C4-C8轻烃在原油地球化学研究中的应用——以塔里木盆地大宛齐油田凝析油为例

全油样品的GC分析表明,塔里木盆地大宛齐油田不同层位的81个原油样品富含轻烃组分,且部分样品遭受了不同程度的微生物降解。以C₄-C₈轻烃地球化学参数为工具,对原油成熟度和次生蚀变等方面进行地球化学研究。轻烃成熟度参数表明,原油的折算R_c在0.9%左右,处于成熟阶段。对遭受生物降解作用的原油分析发现,随着生物降解作用的增强,其Mango轻烃参数K₁值减小,K₂值明显增大,甲基环己烷指数增大,甲基环戊烷较乙基环戊烷更容易遭受生物降解,表明单烷基环戊烷中烷基取代基越大的烃类越难遭受生物降解作用。结合轻烃参数指示的原油成熟度和母质来源,推测研究区原油为次生凝析油。通过轻烃参数对比研究发现,大宛齐油田凝析油轻烃参数特征与大北和其南部地区正常原油相似。依据塔里木盆地大宛齐油田的地质背景和原油成藏模式可知,研究区原油是大北和南部地区两类原油通过深大断裂运移到大宛齐浅部,通过蒸发分馏作用聚集成藏。      

金湖凹陷原油轻烃的地球化学特征及意义

对金湖凹陷40个原油样品进行轻烃组分、Mango参数和成熟度等研究。甲基环己烷指数指示出该凹陷原油的干酪根类型为Ⅰ-Ⅱ型;C₅轻烃特征显示有机质来源既有腐泥型也有腐殖型;Mango轻烃参数K₁值基本符合轻烃稳态催化动力学轻烃成因模式,暗示着该凹陷原油有着相似的沉积环境;C₅-C₇轻烃三环优势大于五环和六环优势,表明该地区原油主要来源于湖相沉积环境的烃源岩;原油轻烃组分中的庚烷值和异庚烷指数都较低,原油成熟度低,原油形成温度在120~128℃之间。为进一步认识金湖凹陷原油和烃源岩的地球化学特征提供科学依据。     

苏丹裂谷盆地原油轻烃地球化学特征

Mango发现4个C₇的异构化合物相对组成有显著的不变性,并提出了稳态催化轻烃成因 模式,推导出K₁值、环优势和原油生成温度等参数,这些参数适用于原油分类和成熟 度 指标,为研究原油轻烃地球化学特征提供了新思路。以苏丹裂谷盆地为例,计算了原油的Ma ngo轻烃参数,发现K₁的平均值为1.05,与Mango提出的K₁值相对稳定的观点吻 合该 盆地6区Moga\|22井、Fula N-6井和Fula C-1井原油具六元环优势,而6区Naha-1井和4区 Balome-1井原油具三元环优势,表示其母质类型有异,3区和7区原油成熟度最低,4区原油成熟度最高,而6区原油成熟度位于7区和4区原油的该值之间。     

塔里木盆地原油C5—C13轻馏分组成及其地球化学意义

原油 C₅—C₁₃轻馏分中C₈以上组成一直是油气地球化学研究中的薄弱环节。对塔里木盆地40个海相油、湖相油与煤成油样品的C₅—C₁₃轻馏分进行了全烃气相色谱定量分析,在前人研究的基础上,结合C₇轻烃组成,对比分析了不同成因类型原油C₅—C₁₃轻馏分族组成特征。大涝坝油气田湖相油的环烷烃含量较高,雅克拉油气田海相油的支链烷烃含量较高,轮台地区和库车坳陷部分煤成油则具有较高的芳烃含量,塔东地区寒武系来源油与上述特征差异迥然,自成一体。优选出的C_7-C₉ 轻烃族组成参数可较好地区分大涝坝(N/I较高)、雅克拉(I/P较高)、轮台和库车(A/P较高)与塔东(最大I/P和N/P)等地区的原油。针对单体化合物建立的 C₈轻烃新指标 11DMCYC₆/(ctc124TMCYC₅+ctc123TMCYC₅ +cct124TMCYC₅)值与(m-+p-)Xyl/nC₈值可较好区分塔里木盆地海相油、湖相油与煤成油。     

