塔里木盆地海相原油热裂解的阶段性特征及其意义

塔里木盆地台盆区深层油气勘探不断取得突破,原油热稳定性及其裂解特征已成为制约塔里木盆地深层下一步油气勘探与评价的瓶颈之一。本研究选择塔河地区未遭受明显次生改造原油,采用黄金管封闭体系热压模拟实验,在恒压、程序升温条件下,系统分析不同热演化阶段原油热裂解产物与残余物的分子组成。结果表明,随着热演化程度的增加,伴随着原油热裂解程度增加引起的化合物裂解、环化、芳构化作用,气体和液态烃产率呈现显著的阶段性变化,并显示不同的分子地球化学特征,据此分为3个阶段:(1)初始裂解期(Easy R_o<1.2%),与原始油样比较,残留产物全烃色谱特征未发生显著变化;(2)主裂解期(1.2%o<3.8%),又以Easy R_o=2.0%为界分为快速裂解阶段和缓慢裂解阶段,残留产物中正构烷烃含量逐渐降低,同时伴随低环数芳烃化合物含量的逐渐增加,而稠环芳烃含量的逐渐增加则与低环数芳烃含量逐渐减少相对应;(3)裂解末期(3.8%o<4.5%),以高含量稠环芳烃的富集为标志...     

塔里木盆地台盆区原油甾、萜烷浓度与热稳定性

对塔里木盆地台盆区未遭受生物降解的138个原油样品进行甾、萜烷定量分析,展示原油甾、萜烷浓度随成熟度变化特征。C23三环萜烷/(C23三环萜烷+C₃₀藿烷)值与甾、萜烷浓度图版显示各类甾、萜烷具有不同的热稳定性。依据热稳定性的差异将甾、萜烷分为3类:第1类包括Tm、C₂₉藿烷和C₃₀藿烷等五环三萜烷,随成熟度增高,这类化合物浓度降低较快,具有相对较低的热稳定性;第2类既包括Ts、C₂₉Ts和C₃₀重排藿烷等五环三萜烷,也包括C27和C₂₉规则甾烷各异构体,随成熟度增高,这类化合物浓度降低较慢,具有中等热稳定性;第3类包括C27重排甾烷、C21甾烷和C23三环萜烷,随成熟度增高,这类化合物浓度先增高、后降低,降低速率低于前2类化合物,表明其热稳定性相对较高。在常用的甾、萜烷成熟度指标中,Ts/(Ts+Tm)、C₂₉Ts/(C₂₉Ts+C₂₉藿烷)和C₃₀重排藿烷/(C     

热力作用对烃源岩中重排藿烷类化合物形成的作用

通过对87个采自鄂尔多斯盆地煤系烃源岩和松辽盆地湖相烃源岩样品进行的地球化学分析结果显示,热力作用对烃源岩重排藿烷组成特征的影响强烈。随成熟度的变化,来自两套沉积体系的烃源岩中重排藿烷相对丰度的分布相似,随成熟度增大17α（H）-重排藿烷和18α（H）-新藿烷相对丰度均先增大后减小,并在R_o:0.80%~0.90%（生油窗）时达峰值。不同沉积环境的烃源岩中重排藿烷的成熟度与绝对浓度的变化规律一致。在R_o:0.50%~0.70%（未熟-低熟）阶段,重排藿烷绝对浓度较大;在R_o:0.70%~0.80%（成熟）阶段,重排藿烷的绝对浓度显著降低。不同沉积环境中重排藿烷的参数随成熟度的变化规律揭示:在重排藿烷的形成过程中,热力作用的影响要强于沉积环境和生物来源。     

