第２９卷第６期２０００年１１月
地球化学
ＧＥＯＣＨＩＭＩＣＡ
Ｖ０１．２９．Ｎｏ．６
ＮＯＶ．．２０００
文章编号：０３７９—１７２６（２０００）０６—０５５６—０６
原油水洗作用与高凝固点原油的成因探讨
徐志明１，王廷栋１，姜
平２，邓荣敬２
（１．西南石油学院，四川南充６３７００１；２．大港油田地质研究院，天津３００２８０）
摘要：高凝固点原油在油藏开采过程中是一个非常棘手的问题，研究高凝固点原油的成因，对于开采过程中降低高凝固点原油的工艺措施具有重大指导意义。对取自大港油田的高凝固点原油样品从轻烃、全烃、饱和烃色质、芳烃色质等方面进行测试分析，并结合实际地质情况综合判断，认为该区的高凝固点原油的成因与原油在运移过程中遭受的水洗作用有关，轻烃尤其是苯和甲苯等轻芳烃的散失是造成原油具有高凝固点的重要原因。还对水洗作用对一些常用的原油轻烃指标的影响进行了研究。
关键词：水洗作用；高凝固点原油；轻烃；大港油田中图分类号：Ｐ５９３
文献标识码：Ａ
在哪种次生变化中会发生较大的改变，从而引起原
０
引言
油凝固点的增加。
水洗作用会造成原油中易溶于水的溶剂的大量
高凝固点原油在我国东部油田分布较为广泛，在我国的油气资源中占有一定的数量，但迄今为止对其成因方面的研究报道甚少。有人提出陆相低熟是其形成原因…，但这种观点难以解释并非所有的陆相低熟油都是高凝固点原油这种客观事实，且在有的油田中，原油的母质类型相同，成熟度也都很低，但有的属高凝固点油，有的却属正常油。这就给我们启示，除母质类型和成熟度之外，一定还有某种次生改造作用真正控制了高凝固点原油的形成。实际上，原油是一种多组分混合体系，其中包括饱和烃、芳烃、胶质、沥青质，在这种一般常温以液相存在的混合体系中，既有常温下以液态烃存在的化合物，我们可以把它作为溶剂来看待，但它也含有一些凝固点较高的化合物，我们可以把它当作溶质来对待。这类化合物包括原油的一些蜡质组分（即分子量大于Ｃ：：以上的正构烷烃）、稠环芳烃，还有一些胶质组分，如咔唑以及沥青质等。把原油作为一种溶液来看待，这种混合物的凝固点不仅决定于溶质的性质，也决定于溶剂的性质，从某种意义来说，溶剂的相对数量所起的作用更大，它会影响整个溶液所表现出的物理性质。因此，在研究高凝固点原油的成因时，一定要考虑原油中作为溶剂的烃类成分
收稿日期：２０００—０４—０３；修订日期：２０００—０９—２２
基金项目：大港油田地质研究院资助项目；西南石油学院资助项目作者简介：徐志明（１９６６一），男，讲师、博士，油气藏成藏地球化学专业。
丧失，从而使溶质部分相对富集，最终引起原油的物理性质发生改变，导致原油的凝固点增大。针对特定的地质条件研究高凝固点原油成因，无论对勘探还是开发均具有实际意义。本文以大港油田北塘凹陷新河村和新村油藏高凝固点原油为例，详细研究了高凝固点原油与水洗作用的关系。１
地质背景
北塘凹陷北依燕山褶皱带，西傍沧县隆起，东至
渤海海域，是一个在前第三系隆升背景上经历多期构造运动发展而成的凹陷区。新河村和新村高凝固点原油油藏位于北塘凹陷西北缘，断裂较为发育，地下水比较活跃，地层水矿化度较低，研究表明，其成藏期为明化镇中期。其储集层主要为Ｅｓ；和Ｅｓ；，为重力流水道、浊积水道与近岸水下扇砂体，储集性能均较好。盖层主要为Ｅｓｊ，以浅灰色和绿灰色泥岩为主，为区内一套区域性盖层。烃源岩主要分布在新村构造东南面、塘沽构造东面的深凹陷区，以Ｅｓ§为主，最大厚度可达９００ｍ左右。烃源岩母质类型在凹陷区主要以腐泥型母质为主，并夹有由浊流携带而来的腐殖型母质，往盆地边缘渐变为腐殖型母质。
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徐志明等：原油水洗作用与高凝固点原油的成因探讨
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高凝固点原油主要分布在北塘凹陷的西北缘的新河村和新村油藏，且显示出从西北方向到东南方向，也即从凹陷边缘向凹陷深部，原油的凝固点由高变低的特征（图１，表１）。包裹体以及其他资料证明，新河村和新村油藏的主要成藏期为明化镇中期，地球化学及油源研究表明，这种高凝固点原油为腐泥型原油，与其南部的塘沽构造的一些腐泥型正常原油是同一来源，且成熟度较低（表２），主要来源于其东南方向的凹陷区的Ｅｓ；烃源岩。表２反映出的事实令人感到困惑，即原油的母质类型相同，成
表２塘沽正常原油、新村高凝固点原油母质类型、成熟度参数
Ｔａｂｌｅ２
ＯｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｔｙｐｅａｎｄｍａｔｕｒｉｔｙｏｆｒｅｇｕｌａｒｃｒｕｄｅｏｉｌｆｒｏｍＴａｎｇｇｕ
ａｎｄ
ｈｉｇｈｓｏｌｉｄｉｆｙｉｎｇｐｏｉｎｔ
ｃｒｕｄｅｏｉｌｆｒｏｍＸｉｎｃｕｎ
銎烹当罩堡篓，慧肇晨亭登曼懋：翌竺望纂２亨的却属正常油（塘沽构造），这促使我们再进行深入
