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。     

塔里木盆地顺托果勒地区超深层油藏保存及影响因素：来自流体包裹体的证据

超深层领域油气相态和成藏模式是勘探研究关注的热点问题。以塔里木盆地顺托果勒地区中—下奥陶统储层包裹体为研究对象,开展了详细的包裹体岩相学、油气充注古温压恢复、流体成分、拉曼光谱等系统分析,结合油气藏地质条件,探讨顺托果勒地区超深层油藏的保存途径和影响因素。奥陶系储层发育含固体沥青烃包裹体、气液烃包裹体和干气包裹体3种类型,其中跃进—顺北地区发育含固体沥青烃包裹体和气液烃包裹体,顺南地区发育含固体沥青烃包裹体和干气包裹体。包裹体古温压恢复研究表明,顺托果勒地区至少经历两期油气充注,早期充注的原油在藏内热演化成轻质油和晚期轻质油的充注这两种途径共同决定了顺北地区超深层油藏的保存,该区经历的最高古地温(大于150℃)持续时间较短是控制油藏保存的主要因素,油藏介质环境对原油的热演化起到了一定的抑制作用,这也利于液态烃保存。     

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。      

塔里木盆地典型海相成因天然气藏成藏模式

塔里木克拉通盆地海相成因的天然气藏分布于塔北、塔中和巴楚隆起上,它们在气组分、相态、非烃组分和碳同位素上具有各自的特征。通过对轮南9井石炭系、塔中1井奥陶系凝析气藏和玛4井奥陶系干气气藏三个典型气藏中天然气成因分析,识别出干酪根裂解气和原油裂解气,综合地质分析,总结出干酪根晚期裂解干气充注古油藏形成凝析气藏;古油藏晚期发生内部原油向气的热裂解形成凝析气藏;古油藏裂解形成的干气运移至新的圈闭形成干气气藏等3种类型的气藏成藏模式。     

塔里木盆地塔中Ⅲ区奥陶系多相态油气藏成因及富集模式

针对塔里木盆地塔中Ⅲ区奥陶系多相态油气藏共存的现象,通过对原油物理性质、天然气组分特征及油藏分子地球化学参数的研究发现:塔中Ⅲ区奥陶系存在凝析气藏、挥发性油藏、轻质油藏3种油气藏,原油为成熟—高成熟油,天然气为寒武系盐下古油藏裂解气与奥陶系原油溶解气的混合气.原油物理性质、天然气干燥系数、碳同位素、气油比、硫化氢含量等...     

川东北地区飞仙关组古油藏原油裂解型天然气的生成动力学地质模型

天然气组分、碳同位素组成以及气藏储层固体沥青的热变质成因,都说明飞仙关组古油藏确曾存在并发生了裂解,天然气主要为原油裂解气。通过高压封闭体系下的原油热裂解模拟实验,从气态烃组分及产率变化、焦沥青的生成等方面探讨了原油裂解生气特征。结合川东北地区飞仙关组的埋藏史、古地温史、构造演化等地质因素,将实验结果外推至地质条件下,建立了古油藏原油裂解生气的动力学地质模型,指出鲕滩天然气藏的形成经历了古油藏、古气藏和气藏调整定型3个演化阶段。通过动力学计算定量恢复了古油藏裂解生气的成藏过程,揭示出在不同地质年代和地质温度下甲烷（C₁）、总烃类气体（C_1-5）和焦沥青等原油裂解产物的转化率的变化。取得的动力学地质模型对古油藏原油裂解型天然气的成藏研究具有重要的实用价值。     

塔里木盆地顺1走滑断裂带超深储层油气充注历史

顺北地区是近期塔里木盆地超深层油气勘探获得重大突破的领域。通过顺北地区奥陶系一间房组储层原油和天然气地化特征对比,并结合荧光颜色和显微荧光光谱参数分析,认为顺北地区奥陶系经历了多期油气充注,且早期充注原油遭受一定程度的生物降解,而天然气为原油伴生气。利用类异戊二烯烃、生物标志化合物和原油轻烃对顺北地区和顺南地区原油进行对比,发现顺北地区油气来源与顺南地区一样来自于寒武系玉尔吐斯组烃源岩,通过断穿寒武系的断层向上运移至奥陶系储集层。对顺北地区采集样品进行流体包裹体测试、冷阴极发光、荧光观察等系统分析,结果表明顺北地区发生了“五幕三期”油充注和一期天然气充注,第一期为加里东晚期,第二期为海西晚期,第三期为喜马拉雅晚期,而天然气充注发生在喜马拉雅晚期。     

