混源油气定量研究思路与方法

混源研究是油气成藏机理研究的重要内容,是油气勘探方向不可回避的现实问题.以东营凹陷为例,提出多数盆地都具备油气混源的必要条件,混源现象普遍存在但具有明显的非均质性.以塔中地区为例,指出烃类指标、同位素、包裹体等地球化学测试手段是识别混源油的重要途径.密度驱动混合作用和分子扩散是油气混合的重要机制,受油源、混合时间与隔层等多种因素的控制,不同油气藏具有不同的油气混合尺度.混源定量方法主要包括:应用烃类指标或参数进行的二端元、三端元线性与非线性混源定量法、碳同位素混源定量法、模拟实验法、排烃量计算物质平衡法.建立适用于多源混合、包含多项指标、采用更优化的混合定量数学模型如与高分辨率气相色谱指纹相结合的ANN神经网络数学模拟的混源定量计算,将有效提高混源定量精度.     

冀中坳陷苏桥-文安地区混源油定量识别模式研究--典型原油混合实验及混源油识别模式

通过典型原油混合实验及其产物的地球化学剖析,揭示当煤成油和下第三系原油混合时,随着下第三系原油的增加,C₁₉三环萜烷,C₂₄四环萜烷,C₃₀重排藿烷,C₂₉甾烷和重排甾烷逐渐变小;而姥鲛烷和植烷,伽马蜡烷和C27甾烷含量则逐渐增加。利用饱和烃生物标志物和芳烃化合物绝对浓度的变化规律,建立了冀中坳陷苏桥-文安地区混源油定量识别模式图版。根据混源油识别的模式,判断苏49井的混源油是由10%的下第三系原油和90%的煤成油混合而成;相反文1021井混源油则是由90%的下第三系原油和10%的煤成油混合而成。     

东营凹陷南斜坡沙四段混源油地球化学与成藏特征

东营凹陷南斜坡是具有较大勘探潜力的地区。研究表明：沙四段原油具有典型的混源油特征,母源输入存在低等水生生物和高等植物的双重贡献,原油成熟演化存在低成熟-成熟的变化,沉积成烃环境主体以还原性为主但还原程度不同,个别样品表现出生物降解前后两期原油混合充注的特点。南斜坡东部原油来自牛庄洼陷,乐安、王家岗油田以沙四型原油为主,混有少量沙三型原油;南斜坡中部原油来自牛庄和利津洼陷,梁家楼油田以沙三型原油为主,混有少量沙四型原油,纯化油田则与之相反;南斜坡西部原油来自博兴洼陷,正理庄、高青油田以沙四型原油为主,混有少量沙三型原油,金家油田则以沙三型为主。洼陷中心沙四-沙三段生成的成熟油气和斜坡带沙四段生成的低熟油气通过断层和不整合面向斜坡高部位运移,以混源油的形式聚集成藏。     

塔河油田混源油地球化学及多元数理统计学对比研究

       混源油的定量判识是当前石油地质地球化学研究的热点与难点。以塔里木盆地塔河油田奥陶系中聚集的混源油为典型研究实例,通过地质地球化学与数理统计学相结合的方法,探索了定量研究混源油的方法,取得良好效果。原油地球化学研究结果表明,塔河油田原油普遍混源,并表现出多期充注特征,早期充注原油遭受了生物降解,因此目前原油中的轻烃、链状烃、规则甾烷等生物标志物主要反映的是后期充注原油的特征,不能很好地指示早期充注原油。据此,选择受生物降解影响相对较小的三环萜烷和藿烷定量数据,采用多元数理统计学交替最小二乘算法进行了原油成因研究,综合分析后认为现今混源油中可划分出4个端元,其中端元1和2可能主要代表了中上奥陶统烃源岩的贡献,而端元3和4则可能主要代表了寒武系烃源岩的贡献。塔河主体区以寒武系原油聚集为主,而外围地区则以中上奥陶统原油聚集为主,并且在整个塔河油田,总体上以寒武系原油的贡献比例相对最高。这一综合对比研究表明,多元数理统计学方法在混源油的比例计算、端元分析等方面具有重要作用,是对传统地球地球化方法研究的有效补充,值得推广应用,此外,研究认识还为区域油气勘探提供了新的参考信息。     