塔里木盆地一类新海相原油的地球化学特征

对塔中52等井奥陶系储层产出的原油进行的分析结果表明,它们的三环萜烷系列较为特殊,主要表现为其相对丰度呈C19>C20>C21>C23>C24>C25>C26阶梯状的模式,C24四环萜烷异常丰富,且其丰度远高于C26三环萜烷,这一分布模式一般出现在淡水沼泽相和浅湖相沉积地层与原油中。在三萜烷分布特征上,其伽马蜡烷含量很低,甾烷系列和藿烷系列的分布与组成特征与该地区来源于中上奥陶统烃源岩的海相原油十分接近,同时它们的全油均具有轻的碳同位素组成,其δ13Ｃ值都小于-30‰,具有海相成因原油的特征。而塔中12井上奥陶统良里塔格组4-5段烃源岩中生物标志物的分析结果进一步证实了该类原油与那些富含宏观藻残片,且有机质类型偏腐殖型的上奥陶统海相烃源岩关系密切,是该地区油气勘探中值得关注的对象。      

塔里木盆地深层海相原油中硫代金刚烷系列化合物的鉴定

硫代金刚烷被认为是硫酸盐热化学还原反应（TSR）的标志物,在塔里木盆地原油中检出了大量硫代金刚烷.使用银离子柱层析法分离塔里木盆地海相原油中有机含硫化合物（organic sulfur compound, OSC）,进一步采用气相色谱质谱联用（GC-MS）技术,在OSC组分中检测出了完整的低聚硫代金刚烷和部分高聚硫代金刚烷及金刚烷硫醇系列共76个化合物.其中,大部分油样中C0-C2硫代单金刚烷（易挥发硫代金刚烷）占据总硫代金刚烷含量的50%左右,中深1C和中深5井油样比较特殊,易挥发硫代金刚烷仅占据20%左右的相对丰度.同时,中深1C和中深5井油样中硫代单金刚烷：硫代双金刚烷：硫代三金刚烷含量比值大约为4∶4∶1,而其它样品中该比值为8∶1∶0.硫代金刚烷的丰度可定量反映TSR作用的强度,硫代单金刚烷的高比值与易挥发硫代金刚烷的高相对丰度指示油样发生过运移.这可有效应用于指示TSR作用强度以及TSR是否为原位反应,TSR作用的产物除了OSC组分还有大量H2S气体.而原油中该发现为预测硫化氢分布与判识硫化氢成因及深层油气勘探提供理论依据.     

塔里木盆地北部隆起原油混合作用半定量评价

塔里木盆地北部隆起油气类型非常复杂，多期充注和储层内的混合作用极为普遍，早期充注原油遭受过生物降解作用的强烈改造，油质非常重，烃类含量和组成发生很大变化，表现为正烷烃和类异戊二烯烃完全消失，甾烷和藿烷被严重破坏，形成大量25－降藿烷，三芳甾相对富集。后期充注的正常原油油质较轻，正烷烃和类异戊二烯烃完整分布，25－降藿烷和三芳甾含量极低。两期充注原油在储层内不同的混合程度造成原油物性和分子组成复杂多变，其变化受控于混合比。根据混合油中正烷烃和25－降藿烷的绝对含量以及三芳甾的相对含量，对油藏内两期充注油的贡献进行了半定量计算，结果表明塔河油田4号构造早期充注的残留油与新近充注的正常油含量相当，塔河3号构造除沙47原油中含20％左右的早期充注油外，基本属晚期充注的产物；哈得逊油田早期充注的残留油含量在5％－15％之间，表明该油田的形成期很晚；乡3井原油中早期充注的残留油约占1／4，羊屋2井主要是晚期充注的贡献。     

沉积有机质中甾烷、4-甲基甾烷植物花粉来源的直接证据

松粉热模拟饱和烃 ＧＣ－ＭＳ分析检出大量的甾族系列化合物,其中常规甾烷在２００～３５０℃的中低温阶段的 相对丰度较高,占总馏分的３％左右,表现出Ｃ_（２９）远大于Ｃ_（２８）、Ｃ_（２７）的高等植物输入特征。与常规甾烷相伴生,出现少量 但特征明显的以Ｃ_（３０）为主的４－甲基甾烷,它与ααα（２０Ｒ）Ｃ_（２９）甾烷的比值在０．１左右。研究表明,植物花粉是烃源岩、 原油中甾烷和４－甲基甾烷的输入物源之一,花粉中所含的自族和脂类化合物结构中的固醇可能是它们的来源或前 身物。在缺乏可靠的沟鞭藻化石和明显的细菌活动证据的沉积物中,特别是所含甾烷中Ｃ_（２９）占优势的情况下,产出的微量４－甲基甾烷可能与植物花粉的输入有关。     