原油裂解气在天然气勘探中的意义

从油气生成理论和古油藏演化过程的讨论中引申出原油裂解气的问题。一般所说的原油裂解气主要是指古油藏演化中的原油裂解气 ,油藏中的原油由于后期深埋 ,必然发生裂解而形成天然气和沥青。这种原油裂解气只有在特定的地质条件下才能形成 ,如塔里木盆地巴楚隆起的和田河气田的天然气 ,主要是由于构造运动使早期形成的油藏埋藏很深导致原油裂解的产物。塔北隆起东部桑塔木断垒带的天然气与和田河气田的天然气同是源自寒武系烃源岩 ,但桑塔木天然气主要为干酪根裂解气 ,而和田河天然气主要为原油裂解气 ,因此二者在天然气组成和天然气组分碳同位素特征上存在差异 ,如虽然二者成熟度一致 ,但和田河气田天然气的非烃气体含量高于桑塔木天然气 ,其甲烷碳同位素值则比桑塔木天然气的轻。对于古油藏而言 ,原油裂解既对油藏起破坏作用 ,同时又可形成天然气藏的特殊气源。图 6参 1 2     

塔里木盆地顺托果勒北部地区超深层现今地温场特征

塔里木盆地顺托果勒低隆起北部(顺北地区)发育超深层轻质油藏,这与传统生烃理论认识相矛盾。为了更合理地解释顺北地区超深层油气相态的分布规律,对研究区现今温度场及油气地球化学特征开展了系统研究。顺北地区现今大地热流为32.2～42.1 mW/m²,不同埋深的同一地层温度表现出与大地热流相似的平面分布模式,由北向南逐渐增大。埋深为9 km和10 km的地层温度分别为154～208℃和164～226℃。顺北地区下寒武统玉尔吐斯组烃源岩现今温度为168～248℃,中奥陶统一间房组储层温度为128～178℃,烃源岩的地层温度与气油比和原油成熟度具正相关性,与原油密度和黏度呈负相关性。顺北地区深部地层温度场受控于岩石热导率与岩石圈热结构,而温度场最终控制了油气在储层中的相态展布特征。自北向南,顺北地区深部温度场逐渐增大,依次与发育的轻质油藏、挥发性油藏、凝析气藏和干气藏相匹配,该研究认识对超深层油气勘探与资源评价具有指导意义。     

济阳坳陷东营凹陷北带丰深1井区深层沙四下古油藏与天然气成因

济阳坳陷东营凹陷北带丰深1井区深层古近系沙四段下亚段以产出凝析油气为特征。根据天然气烃类气体组成、氮气含量、气体碳同位素、储层显微荧光薄片观察与测试结果以及热模拟实验结果综合分析,丰深1井区天然气属于原油裂解气,且储层孔隙大量分布热蚀变焦沥青。结合储层地温史和烃源岩生烃史,证实该区深层沙四下砂砾岩体存在古近纪末期(Es1末)古油藏,并在新近纪明化镇组沉积期至今(Nm-Q)因热力作用发生裂解,形成现今的深层凝析气藏。同时发现,在古油藏边缘,如丰深3井区存在源岩干酪根裂解与原油裂解成因的混合气;储层大量微观泄压缝的存在是凝析气藏保持正常压力系统的主要原因。     