柴达木盆地尕斯库勒油田原油饱和烃地球化学特征及成因研究

尕斯库勒油田是柴达木盆地最大的油田,通过GC\|MS分析技术,系统剖析了尕斯库勒油田原油的地球化学特征。研究结果表明：正构烷烃呈偶奇优势,其中浅部油藏中有部分原油正构烷烃缺乏,遭受到轻度的生物降解。对于正常原油,均具有较低的姥植比,同时具有含量丰富的伽马蜡烷和C₃₅升藿烷,揭示了原油形成于强还原咸水环境,对比深部E¹₃油藏和浅部N₁-N¹₂油藏,浅部油藏的成油环境的古盐度略低于深部油藏;原油中C₂₁-/C₂₂+值在1.02~1.71之间,且具有高含量的C₂₇甾烷,指示了其母质来源以菌藻类低等水生生物为主;原油中C₂₉αββ/（αββ+ααα）值以及Ts/Tm值都较低,都表现出了低熟油的特征,同时C₂₉20S/（20S+20R）值普遍偏低,在深部E¹₃油藏该值分布在0.31~0.40之间,而在浅部N₁-N¹₂油藏该值相对较低,分布在0.29~0.36之间,深部油藏的成熟度略高于浅部油藏。     

大宛齐油田原油轻烃地球化学研究

对库车坳陷大宛齐油田80个原油样品进行了轻烃馏分组分、Mango参数以及成熟度分析,结果表明:原油富含环烷烃,苯及甲基环己烷质量分数总体大于50%,反映其腐殖型陆源母质特征;Mango轻烃参数中K1平均为1.023,表明原油形成的沉积环境类似,三环碳优势大于五环碳和六环碳,原油与陆源湖相沉积环境有关;庚烷与异庚烷质量分数反映原油处于成熟阶段,属正常原油;原油生成温度介于126.3~157.6℃之间。     

稳态催化轻烃成因理论及其应用前景

Mango基于2000余个不同类型原油的轻烃分析数据,发现4个异庚烷化合物组成有显著的不变性,提出一种新的轻烃成因理论——稳态催化动力学模式,以此推导出K₁、K₂、RP等一系列参数,认为,K₁和K₂值在同源的原油之间保持不变,而在不同来源原油之间有一定的差别;指出反映轻烃组成的RP受烃源岩沉积环境和干酪根类型影响。这些参数可用于原油分类和油源对比,也可作为潜在的成熟度指标。     

塔里木盆地库车坳陷大宛齐—大北地区原油轻烃特征及地球化学意义

大宛齐—大北地区是塔里木盆地库车坳陷的重要油气勘探区,区域内原油以轻质油为主,其轻烃地球化学特征研究薄弱。采用气相色谱对大宛齐—大北地区的原油轻烃化合物进行分析和地球化学特征研究。研究区原油中C_4—C_7化合物组成特征和甲基环己烷指数均表明其为腐殖型母质来源的陆相油;Mango轻烃参数K1基本符合轻烃稳态催化动力学成因模式,其成因具有较好的一致性;庚烷值和异庚烷值显示其成熟度较高,根据原油形成温度与成熟度相互关系推测其母源成熟度R_O值约为0.8%~0.93%;轻烃的芳香度指数及链烷烃指数相关性和C_7轻烃蚀变参数相关性分析认为,原油轻烃不仅遭受了生物降解蚀变,还经历了蒸发分馏和水洗作用。研究结果对确定原油母源、成熟度及次生蚀变具有重要意义。     

板桥凹陷原油轻烃地球化学特征

黄骅坳陷板桥凹陷原油轻烃整体表现为富链烷烃、贫芳烃和环烷烃含量相对较高的特征。C₇和C₆轻烃参数一致指示原油母源有明显高等植物有机质的输入,母质类型为混合型。庚烷值和异庚烷值较高,原油生成温度在108.7~129.8℃之间,说明原油主要为成熟阶段的产物。Mango参数K₁值大致在1.0附近,符合轻烃稳态催化理论;K₂值较高,源岩具有淡水湖相沉积的特点。碳环优势指数六环优势明显,指示出陆相原油的特点。根据轻烃参数特征可将研究区原油分为:来源于典型混合型有机母源的正常成熟原油、生物降解型原油以及来源于偏腐泥型母质的特殊成因原油3种类型。     

