塔里木盆地顺北地区奥陶系超深层原油裂解动力学及地质意义

随着塔里木盆地海相油气勘探向深层的拓展，超深层油藏赋存温度上限是有机地球化学和石油地质学关注的科学问题。使用封闭体系黄金管热模拟实验方法，对塔里木盆地顺北7井奥陶系超深层原油开展了50 MPa、90 MPa两种压力和2℃/h、20℃/h两种升温速率的热模拟实验；根据模拟实验结果，应用Kinetics软件进行化学动力学计算，对比不同温压条件下原油热裂解进程，讨论其地质意义。结果表明，在不同温压条件下，同一原油具有基本相似的裂解过程和基本一致的终点温度裂解总生气量。在原油裂解中，早期有重烃气的生成，晚期重烃气进一步转化为甲烷。升温速率对原油裂解进程影响显著，较高的升温速率下，原油裂解进程向高温推移，并且具有较高的油相保存温度上限。压力对原油裂解的影响较小。同一升温速率条件下，裂解早期压力对原油热裂解稍有"抑制"作用，而裂解晚期，压力则稍有"促进"作用。原油在不同温压条件下裂解过程的差异，可以用裂解活化能分布的差异进行解释。顺北7井原油在两种压力条件下均具有相对集中的活化能分布，表明原油发生裂解转化过程的"温度窗"相对较窄。顺北一区油相保持的温度上限高于180℃，在埋深9 000 m的深部仍可保持油相。      

塔里木盆地顺托果勒地区奥陶系原油中乙基桥键金刚烷系列的检出及意义

乙基桥键金刚烷是金刚烷的变形化合物,其在油气地球化学中的应用薄弱。使用气相色谱-质谱(GC-MS)、气相色谱-质谱/质谱(GC-MS/MS)分析方法,在塔里木盆地顺托果勒地区奥陶系原油中检测出完整的乙基桥键金刚烷系列,包括C₀—C₄乙基桥键单金刚烷系列和C₀—C₃乙基桥键双金刚烷系列。通过分析典型化合物的质谱特征并与文献对比,确认了上述化合物的存在。使用D₁₆-单金刚烷作为定量内标,顺托果勒地区奥陶系原油中乙基桥键金刚烷系列化合物的浓度为93.66~8 542.70 μg/g。原油中甲基-乙基桥键单金刚烷(META)指数与甲基单金刚烷指数、甲基菲比值之间存在良好的正相关性,表明甲基-乙基桥键单金刚烷指数可以作为确定原油成熟度的指标。6-META＋1-META＋2-META浓度与4-甲基双金刚烷＋3-甲基双金刚烷浓度之间具有很好的正相关关系,且二者的浓度在同一数量级上,表明6-META＋1-META＋2-META浓度可以作为确定深层油气藏遭受次生改造作用的良好指标。顺托果勒地区奥陶系的现今地温具有从NW向SE方向逐渐增高的趋势,其中,顺托工区和顺南工区经历的最高古地温高于顺北工区,这也导致顺托工区和顺南工区奥陶系的原油遭受强烈裂解,部分原油叠加了硫酸盐热化学还原(TSR)作用。由顺北工区向顺托工区再至顺南工区,奥陶系的油气藏相态由轻质油、挥发油至凝析油气再至干气变化,6-META＋1-META＋2-META浓度由NW向SE方向逐渐增加,这为深层油气藏的热裂解作用及TSR作用提供了地球化学证据。     

塔里木盆地顺北油气田地温场对奥陶系超深层油气的影响——以顺北5号走滑断裂带为例

塔里木盆地顺北油气田走滑断裂带奥陶系超深层油气资源类型、油气性质呈现规律性变化，油气分布规律主控因素不清制约了资源类型与勘探序列评价。为研究温度场对深层油气的影响，开展了顺北5号断裂带现今实测温度资料统计分析、关键成藏期热史恢复、烃源岩热演化与奥陶系油气性质和油气成熟度对应关系研究。结果表明，顺北地区现今地温场纵向上呈现由浅层向深层地温梯度逐渐降低的特征，寒武系玉尔吐斯组烃源岩的现今地温和关键成藏期古地温均呈现由北往南逐渐升高的特征。在超深层低地温梯度背景下，顺北奥陶系超深层油藏温度未达到原油大量裂解温度窗，为液态石油的保存提供了有利条件；在关键成藏期——海西晚期，本地寒武系玉尔吐斯组烃源岩由北往南热演化程度逐渐增加，在高压抑制生烃演化作用下，顺北5号断裂带北段和中段以生油阶段为主，南段开始以生凝析油气阶段为主，演化产物与现今奥陶系超深层油气藏类型、原油密度、天然气干燥系数、生产气油比、油气热演化程度平面分布特征具有较好一致性，指示地温场控制下的烃源岩热演化差异是资源类型和油气性质差异分布的主要影响因素。      