两种裂解气中轻烃组成差异性及其应用

为了寻找干酪根和原油裂解气识别指标，对两种裂解气中轻烃各化合物开展了深入的对比研究。热模拟实验表明干酪根裂解气和原油裂解气轻烃组成存在差异，在C₇轻烃组成中，原油裂解气中甲基环己烷/正庚烷和(2-甲基己烷+3-甲基己烷)/正己烷均明显高于干酪根裂解气；通过对海相典型原油裂解气和干酪根裂解气的轻烃组成对比研究进一步证实了两种裂解气在轻烃组成上存在差异，原油裂解气中甲基环己烷/正庚烷一般大于1.0，(2-甲基己烷+3-甲基己烷)/正己烷一般大于0.5,而干酪根裂解气则反之。塔里木盆地满东－英吉苏地区天然气轻烃组成具有环烷烃和异构烷烃含量高的分布特征，应用上述指标对该区天然气成气过程进行判识，结果表明满东－英吉苏地区天然气主要为原油裂解气。     

干酪根裂解气和原油裂解气的成因判识方法

天然气既可来源于干酪根的裂解气,也可来源于原油的裂解气。对于腐泥型有机质,绝大部分天然气是来自源岩生成的原油裂解气,只有部分来自干酪根的裂解气,因此天然气气源研究不仅要指出来自哪套源岩,还需指出它的成因,尤其是高演化地区天然气气源研究。该文以塔里木盆地海相腐泥型天然气为例,根据天然气组成ln(C₂/C₃)与(δ13C₂-δ13C₃)以及甲烷碳同位素特征判识其成因。塔北地区的干气主要为干酪根晚期裂解气,塔北英买力奥陶系及塔中石炭系的天然气主要为原油裂解气。      

塔里木盆地顺南-古城地区奥陶系鹰山组天然气气源与深层天然气勘探前景

顺南-古城地区处于在塔里木盆地顺托果勒低隆起(阿满低隆)、卡塔克隆起(塔中隆起)和古城墟隆起(古城低隆)3个构造单元的汇聚部位.近3年来,在顺南-古城地区的中-下奥陶统鹰山组或中奥陶统一间房组-中、下奥陶统鹰山组(以鹰山组为主)及其毗邻的塔中隆起塔中1号构造下寒武统肖尔布拉克组的碳酸盐岩中,已经有11口探井获得天然气流,天然气产量最高可达165.8×10⁴ m³/d (顺南5井无阻流量)和107.8×10⁴ m³/d (古城9井),显示顺南-古城地区丰富的天然气资源潜力.对顺南-古城地区以及塔中1号构造的11口探井的天然气烃类组分与稳定碳同位素组成的气-气对比表明:天然气干燥系数C₁/C_1-5值达0.99~1.00,属于过成熟干气范畴;天然气碳同位素组成δ¹³C₁-δ¹³C₄值均大于-42.5‰,与塔里木盆地台盆区不同源的典型天然气对比,确认天然气源自寒武系气源层.以顺南4井为例,采用流体包裹体测温-单井地层埋藏史数值模拟-实测地层R_o(镜质体反射率)剖面校正热史的集成技术,厘定中奥陶统一间房组-中、下奥陶统鹰山组(以鹰山组为主)气藏属于一期成藏,天然气充注时间为22～10 Ma(中新世),属于晚期成藏,有利于天然气资源的保存.     

塔里木盆地寒武系深层油气赋存相态研究

塔里木盆地寒武系深层烃类相态是地球化学家和石油勘探家密切关注的科学问题。应用封闭体系黄金管热模拟方法,对塔里木盆地塔河油田稠油、正常原油、高蜡原油进行热模拟实验。在频率因子为1.78×1014s-1的前提下,塔河油田奥陶系井稠油具有最宽的C1-C5质量生成的活化能分布,分布范围为56~66 kcal/mol,主频活化能最低,为59 kcal/mol。根据原油转化率,使用Kinetic软件计算表明原油作为油相可以存在于178~205℃的储层中。依据塔里木盆地塔北、塔中、塔东、巴楚4个古隆起典型钻井寒武系古地温演化,建立了4个古隆起寒武系古油藏裂解动力学模型。模型表明塔北隆起塔深1井寒武系建隆Ⅰ顶部的古油藏至今可以保持独立油相状态,建隆Ⅰ底部的古油藏能保持凝析油状态。巴楚、塔中、塔东地区典型寒武系钻井模拟表明,寒武系中的烃类可能以天然气、凝析油为主要相态类型。     

