生物成因稠油与伴生气形成过程模拟研究 ——以林樊家地区浅层气和稠油为例

原油厌氧微生物降解是形成稠油与伴生气藏的主要原因之一。为研究原油厌氧微生物降解形成稠油与伴生气的过程,以林樊家地区浅层气和稠油为研究对象,利用厌氧微生物降解菌群对与研究区稠油具有相同烃源岩的稀油进行原油微生物降解模拟实验。结果表明:稀油经厌氧微生物降解可以形成稠油,同时还生成甲烷和二氧化碳,降解248 d平均每克原油能够生成3 mmol甲烷和0.5 mmol二氧化碳,分析所生成的气体碳同位素,发现甲烷δ13C1值为-46.36‰~-45.27‰,二氧化碳δ13C1值为4.24‰~8.5‰,利用碳同位素数据计算出林樊家地区浅层气中生物降解气含量达69%;原油饱和烃含量由初始的72.77%下降到44.0%,饱和烃含量大幅下降是原油稠化的主要原因。典型生物标志物25-降藿烷/藿烷值显著升高,由0.009上升到0.056,表明原油发生了严重的生物降解。原油微生物降解模拟实验可以在室内较短时间内模拟完成原油的微生物降解过程。     

济阳拗陷生物降解原油地球化学特征及其地质意义

渤海湾盆地济阳拗陷浅层稠油十分发育,储量巨大,是今后勘探开发的重要目标。利用色谱、色谱—质谱等技术方法,结合原油微生物降解模拟实验,系统阐述了济阳拗陷生物降解原油的地球化学特征。结果表明:(1)济阳拗陷生物降解原油总体上遭受了中等—严重程度的生物降解作用,造成饱和烃含量低、芳烃含量高、非烃+沥青质含量高的特征;(2)多数原油正构烷烃损失严重,部分残留少量类异戊二烯烃;甾烷类化合物发生不同程度降解,重排甾烷、孕甾烷相对含量随降解程度的增加而降低;萜烷类化合物以三环萜烷为主,三降藿烷Ts丰度普遍低于Tm,伽马蜡烷含量相对较高,部分萜烷中出现25-降藿烷系列;耐降解的芳烃类化合物也遭受了后期改造作用。基于稠油油藏与浅层气藏的成因关系、量化关系及分布关系,结论认为:由已知稠油油藏顺源寻找关联未知浅层气藏或由已知浅层气藏逆源寻找关联未知稠油油藏的联合勘探将是立体勘探的必由之路。     

南襄盆地泌阳凹陷西部稠油地化特征及意义

精细刻画稠油地球化学特征,对其油源对比、成因乃至开发都具有一定指导作用。南襄盆地泌阳凹陷西部地区原油均遭受了中等以上级别的生物降解,规则甾烷和藿烷受到不同程度破坏,使得一些反映原油成因、成熟度的常用指标严重失效。通过对该区12个稠油样品地球化学特征的精细分析和研究,发现饱和烃中的伽马蜡烷、Ts、Tm以及长链三环萜烷的抗降解能力高于规则甾烷和藿烷,能较好地反映该区稠油地球化学特征。油源对比表明,该区核三下段原油均来源于核三下段烃源岩,而核三上段原油除来源于核三上段烃源岩外,不同小层段都有核三下段源岩不同程度的贡献。结合芳烃组成特征和参数,可以清楚地将研究区稠油划分成两类,并显示他们可能具有不同的生物降解机制。     

流体包裹体技术在春风油田特超稠油成藏研究中的应用

春风油田位于准噶尔盆地西北缘车排子凸起上,稠油油藏具有埋藏浅、分布层位多、原油密度高、粘度大的特征,原油的生物标志化合物普遍降解严重,导致该区的油源对比及成藏研究成为难点。针对春风油田稠油储层开展了流体包裹体主成分生标特征、包裹体光学特性、产状特征、均一化温度及盐度等实验分析,同时进行了稠油油源对比、成藏期次及成藏演化分析,研究认为：（1）稠油主要来源于昌吉凹陷二叠系烃源岩,油气在该区聚集成藏前就已经遭受了轻微的生物降解作用,后期又继续遭受降解,部分井区还存在后期充注现象;（2）三叠纪末期,中、下二叠统烃源岩已进入生油高峰,生成的油气在车拐断裂带聚集成藏;白垩纪末期至古近纪的燕山-喜马拉雅早期的构造运动,导致车拐断裂带的油气藏遭受改造和破坏,油气向车排子凸起运移,并在侏罗系和白垩系储层中聚集成藏,但由于研究区地层埋深小,保存条件差,油气普遍遭受严重的生物降解作用而形成稠油;新近纪以来,构造运动导致车拐断裂带油气藏进一步调整改造,油气向车排子凸起运移,在春风油田的有利圈闭聚集成藏,后期又遭受生物降解形成现今的稠油油藏。     