研究。
２水洗作用与原油凝固点的变化关系
２．１原油的全烃特征
新村高凝固点原油的全烃分析表明，轻质组分损失较大（与塘沽正常油比较，如塘３９．３），甲苯和苯已不存在，从原油全烃色谱中正构烷烃Ｃ。ｏ．与Ｃ¨．、Ｃ：。＋、Ｃ”的相对比值可以看出（图２），随原油中Ｃ。ｏ组分的降低，原油的凝固点有增大的趋势。分析认为，这主要是水洗作用造成的，因为原油中的轻组分在水中溶解度极大ｍ８。。Ｌａｆａｒｇｕｅ
ｅｔ
………～…………一………’
ａ１．【６，７１指
出，在地下温度大于８０℃，细菌的降解作用受到抑制时，水洗作用是影响原油成分的主要因素，且运移过程中所受的水洗作用比聚集后遭受水洗作用的程度更强烈。该区运移聚集成藏期（明化镇中期）对应的古地温已经大于８０℃，地下水中的细菌已经不能生存，故结合地质情况来看，该区只有水洗作用会造成原油中易溶于水的溶剂的大量丧失，从而使溶质部分相对富集，最终引起原油的物理性质发生改变，
图１
Ｆｉｇ．１
北塘地区高凝固点原油分布示意图
ｓｏｌｉｄｉｆｙｉｎｇｐｏｉｎｔ
导致原油的凝固点增大。与塘沽构造的塘３９．３井的
ｃｒｕｄｅ
Ｓｋｅｔｃｈｍａｐｓｈｏｗｉｎｇｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈ
ｉｎＢｅｉｔａｎｇ
ａｒｅａ
正常油相比较，新村凝固点最高的塘４２—３井原油（凝固点为５９ｏＣ）的Ｃ，。一轻烃损失量达３５倍（非常遗憾的是新河村构造凝固点为７２℃的油井因为凝
固点很高已经封井没有开采，未能取
ａｒｅａ
表１北塘地区原油物性
构造井号器。麓，，鬈星产气嬖尹豁器鼍罂字。ｎ％Ｃ７，掣
Ｔａｂｌｅ１
Ｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ
ｐａｒａｍｅｔｅｒ８ｏｆ
ｃｒｕｄｅｏｉｌｆｒｏｍＢｅｉｔａｎｇ
到油样）。原油的全烃分析还表明，原油有轻度的菌解，表现在全油色谱图中ｎＣ，的含量较ｎＣ。和ｎＣ。ｏ的含量有轻微的下降，这主要与细菌选择性轻微降解有关【９’１０】，但轻度的菌解不是造成原油凝固点增高的重要原因。虽然轻微的生物降解也会造成作为溶剂的轻组分的散失，但生物降解首先降解的是一些相对分子质量
赫涌挝境３１新村新村新村新村塘沽塘沽
塘４２塘４２．３塘４２．１塘４２．１塘３９—２塘３９—３
３１３８０．８８３２０．８９８
１
７２４７５９３５４０３０２８
１８．０６１２．３８１５．３８１６．０ｌ１５．３８１３．１１０．３７
２７，２３２９．３３２８．６３７．６７２８．６２６．８１２６．９８
１５９１２０１３６１４９１２０１２３１１５
一一
３２９０３４８７３６６０３７４９２９１５３７０８
１７．６１５．８
一
４．６７５．３２
一
０．８８６７０．９０８４０．８９２
１
２０．５
一
３．８７
一
０．８８６３０．８９６９
一一
５５８地
球低的正构烷烃，这样反而会使轻芳烃富集，即相对增加了溶剂的含量，使原油的凝固点降低。从图２和表１还可以看出，原油受水洗作用的程度与深度并没有明显的一致性，即较浅的层位受水洗作用的程度较大的规律并不明显，这主要是该区又有后期运移来的油的补充，先期运移的油遭受水洗作用的程度较高，而后期运移的油，由于地下水已经饱和，故受水洗作用的程度低。需要指出的是，该区原油所受的水洗作用是在运移过程中发生的，并不是聚集以
后才发生的。
嘲扣墨袋丑褒莨霉翼
崔
Ｃ１ｒ，Ｃ¨＋ｃｌｏ・，Ｃ
２１＋
Ｃｌｏ．，Ｃ３ｌ＋
图２新村原油全烃色谱中正构烷烃Ｃ１０与Ｃ¨．、Ｃ２ｌ・、Ｃ３１．的相对比值
Ｆｉｇ．２
ＲａｔｉｏｓｏｆＣ１０’ｗｉｔｈＣ１１‘，Ｃｎ’ａｎｄ
Ｃ３１‘ｉｎｔｈｅｎｏｒｍａｌｐａｒＭｆｉｎ
ｏｆｗｈｏｌｅｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｆｒｏｍＸｉｎｃｕｎｃｒｕｄｅｏｉｌ
２．２轻烃化合物特征
新村原油与塘沽腐泥型原油相比，尽管两者都来自于腐泥型母质源岩，且成熟度都大致相似，但新村原油的甲苯和苯在全烃色谱上已检测不出，且链烷烃含量比塘沽原油的要低，而环烷烃含量比塘沽原油要高。从正庚烷与甲基环己烷和二甲基环戊烷的相对比例可以看出，塘沽原油的正庚烷含量要高，甲基环己烷和二甲基环戊烷要低，而新村原油与此相反，且随凝固点增大，正庚烷含量变低，甲基环己烷和二甲基环戊烷含量变高。我们认为这是强烈的水洗作用造成的。对于相同温度、相同矿化度条件、相同碳数的族组成来说，芳烃的溶解度最大，其次是正构烷烃，最不易溶解的是环烷烃。正构烷烃与环烷烃的溶解规律，在多组分化合物中与在单组分化合物中的测定结果是相反的［６一Ｉ，在单组分体系中，环烷烃的溶解度高于正构烷烃，造成单组分中水的溶解度不一样，笔者认为，其原因在于水是一个极性溶剂，对芳烃的溶解能力很强，一旦水中溶解了苯和甲苯，就提高了它对链烷烃的溶解能力，而表现出正构烷烃的溶解度大于环烷烃。