塔里木盆地顺北地区奥陶系超深层原油金刚烷化合物分布及意义

塔里木盆地顺北地区奥陶系超深层一间房组—鹰山组获得了工业油气产能,不同断裂带油气相态存在差异。使用色谱-质谱、色谱×色谱-飞行时间质谱方法研究了顺北地区原油中金刚烷的分布及含量。顺北地区奥陶系原油金刚烷组成中,1号断裂带(分支断裂、次级断裂)和3号断裂带原油单金刚烷相对含量高于5号断裂带和7号断裂带原油。顺北地区原油金刚烷总量与4-甲基二苯并噻吩/1-甲基二苯并噻吩值之间呈现正相关关系,表明成熟度决定了原油中金刚烷总量。不同断裂带原油中单金刚烷系列、双金刚烷系列相对比例的不同与油气藏多期成藏及油气藏保存条件不同有关。1号断裂带油气藏喜马拉雅晚期较高成熟度天然气的充注,从深部携带了较高比例的单金刚烷系列,造成原油单金刚烷系列含量相对较高。5号断裂带油气藏保存条件逊色于1号断裂带油气藏,轻质组分不同程度损失,导致原油中单金刚烷比例较低。由于金刚烷内组成含量的差异,分别使用22μg/g、33μg/g作为1号断裂带、5号断裂带原油中甲基双金刚烷基线,1号断裂带(含分支、次级断裂带)、5号断裂带中段及5号断裂带南段原油裂解比例分别为0~42%、20%~33%和54%。     

塔里木盆地塔中地区奥陶系碳酸盐岩礁滩复合体油气来源与运聚成藏研究

近年来对塔里木盆地海相层系油气的勘探进展很快，在塔中地区围绕塔中I号坡折带有重要发现，特别是发现了上奥陶统碳酸盐岩礁滩复合体大面积富含油气。认为该区上奥陶统碳酸盐岩礁滩复合体储层存在多期油气运移聚集，包括晚加里东期油气的聚集、晚海西期古油藏油气的调整转移和直接从烃源岩生成油气的补充以及喜山期古油藏裂解天然气对早期油藏的气侵；塔中地区原油和凝析油主要来源于寒武系一下奥陶统烃源岩，上奥陶统中聚集的油气是沿断裂垂向运移与沿多套储层横向运移面来；塔中奥陶系油气藏之所以表现出外带为凝析气藏、内带为油藏的分布特征，主要与来源于外带下伏的的寒武系一下奥陶统古油藏的裂解气有关，也与Ⅰ号坡折带北侧的良里塔格组斜坡相古油藏的裂解气有关，这些天然气沿Ⅰ号坡折带向上运移，补充到位于Ⅰ号坡折带附近的礁滩复合体油气藏中，并对原来的油藏产生气侵，气侵程度的不同，或者形成凝析气藏，或者仍然保持油藏。     

塔里木盆地台盆区深层天然气地球化学特征及成藏演化

近年来在塔里木盆地台盆区顺南—古城地区中—下奥陶统(6 000~7 200m)、塔中中深井区中—下寒武统(6 400~7 000m)及麦盖提斜坡罗斯2井奥陶系蓬莱坝组(5 800m)深层相继获得天然气发现,气源对比显示天然气主要来源于寒武系。台盆区深层天然气干燥系数(C_1/C_(1-4))基本0.95,以干气为主;天然气甲烷碳同位素值(δ~(13)C_1)主要分布在-39.0‰~-33.5‰之间,部分-40.0‰;乙烷碳同位素值(δ~(13) C_2)在-39.0‰~-32.0‰之间,与干酪根热模拟实验结果吻合较好,相当于玉尔吐斯组烃源岩在20℃/h升温速率热模拟条件下550~600℃产物。中深1井∈2a及中深5井∈1w受寒武系干酪根裂解气晚期充注影响较小,热演化程度相对较低,以低成熟度原油伴生气为主。台盆区海西期以来寒武系过成熟干酪根裂解气对深层油气藏的持续充注,是造成目前台盆区深层天然气干燥系数偏高及碳同位素组成偏重的主要原因。不同地区深层天然气藏受储层物性、构造断裂活动及寒武系过成熟干酪根裂解气差异充注影响,导致不同层段天然气性质差异较大。     