吐哈盆地火焰山中央隆起带稠油的成因机制研究

通过对火焰山中央隆起带的石油地质和地球化学特征分析,对该区的稠油成因机理进行了研究。研究发现该区三叠系原油均有25-降藿烷和25,30-双降藿烷的存在,说明这一地区的原油普遍遭受了生物降解作用。其各个地区原油的降解程度也各不相同,其中构造低部位吐玉克地区降解程度相对较弱。英也尔地区原油的生物降解程度较高。流体包裹体的特征表明,在胜金口地区,原油充注时为正常原油,而后发生抬升和生物降解作用,从而形成稠油。玉东1井包裹体显示出现两次原油充注,稠油和正常原油。在鲁8、鲁9、鲁11、鲁2、鲁10井包裹体中,由西向东,随着埋藏深度的变低,第一期和第二期原油的充注逐渐由正常原油变为完全稠油充注。这说明原油可能在运移过程中逐渐稠化。而且鲁10井可能属于当时原油开始稠化时的关键点和开始组分散失与逸散的关键点。     

西藏伦坡拉盆地原油地球化学特征

基于伦坡拉盆地的原油地化资料,在原油物性特征归纳和类型划分的基础上,系统分析了原油族组成、碳同位素、轻烃、饱和烃和芳烃等地球化学特征。结果表明,伦坡拉盆地原油存在稠油和常规油2种类型,稠油为常规油遭受轻微到重度的生物降解作用后形成;生源组成以藻类为主,亦有陆生高等植物输入贡献,母质类型属于腐泥型-腐殖腐泥型,形成于强还原高盐度咸水湖盆环境;原油为低成熟-成熟阶段产物。研究结果为盆地原油的成因与分布认识及油源对比提供了科学依据,具有重要的研究意义。     

塔里木盆地哈拉哈塘油田原油聚集过程与密度多变成因

哈拉哈塘油田是塔里木盆地重要的油气产区之一,原油成藏期次复杂、部分单井原油密度多变。通过原油物性特征及分布规律、碳同位素值、饱和烃色谱特征、包裹体均一温度、原油成熟度等研究表明:原油来源于下古生界海相烃源岩,具有北东构造高部位密度高、降解程度强、成熟度低,南部构造低部位原油密度低、降解程度低、成熟度高的特征。哈拉哈塘油田经历了3期成藏过程,分别为加里东晚期、海西晚期和喜马拉雅期。加里东晚期原油成熟度较低(4-/1-MDBT<3.0),遭受强烈降解,在志留系以残余沥青为主,在奥陶系为重质油,一间房组烃类伴生盐水包裹体均一温度为55~85℃,主要分布在哈拉哈塘地区西侧的艾丁地区。海西晚期原油成熟度中等(4.0<4-/1-MDBT<5.5),以中质油为主,一间房组烃类伴生盐水包裹体均一温度为85~115℃,在哈拉哈塘油田东北地区与加里东晚期原油混合,同时也是哈得逊油田和东河塘油田东河砂岩油藏的主要油源。喜马拉雅期原油成熟度较高(4-/1-MDBT>6.0)、密度低,一间房组烃类伴生盐水包裹体均一温度为115~135℃,主要分布在哈拉哈塘地区南部。导致单井原油密度多变的原因主要有3种:①多期充注与降解。不同期次原油成熟度和密度差异明显,且降解程度不同,混合不均匀导致原油密度多变。此类型单井较为常见,多分布在大型断裂附近。②"轻质油洗作用"。轻质油与重质油混合导致原油胶体失稳,产生组分分异,沥青质沉淀,据此提出了"轻质油洗作用"概念以解释此现象。沉淀物中沥青质主要来源于早期重质油,而混染的饱和烃和芳烃组分主要来源于晚期轻质油。此类井主要分布于轻质油和重质油混合带。③原油乳化。原油与地层水混合形成油包水,为假稠油。在中质油井和重质油井区多有发现。     

