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。     

塔里木盆地塔东2油藏形成历史——原油稳定性与裂解作用实例研究

塔里木盆地塔东2井寒武系储集层中的原油密度大、黏度高、非烃和沥青质含量高，发现了一些高浓度的特殊化合物(包括4-甲基甾烷、甲藻甾烷及其芳构化产物等)，它们与寒武系岩石抽提物中的生物标志化合物的分布非常一致，却又明显不同于中、上奥陶统烃源岩及轮南油区的稠油，指示该原油起源于寒武系。该油藏经历了次生蚀变过程，大量生液态烃在中、晚奥陶世，生油过程在约10Ma内快速完成，此后地层继续埋深，经历了200～210℃古地温，灰岩孔、洞、缝甚至泥岩中大量存在的干沥青、原油中高含量的稠合芳烃以及重碳同位素组成是高温过程对油藏影响的重要证据。泥盆纪以后塔东2油藏抬升至地下1730m深度，其储集层温度降至约70℃(盐水包裹体均一化温度主要为60～90℃)。新形成的断裂和构造裂缝沟通了寒武系早期裂缝系统中聚集的油气，导致油气向上扩散，遭受生物降解和蒸发分馏作用，而使原油进一步稠化，原油中高浓度25-降藿烷的存在以及原油的高含蜡是两种作用存在的主要证据。400Ma前形成的油藏在经历超过200℃的高温之后还能保存至今，表明原油具有高度的稳定性。图7参33     

川东石炭系原油裂解型气藏成藏史分析

应用碳酸盐岩储层次生方解石脉中的烃类流体包裹体研究方法,对四川盆地东部石炭系气藏的形成及充注史进行了恢复研究.流体包裹体鉴定表明,现今气藏储层中除气态烃+液态烃+盐水包裹体外,还存在大量多相态(气相、固相及三相)包体,流体包裹体捕获的温度从100～135℃至140～180℃至185～220℃逐渐增高,同时由低温包裹体低含量的甲烷逐渐演变成高温包裹体高含量的甲烷,现今气藏的形成演变是古油藏经历了油气的生成、聚集、破坏乃至受热裂解为气藏的过程.     

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。     

塔里木盆地满东1气藏天然气生成动力学研究

采用黄金管-高压釜限定体系生烃动力学装置,对塔里木盆地哈得原油样品进行了热解生气试验研究,推导了原油热解生成气态烃动力学参数。结果表明,哈得原油具有很高的产气率,以2℃/h升温速率为例,当热解温度达到600.6℃时,总气产率（C1-5）达到599ml/g。该原油生气动力学参数为：活化能分布范围59～70kcal/mol,主要分布在60～65kcal/mol,频率因子5.0×1014s-1。运用Kinetics专用软件的动力学模拟,结合区域地质背景,研究了塔里木盆地满东1气藏生气史,认为满东1气藏天然气具有原油裂解气特征,生气层位在寒武系顶部至奥陶系底部之间,原油大量裂解,为满东1气藏形成提供气源。     

塔里木盆地原油裂解气资源估算

在前人研究成果的基础上, 采用正、反演相结合的方法, 对台盆区原油裂解气资源与分布进行了研究。对台盆区原油裂解气资源反演估算。结果表明, 其约占台盆区天然气总资源量的40%~52%; 根据油气生成运聚理论及油气系统理论, 首次采用盆地模拟正演方法对台盆区原油裂解气资源进行了估算, 结果表明, 其约占台盆区天然气总资源量的49%.正反演综合结果表明, 塔里木盆地台盆区原油裂解气资源约占其天然气总资源量的40%~52%, 具有丰富的资源前景; 原油裂解气主要分布在塔东地区和麦盖提斜坡, 其次为塔北和塔中地区。     

原油裂解程度量化描述的模拟实验研究

原油裂解程度反映了原油在地质体中经历高演化阶段后向天然气转变的程度。原油裂解程度的量化描述,可为原油裂解气资源量的研究提供重要依据。本文在模拟实验研究的基础上,综合分析与讨论了原油在受热裂解过程中的化学组份的变化特征,包括化合物组成和化合物浓度的变化特征。这些变化特征是原油裂解程度量化描述的基础。通过上述研究,可建立模拟实验过程中原油裂解程度与这些量化描述参数之间的定量变化关系,结合塔里木盆地海相原油的实例研究,以期为塔里木盆地台盆区海相原油裂解程度的研究提供参考方法和标准。     

