塔河油田成藏期次的地球化学示踪研究

应用油藏地球化学的方法对塔河油田的成藏期次进行了探讨。塔河油田稠油正构烷烃分布完整,但色谱基线不同程度抬升;原油非烃和沥青质碳同位素偏轻,族组成碳同位素发生倒转;原油中普遍含有25-降藿烷。这些特征表明该区油藏经历了至少两期成藏过程,早期充注原油遭受生物降解作用后又受到高成熟原油充注。塔河油田天然气为典型的油型气,成熟度较高,为成熟—过成熟阶段产物,亦显示了两期充注的特征:早期充注的为典型的原油伴生气,充注时间与后期原油的充注时间相同;晚期充注的为高温裂解气,充注方向为自东向西。因此,塔河油田至少存在着3次油气充注过程。      

塔中地区天然气氦、氩同位素地球化学特征

氦同位素组成对大构造背景下的构造演化特征具有指示性，而对同一盆地内部较小区块的构造演化差异特征指示性不明显。塔中地区天然气的3^He／4^He组成具有典型壳源天然气特征，和塔里木盆地整体大地构造背景一致。与中国其他油气区寒武系一奥陶系天然气氩同位素组成相比，塔中地区天然气氩同位素。40^Ar／36^Ar组成有一定特殊性。原因是该区中、下寒武统和中、上奥陶统烃源岩中氩的母体元素钾的丰度较低。利用元素衰变原理估算塔中地区天然气40^Ar的母体元素钾的百分含量表明，塔中地区中、下寒武统和中、上奥陶统烃源岩中的泥质和泥质条带对该区天然气具有重要贡献。图2表3参17     

有机体及其沉积演化产物的氢同位素地球化学研究进展

从有机体、现代沉积物、干酪根、煤、石油和天然气的氢同位素组成特征来看,不同赋存状态有机质的氢同位素组成具有不同的特征。有机体的氢同位素组成首先受控于共生水介质的氢同位素组成,而共生水介质的氢同位素组成具有继承效应,族组分的氢同位素继承效应更为明显。相同水环境形成的有机体中类脂化合物的δD值小于蛋白质和碳水化合物的该值,同一环境的现代沉积物中脂肪酸的氢同位素小于腐殖酸的氢同位素组成。干酪根的氢同位素组成和源岩沉积环境有着密切的关系,可以指示沉积时水的盐度,而与干酪根的类型关系不大。在热演化过程中干酪根的稳定的同位素组成基本不发生变化。煤岩主要形成于淡水环境,有整体贫D的趋势。同一煤岩组分中藻质体的氢同位素组成较轻,丝质组的最重,镜质组的介于二者之间。石油的氢同位素组成取决于生油母质的氢同位素组成,因此也可以反映源岩的沉积环境。母质干酪根类型和成熟度对石油的氢同位素组成影响不大。同一石油样品中不同族组分的氢同位素具有饱和碳氢化合物<芳香族碳氢化合物<含氮、硫、氧化合物的特征。天然气的氢同位素也是母质氢同位素的反映,另外它还受成熟度的影响。因此,天然气氢同位素组成可以反映源岩的沉积环境,同时在某种程度上也可以指示。     

塔里木盆地天然气碳、氢同位素地球化学特征

库车坳陷天然气甲皖的氢同位素组成分布为-185‰- -156‰，除DW105-25井为-156‰外，其余9个样品相对较轻，基本轻于-170‰，而Dw105-25井的δ^12C-值为-28．5‰，也相对较重；库车坳陷天然气乙皖氢同位素组成分布为-139‰～-113‰。塔中地区和塔东地区天然气甲烷氢同位素组成分布为-168‰～-151‰，范围相对较小。轮南地区天然气甲炕氢同位素分布为-190‰～-140‰．分布范围较广，乙炕氢同位素组成分布为-187‰～-145‰，与甲炕的分布范围相近．大多数样品同时出现甲烷、乙烷的碳、氢同位素组成序列倒转的现象。塔西南地区的阿克1井天然气甲皖的碳同位素组成为-23．0‰。氢同位素组成为-131‰，均较重，这可能与深部物质的参与有关。     

硫对甲烷碳同位素分馏的影响

通过热模拟实验,系统研究了单质硫在有机质生成甲烷过程中对其碳同位素分馏的影响。结果表明,在低—中温条件下,对于产自假干酪根和全岩的甲烷来说,单质硫的存在,总体上使其碳同位素值变轻,但在不同温度段对不同母质的影响程度不同。单质硫的存在会导致普遍出现假干酪根甲烷碳同位素值轻于全岩甲烷碳同位素值;单质硫的存在可使全岩系列甲烷碳同位素值随有机质成熟度的增加反而变轻。研究还显示,单质硫主要是作为反应物参予反应从而影响甲烷碳同位素分馏。      

塔河油田天然气的碳同位素特征及其成因类型

塔河油田天然气组分以烃类气体为主,平均含量占气体总体积的94.09%;非烃气体以N₂和CO₂为主,平均含量分别占4.2%和1.19%。烃类气体中以甲烷占绝对优势,平均含量为76.23%;重烃含量较高,平均含量为17.86%;干燥系数(C₁/C_1-5)平均为0.81,整体上属典型的湿气。塔和油田所有样品的δ¹³C₂都轻于-30‰,属于典型的油型气范畴;天然气的δ¹³C₁<δ¹³C₂<δ¹³C₃,呈明显的正序排列,显示天然气为典型的有机成因。塔河油田伴生天然气主体属于典型油型气,未发现其他母质类型天然气的混入。甲烷碳同位素组成反映其母质演化程度已处于成熟-过成熟阶段,且以高过成熟阶段为主。结合地质背景进行分析,源岩应属寒武-奥陶系。部分系列碳同位素的非线性分布模式显示,塔河油田的天然气具有两期充注特征:早期充注的为原油伴生气;晚期充注的为高温裂解气。