用生物标志物定量计算混合原油油源的数学模型

多烃源层叠合盆地混源油油源的定量计算是十分困难的问题.典型原油的人工混合配比实验显示,当两个生物标志物浓度不同的原油相混合时,各类生物标志物的比值参数随端元原油混入量呈非线性变化,以生物标志物比值参数和简单的二元线性关系方程定量计算混源油的混合比例将导致错误的结论.三个或者三个以上原油相混合时,各类生物标志物比值参数的变化更加复杂,各端元原油的贡献更加难以判识.但是,人工混合模拟实验表明混合油中生物标志物绝对含量与端元油的混入量呈线性关系,数学推导证明了这种线性关系,由此推导出相应的数学计算模型,其中:二元混合时比值参数与混入量呈双曲线关系,三元混合呈双曲面关系,四元及其以上的多元混合呈多维曲面,可以矩阵的方式定量计算各端元油的比例.依据这些数学模型,应用生物标志物的绝对含量和(或)生物标志物比值参数均可以定量计算出混源原油中各类原油的贡献比例.数学模型比通常的人工模拟实验方法更加经济、方便、精确和可靠.     

南堡凹陷混源油分布与主力烃源岩识别

南堡凹陷油气源尚不清晰.首次采用单体烃碳同位素、结合生物标志物对全凹陷范围的原油和烃源岩进行了精细地球化学研究.分析表明, 拾场次洼沙三段烃源岩(Ⅰ类)发育高丰度的4-甲基甾烷与硫芴系列、贫伽玛蜡烷, 单体烃碳同位素为"斜直线型", 相关原油分布于高柳深层; 南堡凹陷南部沙二+三段源岩(Ⅱ类)伽玛蜡烷较发育, 但4-甲基甾烷不太发育, 其他特征类似于Ⅰ类源岩, 相关原油发现于潜山; 南堡凹陷沙一段-东三段烃源岩(Ⅲ类)富含重排甾烷与孕甾烷系列, 单体烃碳同位素较轻且近"W"型, 相关原油主要分布于南堡4、5号构造带.发现南堡油田1、2号构造带、老爷庙、高柳中浅层原油具有界于Ⅱ、Ⅲ类源岩(及相关原油)间的同位素与生标特征, 系混源油, 定量预测出混源油中沙二+三段源岩的贡献最高达82%.本研究关于Es₂₊₃系南堡凹陷重要的油气源的认识不同于以往研究, 为该区进一步油气勘探提供了重要依据.      

珠江口盆地东部油气系统地球化学-Ⅰ:油组划分、油源对比及混源油确定

对珠江口盆地东部原油和烃源岩抽提物进行了详细的生物标志化合物检测,结果发现存在两类不同特征的原油,第一类原油含有丰富的C30 4-甲基甾烷,而C19三环萜烷、双杜松烷(主要是T构型)等代表陆生高等植物生源的分子化合物浓度低,与典型湖相沉积的文昌组烃源岩有良好的可比性;另一类原油具有高丰度的双杜松烷和C19三环萜烷以及较高的Pr/Ph值等,代表着偏氧化环境下以高等植物生源为主的恩平组湖沼相烃源岩的贡献,但这类原油中同时也不同程度地含有只是在文昌组岩石中才有的C30 4-甲基甾烷,因而认为这类油是两套烃源岩的混源产物,恩平组原油的混合比例最高可达80%以上 ,主要分布在惠州凹陷及其南边的西惠地凸起上.原油配比实验表明,即使在文昌组生成的原油中加入50%～80%的恩平组原油,混合油仍表现出文昌组生源的特征.因此,4-甲基甾烷的存在不能作为判识珠江口盆地东部油源主要是文昌组的唯一证据.文昌组烃源岩对珠一坳陷商业性油藏的贡献是普遍的,但恩平组烃源岩对惠州凹陷周边凸起上的油田/油藏的显著贡献不容忽视.正是由于恩平组生成的原油的再次注入,使得早期发生生物降解了的油藏再次充满,使油质变轻.     