北部湾盆地稠油地球化学特征及成因分析

北部湾盆地涠西南凹陷、乌石凹陷已发现多个稠油油田。为研究稠油特征和成因，开展了稠油油藏原油物性、组分、饱和烃特征、生物标志物、油气来源和盆地模拟分析。结果表明：（1）北部湾盆地稠油主要分布在凸起、斜坡带和近洼带，呈高密度、高黏度特征。（2）北部湾盆地存在3类稠油，第一类为凹陷中央流二段下部烃源岩生成的原油运移至圈闭成藏，遭后期抬升剥蚀，埋深小于2 000 m，上覆盖层薄导致油藏遭受生物降解，此类原油成熟度高，C₃₀-4-甲基甾烷含量高，组分遭受不同程度的破坏，饱和烃和芳烃成分有序缺失；第二类稠油主要分布在近洼带，为本地低热演化油页岩、页岩生成的原油，其成熟度低，Ts/Tm值较低，C₃₀-4-甲基甾烷含量低，在近洼就近成藏，埋深处于生烃门限附近，为早期原生稠油；第三类稠油主要分布在斜坡带，主要为深洼流二段下部烃源岩生成的成熟原油和本地流二段上部烃源岩生成的成熟度较低的稠油混合而成，同时受运移、扩散、吸附等因素的影响，原油变稠，C₃₀-4-甲基甾烷含量中等，此类油藏埋深大于3 000 m，是未受到生物降解的混合型稠油。该研究成果对北部湾盆地优化勘探开发部署、指导油区勘探具有重要意义。     

吐哈盆地火焰山中央隆起带稠油的成因

通过对火焰山中央隆起带的石油地质和地球化学特征分析,研究了该区的稠油成因机理。研究发现,本区三叠系原油均存在25-降藿烷和25,30-双降藿烷,说明这一地区的原油普遍遭受了生物降解作用。构造低部位吐玉克地区降解程度相对较弱,而英也尔地区较高。流体包裹体的特征表明,在胜金口地区,原油充注时为正常原油,而后发生抬升和生物降解作用,从而形成稠油。玉东1 井包裹体显示出两次稠油和正常原油充注。在鲁8、鲁9、鲁11、鲁2、鲁10 井包裹体中,由西向东,随着埋藏深度的变低,第一期和第二期原油的充注逐渐由正常原油变为完全稠油充注,表明原油在运移过程中逐渐被稠化,而且鲁10 井可能是当时原油开始稠化和组分逸散的关键点。     

稠油开采微生物的生理生化特征及其对原油特性的影响

从原油及含油污水中分离并培育出一株能有效地降解稠油中重质组分的菌株3-28,其生理生化特征和分子鉴定结果表明,该菌株属于微杆菌属(Microbacterium)。用该菌株对渤海和新疆等油田的稠油进行了微生物降解实验,分析了细菌降解对原油粘度等物理特征的改变及其对饱和烃、芳烃以及胶质、沥青质各组分在原油中相对含量和内部组成的影响。结果表明,该菌株降解作用使原油性质发生了明显变化:渤海绥中36-1油田的原油粘度降低24.9%,凝固点降低5.2℃;克拉玛依油田的原油粘度降低32.4%,凝固点降低7.7℃;绥中36-1油田的原油中饱和组分和芳烃组分含量增加8.0%,克拉玛依油田的原油增加21.4%;沥青质含量分别降低了37.5%和58.7%。原油组成也发生了一定的变化,原油饱和烃轻、重组分比值增加,改善了原油的理化特征。     

达尔其油田稠油生物降解有机地化特征

方法 从稠油生物降解宏观及微观特征入手，运用有机球地球化学和稳定同位素分析，对达尔其油田稠油的地化特征及降解序列进行研究。目的 分析稠油地化，成因特征及成熟度，为油田今后勘探指明方向，结果 稠油宏观上具有饱和烃含量低，饱和烃／芳烃比值小的特点；微观上烷烃，芳烃色谱及生物标志物提供了稠油为两期混合油，且成熟度不高，降解程度较低，结论 达尔油田稠油属低－较低成熟油；稠油的降解程度可划分为三级，今后的勘     

