世界高酸值原油产状与分布

如题所述

全球生产和交易160多种原油,其价格变化很大,从147美元/桶到29.97美元/桶。巨大的价格差不仅是由于原油的密度和含硫量所造成,原油的酸值也是造成原油价值大大降低的一个重要原因。

一、世界高酸值原油产状与分布

在国际石油地质学和石油地球化学文献中,有关高酸值原油的报道始于20世纪中叶,但对于高酸值原油的关注一直未得到足够的重视。从长远利益出发,在继续勘探和开发常规油气资源的同时,开始重视资源潜力巨大的非常规油气资源,高酸值稠油就是一种资源潜力巨大的非常规油气资源,世界上高酸值稠油资源约有9000×108t,可开采量约为1800×108t。

图8-16 世界高酸值原油资源分布图

全球范围内高酸值原油的分布比较广泛(图8-16;表8-3)。根据大量文献调研,全球高酸值原油的分布主要集中在两大构造背景地区:一是加拿大和委内瑞拉的前陆盆地海相来源的重油和沥青砂分布区,如委内瑞拉的Orinoco重油带的Cerro和Negro油田的TAN达到3.3mgKOH/g,加拿大的Athabasca沥青的TAN达到3.5mgKOH/g(Crandall,2002);二是大西洋两岸和东南亚的一系列裂谷盆地和被动大陆边缘盆地的陆相油田。目前世界上主要的高酸值原油产地有西非、中非、南北美洲、中国和西北欧,如加拿大和委内瑞拉的重油和沥青;西非的尼日利亚、喀麦隆、赤道几内亚、刚果、安哥拉、乍得、苏丹、美国的加利福尼亚、英国和挪威的北海、俄罗斯、哈萨克斯坦、阿塞拜疆,澳大利亚吉普斯兰盆地、印度尼西亚和中国等。

表8-3 国外已知高酸值原油油气产状与物理化学性质

近年来西非和中非重油资源的开发,导致世界原油市场中高酸值油的比重在逐渐增加。1998年到2003年酸值TAN>1.0mgKOH/g的原油比例从7.5%上升到9.5%,而西非地区2001年TAN>1.0mgKOH/g的原油产量占总产量的5%,预计到2006年将增加到13%(Anne等,2003)。随着时间的推移,高酸值原油的开发显得越来越重要(Babaian-Kibala等,1998)。图8-17显示了高酸值原油产量的变化趋势,从图中可以看出,高酸值原油的产量近些年发展很快,2005年预计高酸值原油的日产量达到5百万桶,尤其是远东和西非地区。

图8-17 世界高酸值原油产量变化趋势图(据JanSkippins,2000)

国外已知高酸值原油的分布以及产状比较零散,但仍然可以看出高酸值原油的TAN值可以达到16mgKOH/g之高,原油的密度多数都大于0.9g/cm3,但也有小于0.9g/cm3(表8-3),这说明高酸值原油并不一定是重质原油。高酸值原油的埋藏深度较浅,大都集中在1500m以内,这可能与其生物降解成因有关。

二、世界高酸值原油资源量十分丰富

高酸值原油除极少部分为原生未降解油外,主要为生物降解原油,有密度小于0.934g/cm3的常规油,更多的是密度超过0.934g/cm3的重油。由于无法精确统计TAN>0.5mgKOH/g或1.0mgKOH/g原油的资源量,因此,这里以重油资源来粗略地反映高酸值原油的资源量(表8-4)。

表8-4 世界主要重油生产国重油及沥青资源

(一)重油、超重油

重油和超重原油的总资源约为1200Gb(1Gb=109桶),其中22%或270Gb是可开采的。它们分布于四个地区:Machete(225Gb)、Zuata(500Gb)、Hamaca(214Gb)和Cerro Negro(213Gb)。其中略低于1/4或290Gb,在技术上是可采的,但不太经济。大约42Gb超重油储量已得到证实。

超重原油的特点是密度比水低,常富含硫和重金属如镍和钒。它们大多储藏于砂质储层,但在碳酸盐岩储层中也有发现,通常是靠近露头的浅层油藏中轻质原油降解的产物。最大的超重原油油藏为东委内瑞拉的Orinoco石油带。

1.委内瑞拉

委内瑞拉Orinoco石油带是世界上最大的超重原油油藏,位于Maturin盆地的南边缘(或东委内瑞拉),覆盖面积54000km2,主产区覆盖面积为13600km2。油藏主要储存在中新统碎屑沉积物中。这些砂岩的渗透率为1~2D,孔隙度为19%~25%,甚至更高。

古近-新近系砂岩的油藏深度的分布范围为小于600m到大于1200m,但大部分位于小于900m的深度。油藏的平均温度在800m处的50℃和1100m处的60℃之间变动。

高温下,超重原油在油藏中是可以移动的,但注气后黏度会迅速下降。生产速度可达到600桶/天,使用水平井可达到更高。

Maracaibo盆地BolivarCoastal油田的露头区,拥有十分丰富的具有沥青盖层的油气资源,其中的一个油田-Bachequero,具有8Gb储量,其API重度为8。

2.加拿大

加拿大在Lloydminsteer拥有38Gb,API重度为15.7的现有原油地下储量。截至1993年底,加拿大已经采出了2.6Gb的重油和超重油。确定储量为1Gb,另外1.9Gb具有不确定经济可采性。据估计,即将探明的原油储量可达到1.6Gb,例如:在PeralLake,Mobil公司计划投资10亿美元,到2003年将一个拥有2.6Gb地下原始储量的油气藏的产量提高到100000桶/天。