柴达木盆地北缘南八仙油气藏的蒸发分馏作用

对南八仙油气藏E₃¹与N₂²—N₁油层油气地球化学特征和油源的关系进行了分析,根据油气分异作用与其组成变化的相互关系研究了该油气藏的蒸发分馏作用,并从地质构造背景和油气及其烃源岩地化特征方面探讨了其成因机制.研究结果表明,虽然南八仙油气藏E₃¹与N₂²—N₁两层系的原油对比表明两者是同源,但它们在轻烃组成和正构烷烃系列分布上存在显著差异.E₃¹原油轻烃中正烷烃含量很少,而芳烃化合物含量异常高,其正烷烃摩尔分数对数曲线为折点在nC₁₀的折线,表明其经历了强烈的蒸发分馏作用.而N₂²—N₁原油轻烃中正烷烃占优势,高碳数化合物较少,说明该层原油是从E₃¹油气层通过蒸发分馏作用向上运移而来.该含油气构造带的断裂系统和高成熟的油气及其煤系烃源岩是导致蒸发分馏作用的主控因素     

吐哈盆地原油轻烃地球化学特征

通过对吐哈盆地23个原油样品进行轻烃组分、Mango参数和成熟度等研究,认识到原油富含环烷烃,直链烷烃含量低,以陆源有机质为主;甲基环己烷指标(MCH-I)指示出原油的干酪根类型为Ⅲ型;N61/N51值和(N61+N51)/(P2+P3+N2)值等不同结构类型轻烃化合物的比值显示原油属于陆相油;C7化合物组成中甲基环己烷>50%,二甲基环戊烷<9%,正庚烷<40%,是煤成油和混源油的特征;根据石蜡指数和庚烷值认为吐哈盆地原油属正常原油,原油生成时最大温度介于91.16～102.22℃之间.     

C5-C7轻烃在原油地球化学研究中的应用——以塔北隆起哈拉哈塘凹陷奥陶系原油为例

以C5-C7轻烃化合物为工具进行原油成熟度、烃源岩有机质类型、原油生成温度等方面的地球化学研究.哈拉哈塘凹陷奥陶系原油样品庚烷值和异庚烷值分别为31.0～38.3及1.0～2.5,均值分别为36.0及2.2,据此得出样品属于高成熟油,烃源岩有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ型.原油样品C5-C7轻烃馏分相对组成以正烷烃占优势,C7轻烃化合物相对组成以异构烷烃占优势,推测原油样品烃源岩以腐泥型有机质为主.样品Mango稳态催化轻烃参数K1值为0.97～1.07,均值为1.03,符合K1值相对稳定性规律,K2值为0.18～0.22,均值为0.20,符合海相原油特点;样品具有3RP和6RP,推测烃源岩以腐泥型有机质为主;原油生成温度为119.0～125.9°C.     

凝析油气藏顶空气的轻烃组分特征

将顶空气分析技术的原理和特点应用于地球化学录井的理论基础是顶空气轻烃在组成和含量上的特征也可反映油气藏的性质和特征。根据相关理论及具体实验得出：凝析气（油）的顶空气轻烃组分特征为C₁/nC₄值很小，而W_h值很大［W_h=100×(C₂+C₃+C₄+C₅)/(C₁+C₂+C₃+C₄+C₅)］，B_h值很小［B_h=(C₁+C₂)/(C₃+C₄+C₅) ］，C_h值较大［C_h=(C₄+C₅)/C₃］，其直观特征一般是浓度并非按照C₁～C₇的组分顺序递减，相反，C₁或C₂以后的某些组分的浓度会突然增大。用2口井的实例对上述结论加以了验证。     

