塔里木盆地海相原油及其沥青质裂解生气动力学模拟研究

应用50MPa高压封闭体系,对塔里木盆地海相原油及其沥青质进行了热裂解模拟实验,对气态烃产率及碳同位素演化、焦沥青的生成等方面进行了比较,探讨了原油裂解和沥青质裂解生气机理。研究发现,原油和沥青质裂解气各组分及焦沥青的产率变化类似。完全发生裂解时,沥青质裂解的总气体产率为原油裂解的50%,原油裂解和沥青质裂解生成总气体和焦沥青的质量比值分别为6:4和3:7。在裂解过程中,气态烃碳同位素δ¹³C值的特点是δ¹³C₁<δ¹³C₂<δ¹³C₃,且原油裂解气各组分(C₁—C₃)碳同位素δ¹³C值小于沥青质裂解气的相应组分。运用kinetics软件,计算得到原油和沥青质裂解的动力学参数(活化能和指前因子)。在此基础上,将实验结果外推至地质条件下,探讨了动力学模型的实际应用,为原油裂解气的判识、资源评价、勘探决策提供实验和理论依据。     

源自海相碳酸盐岩烃源岩原油裂解成气的动力学研究

对源自海相碳酸盐岩的原油进行了动力学模拟实验,阐述了该原油再次热解过程中气态烃组分的演化特征和生成动力学参数。运用动力学参数将模拟实验结果外推到地质条件下,结果表明：在150℃时,海相碳酸盐岩烃源岩生成的原油将开始热裂解并生成大量天然气,温度达到220℃时,裂解生气基本结束,天然气就全部取代石油;甲烷的生成Easy%R_O主要介于1.2%~2.9%之间,C _2-5烃类气体的生成Easy%R_O主要介于1.5%~2.5%之间。这一研究结果可为我国的碳酸盐岩烃源岩再次热解产气的定量模拟提供重要依据,有助于海相碳酸盐岩油气的资源评估。     

塔里木盆地塔河油田奥陶系原油成熟度及裂解程度研究

使用生物标志化合物成熟度参数、芳烃成熟度参数和金刚烷成熟度参数对塔里木盆地塔河油田奥陶系原油成熟度进行了研究,Ts/(Ts+Tm)、C_(29)Ts/(C_(29)H+C_(29)Ts)成熟度参数表明奥陶系原油基本上未达到凝析油阶段,这与芳烃甲基菲成熟度参数所反映的成熟度基本相同,而金刚烷指数MAI、MDI反映的成熟度约为1.1%~1.6%,高于生物标志化合物及甲基菲指数所反映的成熟度,成熟度的差异性反映了奥陶系原油经历了多期油气充注。原油金刚烷绝对定量分析表明甲基双金刚烷含量在Ts/(Ts+Tm)0.55之前分布较为离散,增加缓慢,而在Ts/(Ts+Tm)0.55之后增加迅速,对塔河油田不同层位原油金刚烷含量分析表明,塔河油田原油金刚烷基线应在15×10~(-6),总体而言,绝大多数奥陶系原油甲基双金刚烷含量分布在(4~35)×10(-6)之间,原油裂解程度基本上小于50%,表明塔河油田奥陶系深层仍具有石油勘探前景。奥陶系原油甲基双金刚烷含量呈现东高西低、南高北低的特点,指示了塔河油田奥陶系原油存在由东向西、由南向北运移的特点,与原油密度、成熟度参数反映的运移方向一致。     

原油裂解的动力学及控制因素研究

基于黄金管模拟实验对原油裂解的动力学及控制因素进行了研究。通过气态烃的定量分析,发现原油的持续裂解使得总裂解气体积及CH₄产量不断增加,而C_2-5的产量则先增加后减少。动力学计算可得,HD11井原油裂解生气总反应的平均活化能为59.8 kcal/mol(250.0 kJ/mol）,频率因子A为2.13 ×10¹³ s-1。残留原油组分的色质分析结果表明,不同族组分的相对稳定性存在差异,且原油中的大分子更容易发生裂解。同时,不同介质条件下的对比实验结果及前人的研究,都证实了压力、水及粘土矿物等因素很可能影响甚至控制原油的裂解。尽管作用机制不同,高压和水的存在都能抑制裂解过程中的自由基链反应,从而起到提高原油稳定性的效果。而粘土矿物,尤其是蒙脱石或伊/蒙混层矿物,则会通过酸催化作用加速原油或烃类的裂解,且裂解气产率与矿物表面的Brnsted酸位强度成正相关。     

