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鄂尔多斯盆地是我国重要的非常规油气产区,广泛发育半深湖-深湖相沉积的延长组长7段优质烃源岩,致密砂岩油和页岩油勘探潜力巨大。虽然长7段内作为储层的页岩和致密砂岩物性普遍较差,且具有很强的非均质性,但其中的原油普遍具有较高的轻质组分含量、较低的密度以及较好的流动性,这也是该区非常规油藏得以大规模成功开发的重要原因之一。已有的研究大多关注致密砂岩和页岩储层本身的物性特征与成因分析,但对其中原油组分偏轻、流动性较好的原因至今没有系统而详细的解答。此外,由于传统页岩油潜力评价方法的局限性,以及页岩形成的环境变化较大,长7段内页岩油藏资源潜力的准确评价也是一个亟待解决的问题。长7段不仅是延长组页岩油最重要的勘探层位,也是致密油的主要储集层段。本文系统采集了盆地内长7段致密油和页岩油样品以及致密砂岩和页岩样品,同时采集了长6段致密油样品作为对比对象。在对原油样品进行物性、族组成、分子组成与分子碳同位素等有机地球化学分析的基础上,进一步对致密砂岩储层和页岩的无机-有机组成、孔隙分布以及原油在其中的赋存形式进行了研究,并利用生烃动力学模拟实验技术分析了长7段富有机质页岩在生油窗范围内的生烃过程。本次工作主要获得以下几点结论:(1)盆地范围内延长组致密油和页岩油具有低密度、低粘度和低凝固点的特征,主要与原油高饱和烃含量(一般大于75%)、低芳烃/极性化合物含量(一般低于25%)以及较高含量的低碳数链烷烃有关。原油正构烷烃的碳同位素组成变化较小(-33‰到-30‰),结合分子标志物和低成熟页岩的热解产物组成特征,认为原油母源主要为长7段湖相I-II型有机质,高等植物来源蜡质的贡献低,为轻质致密油的形成提供了有利的烃源条件。(2)原油、致密砂岩和页岩抽提物甲基菲异构化比值的大量分析结果表明长7段现今Ro范围主要在0.8–1.3%之间,致密油与致密砂岩储层抽提物正构烷烃平均δ13C值随未出现随成熟度增加明显偏重的趋势,结合模拟实验结果可以将致密油成熟度限定在Easy Ro 1.4%以下,证明长7段主要处于生油高峰到生油阶段晚期。长7段致密油成熟度的增加与原油饱/芳比升高、粘度降低有明显的相关性,表明较高的成熟度也是形成轻质致密油的一个重要条件。(3)长7段页岩不同极性溶剂的抽提物组成对比分析表明,石油醚抽提物与页岩油组分特征更接近,而二氯甲烷-甲醇混合溶剂抽提物含有较多的非烃和沥青质,页岩层内生烃产物的运移分馏作用是导致油质变轻、粘度降低的重要控制因素。页岩油和致密油正构烷烃的定量分析结果表明,生烃产物在页岩层内和页岩到砂岩储层的运移过程使部分高碳数链烷烃在两类原油中有不同程度的损失,是导致原油密度和粘度进一步降低的原因。(4)致密砂岩中的游离态原油是可溶有机质在砂岩中的主要存在形式,其组分特征与致密油接近,饱和烃类含量明显高于束缚态原油,而芳烃和极性化合物含量远低于束缚态原油。游离态原油的成熟度参数略高于束缚态原油,充注时间晚于束缚态原油,在充注过程中因砂岩储层致密化而遭受更明显的分馏作用,表明延长组砂岩储层的致密化是伴随原油充注进行的。(5)页岩石油醚抽提物的量与TOC和岩石热解游离烃量S1的相关性总体较差,但将样品按两种沉积亚相的不同分别分析时则具有较好的相关性,因此需要结合沉积相的变化利用S1和抽提物的量等指标对页岩油潜力进行分类评价。