东营凹陷北带深层Es下4盐下段轻质油地球化学特征及油源探讨

根据饱和烃、轻烃、双金刚烷的分析资料,全面剖析了东营凹陷北带Es^下₄盐下段轻质油的地球化学特征。研究发现,轻质油Pr/Ph值为0.7,略呈植烷优势,轻烃中以正烷烃占优势,异构烷烃相对较少,2-甲基己烷/3\|甲基己烷的比值大于1,表征油源岩为还原的湖相沉积,生源母质较好。经轻烃指纹对比,结合双金刚烷成熟度指标分析认为,轻质油来自于Es^下₄盐下段烃源岩。进一步表明东营凹陷深层Es^下₄盐下段将成为勘探重要的潜力区带。     

川中地区侏罗系天然气与原油轻烃地球化学特征对比

天然气伴生凝析油及轻质油的轻烃地球化学参数常常被用于天然气成因和油—气对比研究,但蒸发分馏等次生作用对天然气和伴生原油的轻烃组成会产生一定的影响。基于川中地区16件侏罗系天然气与伴生凝析油或轻质油样品气相色谱分析,探讨了轻烃组成及相关地球化学参数在天然气和原油中的差异。研究表明：蒸发分馏作用对油气轻烃组成影响明显,相对于伴生原油,天然气轻烃组成具有高异构烷烃和正构烷烃相对含量,而贫环烷烃和芳香烃的特征。蒸发分馏作用对甲基环己烷指数、环己烷指数、Mango参数K₁等成因参数影响不大,伴生原油的这类指标均可以较好地反映天然气的成因类型。蒸发分馏作用对成熟度参数异庚烷值影响较小,而对庚烷值、2,4?DMC₅/2,3?DMC₅值影响明显。轻烃化合物沸点的不同可能是导致天然气与原油中不同类型化合物相对含量存在差异的主要原因,并且沸点较低的化合物在天然气中相对含量更高。组成轻烃参数的化合物的沸点差异越大,该参数受蒸发分馏作用影响越大,天然气与伴生原油的该参数值相差也越显著。而当比值参数中组成分子与分母的化合物的沸点之差小于2 ℃时,该参数基本不受蒸发分馏作用的影响。     

松辽盆地南部梨树断陷天然气轻烃地球化学研究

对松辽盆地南部梨树断陷八屋、孤家子、后五家户、皮家等油气田天然气样品的C₆-C₇轻烃化合物首次开展了系统的地球化学对比研究,结合天然气碳同位素组成特征,认为研究区天然气样品普遍贫芳香烃,绝大多数样品C₆-C₇饱和烃具链烷烃优势,尤以正构烷烃含量最高,环烷烃含量相对较低,表明该区天然气的母质类型主要为腐泥型;研究区Mango轻烃稳态动力学常数K₁基本保持恒定,来自湖相烃源岩的C₇轻烃中三环优势(3PR)大于五环优势(5PR)和六环优势(6PR),与Mango的结论一致。庚烷值、异庚烷值多较高,寓示该区天然气主要为高熟-过熟的裂解气,与该区天然气甲烷碳同位素组成普遍偏重相吻合。     