塔河油田原油管网能效分析及优化

针对塔河油田滚动开发过程中出现的部分站场运行负荷不均、集输设备工艺运行参数偏离设计工况等导致的生产能耗高、效率低等问题,开展了塔河油田原油管网能效分析研究。基于现场数据,利用PIPEPHASE仿真计算软件建立原油管网仿真计算模型,详细分析管网系统中管线、计转站等环节的运行参数规律及能耗。通过对仿真结果进行分析,发现塔河油田原油集输管网的热能损耗占管网总能耗的96.5%,因此降低管网能耗应以降低热能损耗为主。原油管网中部分管线存在压降、温降较大或管线效率较低等问题,针对这些管线采取串接管线或增加副管等措施进行优化,优化后管线效率最高可提高约7.5%。针对部分计转站出站温度进行调整分析,优化后计转站运行费用最大可降低30.44%,说明本优化方案具有非常明显的节能降耗效果,可在现场推广实施。     

塔河油田碳酸盐岩储层类型测井分析

塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层非均质性和各向异性强，储集层类型复杂。为此，以成像测井资料为主，结合常规测井资料、储层综合参数分析和岩心分析资料对碳酸盐岩储集层空间类型进行了分析总结，划分了5种油气储集类型，即大洞穴及洞穴充填型、单产状裂缝溶蚀扩大小溶洞型、溶蚀裂缝型、溶蚀孔洞型和溶蚀裂缝一孔隙型等，基本上与地质上按成因划分的储层类型相吻合。在此基础上总结了一套识别和划分储层类型的方法，实测数据证明，此方法对确定酸压、测试井段效果很好。     

塔北地区不同海相源岩原油的识别

原油物性和饱和烃、芳烃分析资料表明，塔里木盆地塔北隆起一带的海相原油可分为碳酸盐岩原油和泥质岩原油。前者合硫量大于0．3％，相对较高，后者则低于0．3％。碳酸盐岩原油中重排蔬烷化合物较少，Ts／Tm和C15重排二环化合物／C15补身烷的值均小于1．0，C29和C35藿烷含量较高，含硫化合物中苯并喷吩含量相对高于二苯并噻吩。泥质岩原油的这些生物标志物组成和分布特征与碳酸盐岩原油的完全不同，反映出两类原油的源岩在沉积环境和岩性方面的差异。在轮南地区，这两类原油分布呈明显的分区性。     

原油裂解制烯烃

日本和美国的三家公司正在联合发展一种原油裂解制取烯烃的新方法,即把原油直接喷到温度>2000℃的过热水蒸汽中进行裂解,反应时间仅千分之几秒。反应产物随即用分馏塔的一个侧线油进行急冷,然后在分馏塔中把反应产物分成气体、轻油馏分和焦油。气体产物经压缩和净化除去CO_2及H_2S后,在一气体分离装置中进行分离。分馏塔和净化设备都是专门设计的,使之能适应裂解气体中较高的易聚合物含量。气体分离系     

塔河油田原油稳定的负压闪蒸工艺

针对塔河油田原油物性及组成特点,确定采用负压闪蒸工艺对该油田的原油进行稳定处理。介绍了岁压闪蒸稳定民流程特点,工艺特色,并将其与相对应的正压闪蒸工艺进行比较和３,说明了本工艺的合理性和可行性。利用负压闪蒸工艺对塔河油田进行原油稳定处理,可比正压闪蒸工艺节省投资４００多万,操作运行费用低３００万元／年。具有显而易见的经济效益。     