准噶尔盆地玛东斜坡区百口泉组–下乌尔禾组混源油地球化学特征及定量判识

混源油的定量判识是当前石油地质地球化学研究的热点与难点。本次研究以准噶尔盆地玛东斜坡区百口泉组–下乌尔禾组的混源油为典型研究实例,通过有机地球化学与化学计量学相结合的方法,对研究区混源油进行了定量研究,取得良好效果。原油地球化学研究结果表明,研究区原油混源现象普遍存在。综合分析后认为,现今混源油中可划分出3个端元,其中端元A和B可能主要代表了二叠系风城组早期和晚期烃源岩的贡献,并以晚期充注原油为主,而端元C差异较大,可能为二叠系下乌尔禾组烃源岩生烃或风城组不同岩相、不同沉积环境的烃源岩生烃。研究区以风城组生烃聚集为主,虽然晚期生烃占比不高,但对油气运聚成藏却起到非常关键的作用。这一综合对比研究表明,化学计量学方法在混源油的比例计算、端元分析等方面具有重要作用,是对传统地球化学方法研究的有效补充,值得推广应用。此外,研究认识还为区域油气勘探提供了新的参考信息。     

煤成油地球化学研究现状与展望

重点评述与煤成油理论及勘探实践有密切关系、并在近几年取得重要进展的煤成烃演化模式、煤的生油能力及排油研究3方面的问题。指出：石油地质化学家已更深刻地认识到了煤成烃模式、阶段因地而异的复杂性;建立判别煤系源岩生油能力的标准是煤成油研究中最为重要的进展之一,其中以依据总生烃潜量（S1+S2）、氯仿沥青“A”和总烃含量与有机碳的相关关系建立的判别方案比较实用和有效;比较系统地评述了（与工业性煤成油气聚集有重要关系的）煤成烃排出问题的4种主要研究方法。进展、存在的问题和分歧。在此基础上,展望了对指导煤成油勘探有重要意义的煤系源岩的分布预测、倾油性的进一步判识及排出问题定量研究的发展趋势。     

混合原油的地球化学特征及成藏贡献率

含油气盆地中存在混合原油的现象非常普遍,按照形成条件可区分出4种不同的混合类型.地球化学研究表明不同有机相原油混合后体现各自母源的生物标志化合物组合特征;生物降解原油与正常原油混合后具有完整的饱和烃谱峰,同时还反映生物降解特点;不同成熟度的原油混合后既可检出热稳定性低的化合物,部分成熟度参数还可指示成熟特征;高成熟天然气与原油混合后,往往会使不同组分段的成熟度产生明显变化.特殊化合物绝对浓度定量法、生物标志化合物参数法、碳同位素法和拟合图版法是常见的定量成藏贡献率方法.针对混合原油地球化学识别和贡献率定量中的局限性,提出了利用指纹技术进行优化的思路.     

Origin of the Silurian Crude Oils and Reservoir Formation Characteristics in the Tazhong Uplift