塔里木盆地原油噻吩类化合物的组成特征及地球化学意义

对塔里木盆地典型原油噻吩类化合物含量和组成特征研究,发现不同类型原油苯并萘噻吩和二苯并噻吩系列化合物占芳烃化合物的百分含量相差明显,海相油含量最高,湖相油次之,而煤成油最低。本文提出了４－甲基二苯并噻吩／二苯并噻吩、（２＋３）－甲基二苯并噻吩／二苯并噻吩比值是区分海相油和湖相油新的有机地球化学参数。二苯并噻吩系列化合物最大烷化度表明海相油呈现出高烷化度,而陆相油则表现为低烷化度,即从海相泥灰岩原油、海相碳酸盐岩原油到湖相油和煤成油依次减少。这是因为富硫与贫硫干酪根在生烃过程中的环化作用或支链化作用程度差异所造成的。     

塔里木盆地中新生代海侵和海相地层研究的新进展

中新生代海侵是塔里木盆地地质发展史上的重要事件之一。通过对新近发现的古生物化石和海相地层资料研究，本文提出了早白垩世、晚白垩世、古近纪的海侵范围的新认识。同时，依据露头和钻井资料提出了中新世海水分布的新范围。这些新成果对厘定塔里木盆地中新生代地层时代，建立整个盆地中新生代地层格架和油气远景分析具有重要意义。     

川中侏罗系原油重排藿烷类化合物的组成及成因探讨

川中石龙场油田侏罗系湖相原油中重排藿烷类化合物异常丰富,经 GC/MS和 GC/MS/MS分析,检出 17α(H)-重排藿烷和 18α(H)-新藿烷及未知结构的早洗脱重排藿烷三个完整系列.17α(H)-重排藿烷相对含量最高,碳数分布范围为 C27、C29～ C35,分布模式与正常藿烷相似, C30化合物为主峰, C31以上化合物每个碳数有两个异构体.18α(H)-新藿烷系列含量明显低于重排藿烷,主要有 Ts和 C29Ts两个化合物,可能还存在 C30的同系物.早洗脱重排藿烷系列碳数为 C29～ C35, C31以上每个碳数有一对异构体,具有与正常藿烷和重排藿烷相似的分布特征.这些化合物的生物先质物可能是细菌藿类物质.其形成过程与氧化性且富含粘土的沉积环境性质有密切联系,高成熟度条件下有利于它们的相对富集.     

塔东地区构造热事件及其对原油裂解的影响

塔东地区目前共有7口探井钻遇油气勘探潜力较大的寒武系-下奥陶统碳酸盐岩地层。主要对这7口井古生界的有机质成熟度资料做了系统分析,发现其中2口井古生界有机质成熟度剖面呈直线型,属于正常的地热演化剖面;另外5口井古生界有机质成熟度存在非常明显的拐点;7口井古生界与中新生界的有机质成熟度之间不连续,即有明显的“断层”,表明塔东隆起区及斜坡区古生界地层的有机质成熟度增加并不是由于沉积埋藏造成的,而是由于深部的异常热事件造成的。从成熟度变化分析,异常热事件在垂向上主要影响下古生界地层,在平面上异常成熟度现象分布在走滑性深大断裂带附近,远离走滑性深大断裂带的井中有机质成熟度表现为正常的热演化剖面,说明在塔东地区异常热事件与深大断裂有关,称之为构造热事件。构造热事件成为塔东隆起或斜坡区在中新生代时古生界原油裂解的主要热动力。7口探井中多期沥青的存在,进一步说明该地区有过后期原油裂解,同一样品中沥青反射率存在明显的差异,反映沥青是在不同阶段形成的。其中1期沥青分布区域没有受到异常热事件影响,沥青只是早期正常埋藏成因;对2期沥青分析说明有1期后期异常热事件,与该区断裂主要活动时期（J3末）是一致的;对3期沥青分析说明存在2期后期异常热事件,与车尔臣断裂带的2期活动（S₃-D₂、J₃末）一致。     