塔河油田原油乳化规律及对策

塔河油田超深层碳酸盐岩缝洞型稠油油藏非均质强,具有“两超三高”（超深、超稠、高含胶质、沥青质、高含硫化氢、高矿化度）的特点。研究了生产井中原油乳化的规律,以及使乳化油变废为宝的措施可行性。通过对不同措施井、不同阶段的乳化油成分进行对比发现,超稠油在地层内的分层及随着密度的不同其流动的速度也随之不同;在注气替油期间驱替油质的不同,导致沥青质、胶质、石蜡含量变化,从而导致原油乳化。针对原油乳化现象常用破乳剂对原油进行破乳、井口盐水伴送降低乳化油的黏度,增加其流动性;针对注气井,通过注入泡沫剂,利用其遇油消泡,见水起泡的特征,在注气期间减少原油与水的接触,从而减少原油乳化。     

塔河油田深层能量场特征及其与油气运聚关系

以塔河油田深层能量场为研究对象,通过系统分析能量场特征来探讨其与油气运聚的关系。研究认为,多期构造应力作用是塔河油田现今断裂发育形态的主控因素,现今区域应力场特征表明塔河油田是油气运移的有利指向区;奥陶系现今压力场整体上属于略偏低异常的压力系统,流体势特征显示油气运移存在东部自东向西局部性运移趋势以及南部由南向北区域性运移趋势;奥陶系现今地层水离子构成符合典型的CaCl2型水特征,地层水地化指标显示塔河主油区具有良好的封闭性,是油气聚集保存的有利区;盐水包裹体均一温度测试结果主要集中在80~100℃、120~130℃和150~170℃等3个温度段,前两个温度段分别对应于塔河油田2次大规模的油气成藏期:海西早期和喜马拉雅期,而最后一个温度段主要受控于构造变动和二叠系岩浆活动,代表了一期局部油气成藏事件。图7参22     

塔河油田缝洞型油藏注水开发模式

塔河油田奥陶系油藏为岩溶缝洞型油藏,大型溶洞是其主要的储集空间。目前单井注水替油已取得突破,但占储量80%的多井单元注水开发尚处于实验阶段。结合数值模拟和注水实践总结,开展了多井单元注水增油的机理研究,并初步总结出了“低注高采、试注判断连通实时调整、单元整体温和注水、井组差异管理”的缝洞型油藏注水开发模式,在现场应用取得了一定成效。     

塔河油田奥陶系油气成藏期次及年代学

多旋回叠合盆地油气成藏期次和成藏时期研究对油气运聚与圈闭时空匹配关系具有十分重要的意义.文章首先综合运用原油/油包裹体分子地球化学、单个流体包裹体荧光特性和显微测温等油气成藏期次划分方法,获得了塔河油田奥陶系发生了3期成藏的认识;接着,运用流体包裹体间接定年及Re-Os和K-Ar直接定年方法,构筑了其奥陶系油气成藏年代学格架.结果表明,塔河油田第一期成藏发生在加里东中-晚期(463.2~414.9 Ma),第二期成藏发生在海西晚期(312.9~268.8 Ma),第三期成藏发生在喜马拉雅期(22~4.8 Ma).其中,塔河主体发生了3期成藏,而塔河外围仅发生了第一期和第2期两期成藏.深入剖析阿克库勒凸起受差异构造演化控制的成藏期次和成藏时期在空间上表现出的非均质性,对塔里木盆地下古生界其它构造带的勘探同样具有借鉴意义.     

塔里木盆地南华纪—震旦纪构造-沉积格局

塔里木盆地南华纪—震旦纪构造-沉积格局的深入研究是认识该期盆地构造属性、大陆裂谷形成演化及沉积充填过程的关键。通过对塔里木盆地周缘南华系-震旦系露头、盆地内部钻井及地震资料综合分析,结合前人发表的相关研究成果,对塔里木盆地南华纪—震旦纪构造-沉积格局进行探讨。研究表明,塔里木盆地经历了前南华纪南、北地块的拼合,形成统一的塔里木板块。南华纪—震旦纪,伴随着Rodinia超大陆的解体,塔里木盆地处于拉张构造背景,为大陆裂谷发育时期,并经历了3个演化阶段：①南华纪早期裂陷发育阶段（760~700 Ma）,在盆地西部形成阿瓦提裂陷,东部形成满加尔南、北两支裂陷,南部在麦盖提地区形成NW-SE向裂陷;②南华纪晚期—震旦纪早期“裂-拗”体系的转变阶段（660~600 Ma）;③震旦纪晚期拗陷演化阶段（580~540 Ma）。盆地构造格局控制了古地理特征及沉积组合,南华纪以裂陷沉积为主,在强烈拉张作用下形成了碎屑岩-火山岩沉积组合。震旦纪以拗陷沉积为主,塔里木盆地具有“南隆北坳”的古地理特征,发育碎屑岩沉积、碎屑岩-碳酸盐岩混合沉积和碳酸盐岩沉积3种类型沉积组合。     