3.俄罗斯

俄罗斯由于未将重油、超重油和沥青区分开,但在俄罗斯有三个地区可能蕴藏丰富的资源。Melekess地区,在Tatar穹隆的南边,拥有约125Gb的原油和未确定数量的沥青,主要储集在二叠系储层中,其中有10Gb被认定是可以采出的。Olenek位于东西伯利亚的Anabar隆起的东边,拥有约175Gb(若包含沥青达到600Gb),主要在文德系和寒武系中,其中27Gb为可采储量。Siligir(或者称为Arga-Sala和Markha)位于东西伯里亚的Anabar隆起的南边,在寒武-奥陶系地层中拥有25Gb的地下原油储量,其中22Gb可能是可采的。Timan-Pechora盆地中蕴藏有十分可观的重油资源。

总体上说FSU估计拥有将近900Gb的重油和超重油原始储量(包括未确定数量的沥青),其中100Gb左右的储量可能为可采储量。但是数据并不可靠,因为不同作者引用的数据完全不同。蒸汽驱采油的主要产物来自于中密度原油,只有10%来自于重油,而超重油完全没有贡献。

4.美国

美国重油的现有地下储量为1000Gb,探明储量约为6~7Gb,可能的产量为700000桶/天。

5.马达加斯加

在Tsimiroro约有5~6Gb现有地下原油储量。

(二)天然沥青或沥青砂

沥青砂或多或少地固结在沉积岩中,包括沥青和其他重质石油产物。具有非常高的黏度(超过10000mPa·s)和非常大的密度(>1g/cm3),它们为在相似的地质背景中找到的非常粘的重油和超重油。

1.加拿大

尽管在70多个国家中发现了沥青砂,但最主要的储层还是集中在加拿大的四个地区:Athacasca/Wabasca、ColdLake、PeaceRiver和CarbonateTriangle(碳酸盐三角带),总覆盖面积为77000km2。这些巨大的沥青油藏蕴藏在多种圈闭中,最简单的是Athabasca穹隆,为一个巨大的向斜,长240km,宽110km,具有世界上最大的蕴藏量,具990Gb原始储量。Athabasca轴线的油气是由沿一个东西向走向海岸线的向北尖灭的巨大点砂坝聚集的,位于它南部的ColdLake的储量为270Gb。而PeaceRiver油气藏拥有90Gb的储量,它为砂、页岩下石炭统部分的典型楔状体,其中下石炭统上覆于一古生代古隆起之上。

最近的勘探表明,这些油藏来自于一个长达500km的区域内,埋深小于30~50m深处砂岩储量为1200Gb的连续油藏。在估计的1700~2500Gb现有地下原油储量中,虽然只有不超过4Gb的储量是在当前技术下经济可采的,但是大约有280~300Gb的储量是未来技术可采的。

据加拿大Syncrude公司预测,所有油砂的潜在产量在2020年可望达到1.2百万桶/天。据加拿大国家能源局(NEB)资料,从沥青砂和重油开发中得到的总产量,在2002年已经超过加拿大原油产量的50%。1995年IEA报告了大约300Gb的沥青储量,其中大约有4Gb被认为在当前开采条件下可采。目前加拿大沥青产量为365000桶/天。

2.俄罗斯

在前苏联时期,重油与固体沥青的区分十分困难。这些无显著区别的大型油藏主要蕴藏在俄罗斯(欧洲部分)和西伯利亚台地,探明储量至少有700Gb,预计整个FSU的总储量为1000Gb,甚至更多。西伯利亚台地的沥青油藏居世界第三。

该地区的大部分油藏形成于古生代和元古宙,而世界其他地方的油藏大部分则形成于中生代和古近-新近纪。此外,碳酸盐岩台地沉积占主导地位,而不像其他地区的典型的浅滩碎屑环境。沥青油藏的分布主要受流体水动力环境的影响。

俄罗斯南部TatarArch的Melekess地区、东西伯利亚的Anabar Arch周围的Olenek和ArgaSala-Aykhal(Siligir)地区。重油和超重原油的储量超过了天然沥青总储量的一半。

第一个地区,在Tatar Arch和Melekess Depression的南面,尤其在二叠系中,天然沥青的储量非常大,现有地下原始体积约为110Gb。这些二叠系沉积物中沥青油藏的形成,与来自于东南地区与俄罗斯台地原油横向的逐步运移有关,以及下伏泥盆系沉积的垂向运移有关。

在东西伯利亚,几乎有元古宇和古生界岩层露头的地方就有重油和天然沥青,最主要的烃源岩是Riphean和Vendian的黑色有机页岩。据报道,Olenek的油藏可能有像Athabasca油藏一样的巨大规模,地下原始沥青大约有100~270Gb。Anabar Shield南部的Arga-Sala-Aykhal地区的寒武—志留系碳酸盐岩中可能存储了225~450Gb的地下原始沥青。面积为6000km2

在前苏联的下列地区也蕴藏有沥青油藏:

高酸值油藏的形成与分布

FSU天然沥青的现有地下原始储量总计可达到780Gb,主体位于东西伯利亚。东西伯利亚仍在开发常规油藏,但是有理由相信非常规油藏的开发也为时不远了。

3.美国

约有54Gb的地下原始沥青砂储量。它们主要分布在Alaska和Utah。在Utah被称作二叠系沥青三角的地方大约有16Gb的沥青,它们形成于拉拉米变形之前,来自富含有机质的Phosphona组,经过前陆坡达160km的长距离运移。Utah中部绿河组的古新统砂岩中也蕴藏了约6Gb的沥青。但是,美国的大部分沥青砂油藏,都因为埋藏过深而没有经济开发价值。

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