塔里木盆地寒武系原油微量元素特征及意义

塔里木盆地是中国最大的内陆含油气盆地,有关盆地内主力烃源岩层位时代目前仍存在一定争议。油-油对比能够 发现原油间的亲缘关系,明确不同类型原油地球化学特征,是解决这一问题的有效手段。中深1井及中深1C井发现的中寒 武统阿瓦塔格组、下寒武统肖尔布拉克组原油可以作为重要的端元油类型参与油-油对比。本文通过对比两种寒武系原油 及盆地内多种轻质原油微量元素组成,发现根据多种过渡金属元素比值进行聚类分析可将盆地内轻质原油分为I类和II类, Cr/V,Ni/Mn,Ni/Mo比值是原油分类的良好指标。I类原油较II类原油具有较低的Cr/V比及较高的Ni/Mn与Ni/Mo比,表明 其烃源岩沉积环境相对还原。本次分类结果与前人有机地球化学研究相符,表明无机地球化学指标可作为原油分类的重要 参考,具有较大的应用潜力。     

塔北地区三叠系油藏原油中性含氮化合物和烷基苯酚的运移分馏作用

塔北地区三叠系油藏原油中性含氮化合物和烷基苯酚自南向北存在着运移分馏作用,表现为中性含氮化合物的绝对浓度由高变低,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相对贫瘠,1,8 DMCA/1,7 DM CA,1,8 DMCA/2,7 DMCA,1,8 DMCA/部分屏蔽化合物,1,8 DMCA/裸露化合物的比值由小变大,而 [a]/[c]的比值则由大变小,烷基苯酚化合物 2 MPH/3 MPH和 2,6 DMPH/2,3 DMPH的比值亦由小变大。此外同一构造带中原油自西向东,从下而上中性含氮化合物同样存在着运移分馏效应。研究还表明塔北地区三叠系原油横向上自南向北,从吉拉克地区向桑塔木断垒和轮南断垒带方向运移,而侧向上原油从下而上,自西至东进行了运移和调整     

北部湾盆地不同凹陷原油生物标志物分布与组成特征

通过对取自北部湾盆地不同凹陷典型原油样品中各类生物标志物的分布与组成特征的系统分析，发现盆地北部的涠西南凹陷和乌石凹陷所产原油具有姥植比低和奥利烷与各类重排构型生物标志物含量低，而C26+长链三环萜烷系列和C304 甲基甾烷含量高的特点，且其三环萜烷系列呈现以C23为主峰的正态分布，指示了该类原油的烃源岩沉积时水体较深，还原性相对较强，且原始生烃母质以藻类为主；而南部福山凹陷和迈陈凹陷所产的原油则具有姥植比高和奥利烷与各类重排构型生物标志物含量高的特征，而C26+长链三环萜烷系列和C304 甲基甾烷含量低，且其三环萜烷系列呈现C19—C26阶梯状依次降低，表明这类原油的烃源岩沉积时水体较浅，还原性相对较弱，且原始生烃母质中被子植物来源的陆源有机质贡献较大。由此表明北部湾盆地南北不同凹陷第三纪的沉积特征和有机质生源构成存在显著差异。     