渤海蓬莱9-1油田强烈生物降解原油油源对比

渤海海域近年来在中生界潜山、新近系等层系发现了大量的稠油油藏,但原油因遭受强烈的生物降解,导致一些常用的油源对比指标失效而使油源对比困难。以蓬莱9-1大型稠油油田为例,研究了强烈生物降解对原油碳同位素、饱和烃、芳烃生物标志化合物及含氮化合物的影响,引入降解指数C2925-降藿烷/C30藿烷定量表征强烈生物降解原油的降解程度,结果表明:强烈生物降解会造成伽马蜡烷和咔唑含量的降低;C19三环萜烷、C24四环萜烷和Ts的优先降解会导致C19/C23三环萜烷、C24四环萜烷/C26三环萜烷参数明显减小和ETR参数明显增大;4-甲基三芳甾类为强烈生物降解原油中最稳定的生物标志物,C274-甲基三芳甾类、C294-甲基-24-乙基三芳甾类和C294,23,24-三甲基三芳甲藻甾类对烃源岩的生源构成及沉积环境具有指示意义,结合全油碳同位素可有效区分沙三段、沙一段和东营组等3套烃源岩及其生成的原油;咔唑及原油物性变化规律反映了油气的运移方向。蓬莱9-1油田潜山原油来源于渤东凹陷沙三段和沙一段烃源岩,新近系原油主要来源于沙一段烃源岩,为渤东凹陷和庙西凹陷的共同贡献。本文研究结果对研究区下步勘探具有指导意义,为其他类似地区强烈生物降解原油的油源对比提供了方法借鉴。     

渤海蓬莱9-1油田强烈生物降解原油油源对比

渤海海域近年来在中生界潜山、新近系等层系发现了大量的稠油油藏,但原油因遭受强烈的生物降解,导致一些常用的油源对比指标失效而使油源对比困难。以蓬莱9-1大型稠油油田为例,研究了强烈生物降解对原油碳同位素、饱和烃、芳烃生物标志化合物及含氮化合物的影响,引入降解指数C2925-降藿烷/C30藿烷定量表征强烈生物降解原油的降解程度,结果表明:强烈生物降解会造成伽马蜡烷和咔唑含量的降低;C19三环萜烷、C24四环萜烷和Ts的优先降解会导致C19/C23三环萜烷、C24四环萜烷/C26三环萜烷参数明显减小和ETR参数明显增大;4-甲基三芳甾类为强烈生物降解原油中最稳定的生物标志物,C274-甲基三芳甾类、C294-甲基-24-乙基三芳甾类和C294,23,24-三甲基三芳甲藻甾类对烃源岩的生源构成及沉积环境具有指示意义,结合全油碳同位素可有效区分沙三段、沙一段和东营组等3套烃源岩及其生成的原油;咔唑及原油物性变化规律反映了油气的运移方向。蓬莱9-1油田潜山原油来源于渤东凹陷沙三段和沙一段烃源岩,新近系原油主要来源于沙一段烃源岩,为渤东凹陷和庙西凹陷的共同贡献。本文研究结果对研究区下步勘探具有指导意义,为其他类似地区强烈生物降解原油的油源对比提供了方法借鉴。     

白音查干凹陷生物降解稠油特征及其成因

对白音查平凹陷生物降解稠油物性及地化特征进行研究，认为该凹陷稠油宏观上具有密度、粘度、凝固点高，饱和烃含量低，饱和烃与芳烃比值小的特征；微观上烷烃色谱及生物标志物表明稠油为两期混合油，成熟度属低－较成熟油的信息。通过同位素技术恢复了达6井稠油密度后，以生物标志物及物性特征将该凹陷稠油划分为三级降解油，为了解该区含油气远景和地质勘探部署提供了可靠依据。     

辽东湾坳陷SZ36-1油田原油稠化过程分析

为查明SZ36-1构造稠油油藏的形成过程,选取油砂样品,运用直接抽提、残样滴酸再抽提方法分别获得砂岩中不同赋存状态的烃类,并进行饱和烃色谱分析及对比,进而揭示稠油的形成过程。研究结果表明,直接抽提产物中饱和烃呈现严重生物降解特征;而残样滴酸抽提产物中饱和烃正构烷烃相对较完整。分析认为,直接抽提产物反映储层游离烃特征,而残样滴酸再抽提产物反映油气充注时的包裹烃。2次抽提产物的差异说明原油的稠化主要发生在成藏之后。稠化过程的明确对稠油资源量的计算及富集区的预测具有重要意义。     

