收率，产量很高。San Joaquin地区是加利福尼亚重油活动的焦点，它包括了Kern River、Midway Sunset、Coalinga等大型油田。谢夫隆等许多作业公司，通过实施项目热力管理，成功地使成本大大降低，该项目需要的投资小，特别适于应用。90年代中期，谢夫隆公司通过热力管理，优化了蒸汽注入，使注入量减少了30%，成本从每桶7美元降到4美元。

印度尼西亚--印度尼西亚的Duri油田是世界上的最大采用蒸汽驱动开发的油田。谢夫隆公司在Duri油田的作业中进行了热管理项目，在维持净产量的同时，降低了燃料油的消耗和蒸汽注入量，同时使用了地震数据确定蒸汽移动情况，进一步提高了储层管理和采收率。

3.技术挑战：

重油除了粘度高外，其硫含量、金属含量、酸含量和氮含量也较高，因此提出了一些特殊的研究开发问题。在开采阶段，重油需要成本很高的二次、三次采油方法；管输时，为了达到一定的流速，需要提高泵能，同时要加热管线并加入稀释剂；改质时，重油通常需要特殊的脱硫和加气处理，重油中的镍和钒使催化剂受污染的机会增加，高比例的常压渣油需要更多的转化设备，将其改质成运输燃料。

重油开发中普遍使用的技术是在储层中降低重油粘度，提高温度，使粘度降低以提高产量和采收率。最近几年，水平井技术的应用日益增加，降低了开发成本。针对重油，正在开发一些先进的上游技术，如使用多分支水平井从每口井中获得更多的产量、蒸汽辅

3、重油——下世纪重要能源

石油工业堪称世界经济发展的命脉。随着人类年复一年地开采石油，常规原油的可采储量仅剩1500亿吨，而目前全球原油年产量己达30亿吨，如此算来，常规油的枯竭之日己不十分遥远。很多人甚至预期，到2010年人类就将买不到便宜的石油。所幸的是，大自然还给人类留下了另一个机会——重油和沥青砂。这种储量高达4000亿吨的烃类资源日益引起人们的关注。

重油是一种比重超过0.93的稠油，黏度大，含有大量的氮、硫、蜡质以及金属，基本不流动，而沥青砂则更是不能流动。开采时，有的需要向地下注热，比如注入蒸汽、热水，或者一些烃类物质将其溶解，增加其流动性，有的则是采用类似挖掘煤炭的方法。由于重油的勘探、开发、炼制技术比较复杂，资金投入大，而且容易造成环境污染，因而重油工业的发展比较艰难。然而，面对21世纪常规油资源趋于减少的威胁，许多有识之士从长远出发，正孜孜不倦地研究新技术开发重油，使人类广泛利用这种资源的可能性不断增强。

近20年来，全球重油工业的发展速度比常规油快，重油和沥青砂的年产量由2000万吨上升到目前的近1亿吨。委内瑞拉是重油储量最大的国家，人们预期在不远的将来其日产重油量可达120万桶；加拿大目前的油砂日产量达50万桶；欧洲北海的重油日产量达14万桶；中国、印度尼西亚等国的重油工业近年来也发展迅猛，年产量都在1000万吨以上。此外，还有一些国家重油储量很大，但由于油藏分布于海上，或在地面2000米以下，现在还难以大量开采利用。

比较常规油、重油和天然气这三大类烃类资源的状况，可以看到重油的前景是最好的，因为它的储量是年产出量的几千倍，而常规油的这个指标只有50倍。天然气在全球的分布和利用程度很不平衡，在很多国家它占所利用能源的比重非常之小。据美国能源部的预测，世界常规油产量将在20年内达到高峰，然后出现递减。随之而来的资源短缺加上油价攀升，将标志着非常规资源投入工业化生产，这就是重油和沥青砂，它们可能构成21世纪中叶世界能源供给的一半以上。谢夫隆石油公司总裁兰尼尔预计，下个世纪全球重油资源量可能被证实为超过6万亿吨。由此可见，重油工业的发展潜力是相当巨大的。

