浅述油气运移示踪研究的方法

对于油气运移的研究一直都是油气成藏研究中的要点。油气运移方向的确定将对预测有利勘探区带起到至关重要的作用。已有的研究表明，油气的物性参数、地球化学特征以及储层的地球化学特征等都可以作为油气运移的示踪指标。本文系统介绍了现阶段各种主要的示踪油气运移的方法，包括：原油物性分布规律法、生物标志物、色层效应、流体包裹体以及伊利石测年法等，对于油气的运聚以及成藏动力学的研究具有重要的地质意义。     

油气二次运移地球化学常用参数变化规律的新认识——石油二次运移模拟实验的启示和思考

为了利用地球化学参数的变化规律正确判断油气二次运移方向，运用自行设计的实验装置进行了油气运移模拟实验，对收集的样品族组分、饱和烃色谱一质谱、芳烃色谱质谱、烷基酚类化合物及中性氮化合物进行了分析。结果表明，原油在通过输导层的运移过程中，具有和色谱（色层）过程同样的效应，在地层中运移的组分（除饱和烃族组分外）含量都不是单调地降低或者升高，而是有一个富集的过程。将化合物相对浓度曲线和化合物比值曲线合成一张图，则可根据化合物相对浓度和比值的关系正确判断运移的方向：二者一致升高的方向或者一致降低的方向就是油气运移的方向；如果二者不一致，那么降低的一方的变化方向就应是油气运移的方向。图15参12     

芳香烃地球化学特征及地质意义

综合论述了国内外芳香烃在烃源岩沉积环境、有机质来源、油气运移、热成熟度和油源对比等方面的应用进展。烷基萘和含硫芳烃的分布特征与有机质类型和沉积环境有关；荧葸、苝、芘、苯并荧蒽和苯并芘等化合物标志着以高等植物为主的母源输入类型。甲基萘指数和甲基菲指数随热演化程度的增加而逐渐增大；二苯并噻吩异构体的相对分布可用于成熟度评价；稠环芳烃中m（荧蒽），m（芘）、m（苝）／m[苯并（e）芘]和m（苯并荧蒽）／m[苯并（e）芘]比值是有机质演化程度的有效指标。杂环芳烃中的吡咯类化合物和二苯并噻吩具有显著的油气运移分馏效应，可以作为有效的油气运移与油藏充注方向的分子级示踪参数。沉积物中的芳香烃化合物组成非常复杂．故应提高仪器精度．加强对一些特殊芳香烃标志物的鉴定．并通过大量的实验和实际应用来进一步完善相应的地化指标。     

含氮化合物在安丰油田油气运移研究中的应用

对海安凹陷含氮化合物相对含量的定量分析认为。海安凹陷各油藏含氮化合物中屏蔽型-暴露型化合物相关参数之间具有较好的线性关系,说明它们运移过程中的分馏作用互为成因联系,对研究地区的油气运移路径具有示踪作用。据含氮化合物分析认为,安丰油田原油运移存在2个注入点,3个运移方向。     

塔河油田奥陶系油气地球化学特征与油气运移

通过对塔河油田奥陶系油气地球化学特征与油气运移关系的研究,认为:a)油气物理性质可以宏观地反映油气运移的方向;b)原油轻烃、生物标记物和含氮化合物可以较好地反映油气运移方向,饱和烃生物标记化合物反映了相对轻质原油的油气运移方向,含氮化合物则主要反映了相对早期原油的运移方向;c)塔河油区存在着早期由南向北、晚期由南向北、由东向西的油气运移充注过程.      