塔里木盆地塔河油田原油地球化学特征的化学计量学分析及应用

塔里木盆地塔河油田由于存在多期次原油充注导致其成因至今无法得到很好地解释。应用地球化学手段对塔河油田原油地球化学特征进行综合研究,结果显示：塔河油田奥陶系原油沉积于海相沉积环境,处于成熟—过成熟阶段,正构烷烃分布较完整、具有UCM鼓包、普遍存在25?降藿烷、伽马蜡烷含量低,C₂₉藿烷丰度高、规则甾烷呈现C₂₉>C₂₇>C₂₈分布、规则甾烷αββ构型丰度高于ααα构型等特征,表明塔河油田原油遭受过较强程度的微生物降解作用,存在至少2个期次的原油充注。利用主成分分析（PCA）和层序聚类分析（HCA）方法对原油生物标志化合物指标进行分析,将塔河油田原油分为3类：I类原油具有三环萜烷/五环萜烷、Ts/17αC₃₀藿烷、重排甾烷/规则甾烷、C₃₁/C₃₂藿烷、C₂₉/C₃₀藿烷、C₂₄/C₂₃三环萜烷、C₂₀₊₁₉/C₂₃₊₂₄三环萜烷、Ts/Tm高,Ph/nC₁₈低,正构烷烃分布完整,呈现出多期充注特征,但主要表现出早期生物降解原油的特征,早期生物降解原油的贡献高于后期充注正常原油的贡献;II类原油的nC₂₁^-/nC₂₂⁺值最低,部分样品正构烷烃缺失,UCM鼓包明显,主要代表早期经历过强烈微生物降解的原油; III类原油nC₂₁^-/nC₂₂⁺、αβC₃₁?22S/（22S+22R）、C₂₄四环/（C₂₄四环+C₂₆三环）值最高,正构烷烃受热成熟度的影响最大,高碳数正构烷烃大量热裂解导致低碳数正构烷烃相对富集,代表混合原油但正常原油的贡献较大。     

塔北隆起中部原油轻烃地球化学特征及其意义

对塔北隆起中部27个原油样品进行了轻烃地球化学分析,结果表明这些不同区块、不同层位、不同产状原油C₅-C₇与C₇轻烃组成非常接近,原油母质高度相似,均反映典型的海相成因、主要源自藻类和细菌等低等生物。轻烃2-MH/3-MH值和Pr/Ph值具有较好的正相关性,指示其沉积环境介质条件可能存在细微差异。庚烷值和异庚烷值分别介于22.97%～37.37%和1.04～4.06之间,原油生成温度为119.03~130.89℃,表明属于高成熟原油。混有早期生物降解原油的多期充注成藏,使得轻烃组成揭示的仅为晚期正常原油的地质地球化学信息。     

不同注气介质驱替致密油藏微观孔隙动用特征研究

为了明确不同注气介质对致密油藏的微观驱油机理,基于核磁共振T₂谱测试原理,开展了注N₂/CO₂岩心驱替试验,从微观孔隙尺度研究了注N₂非混相驱和注CO₂混相驱的微观驱油机理,评价了驱替过程中不同孔径孔隙原油的动用程度。试验结果显示,N₂非混相驱和CO₂混相驱的最终采出程度相差很小;N₂驱替过程可划分为未突破期、突破初期和突破中后期3个阶段,小孔隙中的原油动用程度高于大孔隙;CO₂混相驱时大孔隙中原油的动用程度大幅增加,小孔隙中的原油动用程度相对较低。岩心微观孔隙结构分布是造成N₂/CO₂驱替过程中大、小孔隙中原油动用程度存在差异的主要原因。研究结果表明,与CO₂驱相比,致密油藏N₂驱的开发效果更好,这为安塞油田采用注N₂驱开发长6储层提供了理论依据。      

热解参数S1的轻烃与重烃校正及其意义——以渤海湾盆地大民屯凹陷E2s4(2)段为例

利用热解参数S₁（游离烃含量）对页岩油进行资源评价时存在轻烃和重烃损失的现象,导致计算资源量偏小。针对重烃损失,将相同泥页岩样品经抽提前、后热解实验所得的S₂（热解含量）进行对比,二者之差即为S₁损失的重烃含量。针对轻烃损失,基于未熟泥页岩样品Rock-Eval和PY-GC实验以及对原油进行的金管实验,根据化学动力学原理求取各动力学参数,结合Easy R_o模型计算出不同成熟度时生成的C_6-13与C₁₃₊的比值,将此值作为烃源岩内残留的C_6-13与C₁₃₊比值,并在经重烃恢复之后的S₁基础上进行轻烃恢复。使用轻烃与重烃恢复前、后的S₁作为页岩油资源评价参数,在资源量计算方面差别较大。以渤海湾盆地大民屯凹陷E₂s^4（2）段为例,其恢复前资源量为2.26×10⁸t,恢复后资源量为6.47×10⁸t,恢复后资源量为恢复前的2.86倍。因此在利用S₁对页岩油进行资源评价时,对S₁的轻烃和重烃恢复具有重要意义。