四川盆地下古生界油气地质条件及气藏特征

采用地表与地下地质相结合,应用有机和无机地球化学分析技术刻画了四川盆地下古生界油气地质条件,分析了下古生界气藏特征,揭示了古油藏与气藏相互耦合关系,初步建立了下古生界油气成藏模式。下寒武统和下志留统是四川盆地下古生界的2套高品质烃源岩,平均厚度约为100 m,两者分布区域具有显著继承性,存在川南、川东及鄂西3个生烃中心。储层主要为中上寒武统洗象池组,中下奥陶统南津关组及宝塔组,下志留统石牛栏组或小河坝组;基质孔隙度小于1%者占70%～80%,但局部层段发育岩溶孔洞、裂缝型及礁灰岩等优质储层,有效孔洞率可达4%～11%。下古生界发育有上奥陶统-下志留统泥质岩、中下寒武统膏质岩2类区域性盖层,其主要分布在川南地区和川东北地区。四川盆地下古生界天然气显示主要分布在乐山-龙女寺古隆起区,层位繁多。天然气干燥,非烃含量高,多为原油裂解气,川东、川南气源分别主要为志留系烃源岩和寒武系烃源岩。四川盆地下古生界油气成藏共经历了如下过程：油气生成→古油藏（捕获成藏）→古油藏调整(跨层运移)→古气藏(高温裂解)→古气藏遭受破坏或形成现今气藏(构造调整)。古油藏原油裂解气是下古生界现今气藏天然气的主要来源,古油藏对四川盆地现今天然气藏的成藏和分布具有重要的控制作用。     

塔里木盆地天然气成因类型与分布规律

塔里木盆地发育寒武—奥陶系腐泥型和三叠—侏罗系腐殖型两套烃源岩,由此决定了塔里木盆地存在来自腐殖型母质的煤型气和来自腐泥型母质的油型气。通过对塔里木盆地天然气组分和碳同位素组成分析,发现塔里木盆地不同类型的天然气分布受寒武系—奥陶系的腐泥型和三叠系—侏罗系腐殖型烃源岩分布范围和热演化程度的影响。煤型气主要分布在塔里木盆地的四周,主要包括库车坳陷、塔西南坳陷和塔东南坳陷,而油型气主要分布在塔北隆起、北部坳陷、中央隆起和塔西南坳陷的北部。塔里木盆地油型气又可分为干酪根裂解气和原油裂解气两种。在满东地区、和田河地区和塔中地区,原油可以达到二次油气裂解程度,向塔北隆起的轮南方向原油裂解程度呈减弱趋势。     

四川盆地阆中地区灯影组储层沥青地球化学特征及其意义

震旦系灯影组是四川盆地海相深层天然气勘探的重点层系之一。近年来在高石梯—磨溪古隆起北斜坡阆中地区的天然气勘探中,灯影组四段储层内发现沥青呈广泛分布,但对其地球化学特征及相关油气成藏条件的研究较为薄弱。通过分析沥青的有机地球化学特征,揭示了阆中地区灯影组储层沥青的成因和来源,探讨了沥青对古油藏规模和相关油气成藏条件的指示意义。研究表明,阆中地区灯影组储层中的沥青为正常埋藏演化过程中热裂解作用成因,其质量含量、等效镜质体反射率和δ¹³C平均分别为1.36%、4.29%和-32.3 ‰。生物标志化合物和碳同位素组成特征的对比分析表明,震旦系灯影组沥青与下寒武统烃源岩具有较好的亲缘关系,沥青主要来自阆中地区西侧拉张槽内下寒武统烃源岩生成的原油并经裂解作用而形成,灯影组四段下伏的灯影组三段和陡山沱组泥质烃源岩可能也有一定贡献。阆中地区的古油藏规模约为32.3×10⁸t,裂解生气强度可达49.23×10⁸m³/km²,天然气的保存条件是控制阆中地区灯影组四段现今气藏规模的关键因素。