当前，受国际原油市场波动和世界经济影响，对油价十分敏感的重油工业处境十分艰难，面临严峻的挑战。如何将重油和沥青砂充分应用于产业发展，同时又为子孙后代留下一个清洁的环境，也成为世界石油界面临的一项共同课题。最近，在北京召开的第七届重油及沥青砂国际会议上，来自联合国和20多个国家的官员和专家520多人聚集一堂，共同围绕“重油——21世纪的重要能源”这一主题展开讨论。联合国培训研究署重油及沥青砂开发中心己承担起促进重油技术国际交流与合作的职责，它利用其网络促进技术转让和全世界对技术专长的共享。

21世纪能否全面实现重油的价值将取决于国际能源市场、重油资源量以及提高新技术的应用这三个方面。人们目前亟须解决两个关键性问题，一是改进技术，加强管理，降低成本，在低油价条件下走出重油开发利用的新路子；二是针对重油开发容易造成环境污染的实际情况，制定出适应全球环境要求的开发方案。近年来，重油和沥青砂作业的环境和技术改进有了一些进展，包括将矿区原油燃料发生蒸汽改为更有效更清洁的可燃气发生蒸汽；减少开采和改质作业中温室气体和二氧化硫的排放量；采用高效隔热油管将高干度蒸汽送入地层；利用水平井钻井技术使地面占地少于直井，从而减少环境破坏；利用流度控制剂更有效地将蒸汽流导向未驱扫区，减少污水产量，等等。本世纪石油技术已有的成果和从60年代以来对重油和沥青砂开采的实践，己为这一重要资源的扩大开发和利用准备了必要的技术手段，积累了一定的经验。重油及沥青砂作为全球能源的替代资源走向世界舞台，已是大势所趋。

4、我国重油工业现状

记者从正在召开的第七届重油及沥青砂国际会议上获悉，我国稠油热采技术虽起步较晚，但发展较快，已形成较为成熟的稠油热采配套技术，发现70多个稠油油田，总地质储量约12亿立方米，年产量达1300万吨，已累计生产逾亿吨。

重油及沥青砂资源是世界上的重要能源，目前全球可采储量约4000亿吨，是常规原油可采储量1500亿吨的2.7倍。随着常规石油的可供利用量日益减少，重油正在成为下世纪人类的重要能源。经过20年的努力，全球重油工业有着比常规油更快的发展速度，重油、沥青砂的年产量由2000万吨上升到近亿吨，其重要性日益受到人们的关注。

我国陆上稠油及沥青砂资源分布很广，约占石油资源量的20％，其产量已占世界的1／10。自1982年在辽河油田高升油藏采用注蒸汽吞吐开采试验成功以来，我国的稠油开采技术发展很快，蒸汽吞吐方法已成为稠油开采的主要技术，热采量到 1997年稳定在1100万吨水平上，热采井数达到9000口，加上常规冷采产量，占陆上原油总产量的9％。全国稠油产量主要来自辽河、新疆、胜利、河南4个油田，投入开发的地质储量超过8亿吨。据了解，这次会议之所以选择在中国召开，主要是十几年来亚洲特别是中国的重油工业有了迅猛的发展，开始在世界上占有重要地位。

国内稠油专家刘文章在谈到国内重油工业发展的现状时指出，经过最近十几年的发展，中国的热采工程技术已成熟配套，对各种类型油藏，尤其是对深层、多油层、非均质严重的稠油油藏，注蒸汽开发取得了很大成绩。今后我国稠油技术将会得到更大发展，主要方向：一是普通稠油油藏将逐步由蒸汽吞吐转入二次热采，提高开发效果，提高原油采收率；二是特、超稠油将采用多种水平井热采技术来增加产量；三是采用新技术提高复杂条件下的稠油油藏的开发水平。

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