为了对该区水洗作用规律进行研究，我们采用
化学
２０００年
了７组指标，它们是：（１）庚烷值；（２）异庚烷值；（３）甲基环戊烷／正己烷；（４）甲基环己烷／正庚烷；（５）（二甲基环戊烷＋甲基环己烷）／正庚烷值；（６）二甲基环戊烷＋甲基环己烷；（７）正庚烷。建立此指标的依据是：（１）在原油饱和烃中，水对低碳数的饱和烃的溶解高于对高碳数的饱和烃的溶解；（２）在原油的轻组分中，同碳数链烃在水中的溶解度高于环烷烃。通过这７组指标对该区各原油的凝固点作图（图３），我们发现它们与该区原油的凝固点有明显的正相关，所以，结合该区的地质条件判断，这种极好的相关性表明：（１）原油受到较严重的水洗作用是造成凝固点较高的原因；（２）水洗作用的增强，原油的凝固点随之增高，所以高凝固点原油的形成与强烈的水洗作用有关；（３）水洗作用使得我们过去常用于判断原油成熟度的参数也无法使用，如我们上面采用的庚烷值、异庚烷值也随水洗作用的增强而降低而
无法使用，Ｔｈｏｍｐｓｏｎ［…报道过轻度的菌解会造成对这两个指标的估算偏低，我们的研究也证实，水洗作用也会造成同样的结果。２．３芳烃特征
新村原油遭受水洗作用，除全部将轻芳烃如甲
苯和苯洗去之外，对一些重芳烃如菲和甲基菲也有影响，造成新村原油与塘沽腐泥型原油在甲基菲指数上的差异，尽管两者都来自于腐泥型母质源岩，且甾烷成熟度都大致相似，但用甲基菲指数换算出的Ｐ值却差异较大，表现在遭受水洗作用的原油具有较高的甲基菲指数，因而具有成熟度较高的假象。实际上，甲基菲指数的偏高是水对菲具有较高的溶解性造成的，菲的溶解度是甲基菲的溶解度的３倍多，菲的溶解度为５．５７７×１０“ｍｏｌ／ｋｇ（据文献［１２］），１一甲基菲的溶解度为１．３９９×１０“ｍｏｌ／ｋｇ（据文献【１３】），因此，原油遭受水洗作用，甲基菲指数将偏高，这在国外已有报道【１
４。。
综上所述，水洗作用是形成该区高凝固点原油的原因，但是否任何一种原油经过水洗作用都会产生高凝固点原油呢？这里面也涉及到对原油中一些高凝固点成分的研究。我国陆相地层中一些成熟度不太高的原油，沥青质胶质含量高，且含蜡量也较高，所以高凝固点原油常常是这类原油受到次生变化而形成的（即水洗作用，有时也伴随有极为轻度的生物降解）。但有一些低熟的腐殖型来源的轻质油，即使受到严重的水洗作用和轻微的生物降解，仍然还是轻质油，如我国新疆天山北麓独山子构造侏罗
第６期
徐志明等：原油水洗作用与高凝固点原油的成因探讨
５５９
一
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图３
Ｆｉｇ．３
Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎ
新村地区原油凝固点与水洗判断指标关系
ｓｏｌｉｄｉｆｙｉｎｇｐｏｉｎｔ
ｏｆｃｒｕｄｅ
ｏｉｌｆｒｏｍＸｉｎｃｕｎａｎｄｉｎｄｅｘｅｓ
ｊｕｄｇｉｎｇ
ｗａｔｅｒ
ｗａｓｈｉｎｇ
系煤系地层来源的轻质油就是这种例子，这是因为它们缺乏蜡质、胶质和沥青质，虽然它们经过较强烈的水洗作用和轻度的生物降解，但仍然是轻质油。所以，用陆相、低熟原油来解释高凝固点原油的成因，这种说法是不完整的，但找到了物质基础。还值得一提的是，煤系轻质油也是陆相原油，有些轻质油的成熟度也不高。
后，新村地区沙三段中部埋深达到１明化镇组沉积中期其埋深是２
２００
５００
ｍ左右，在
ｍ，相应的前者对
应的地温是６０℃，后者高达８０℃，特别在后一条件，该区烃源岩没有成熟，只有深凹陷区的烃源岩达到０．６％，是早期原油的主要运移时期，与该区地质条件大体吻合。在早期油气运移时，该区储层的地温已相当高，因为油在水中的溶解度随温度的增加而增加，因此能够造成原油的强烈的水洗作用。
新村地区和新河村地区的生油条件不好，而原油的运移较早，在原油运移时烃源岩还没有成熟，所以该区的地层水在原油运移来之前没有或很少溶解有本区该时期原地生成的原油，这就造成了该区这种水对外来原油的溶解度往往比较大，这一点十分重要，王廷栋等在研究天然气受水洗作用时，也发现天然气受水洗作用的情况常常出现在一些生烃能力极差的地层中¨引。
新村和新河村油藏的西北靠近茶淀．新河村断层，该断层发育较早，一直断到上第三系地层以上，所以，该区的地层水的矿化度比其他地区要低，原油
３水洗作用的综合分析
在新河村和新村地区，高凝固点原油都主要集中在Ｅｓ４ｊ的产层，该区原地的烃源岩条件都不好，有机质丰度低，成熟度不高，现今成熟度也只是斤略高于０．６％。生物标志化合物对比表明，这些高凝固点原油来自一种腐泥型母质，是凹陷较深部的烃源岩早期生成的油运移、聚集的产物（油源对比将另文专述）。
包裹体等地球化学资料证实，新河村和新村油藏的成藏期主要是明化镇中期。在馆陶组沉积以
５６０
地球在水中的溶解受矿化度的控制，矿化度增高，溶解度
越低。
据Ｌａｆａｒｇｕｅ