含油砂岩抽提物中含氮化合物指标的有效性分析

在油样匮乏地区鲜见利用含氮化合物示踪油气运移的报道,究其原因是含油砂岩抽提物中含氮化合物指标的有效性还不清楚,为此,设计了2组、5种抽提方法的对比实验,探讨了含氮化合物指标的有效性。实验结果显示,随着抽提强度的增大,抽提物的1-/4-甲基咔唑和1,8-/2,7-二甲基咔唑的比值逐渐减小,但始终高于对照石油;苯并咔唑[a]/[c]比值则保持相对稳定并接近对照石油。分析认为,导致这些现象的根本原因是咔唑类异构体吸附能力的差异。在地表条件下,该差异导致咔唑类异构体在游离烃—吸附烃之间发生分馏;在抽提时,该差异还导致它们在抽提物—岩石之间发生分馏。这2种分馏作用控制了含油砂岩抽提物中含氮化合物指标的变化。相较于1-/4-甲基咔唑和1,8-/2,7-二甲基咔唑,苯并咔唑[a]/[c]受这2种分馏作用的影响较小,比值的变化主要受控于运移分馏作用,所指示的油气运移方向也符合地质实际,因而成为含油砂岩抽提物中有效的含氮化合物指标,可将其用于油样匮乏地区的石油运移示踪研究。     

咔唑、酚类和二苯并噻吩类化合物在油气运移研究中的应用

原油和源岩中咔唑、酚类和二苯并噻吩类化合物为油气运移研究提供了理想的工具.烷基咔唑浓度、屏蔽和半屏蔽异构体-暴露异构体比值和苯并咔唑比值是很好的运移指标,但源岩有机质输入、沉积环境、热成熟度、初次和二次运移及生物降解作用都可能对这些化合物分布产生影响.不同沉积环境的原油中咔唑类化合物分布差异很大,咔唑类化合物运移参数在成熟度较低时随成熟度增加而增加,在成熟度较高时随成熟度增加而降低,限制了其作为油气运移指标的适用性.烷基酚浓度可以指示油气运移方向,但同样受相和沉积环境、成熟度和生物降解等多种因素影响.同源石油的烷基二苯并噻吩类参数(如4-/1-MDBT,2,4-/1,4-DMDBT和4,6-/1,4-DMDBT)可应用于不同成熟度的原油、生物降解原油和同源石油两期充注的混合油的油气运移示踪,是很好的油气运移评价工具.断陷盆地生成的油气成熟度差异大,相和沉积环境变化快,因此利用分子地球化学指标进行油气运移示踪时,需要综合考虑各种影响因素.     

鄂尔多斯盆地西峰油田原油含氮化合物分布特征与油气运移

为了给鄂尔多斯盆地西峰油田进一步勘探决策提供油气运移方面的依据，根据对该油田延长组原油的中性含氮化合物研究探讨油气运移问题。结果表明，原油的中性含氮化合物在平面和剖面方向均存在着明显的运移分馏效应．但是长。油层组原油中咔唑类化合物的绝对丰度和异构体参数值变化较小，说明该油层组油气经历了短距离运移。根据含氮化合物的运移分馏特征认为，平面上长s油层组油气主要从北东方向注入并向南西运移，部分原油从南部西33井地区注入并向北部运移；纵向上长s油层组油气由上向下运移，研究区西部长8、长3和延8油层组油气则自下而上从长。油层组向延s油层组方向运移。这种油气运移方向与研究区流体压力的指向一致。依据油气运移途径推断，该区油气主要来自长7段油源层。图5表2参10     

应用含氮化合物探讨油气运移和注入方向

利用原油中含氮化合物组成和绝对浓度的变化,结合烃类生物标志物指标研究,该文探讨了我国渤海海域曹妃甸及临近地区的油气运移特征和注入方向.结果表明,原油中含氮化合物的分布和组成特征较好地指示了该区的油气运移效应.随着运移作用的加强,含氮化合物绝对浓度下降,"屏蔽"型与"暴露"型或"半屏蔽"型化合物的比值增加.沙垒田凸起油气运移方向是自东向西,注入点在凸起东侧.沙东南构造带油气存在2个运移和注入方向,即北东方向和西南方向.石臼坨凸起及倾没端油气是从西北方向运移和注入的.这与烃类生物标志物成熟度参数变化所揭示的油气运移和注入方向相一致,也与该区油气分布和勘探实践相吻合.      