原油及源内残余沥青裂解成气差异及地质意义

为了研究不同类型原油和源内残余沥青在高演化阶段的甲烷产率,明确天然气成因类型,系统整理了不同类型原油及源岩的金管模拟实验结果,统计了甲烷产率随模拟温度的变化,发现原油性质对生气过程和生气量都有明显控制,重质油起始生气温度低于轻质油和正常油,在原油裂解成气初期,甲烷产率变化为重质油>正常原油>轻质油,重质油对天然气成藏贡献较大;在原油大量裂解过程中,轻质油的甲烷产率很快超过正常原油和重质油,最终成为天然气成藏的主力。重质油产气早是因为其富含非烃和沥青质,裂解活化能低,产气率低与H/C值（原子比）低有关,轻质油产气晚是因为其富含饱和烃,裂解活化能高,产气率高与H/C值（原子比）高有关。轻质油开始裂解对应成熟度约为Easy% R_O=1.5%。干酪根及源内分散沥青生气与原油裂解受相同的因素控制,H/C值高低控制了不同类型干酪根的生气量,在各成熟阶段上甲烷产率始终是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ型有机质。源内分散沥青在化学组成上接近重质油,但比重质油更容易裂解,除活化能低外,还受到黏土矿物催化的影响,其起始裂解成熟度大体为Easy% R_O=1.0%。这种差异对热演化程度极高的四川盆地天然气成因类型确定和潜力评价有非常重要的地质意义。     

塔里木盆地油气勘探前景

塔里木盆地是中国石油和天然气资源量都很丰富的沉积盆地。目前探明率尚很低,勘探前景很大。这个盆地具有复杂的多含油气系统,经历了七期构造演化阶段,具有很丰富的海相和陆相烃源岩。由于盆地内沙漠覆盖面积广,周边山区地形复杂,油气层埋藏深,勘探工艺技术要求高,勘探风险性较大。针对盆地的复杂情况提出了下步勘探部署和有利目标区选择的建议。     

塔里木盆地原油中氮化物的分离及鉴定

由于原油中氮化物含量低且组成复杂，在用仪器分析其特征之前需要进行浓缩和预分离。采用柱液相色谱对塔里木盆地原油样品中的含氮化合物进行了分离，首先用中性氧化铝将原油分成饱和烃，芳烃和富氮馏份；然后用硅酸将富氮馏份进一步分离，得到了中性吡咯氮，和碱性吡啶等馏分。     

塔里木盆地原油中性含氮化合物的运移分馏作用

塔里木盆地原油中性含氮化合物的绝对浓度和相对比值。揭示出原油中性含氮化合物垂向上从奥陶系油藏到T1油藏存在着明显的运移分馏效应。表现为绝对浓度由大变小．屏蔽型化合物相对富集而部分屏蔽型化合物和裸露型化合物含量相对贫瘠．苯并[a]咔唑／苯并[c]咔唑的比值则由高变低。LN14井油藏原油中性含氮化合物的分布特征．不仅反映了原油中性含氮化合物在单井中的运移分馏效应十分明显．而且当来源于寒武系-奥陶系海相烃源岩的原油中混合石炭系烃源岩生成的原油时。原油中性含氮化合物的分布模式将发生变化。     

英吉苏凹陷原油碳同位素地球化学特征及其地质意义

塔里木盆地英吉苏凹陷目前所揭示原油分子碳同位素分布呈现明显二阶段模式,显示该地区具两期成藏特征:一期为以龙口1井为代表的正常原油成藏,油源主要与下奥陶统沉积有关(以英东2井4171-4175m地层为对比源岩);另一期为以英南2井为代表的高演化凝析油气成藏,其轻烃组成可能属于干酪根高演化阶段产物,而非原油裂解成因。     

原油裂解气的地球化学特征、形成条件与资源评价——以塔里木盆地台盆区为例

根据模拟实验所揭示的原油裂解气和干酪根裂解气化学组成地球化学特征,结合塔里木盆地实际气藏天然气化学组成的剖析,证明塔里木盆地台盆区确实存在两种C_2/C_3与C_1/C_2、C_2/C_3与C_1/C_3、C_2/C_3与100×C_1/(C_1-C_5)分布关系不同的天然气,认为C_2/C_3与C_1/C_2、C_2/C_3与C_1/C_3、C_2/C_3与100×C_1/(C_1-C_5)关系图版可作为区分原油裂解气和干酪根裂解气的有效图版;原油裂解气藏所在地区的石油地质条件的分析表明,原油裂解气的分布大多与深大断裂或断距较大的断层有关,且古油藏埋深较大;利用正演法和反演估算法对原油裂解气资源量进行计算,得出C_2/C_3与C_1/C_2、C_2/C_3与C_1/C_3、C_2/C_3与100×C_1/(C_1-C_5)可以用来判定原油裂解气和干酪根裂解气在天然气中所占的比例,并以此确定了台盆区主要气藏天然气混合比例.     

塔里木盆地周缘凹陷带含油气特征及勘探前景

在塔里木盆地周缘发育有8个中、新生代的凹陷,即北部的阳霞、拜城、乌什凹陷,西南的喀什、叶城凹陷,东南的民丰和若羌凹陷,以及东部的英吉苏凹陷。在东部、北部、西南部的5个凹陷中已发现油气田。周缘凹陷带发育以侏罗系为主体的烃源岩、以碎屑岩为主体的多套储盖组合以及多种成因类型的构造圈闭。从已发现油气分布特点看,主要受生烃中心、深大断裂以及构造带等因素控制。以晚期成藏为主的周缘凹陷带具有巨大的勘探潜力,特别是勘探程度很低、尚未获得突破的乌什凹陷及塔东南凹陷带也是不容忽视的勘探领域。