中国典型盆地陆相页岩油组分评价及意义

doi:10.11743/ogg20230612

Abstract

Abstract:

Shale oil composition serves as both a basis for revealing the shale oil enrichment mechanism and an essential parameter used to explore the interactions among oil， water， and rocks in the pores. We investigate the shale oil reservoir of pure shale type in the 1^st member in the Qingshankou Formation in the Gulong Sag， Songliao Basin； the shale oil reservoir of transitional type in the Chunshang interval of the upper sub-member of the 4^th member of the Shahejie Formation in the Dongying Sag， Jiyang Depression， Bohai Bay Basin； and the shale oil reservoir of pure shale type in the 3^rd sub-member of the 7^th member of the Yanchang Formation， Ordos Basin. Shale samples taken bypressure-retained coring and conventional coring， as well as oil produced from the three shale intervals and the products of autoclave-based thermal simulation experiment， are subjected to composition analysis. The composition of shale oil of diverse types and with varying maturity is characterized through chromatography to determine the total petroleum hydrocarbons （TPH） and pyrolysis-gas chromatography （PY-GC）. The methods for deriving shale oil compositions are comprehensively summarized and compared in terms of result， and the factors affecting the composition after evaporative loss are discussed. The assessment scheme is proposed at last. Consequently， we identify the compositional differences for the produced oil， thermally desorbed hydrocarbons， shale extracts， and products from thermal simulation experiment， as well as clarify the limitations of the above-mentioned evaluation methods. Additionally， the phenomenon that shale intervals with high total organic carbon （TOC） content tend to be of high oil content is illustrated， as revealed in previous studies. However， these intervals of high oil content do not necessarily reflect a high ratio of mobile to total oil volume. Shale maturity directly determines the composition of shale oil， while the abundance of organic matter and pore structures exert certain effects on the composition of residual hydrocarbons in shales. As indicated by the results of this study， it is necessary to consider hydrocarbon evaporativeloss in evaluating oil content in shales and exploring fluid occurrence state and shale oil enrichment mechanism， especially for shales of medium to high maturity. The composition evaluation of shale oil at varying maturity can provide new insights for revealing the fluid occurrence characteristics in shale nanopores.

Key words: occurrence, occurrence state shale oil composition, produced oil, thermally desorbed hydrocarbon, shale of medium to high maturity, hydrocarbon evaporative loss, lacustrine shale oil

CLC Number:

TE122.1

Ming LI, Min WANG, Jinyou ZHANG, Yuchen ZHANG, Zhao LIU, Bin LUO, Congsheng BIAN, Jinbu LI, Xin WANG, Xinbin ZHAO, Shangde DONG. Evaluation of the compositions of lacustrine shale oil in China’s typical basins and its implications[J]. Oil & Gas Geology, 2023, 44(6): 1479-1498.

Figures/Tables 13

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区域	层位	井号	样品编号	R_o/%	TOC/%	S₁/ （mg /g）	S₂/ （mg /g）	矿物含量/%
区域	层位	井号	样品编号	R_o/%	TOC/%	S₁/ （mg /g）	S₂/ （mg /g）	石英	斜长石	方解石	黏土矿物
古龙凹陷	青一段	G1	G15	1.54*	1.9	2.4	3.4	27.6	14.4	0	58.0
古龙凹陷	青一段	G1	G62	1.53*	1.6	5.3**	5.3**	23.2	16.1	5.7	47.0
东营凹陷	沙四纯上次亚段	J2	J149	0.78	4.1	2.1	9.0	27.0	11.0	10.0	33.0
东营凹陷	沙四纯上次亚段	J2	J159	0.78	1.8	0.8	1.9	16.0	7.0	46.0	21.0
鄂尔多斯盆地伊陕斜坡	长7³亚段	E3	E342	0.92	16.0	5.1	65.9	15.2	9.6	0	69.6
			E349	0.93	20.4	6.2	85.9	14.9	11.4	4.0	32.5
			E358	0.94	5.5	5.0	21.5	57.7	5.5	0	35.3
			E41	0.92	15.7	4.0	60.9	18.4	8.7	0	68.4
			E96	0.93	2.6	3.1	5.4	19.0	12.9	0	34.7

区域	层位	井号	原油颜色	密度（20 ℃）/ （g/cm³）	黏度（50 ℃）/ （mPa·s）	含蜡量/%	正构烷烃碳数分布	主峰碳数	CPI	轻/重比	（nC₂₁+nC₂₂）/（nC₂₈+nC₂₉）
松辽盆地古龙凹陷	青一段	G1	淡黄色	0.78	—	16.82	6～38	11	1.04	3.43	2.85
济阳坳陷东营凹陷	沙四纯上次亚段	J3	深褐色	—	—	—	6～38	15	1.05	1.30	1.42
济阳坳陷东营凹陷	沙四纯上次亚段	J4	深褐色	0.88	13.89	23.53	6～38	15	1.06	1.34	1.48
鄂尔多斯盆地伊陕斜坡	长7³亚段	E4	深栗色	0.84	5.84	8.20	3～38	15	1.06	1.87	1.60

区域	层位		井号	样品号	沥青含量/%	饱芳占比/%	正构烷烃碳数分布	主峰碳数	CPI	轻/重比	（nC21+nC22）/（nC28+nC29）
古龙凹陷	青一段		G1	G15	0.811	86.20	10 ~ 34	16	1.10	1.94	3.24
东营凹陷	沙四纯上次亚段		J2	J149	0.281	87.88	9 ~ 34	15	1.04	1.81	3.11
东营凹陷	沙四纯上次亚段		J2	J159	0.113	76.36	9 ~ 35	12	1.05	2.73	2.56
鄂尔多斯盆地伊陕斜坡	长7³亚段		E3	E41	0.781	47.08	9 ~ 33	14	0.98	3.49	2.50
鄂尔多斯盆地伊陕斜坡	长7³亚段		E3	E96	1.027	75.26	10 ~ 33	19	1.09	1.59	2.48
区域	样品号	部分芳烃化合物含量/10^-6
区域	样品号	菲		（2，10+1，3+3，10+3，9）- 二甲基菲		9- 甲基菲	2- 甲基菲	1- 甲基菲	1，7- 二甲基菲	1，7- 二甲基萘	（1，3+1，6）- 二甲基萘
古龙凹陷	G15	—		—		—	—	—	—	—	—
东营凹陷	J149	4 164.51		3 014.69		2 797.33	2 644.19	2 100.14	1 173.79	859.97	806.41
东营凹陷	J159	1 686.93		1 273.93		1 220.70	1 131.26	890.40	494.49	66.34	61.77
鄂尔多斯盆地伊陕斜坡	E41	14 179.79		11 907.94		10 986.83	6 759.74	6 894.96	5 304.28	12 728.30	13 022.38
鄂尔多斯盆地伊陕斜坡	E96	1 589.16		2 421.60		1 687.99	1 129.14	1 145.68	1 240.36	82.37	95.81

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Evaluation of the compositions of lacustrine shale oil in China’s typical basins and its implications

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