ｅｔ
ａ１．的报道【６１，水对油的有效的溶
解，往往发生在运移过程中，这与我们曾报道的天然气受水洗作用的结论是一致的。形成高凝固点如果是由于水洗作用造成的，一定受到较强烈的水洗作用，只有这样才能使原油混合物中的溶剂组分发生较大的变化，从而改变其凝固点性质，新村和新河村原油经过较长的运移距离的运移，这与油气源对比结果是一致的。
综上所述，原油水洗作用必须满足４个条件：（１）地层水中溶解的油含量极低，远没有达到水对油的饱和度，故对油的溶解量大。造成这一现象的原因往往是该区地层生油条件差，或者即使有生油能力，但在油气运移聚集时，烃源岩尚未成熟，本区属于后者；
（２）地层温度较高，对溶解有利。本区古地温在８０℃左右；
（３）水洗作用往往发生在运移途中。本区也属于此情况；
（４）地层水矿化度较低，本区也如此。
顺便指出，水洗作用往往与生物降解相伴生，但生物降解不是造成高凝固点的主要因素。
４结论
对取自大港油田的高凝固点原油样品从轻烃、全烃、饱和烃色质和芳烃色质等方面进行测试分析及综合判断表明：
（１）该区成熟度较低的陆相原油经过较强的水洗作用是高凝固点原油形成的原因，陆相低熟原油是原油受水洗作用形成高凝固点原油的物质基础；
（２）水洗作用的发生须要一定的条件，只有满足上述４项条件才能发生强烈的水洗作用；
（３）尽管生物降解与水洗作用伴随发生，但形成高凝固点原油的主要原因是水洗作用，水洗作用形成高凝固点原油具有普遍性；
（４）在这种强烈的水洗区，许多地球化学参数，特别是轻烃和芳烃的参数，如庚烷值、异庚烷值、甲基菲指数，由于水洗作用而失去原有的意义，要引起研究者的重视；
（５）原油在运移中受水洗作用的程度不失为一种追踪原油运移的新指标。
化学２０００正
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第６期
徐志明等：原油水洗作用与高凝固点原油的成因探讨
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６３７００１，Ｃｈｉｎａ；２．ＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈ
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
ｏｆＤａｇａｎｇＯｉｌＦｉｅｌｄ，Ｔｉａｎｊｉｎｇ
３００２８０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇｏｆｔｈｅｃｒｕｄｅｏｉｌｗｉｔｈｈｉｇｈｓｏｌｉｄｉｆｙｉｎｇｐｏｉｎｔｉｓ
ａ
ｈａｒｄ
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ｒｅｄｕｃｅ
ｔｈｅｓｏｌｉｄｉｆｙｉｎｇｐｏｉｎｔｏｆｃｒｕｄｅｏｉｌｉｎｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｗｈｏｌｅｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓａｎｄｌｉｇｈｔｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓｏｆ
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒｗａｓｈｉｎｇ；ｈｉｇｈｓｏｌｉｄｉｆｙｉｎｇｐｏｉｎｔｃｒｕｄｅｏｉｌ；ｌｉｇｈｔｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ；ＤａｇａｎｇＯｉｌＦｉｅｌｄ
原油水洗作用与高凝固点原油的成因探讨
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
徐志明， 王廷栋， 姜平， 邓荣敬， XU Zhi-ming， WANG Ting-dong， JIANG Ping，DENG Rong-jing
徐志明,王廷栋,XU Zhi-ming,WANG Ting-dong(西南石油学院,四川,南充,637001)， 姜平,邓荣敬,JIANG Ping,DENG Rong-jing(大港油田地质研究院,天津,300280)地球化学GEOCHIMICA2000,29(6)8次
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第２９卷第６期２０００年１１月
地球化学
ＧＥＯＣＨＩＭＩＣＡ
Ｖ０１．２９．Ｎｏ．６
ＮＯＶ．．２０００
文章编号：０３７９—１７２６（２０００）０６—０５５６—０６
原油水洗作用与高凝固点原油的成因探讨
徐志明１，王廷栋１，姜
平２，邓荣敬２
（１．西南石油学院，四川南充６３７００１；２．大港油田地质研究院，天津３００２８０）