<正>The Silurian stratum in the Tazhong uplift is an important horizon for exploration because it preserves some features of the hydrocarbons produced from multi-stage tectonic evolution.For this reason,the study of the origin of the Silurian oils and their formation characteristics constitutes a major part in revealing the mechanisms for the composite hydrocarbon accumulation zone in the Tazhong area.Geochemical investigations indicate that the physical properties of the Silurian oils in Tazhong vary with belts and blocks,i.e.,heavy oils are distributed in the TZ47-15 well-block in the North Slope while normal and light oils in the No.Ⅰfault belt and the TZ16 well-block,which means that the oil properties are controlled by structural patterns.Most biomarkers in the Silurian oils are similar to that of the Mid-Upper Ordovician source rocks,suggesting a good genetic relationship. However,the compound specific isotope of n-alkanes in the oils and the chemical components of the hydrocarbons in fluid inclusions indicate that these oils are mixed oils derived from both the Mid-Upper Ordovician and the Cambrian-Lower Ordovician source rocks.Most Silurian oils have a record of secondary alterations like earlier biodegradation,including the occurrence of UCM humps in the total ion current(TIC) chromatogram of saturated and aromatic hydrocarbons and 25-norhopane in saturated hydrocarbons of the crude oils,and regular changes in the abundances of light and heavy components from the structural low to the structural high.The fact that the Silurian oils are enriched in chain alkanes,e.g.,n-alkanes and 25-norhopane,suggests that they were mixed oils of the earlier degraded oils with the later normal oils.It is suggested that the Silurian oils experienced at least three episodes of petroleum charging according to the composition and distribution as well as the maturity of reservoir crude oils and the oils in fluid inclusions.The migration and accumulation models of these oils in the TZ47-15 well-blocks,the No.Ⅰfault belt and the TZ16 well-block are different from but related to each other.The investigation of the origin of the mixed oils and the hydrocarbon migration and accumulation mechanisms in different charging periods is of great significance to petroleum exploration in this area.     

鄂尔多斯盆地红河油田原油地球化学特征及油源分析

通过对鄂尔多斯盆地红河油田中生界原油系统地采样和地球化学分析,研究了原油的族组成和生物标志化合物特征,在此基础上分析了油源。研究结果表明,红河油田中生界各油层组原油的地球化学特征相似,反映了这些油层组原油来自相同的油源。油源母质为混合型,水生生物和陆源高等植物对烃类生成均有贡献,且以陆源高等植物贡献较大。原油形成于还原-弱还原条件下的淡水或微咸水湖泊沉积环境。原油的成熟度一致,均为成熟原油。原油主要来源于该区延长组长7底部的油页岩。     

塔里木盆地英买力地区原油地球化学特征与族群划分

塔里木盆地英买力地区油气成因复杂,采用多馏分、多组分化学成分分析及单体烃碳同位素分析途径,对该区海相、陆相油进行精细分析。结果表明,英买力油田主要有两大类油组,分别是南部YM2井区的海相油(I类)和北部YM7井区的陆相油(Ⅱ类),各自具有典型的海相油与陆相油的特征。进一步分析表明,两大油组内部仍有分异。将第二油组进一步分为两亚类,以中、古生界产层为主的正常黑油和重质油为一类(Ⅱa),以古近系为主的凝析油为另一类(Ⅱb)。两亚类原油正构烷烃单体烃同位素稍有差异,芳烃组成与分布具有显著差异。较之于Ⅱa原油,Ⅱb原油富含联苯系列与氧芴系列、不同类型芳烃系列中以低分子量同系物占绝对优势,其正构烷烃单体烃碳同位素更重,与相邻的羊塔克地区原油表现出一定的相似性,表明两者之间有一定的成因联系,前者可能为混源油,由位于库车坳陷中拜城凹陷提供两种陆相烃源岩。英买力地区陆相油并非以往确认的一种成因类型,可能至少由两套性质迥异的中生界烃源岩供烃。英买力地区第一类海相油(I类)尽管生物标志物特征相近,但分析原油的单体烃碳同位素具有显著差异,同样存在油气混源的可能。英买力地区海、陆相原油特征与成因的深入剖析,对于该区精细油源确认、油气成藏机制乃至油气资源评价具有重要意义。     