陈发景教授重要论著介绍

《压实与油气运移》采用地质构造分析、地球物理测井和有机地球化学及其模拟试验等方法和手段，总结出我国东部断陷湖盆的压实和油气运移特征。主要内容包括：1）泥岩压实作用及地层孔隙流体压力特征；2）压实作用和油气生成及运移的关系；3）油气运移的地球化学指标；4）压实与流体运移的模拟试验；5）断陷盆地油气运移特征与油气初次运移量计算。     

中国南方海相层系天然气烃源新认识及其示踪体系

通过对南方海相层系多种烃源（烃源岩、固体沥青、沥青砂岩、原油/油苗）、天然气相关模拟实验及地球化学分析,发现海相层系存在多种烃源共存且相互转化、连续或叠置生烃特征,尤其南方海相烃源岩普遍存在生气母质的物质状态转换和生烃过程与贡献的接替,呈现出“多源复合、多阶连续”的天然气形成演化特点。根据母质继承效应、同位素分馏效应及累积效应,构建了以稳定同位素组成为基础,以组分、生物标志化合物、轻烃、非烃气体和稀有气体同位素、微量元素为重要手段的不同形式烃源转化成烃过程的示踪指标体系,可以示踪不同形式烃源转化成烃过程。进一步完善了天然气形成、成藏的三元示踪体系,提出了气源岩时代模型公式以及气-源对比、成因判识指标及其示踪,初步建立混源气识别及混源比例定量判识模型。     

油气微渗漏组分的赋存形态及其油气指示性

按赋存介质类型和与介质作用方式，油气微渗漏组分可以划分为挥发态、水溶态、吸附态、吸收态、包裹态和化合态。目前已根据不同赋存形态确立了十多种油气地球化学勘探方法。提出评价地球化学勘探方法检测油气有效性的油气指示性指标（SI）。用该指标评价鄂尔多斯盆地不同地区中所应用的5种地球化学方法，依SI值由大到小的排序为微量元素电化学提取，酸解烃，热释汞，金属总量分析和蚀变碳酸盐(二者SI值相同)。有效性评价结果表明，微量元素吸收态的电化学提取方法具有很好的油气指示性和对油气藏边界的分辨能力，微量元素的谱图分析可作为油气微渗漏异常属性评价的一种新手段。图2表1参10（文百红摘）     

介绍两种特殊烃组分油层

该文对极高C1、微量重烃与极低C1、高重烃两种极端烃组分油层的录井显示特征进行了分析,并对它们的油藏模式进行了描述,总结气测录井中出极高C1、微量重烃是由生物降解造成的,极低C1、高重烃是由油气在纵、横向上的长距离运移造成的。在气测资料评价油气层遇到困难的情况下,结合分析化验资料综合解释收到了较好效果。     

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莺—琼盆地是世界上的一个独特沉积盆地，普遍发育高温高压，具有强烈而频繁的热流体活动。研究表明，沉积盆地内的热流体活动过程，实质上是一个在压力系统这一主要驱动机制作用下的流体聚散动平衡过程。为了清楚地认识莺—琼盆地中的这一过程，更好地服务于油气的勘探和开发，本阐述了热流体活动在地震响应、地化指标、流体包裹体等示踪标志上的表现，进而追踪莺—琼盆地中的热流体活动，并指出作为油气载体的热流体的各种示踪标志，在油气运聚动平衡过程中指示了油气运聚发生的路径和方向。综合应用各种热流体活动示踪标志，有助于进行油气运聚成藏的过程分析。     

塔中地区奥陶系油气充注特征及运移方向

油气充注特征及运移方向对于确认塔中地区奥陶系有利富集区至关重要。通过现有油气勘探成果、断裂体系特征等资料,利用常规测井、地震及地球化学等多种方法,对研究区目的层油气充注特征及运移方向开展深入研究。结果表明,塔中地区多期充注的原油与天然气均通过11个油气充注点注入奥陶系储层,进而沿NW-SE向发生局部运移,11个油气充注点均位于NW向逆冲断裂与NE向走滑断裂纵切形成的断裂交汇部位。油气点状充注特征及NW-SE向局部运移控制了原油与天然气相关参数的分布：靠近油气充注点,油气性质出现异常分布,自NW-SE向异常逐渐减弱,表现为随着距油气充注点距离的增大,油气充注强度变小,原油密度逐渐增大,原油Ts/（Ts+Tm）指数、金刚烷指数（MDI）、TMNr指数、TeMNr指数逐渐减小,天然气干燥系数、气油比、油气产能逐渐减小,天然气甲烷碳同位素逐渐变轻。塔中地区奥陶系油气充注特征及运移方向研究表明,研究区目的层下一步油气勘探应更多聚焦于北部斜坡带西部,尤其是断裂交汇部位的上倾构造部位。     