摘要：高凝固点原油在油藏开采过程中是一个非常棘手的问题，研究高凝固点原油的成因，对于开采过程中降低高凝固点原油的工艺措施具有重大指导意义。对取自大港油田的高凝固点原油样品从轻烃、全烃、饱和烃色质、芳烃色质等方面进行测试分析，并结合实际地质情况综合判断，认为该区的高凝固点原油的成因与原油在运移过程中遭受的水洗作用有关，轻烃尤其是苯和甲苯等轻芳烃的散失是造成原油具有高凝固点的重要原因。还对水洗作用对一些常用的原油轻烃指标的影响进行了研究。
关键词：水洗作用；高凝固点原油；轻烃；大港油田中图分类号：Ｐ５９３
文献标识码：Ａ
在哪种次生变化中会发生较大的改变，从而引起原
０
引言
油凝固点的增加。
水洗作用会造成原油中易溶于水的溶剂的大量
高凝固点原油在我国东部油田分布较为广泛，在我国的油气资源中占有一定的数量，但迄今为止对其成因方面的研究报道甚少。有人提出陆相低熟是其形成原因…，但这种观点难以解释并非所有的陆相低熟油都是高凝固点原油这种客观事实，且在有的油田中，原油的母质类型相同，成熟度也都很低，但有的属高凝固点油，有的却属正常油。这就给我们启示，除母质类型和成熟度之外，一定还有某种次生改造作用真正控制了高凝固点原油的形成。实际上，原油是一种多组分混合体系，其中包括饱和烃、芳烃、胶质、沥青质，在这种一般常温以液相存在的混合体系中，既有常温下以液态烃存在的化合物，我们可以把它作为溶剂来看待，但它也含有一些凝固点较高的化合物，我们可以把它当作溶质来对待。这类化合物包括原油的一些蜡质组分（即分子量大于Ｃ：：以上的正构烷烃）、稠环芳烃，还有一些胶质组分，如咔唑以及沥青质等。把原油作为一种溶液来看待，这种混合物的凝固点不仅决定于溶质的性质，也决定于溶剂的性质，从某种意义来说，溶剂的相对数量所起的作用更大，它会影响整个溶液所表现出的物理性质。因此，在研究高凝固点原油的成因时，一定要考虑原油中作为溶剂的烃类成分
收稿日期：２０００—０４—０３；修订日期：２０００—０９—２２
基金项目：大港油田地质研究院资助项目；西南石油学院资助项目作者简介：徐志明（１９６６一），男，讲师、博士，油气藏成藏地球化学专业。
丧失，从而使溶质部分相对富集，最终引起原油的物理性质发生改变，导致原油的凝固点增大。针对特定的地质条件研究高凝固点原油成因，无论对勘探还是开发均具有实际意义。本文以大港油田北塘凹陷新河村和新村油藏高凝固点原油为例，详细研究了高凝固点原油与水洗作用的关系。１
地质背景
北塘凹陷北依燕山褶皱带，西傍沧县隆起，东至
渤海海域，是一个在前第三系隆升背景上经历多期构造运动发展而成的凹陷区。新河村和新村高凝固点原油油藏位于北塘凹陷西北缘，断裂较为发育，地下水比较活跃，地层水矿化度较低，研究表明，其成藏期为明化镇中期。其储集层主要为Ｅｓ；和Ｅｓ；，为重力流水道、浊积水道与近岸水下扇砂体，储集性能均较好。盖层主要为Ｅｓｊ，以浅灰色和绿灰色泥岩为主，为区内一套区域性盖层。烃源岩主要分布在新村构造东南面、塘沽构造东面的深凹陷区，以Ｅｓ§为主，最大厚度可达９００ｍ左右。烃源岩母质类型在凹陷区主要以腐泥型母质为主，并夹有由浊流携带而来的腐殖型母质，往盆地边缘渐变为腐殖型母质。
第６期
徐志明等：原油水洗作用与高凝固点原油的成因探讨
５５７
高凝固点原油主要分布在北塘凹陷的西北缘的新河村和新村油藏，且显示出从西北方向到东南方向，也即从凹陷边缘向凹陷深部，原油的凝固点由高变低的特征（图１，表１）。包裹体以及其他资料证明，新河村和新村油藏的主要成藏期为明化镇中期，地球化学及油源研究表明，这种高凝固点原油为腐泥型原油，与其南部的塘沽构造的一些腐泥型正常原油是同一来源，且成熟度较低（表２），主要来源于其东南方向的凹陷区的Ｅｓ；烃源岩。表２反映出的事实令人感到困惑，即原油的母质类型相同，成
表２塘沽正常原油、新村高凝固点原油母质类型、成熟度参数
Ｔａｂｌｅ２
ＯｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｔｙｐｅａｎｄｍａｔｕｒｉｔｙｏｆｒｅｇｕｌａｒｃｒｕｄｅｏｉｌｆｒｏｍＴａｎｇｇｕ
ａｎｄ
ｈｉｇｈｓｏｌｉｄｉｆｙｉｎｇｐｏｉｎｔ
ｃｒｕｄｅｏｉｌｆｒｏｍＸｉｎｃｕｎ
銎烹当罩堡篓，慧肇晨亭登曼懋：翌竺望纂２亨的却属正常油（塘沽构造），这促使我们再进行深入
研究。
２水洗作用与原油凝固点的变化关系
２．１原油的全烃特征
新村高凝固点原油的全烃分析表明，轻质组分损失较大（与塘沽正常油比较，如塘３９．３），甲苯和苯已不存在，从原油全烃色谱中正构烷烃Ｃ。ｏ．与Ｃ¨．、Ｃ：。＋、Ｃ”的相对比值可以看出（图２），随原油中Ｃ。ｏ组分的降低，原油的凝固点有增大的趋势。分析认为，这主要是水洗作用造成的，因为原油中的轻组分在水中溶解度极大ｍ８。。Ｌａｆａｒｇｕｅ
ｅｔ
………～…………一………’
ａ１．【６，７１指