不同沉积环境湖相低熟原油的芳烃分布特征

研究表明,不同沉积环境湖相的低熟原油芳烃生物标志物分布具有较大的差异。淡水湖相低熟原油芳烃以萘和菲系列化合物为主要组份、膏岩盐湖相低熟原油芳烃以脱羟基维生素Ｅ和三芳甾烷为主要组份、盐岩湖相低熟原油芳烃则以三芳甾烷为主要组份、其它生物标志化合物组份的相对丰度均较低。本次研究的低熟原油芳烃中普遍检测出明显的苯并藿烷系列化合物、盐湖相低熟原油芳烃中还检测出藿烷酮化合物,表明该地区古环境中细菌、微生物发育     

A Mathematical Calculation Model Using Biomarkers to Quantitatively Determine the Relative Source Proportion of Mixed Oils

It is difficult to identify the source（s） of mixed oils from multiple source rocks, and in particular the relative contribution of each source rock. Artificial mixing experiments using typical crude oils and ratios of different biomarkers show that the relative contribution changes are non-linear when two oils with different concentrations of biomarkers mix with each other. This may result in an incorrect conclusion if ratios of biomarkers and a simple binary linear equation are used to calculate the contribution proportion of each end-member to the mixed oil. The changes of biomarker ratios with the mixing proportion of end-member oils in the trinal mixing model are more complex than in the binary mixing model. When four or more oils mix, the contribution proportion of each end-member oil to the mixed oil cannot be calculated using biomarker ratios and a simple formula. Artificial mixing experiments on typical oils reveal that the absolute concentrations of biomarkers in the mixed oil cause a linear change with mixing proportion of each end-member. Mathematical inferences verify such linear changes. Some of the mathematical calculation methods using the absolute concentrations or ratios of biomarkers to quantitatively determine the proportion of each end-member in the mixed oils are deduced from the results of artificial experiments and by theoretical inference. Ratio of two biomarker compounds changes as a hyperbola with the mixing proportion in the binary mixing model, as a hyperboloid in the trinal mixing model, and as a hypersurface when mixing more than three end- members. The mixing proportion of each end-member can be quantitatively determined with these mathematical models, using the absolute concentrations and the ratios of biomarkers. The mathematical calculation model is more economical, convenient, accurate and reliable than conventional artificial mixing methods.     

中国新生界咸水湖相烃源岩和原油生物标志物组合特征

我国广泛发育着新生界咸水湖盆,这些湖盆具有独特的沉积环境和生油气条件。咸水湖相烃源岩及其所形成烃类的地球化学特征,既不同于淡水湖相,又不同于海相烃源岩及原油的地球化学特征。介绍了我国咸水湖相中烃源岩及原油的生物标志物组合特性、形成条件及其地球化学意义。     

鄂尔多斯盆地西峰油田原油芳烃地球化学研究

通过对鄂尔多斯盆地西峰油田原油进行系统地采样和高分辨率的GC-MS分析,研究了原油的芳烃组成特征,进行了油源对比,探讨了原油成因.结果表明:所分析原油属于同-成因类型;烷基萘和含硫芳烃的分布特征与有机质类型和沉积环境密切相关;西峰油田原油形成于弱还原环境,为菌藻类和高等植物母质来源,特别是高等植物为原油的形成做出了重要贡献,成熟度较高.原油地球化学特征和上三叠统延长组长7油层组烃源岩相似,反映了原油主要来源于长7油层组.这些研究结果为盆地石油的进一步勘探提供了一定科学依据.     

塔北隆起雅克拉油气田原油成因特征

针对雅克拉油气田多个含油气层位的原油,进行了一系列的地球化学测试分析,对雅克拉油气田原油的地球化学特征、成因特征进行了解剖。研究结果表明,雅克拉油气田深浅不同层位原油轻烃组成与轻烃单体烃碳同位素、类异戊二烯烷烃组成以及原油与馏分碳同位素组成具有明显的海相原油特征;深浅层原油三环萜烷、C28甾烷、三芳甾烷和甲基三芳甾烷以及原油与馏分碳同位素组成皆具有典型上奥陶统来源油的特征,与寒武一下奥陶统来源油特征差异明显,暗示雅克拉油气田原油来源于上奥陶统烃源层。