塔河油田奥陶系油藏地层压力分析

油藏地层压力是一个十分重要的油藏工程参数,而塔河油田奥陶系油藏所测得的地层压力中常出现前小后大的现象,给油藏工程分析带来许多困难。笔者根据塔河油田奥陶系油藏的特点,在长期的生产实践中,通过常规油藏工程方法与油藏具体特点结合,通过原油在纵向上的重力分异现象推出油藏地层压力梯度也应随深度变化的思路,很好地解释了碳酸盐油藏地层压力前小后大问题。     

塔河油田奥陶系碳酸盐岩储集层井间连通性研究

塔河油田经多期构造及古风化岩溶作用，属于非均质性较强的裂缝、溶洞性复杂碳酸盐岩油气藏。研究其井间连通性，对于划分开发单元，进一步提高奥陶系油藏开发效益起着至关重要的作用。利用动态生产资料，通过Orkiiszewski方法计算井底流压，最终计算和评价油井产能系数，分析井间连通性。该方法的研究结果与静态地质分析相符，应用中与其他资料研究相互验证能够更加准确地划分储集层连通单元。     

塔里木盆地塔河油田成藏史与成藏机制

通过对塔河油田不同区块、层位油气藏的圈闭形成期、油气注入期进行分析,认为塔河油田不同性质的原油。成藏期始于海西运动晚期,延续至喜马拉雅运动期,分为海西运动晚期、燕山-喜马拉雅运动早期和喜马拉雅运动晚期三个阶段。归纳出塔河油田的成藏机制具有长期持续供油、多层位有效储盖组合匹配、多期成藏、油气面貌复杂的特点。     

塔里木盆地塔河油田托甫台区奥陶系碳酸盐岩断溶体系层次建模方法

断控岩溶储集体(断溶体)作为缝洞型碳酸盐岩储层的一种特殊类型,受大型走滑断裂带影响,其空间结构复杂、形态不规则且随机性强,给三维精细描述及地质建模带来新的挑战.基于多元、多尺度研究资料,对塔里木盆地塔河油田断溶体系结构层次进行了划分,并提出了断溶体系"层次约束、成因控制、逐级建模"的建模思路.结果 表明:断溶体系按照形...     

塔里木盆地塔河油田奥陶系油气藏储集层特征

塔里木盆地塔河油田已经发现的储量中,88%储藏在奥陶系碳酸盐岩储集层中,其储集空间是相互不连接的与连接的网状溶岩内的孔隙.奥陶系储集层内不同位置的油、气、水特征明显,油田内没有统一的油/水界面,更增加了油气藏的复杂性.经过酸化压裂处理后,获得高产及商业油流的井可达总井数的75.9%.酸化压裂是塔河油田改善储集层内连通性、改造非生产井、提高产量的重要手段,也是其它具有类似储集层油田开发的基本方法.     

塔河油田似层状储集体的发现及勘探方向

自2001年以来,塔河油田南部下奥陶统一间房组的油气突破证实了对存在似层状储集体的推测.加里东期表生岩溶和深溶作用的发育及其在成藏中的作用,启发人们应以网络状和似层状储集体并重的思路,以"大岩溶"(成藏过程中多期表生和深溶岩溶)和"大隆起"(与最大侵蚀期侵蚀基准面以上的整个古隆起及其演化过程)的观点去开拓塔里木盆地碳酸盐岩油气勘探.