出，在地下温度大于８０℃，细菌的降解作用受到抑制时，水洗作用是影响原油成分的主要因素，且运移过程中所受的水洗作用比聚集后遭受水洗作用的程度更强烈。该区运移聚集成藏期（明化镇中期）对应的古地温已经大于８０℃，地下水中的细菌已经不能生存，故结合地质情况来看，该区只有水洗作用会造成原油中易溶于水的溶剂的大量丧失，从而使溶质部分相对富集，最终引起原油的物理性质发生改变，
图１
Ｆｉｇ．１
北塘地区高凝固点原油分布示意图
ｓｏｌｉｄｉｆｙｉｎｇｐｏｉｎｔ
导致原油的凝固点增大。与塘沽构造的塘３９．３井的
ｃｒｕｄｅ
Ｓｋｅｔｃｈｍａｐｓｈｏｗｉｎｇｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈ
ｉｎＢｅｉｔａｎｇ
ａｒｅａ
正常油相比较，新村凝固点最高的塘４２—３井原油（凝固点为５９ｏＣ）的Ｃ，。一轻烃损失量达３５倍（非常遗憾的是新河村构造凝固点为７２℃的油井因为凝
固点很高已经封井没有开采，未能取
ａｒｅａ
表１北塘地区原油物性
构造井号器。麓，，鬈星产气嬖尹豁器鼍罂字。ｎ％Ｃ７，掣
Ｔａｂｌｅ１
Ｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ
ｐａｒａｍｅｔｅｒ８ｏｆ
ｃｒｕｄｅｏｉｌｆｒｏｍＢｅｉｔａｎｇ
到油样）。原油的全烃分析还表明，原油有轻度的菌解，表现在全油色谱图中ｎＣ，的含量较ｎＣ。和ｎＣ。ｏ的含量有轻微的下降，这主要与细菌选择性轻微降解有关【９’１０】，但轻度的菌解不是造成原油凝固点增高的重要原因。虽然轻微的生物降解也会造成作为溶剂的轻组分的散失，但生物降解首先降解的是一些相对分子质量
赫涌挝境３１新村新村新村新村塘沽塘沽
塘４２塘４２．３塘４２．１塘４２．１塘３９—２塘３９—３
３１３８０．８８３２０．８９８
１
７２４７５９３５４０３０２８
１８．０６１２．３８１５．３８１６．０ｌ１５．３８１３．１１０．３７
２７，２３２９．３３２８．６３７．６７２８．６２６．８１２６．９８
１５９１２０１３６１４９１２０１２３１１５
一一
３２９０３４８７３６６０３７４９２９１５３７０８
１７．６１５．８
一
４．６７５．３２
一
０．８８６７０．９０８４０．８９２
１
２０．５
一
３．８７
一
０．８８６３０．８９６９
一一
５５８地
球低的正构烷烃，这样反而会使轻芳烃富集，即相对增加了溶剂的含量，使原油的凝固点降低。从图２和表１还可以看出，原油受水洗作用的程度与深度并没有明显的一致性，即较浅的层位受水洗作用的程度较大的规律并不明显，这主要是该区又有后期运移来的油的补充，先期运移的油遭受水洗作用的程度较高，而后期运移的油，由于地下水已经饱和，故受水洗作用的程度低。需要指出的是，该区原油所受的水洗作用是在运移过程中发生的，并不是聚集以
后才发生的。
嘲扣墨袋丑褒莨霉翼
崔
Ｃ１ｒ，Ｃ¨＋ｃｌｏ・，Ｃ
２１＋
Ｃｌｏ．，Ｃ３ｌ＋
图２新村原油全烃色谱中正构烷烃Ｃ１０与Ｃ¨．、Ｃ２ｌ・、Ｃ３１．的相对比值
Ｆｉｇ．２
ＲａｔｉｏｓｏｆＣ１０’ｗｉｔｈＣ１１‘，Ｃｎ’ａｎｄ
Ｃ３１‘ｉｎｔｈｅｎｏｒｍａｌｐａｒＭｆｉｎ
ｏｆｗｈｏｌｅｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｆｒｏｍＸｉｎｃｕｎｃｒｕｄｅｏｉｌ
２．２轻烃化合物特征
新村原油与塘沽腐泥型原油相比，尽管两者都来自于腐泥型母质源岩，且成熟度都大致相似，但新村原油的甲苯和苯在全烃色谱上已检测不出，且链烷烃含量比塘沽原油的要低，而环烷烃含量比塘沽原油要高。从正庚烷与甲基环己烷和二甲基环戊烷的相对比例可以看出，塘沽原油的正庚烷含量要高，甲基环己烷和二甲基环戊烷要低，而新村原油与此相反，且随凝固点增大，正庚烷含量变低，甲基环己烷和二甲基环戊烷含量变高。我们认为这是强烈的水洗作用造成的。对于相同温度、相同矿化度条件、相同碳数的族组成来说，芳烃的溶解度最大，其次是正构烷烃，最不易溶解的是环烷烃。正构烷烃与环烷烃的溶解规律，在多组分化合物中与在单组分化合物中的测定结果是相反的［６一Ｉ，在单组分体系中，环烷烃的溶解度高于正构烷烃，造成单组分中水的溶解度不一样，笔者认为，其原因在于水是一个极性溶剂，对芳烃的溶解能力很强，一旦水中溶解了苯和甲苯，就提高了它对链烷烃的溶解能力，而表现出正构烷烃的溶解度大于环烷烃。
为了对该区水洗作用规律进行研究，我们采用
化学
２０００年
了７组指标，它们是：（１）庚烷值；（２）异庚烷值；（３）甲基环戊烷／正己烷；（４）甲基环己烷／正庚烷；（５）（二甲基环戊烷＋甲基环己烷）／正庚烷值；（６）二甲基环戊烷＋甲基环己烷；（７）正庚烷。建立此指标的依据是：（１）在原油饱和烃中，水对低碳数的饱和烃的溶解高于对高碳数的饱和烃的溶解；（２）在原油的轻组分中，同碳数链烃在水中的溶解度高于环烷烃。通过这７组指标对该区各原油的凝固点作图（图３），我们发现它们与该区原油的凝固点有明显的正相关，所以，结合该区的地质条件判断，这种极好的相关性表明：（１）原油受到较严重的水洗作用是造成凝固点较高的原因；（２）水洗作用的增强，原油的凝固点随之增高，所以高凝固点原油的形成与强烈的水洗作用有关；（３）水洗作用使得我们过去常用于判断原油成熟度的参数也无法使用，如我们上面采用的庚烷值、异庚烷值也随水洗作用的增强而降低而