塔里木盆地巴楚隆起盐下白云岩中油气来源

勘探研究表明，塔里木盆地巴楚隆起不发育下寒武统主力烃源岩，但该区MB1井在下寒武统见较好油气显示。为了明确MB1井的油源、评价巴楚隆起的勘探潜力，对MB1井下寒武统吾松格尔组油气显示段岩心抽提物进行了地球化学分析，进一步开展了油—油、油—源对比等研究，揭示了油气物质的成因特征与来源。结果表明，抽提物具有典型的塔里木盆地海相原油的地球化学特征，即饱和烃色谱图为单峰前峰型，正构烷烃系列保存完整，谱图基线平整、未见明显的“鼓包”，Pr/Ph比值为0.89，三环萜烷系列的相对丰度高于藿烷系列，C₂₇-C₂₈-C₂₉ααα20R规则甾烷具有明显的“V”字型分布特征，原油碳同位素值为-30.8‰，三芴系列化合物表现为明显的硫芴优势，指示其来源于强还原沉积环境的腐泥型生烃母质，处于高成熟演化阶段。MB1井下寒武统油显示与玉北1条带奥陶系原油同源，均来自于下寒武统烃源岩，推测巴楚隆起MB1井下寒武统油气来自周边下寒武统烃源岩或古油藏，从而提升了该区寒武系的勘探潜力。      

塔中北坡SH9井区柯坪塔格组下段原油地球化学特征

塔中北坡SH9井区在柯坪塔格组下段首次发现了中—轻质黑油,具有低粘度、低含硫、低凝固点、高含蜡等特征。族组分中总烃含量、饱芳比均较大,碳同位素轻,小于-31‰。正构烷烃总体为单峰、前峰型分布,正构烷烃保存相对完整,但有轻微的“鼓包”（UCM峰）,具有轻微生物降解的特征;CPI值为1.04~1.05,Pr/Ph值为0.84~0.94,不具备奇偶优势,有明显的植烷优势。规则甾烷均呈“V”字形分布,C₂₈20R甾烷相对含量小于25%,C₂₉甾烷含量高于C₂₇甾烷,重排甾烷、升孕甾烷和孕甾烷的相对含量较高。三环萜烷系列的丰度高于藿烷系列,并在三环萜烷中表现为C₂₃三环萜烷的丰度优势,伽马蜡烷含量也较高。原油具有硫芴优势,三芳甲藻甾烷和甲藻甾烷欠发育;成熟度指标表征其为成熟油。认为该原油主要来源于中、上奥陶统烃源岩,中、下寒武统烃源岩贡献不明显。      

塔中地区卡塔克隆起奥陶系油气运聚规律分析

卡塔克隆起奥陶系碳酸盐岩缝洞型油气藏是塔中地区重要的勘探领域,其油气富集规律复杂,文中试图从油气运聚的角度来剖析卡塔克隆起奥陶系的油气成藏问题。研究认为,塔中卡塔克隆起奥陶系主要发育2类油气运移输导体系,即断裂￣裂缝输导体系和断裂￣裂缝￣不整合面输导体系。深大断裂作为油气源断裂,垂向输导,优势充注;断裂、裂缝与不整合面组成的输导体系网络侧向调整运移;以单一油气聚集单元为单位,以良好的保存条件为前提,位于输导体系上倾的遮挡部位是油气聚集的有利区;塔中油气藏为多期成藏,且以喜马拉雅期为主,加之输导体系的差别,使得油气藏在空间上表现为差异聚集的特点,其运聚模式可归纳总结为垂向优势充注、侧向网状输导、纵横向差异聚集。     

渤海海域黄河口凹陷走滑转换带对油气聚集的控制

黄河口凹陷位于渤海海域的东南部,郯庐断裂带西支从凹陷中央穿过,并在此分成了东西两支,形成了中央隆起区走滑转换带,从目前勘探成果来看该走滑转换带成为黄河口凹陷主要含油气构造带之一.通过对该走滑转换带构造与演化特征的研究,以及对转换带内油气成藏特点的分析,指出转换带通过控制圈闭的发育、砂体的展布和油气的运移疏导体系的形成,控制了凹陷内中央隆起区的油气聚集.研究转换带对油气聚集的控制作用,有利于寻找油气富集区,提高勘探效率.     