白音查干凹陷达尔其油田原油的分类与生物降解作用

根据原油的物性、族组成、生物标志化合物参数及生物降解特征,将达尔其油田原油分为5种类型。(1)第一类为稀油。原油粘度和密度低,族组成以饱和烃组分为主,非烃和沥青组分含量低,甾烷异构化指标高,未遭受生物降解,成熟度较高。(2)第二类为原生未熟特稠油。原油粘度特大,密度相对较高,族组成以非烃和沥青质组分为主,饱和烃含量低。甾烷异构化指标低,未遭受生物降解。(3)第三类为第一类与第二类原油的混合产物,且以第一类为主。(4)第四类属普通稠油,原油密度、粘度相对较高,为第一类原油生物降解而形成的。(5)第五类原油是第三类原油生物降解的产物,原油密度和粘度与第四类原油相近,但甾烷异构化指标相对较低。除了第二类原油(未熟特稠油)来源于浅部都红木组一段未熟烃源岩外,其他四类原油都来源于(或主要来源于)深部腾格尔组和阿尔善组二段成熟度较高的烃源岩。     

稠油火驱产出流体色谱指纹特征燃烧状态判识方法

为认清稠油火驱过程中原油与尾气物理化学性质的变化规律,采用室内三维物理模型开展了稠油火驱实验,并对火驱高温氧化后的原油与尾气开展了饱和烃、芳香烃、烯烃、尾气组分等方面的色谱指纹特征研究。研究表明:稠油火驱后原油物性变好,族组分中饱和烃、芳香烃含量升高;饱和烃色谱指纹图中正构烷烃含量明显增加,轻重比增大;原油中新生成了烯烃化合物,与同碳数饱和烃成对出现且同碳数烯烃与饱和烃比值始终小于0.5;芳香烃色谱指纹图中菲系列化合物发生了明显的甲基转移与脱甲基作用;尾气多维气相色谱图中可见烯烃、氢气、一氧化碳等火驱高温氧化的特征组分。该研究可作为火驱过程中指示燃烧状态的有效技术手段,为稠油火驱燃烧状态的判识提供了支持。     

松辽盆地北部西斜坡原油降解程度分析

根据Peters和Maldowan原油降解程度的划分意见,利用全烃气相色谱和原油的饱和烃色谱-质谱分析,研究了西斜坡的几个主要油田和重要探井的原油组成特征和降解程度。研究发现:①西部斜坡原油普遍由两期油混合组成,称为早期油和后期油,这种现象在除富拉尔基油田以外的其他油田或地区均存在,但不同地区,甚至同一地区内,早期油和后期的混合比例不同;②后期油也有不同程度的降解或未降解;③富拉尔基原油很可能只有一期,GC-MS证实类异戊二烯烃化合物降解严重,但未对甾烷、藿烷类化合物的相对丰度产生明显影响,其降解程度为5~6级;④根据对后期混入…     

春光区块白垩系稠油地化特征及成因分析

针对春光区块白垩系稠油地化特征、分布规律与成因机制认识不清的问题,应用色谱-质谱等有机地球化学分析方法,对稠油物化特征、空间分布及稠油成因进行分析。研究表明：区块南部以春55-1井为代表的普通Ⅰ类稠油为1—2级轻微生物降解稠油,为成熟原油,有机质来源以低等水生生物为主,陆生高等植物为辅,为湖相还原沉积环境;以区块中部春18井为代表的普通Ⅱ类稠油为4-5级中等生物降解稠油,生标特征与Ⅰ类相似,但降解程度更高;区块北部以春10-5井为代表的特稠油降解严重,参数失真,三环帖烷及饱和烃单体烃碳同位素特征显示生源以低等水生生物为主,芳烃化合物成熟度参数均表明特稠油为成熟原油。25-降藿烷的检出、稠油空间分布、地温参数和包裹体特征都表明春光区块稠油属于生物降解成因,为中浅层稠油油藏。结合勘探实际综合分析认为,下一步应加大春光区块西南部和中南部稀油、普通Ⅰ类稠油勘探力度。研究成果对春光区块确定勘探方向具有指导意义。     

海拉尔盆地巴彦呼舒凹陷西部陡坡带原油地球化学特征及油源

巴彦呼舒凹陷西部陡坡带原油的族组分、饱和烃色谱特征和生物标志化合物等资料的分析表明,西部陡坡带原油类型分为稠油和正常油;沉积环境为缺氧的咸水或者半咸水湖泊强还原环境;饱和烃色谱分布完整,未遭受生物降解;原油的全油碳同位素组成都比较轻,δ¹³ C值在−32‰左右;原油中含有伽马蜡烷、β-胡萝卜烷;三环萜烷含量较低,五环萜烷的含量较高;均以ααα-构型规则甾烷为主,且C₂₉ 甾烷的含量最高。油源对比表明,西部陡坡带南屯组和铜钵庙组的成熟原油来源于凹陷南屯组成熟源岩,南屯组低熟原油主要来自于本地区南屯组低成熟的源岩。