无法使用，Ｔｈｏｍｐｓｏｎ［…报道过轻度的菌解会造成对这两个指标的估算偏低，我们的研究也证实，水洗作用也会造成同样的结果。２．３芳烃特征
新村原油遭受水洗作用，除全部将轻芳烃如甲
苯和苯洗去之外，对一些重芳烃如菲和甲基菲也有影响，造成新村原油与塘沽腐泥型原油在甲基菲指数上的差异，尽管两者都来自于腐泥型母质源岩，且甾烷成熟度都大致相似，但用甲基菲指数换算出的Ｐ值却差异较大，表现在遭受水洗作用的原油具有较高的甲基菲指数，因而具有成熟度较高的假象。实际上，甲基菲指数的偏高是水对菲具有较高的溶解性造成的，菲的溶解度是甲基菲的溶解度的３倍多，菲的溶解度为５．５７７×１０“ｍｏｌ／ｋｇ（据文献［１２］），１一甲基菲的溶解度为１．３９９×１０“ｍｏｌ／ｋｇ（据文献【１３】），因此，原油遭受水洗作用，甲基菲指数将偏高，这在国外已有报道【１
４。。
综上所述，水洗作用是形成该区高凝固点原油的原因，但是否任何一种原油经过水洗作用都会产生高凝固点原油呢？这里面也涉及到对原油中一些高凝固点成分的研究。我国陆相地层中一些成熟度不太高的原油，沥青质胶质含量高，且含蜡量也较高，所以高凝固点原油常常是这类原油受到次生变化而形成的（即水洗作用，有时也伴随有极为轻度的生物降解）。但有一些低熟的腐殖型来源的轻质油，即使受到严重的水洗作用和轻微的生物降解，仍然还是轻质油，如我国新疆天山北麓独山子构造侏罗
第６期
徐志明等：原油水洗作用与高凝固点原油的成因探讨
５５９
一
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图３
Ｆｉｇ．３
Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎ
新村地区原油凝固点与水洗判断指标关系
ｓｏｌｉｄｉｆｙｉｎｇｐｏｉｎｔ
ｏｆｃｒｕｄｅ
ｏｉｌｆｒｏｍＸｉｎｃｕｎａｎｄｉｎｄｅｘｅｓ
ｊｕｄｇｉｎｇ
ｗａｔｅｒ
ｗａｓｈｉｎｇ
系煤系地层来源的轻质油就是这种例子，这是因为它们缺乏蜡质、胶质和沥青质，虽然它们经过较强烈的水洗作用和轻度的生物降解，但仍然是轻质油。所以，用陆相、低熟原油来解释高凝固点原油的成因，这种说法是不完整的，但找到了物质基础。还值得一提的是，煤系轻质油也是陆相原油，有些轻质油的成熟度也不高。
后，新村地区沙三段中部埋深达到１明化镇组沉积中期其埋深是２
２００
５００
ｍ左右，在
ｍ，相应的前者对
应的地温是６０℃，后者高达８０℃，特别在后一条件，该区烃源岩没有成熟，只有深凹陷区的烃源岩达到０．６％，是早期原油的主要运移时期，与该区地质条件大体吻合。在早期油气运移时，该区储层的地温已相当高，因为油在水中的溶解度随温度的增加而增加，因此能够造成原油的强烈的水洗作用。
新村地区和新河村地区的生油条件不好，而原油的运移较早，在原油运移时烃源岩还没有成熟，所以该区的地层水在原油运移来之前没有或很少溶解有本区该时期原地生成的原油，这就造成了该区这种水对外来原油的溶解度往往比较大，这一点十分重要，王廷栋等在研究天然气受水洗作用时，也发现天然气受水洗作用的情况常常出现在一些生烃能力极差的地层中¨引。
新村和新河村油藏的西北靠近茶淀．新河村断层，该断层发育较早，一直断到上第三系地层以上，所以，该区的地层水的矿化度比其他地区要低，原油
３水洗作用的综合分析
在新河村和新村地区，高凝固点原油都主要集中在Ｅｓ４ｊ的产层，该区原地的烃源岩条件都不好，有机质丰度低，成熟度不高，现今成熟度也只是斤略高于０．６％。生物标志化合物对比表明，这些高凝固点原油来自一种腐泥型母质，是凹陷较深部的烃源岩早期生成的油运移、聚集的产物（油源对比将另文专述）。
包裹体等地球化学资料证实，新河村和新村油藏的成藏期主要是明化镇中期。在馆陶组沉积以
５６０
地球在水中的溶解受矿化度的控制，矿化度增高，溶解度
越低。
据Ｌａｆａｒｇｕｅ
ｅｔ
ａ１．的报道【６１，水对油的有效的溶
解，往往发生在运移过程中，这与我们曾报道的天然气受水洗作用的结论是一致的。形成高凝固点如果是由于水洗作用造成的，一定受到较强烈的水洗作用，只有这样才能使原油混合物中的溶剂组分发生较大的变化，从而改变其凝固点性质，新村和新河村原油经过较长的运移距离的运移，这与油气源对比结果是一致的。
综上所述，原油水洗作用必须满足４个条件：（１）地层水中溶解的油含量极低，远没有达到水对油的饱和度，故对油的溶解量大。造成这一现象的原因往往是该区地层生油条件差，或者即使有生油能力，但在油气运移聚集时，烃源岩尚未成熟，本区属于后者；