渤海海域油气分布特征及主控因素

渤海海域已探明油气储量中,构造油气藏所占比例最高(66.8%),其次是复合油气藏(25.9%).占油气田总数34%的大中型油气田,探明油气储量却占总储量的84.4%.低凸起、凹中隆和凸起构造带油气探明储量最多,分别占总探明储量的45.3%,24.9%和22.0%.纵向上,61.0%的已探明石油储量和55.0%的已探明天然气储量集中分布于新近系地层中.93.2%的已探明石油储量和85.0%的已探明天然气储量分布在小于3000m的浅-中层储层内.渤海海域油气分布是海域烃源岩、沉积体系、构造及断裂体系发育与演化等一系列地质过程相互作用的结果.油气围绕富生烃凹陷近距离运移聚集;有利沉积相带、优质岩相及良好的物性决定了渤海海域发育优质储层;郯庐断裂及次级断裂控制了富生烃凹陷、圈闭及输导体系的形成与发育.     

塔里木盆地顺北地区奥陶系超深层天然气地球化学特征及成因

塔里木盆地顺托果勒地区奥陶系超深层油气藏相态分布复杂, 轻质油藏、挥发油藏、凝析油气藏和干气藏并存。根据天然气组分、组分碳氢同位素以及天然气轻烃等分析数据,研究了顺北地区奥陶系超深层天然气的地球化学特征及成因, 并与顺托、顺南、古隆、古城地区奥陶系天然气成因进行了对比。顺北地区奥陶系超深层天然气干燥系数低, 绝大多数天然气干燥系数分布范围在0.52~0.88之间, 天然气为湿气。天然气普遍含有微量的H₂S, 天然气甲烷碳同位素值偏低,分布范围为-49.6‰~-44.7‰, 乙烷碳同位素值分布范围为-39.3‰~-32.5‰。天然气碳、氢同位素均具有正序系列。天然气轻烃甲基环己烷指数小于35%, C₅-C₇轻烃组成以正构烷烃和异构烷烃为主。顺托果勒地区奥陶系天然气均为油型气, 顺北地区奥陶系天然气以干酪根裂解气为主, 混有原油裂解早期阶段形成的湿气; 而顺托、顺南、古隆、古城地区奥陶系天然气为原油裂解气。2种不同成因的裂解气具有相同的气源岩——寒武系, 不同类型天然气的分布与不同地区奥陶系经历的最高古地温和（或）现今地温密不可分, 顺北地区奥陶系T₇⁴界面经历的最高古地温、现今地温分布范围分别在170~180 ℃、150~160 ℃之间, 低于顺托和顺南地区奥陶系T₇⁴界面经历的最高古地温和现今地温, 未达到原油大量裂解温度, 因而顺北地区奥陶系保存有轻质油藏和挥发油藏, 天然气以干酪根裂解气为主,而由顺托、顺南、古隆、古城地区,现今地温和（或）古地温高, 导致原油大规模裂解, 使得奥陶系油气藏由凝析油气藏至干气藏变化,天然气为原油裂解气。     

塔里木盆地顺托果勒低隆起顺托1井区油气成藏模式

塔里木盆地顺托1井区奥陶系碳酸盐岩与志留系碎屑岩层系均获得油气流,为受同一条断裂沟通的2套油气藏,但2套油气藏的地层温度、地层压力系数与油气性质均存在较大差异。通过油气性质、饱和烃色谱、饱和烃色谱—质谱、芳烃色谱—质谱与同位素等地球化学特征对比分析,认为两者为油源相同、多期充注、相互关联的2套油气系统。结合断裂活动期次、断裂活动强度、油气垂向分布特征、油气运移方向及油气充注期次研究,进一步明确志留系油藏主要成藏期为海西晚期,而奥陶系凝析气藏主要成藏期为喜马拉雅期。主要成藏时期断裂的活动强度决定了该区油气富集层系,并初步建立了该区“垂源与侧源供烃、断层垂向输导、断裂活动强度控层、下部圈闭优选聚集”的油气成藏模式。