油气二次运移动力学分析及实验研究

碎屑岩储层的孔、渗特性对于油气二次运移、聚集和成藏具有重要的影响,不同层位的碎屑岩储层具有不同的孔隙结构和成藏阻力,不同构造部位的油气成藏具有不同的成藏动力,成藏动力与储层自身的孔、渗特性共同决定了油气运移、聚集、成藏的过程。文中针对油气二次运移和聚集的动力和阻力进行了理论分析和计算,重点对浮力为动力的油气运移开展了系统的物理模拟实验,通过大量的对比实验,分析了油气二次运移的不同控制因素,为圈闭的成藏分析和评价提供了实验参考。     

石油和天然气运聚效率的主控因素及定量评价

烃源岩生砀的石油和天然气大部分在运成藏过程中损失了，因此石油和天然气运聚效率主要取决于油气运聚过程中的损耗量的大小。损耗量包括烃源残留烃量、储集滞留烃量、运移流散烃量和构造破坏烃量。天然气的运聚效率远小于石油，是由于天然气在溶解性、扩散性、吸附性等物理性质方面与石油有差异。通过对塔里木盆地寒武系一下奥陶统及中、上奥陶统烃源岩的模拟计算，认为影响石油运聚效率的主要因素是构造破坏作用和储集层滞留作用，而影响天然气运聚效率的主控因素是运移过程中的扩散、溶解及构造破坏作用。构造作用同时控制塔里木盆地石油和天然气的运聚效率，对正确评价油气资源量有重大意义。     

油气成藏动力学及油气运移模型

油气成藏动力学是指在某一特定的地质单元内,在相应的烃源体和流体输导体系格架下,通过对温度、压力(势)、应力等各种物理、化学场的综合定量研究,在古构造发育的背景上历史地再现油气生,排、运、聚直至成藏全过程的多学科综合研究体系。它的研究对象可以是单一的含油气系统,也可以是多个相关含油气系统的组合,甚至可以是与某一油气藏形成有关的某些地质单元。三维烃源体与油气输导体系的建立是油气成藏动力学研究的基础。温度、压力(势)、应力等物理、化学场是流体运移的动力。在不同物理、化学场和不同流体输导条件下,烃类运移运动学模型的建立是研究的核心。有了各种边界条件下烃类运移运动学模型,就可以在三维流体输导体系构造发育历史模拟的基础上实现烃类生、排、运、聚历史的模拟,从而揭示各种成藏规律,将石油地质研究提高到追踪油气运移路径、估算运聚量的新高度,为油气勘探提供全新的概念和有效的研究方法及工作手段。文内提出了宏观油气运移的概念模型,并由此导出了重要的油气运移概念。     

塔里木盆地轮南低凸起奥陶系原油运移示踪研究

原油在二次运移过程中,其成分往往沿充注路径发生梯度性变化。储层中原油成熟度的最高点对应油气的充注点,油气自成熟度高的部位向成熟度低的部位运聚。通过对轮南低凸起奥陶系原油饱和烃成熟度指标Ts/（Ts＋Tm）、Tric/（Tric＋17αβ-H）的系统分析,认为该区存在2个油气充注方向。奥陶系油气藏中原油Ts/（Ts＋Tm）、Tric/（Tric＋17αβ-H）的极值点位于东南部的LG35及LG353井区,且绝大部分样品的成熟度自东南向西北出现依次递减的趋势,表明轮南地区奥陶系原油的主力充注方向来自于东南。在研究中,将油气主充注期（海西晚期）奥陶系潜山顶面的古地貌形态与运移示踪指标的平面分布特征相结合,认为桑塔木断垒带控制了油气自烃源灶向轮南潜山低势区的运聚,主干路径为LG353—LN631—LN48—LG11—LN39—LN44C—LG4—LG7（LN1）;另一方面,LG7及LN1井区运移示踪的结果表明其油气主要来自于西南部的塔河油田,油气充注路径为LN11—LN11（H1）—LG701。