（２）地层温度较高，对溶解有利。本区古地温在８０℃左右；
（３）水洗作用往往发生在运移途中。本区也属于此情况；
（４）地层水矿化度较低，本区也如此。
顺便指出，水洗作用往往与生物降解相伴生，但生物降解不是造成高凝固点的主要因素。
４结论
对取自大港油田的高凝固点原油样品从轻烃、全烃、饱和烃色质和芳烃色质等方面进行测试分析及综合判断表明：
（１）该区成熟度较低的陆相原油经过较强的水洗作用是高凝固点原油形成的原因，陆相低熟原油是原油受水洗作用形成高凝固点原油的物质基础；
（２）水洗作用的发生须要一定的条件，只有满足上述４项条件才能发生强烈的水洗作用；
（３）尽管生物降解与水洗作用伴随发生，但形成高凝固点原油的主要原因是水洗作用，水洗作用形成高凝固点原油具有普遍性；
（４）在这种强烈的水洗区，许多地球化学参数，特别是轻烃和芳烃的参数，如庚烷值、异庚烷值、甲基菲指数，由于水洗作用而失去原有的意义，要引起研究者的重视；
（５）原油在运移中受水洗作用的程度不失为一种追踪原油运移的新指标。
化学２０００正
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ＰｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄＥｖａｌｕ－
ａｔｉｏｎ
Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ【Ｊ】．ＡＡＰＧ
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第６期
徐志明等：原油水洗作用与高凝固点原油的成因探讨
５６１
Ｐｒｏｂｅｏｎｔｈｅｗａｔｅｒｗａｓｈｉｎｇｗｉｔｈｇｅｎｅｓｉｓｏｆｈｉ．ｇｈｓｏｌｉｄｉｆｙｉｎｇｐｏｉｎｔｃｒｕｄｅｏｉｌ
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇｏｆｔｈｅｃｒｕｄｅｏｉｌｗｉｔｈｈｉｇｈｓｏｌｉｄｉｆｙｉｎｇｐｏｉｎｔｉｓ
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ｗａｔｅｒ
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ｗａｓｈｉｎｇｏｆｃｒｕｄｅｏｉｌｄｕｒｉｎｇｍｉｇｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｌｏｓｔｏｆｌｉｇｈｔｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｂｅｎｚｅｎｅａｎｄｔｏｌｕｅｎｅ，ｉｓｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅｆｏｒｔｈｅｈｉｇｈｓｏｌｉｄｉｆｙｉｎｇｐｏｉｎｔｉｎｃｒｕｄｅｏｉｌ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｗａｔｅｒｗａｓｈｉｎｇａｌｓｏｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｓｏｍｅｌｉｇｈｔｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｉｎｄｅｘｅｓｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒｗａｓｈｉｎｇ；ｈｉｇｈｓｏｌｉｄｉｆｙｉｎｇｐｏｉｎｔｃｒｕｄｅｏｉｌ；ｌｉｇｈｔｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ；ＤａｇａｎｇＯｉｌＦｉｅｌｄ
原油水洗作用与高凝固点原油的成因探讨
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
徐志明， 王廷栋， 姜平， 邓荣敬， XU Zhi-ming， WANG Ting-dong， JIANG Ping，DENG Rong-jing
徐志明,王廷栋,XU Zhi-ming,WANG Ting-dong(西南石油学院,四川,南充,637001)， 姜平,邓荣敬,JIANG Ping,DENG Rong-jing(大港油田地质研究院,天津,300280)地球化学GEOCHIMICA2000,29(6)8次
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引用本文格式：徐志明.王廷栋.姜平.邓荣敬.XU Zhi-ming.WANG Ting-dong.JIANG Ping.DENG Rong-jing 原油水洗作用与高凝固点原油的成因探讨[期刊论文]-地球化学 2000(6)