鄂尔多斯盆地天环坳陷南段侏罗系原油油源分析

天环坳陷南段位于鄂尔多斯盆地西南部,跨西缘冲断带和天环坳陷两个构造单元,地质条件复杂。近年来针对该区侏罗系低幅度构造岩性油藏的勘探取得了重大突破,钻遇多口工业高产油流,但目前对侏罗系油气的来源问题仍存在不同的认识,制约了勘探的进一步深入。应用色谱/质谱和碳同位素等分析方法和手段,对侏罗系原油与三叠系延长组长4+5段、长6段和长7段3套烃源岩从生物标志化合物、碳同位素等方面进行对比研究,并结合侏罗系油气成藏特征,探讨了侏罗系原油的油源。结果表明:天环坳陷南段侏罗系原油和长6段、长7段烃源岩在母源性质、沉积环境、成熟度等方面具有相近似的特征,二者具有较好的亲缘关系;区域性不整合面、裂缝成为沟通侏罗系储层与长6段、长7段油源的运移通道;侏罗系原油主要来源于长6段和长7段烃源岩。     

原油裂解成气动力学参数及其应用研究

 采用黄金管限定体系,对塔里木盆地牙哈、哈得原油样品进行了热模拟实验,研究了原油样品热裂解生成气态烃的产率特征及其动力学参数。结果表明,牙哈、哈得原油样品裂解具有高的C_1-5产率(738.87 ml/g、598.98 ml/g)和C_2-5产率(256.85 ml/g、188.63 ml/g)。牙哈、哈得原油样品裂解成气动力学参数存在差异:牙哈原油样品裂解气甲烷、乙烷、丙烷生成的活化能范围分别为（66～83）×4.186 kJ/mol、（59～72）×4.186 kJ/mol、（59～65）×4.186 kJ/mol,频率因子各为2.07×1016s_-1、1.0×1014s-1、1.0×1014s-1;哈得原油样品裂解气甲烷、乙烷、丙烷生成的活化能范围分别为(63～84)×4.186 kJ/mol、(57～63)×
4.186 kJ/mol、(58～70)×4.186 kJ/mol,频率因子各为1.42×1016s-1、1.0×1014s-1、1.0×1014s-1。以塔东地区满东1气藏为例进行了动力学模拟应用研究,认为原油的大量裂解为满东1气藏提供了主要气源。     

塔里木盆地原油轻烃地球化学特征

通过塔里木盆地５４０个原油要品中轻烃,尤其是Ｃ７烃类异构烷烃、环烷烃和正构烷烃的研究,认识到２－ＭＨ与３－ＭＨ化合物之间的相关性要高于２－ＭＨ与２－ＭＰ化合物之间的相关性,而ＭＣＰ与ＭＣＨ的化合物之间的相关性最差。原油Ｋ１值分布在０．７８－１．５４之间,其中８０％原油样品的Ｋ１值为０．９０－１．２０。原油中（２－ＭＨ＋２,３－ＤＭＰ）与（３－ＭＨ＋２,４－ＤＭＰ）占总径（Ｃ４－Ｃ７）的百分比的变化     

塔里木盆地海相油藏具有高热稳定性的地球化学条件探讨

塔里木盆地在埋深超过8000 m、油藏经历200℃以上高温改造仍然发现液态烃类流体稳定存在,目前勘探工作正在面向深层-超深层拓展,塔里木盆地海相原油具有的高热稳定性来自其较好的保存条件。本文总结了近年来塔里木盆地海相油藏研究进展,结合宏观地质背景演化,主要从微观过程入手探讨塔里木盆地海相油藏热稳定性的地球化学特征。认为宏观上塔里木盆地目前的低地温梯度有利于油藏的稳定保存;而油藏储层中普遍缺乏氧化性矿物,石膏类等含硫矿物也贫乏,使得油藏储层中的烃-水-岩相互作用(包括热化学硫酸盐还原反应)发生的程度有限;同时,塔里木盆地海相油藏中地层水广泛发育、分布复杂,这对油藏中的液态烃类,特别是大分子烃类的热裂解具有抑制作用,从而有利于油藏的稳定保存。有必要进一步开展针对塔里木盆地海相原油热稳定性的微观地球化学特征探讨,特别是烃-水-岩相互作用中有利于原油烃类流体稳定保存的物理化学机理分析,研究成果将有助于深化塔里木盆地深层-超深层油气藏的勘探研究工作。