塔里木盆地中深地区寒武系盐下白云岩油气来源及差异聚集

基于塔里木盆地中深地区储集层样品、原油样品和天然气样品的地球化学特征分析,研究中深地区寒武系盐下白云岩油气来源及油、气差异聚集现象。通过质谱检测发现储集层及原油样品重排甾烷含量低、C_(28)甾烷含量高,伽马蜡烷含量高,原油中存在芳基类异戊二烯烃化合物;通过天然气组成分析发现N_2含量低,为0.24%~4.02%。由此判断油气来源于寒武系—下奥陶统烃源岩。中寒武统天然气δ~(13)C1值为-51.4‰~-44.7‰,干燥系数为0.65~0.78,为原油伴生气;下寒武统天然气δ~(13)C1值为-41.4‰~-40.6‰,干燥系数为0.99,为原油裂解气。塔里木盆地深层存在硫酸盐热化学还原反应生成的高含H_2S裂解气的充注,中寒武统储集层物性差、裂缝网络体系不发育,故充注程度低,天然气中H_2S含量低(0.003 8%~0.200 0%);下寒武统储集层物性好、裂缝网络体系发育,故充注程度高,天然气中H_2S含量也高(3.25%~8.20%)。综上,塔里木盆地中深地区寒武系盐下白云岩油气来源于寒武系—下奥陶统烃源岩,其差异聚集是储集层物性以及裂缝网络体系发育程度的综合影响所致。     

塔里木盆地台盆区古生界原油碳同位素组成及油源探讨

基于塔里木盆地台盆区寒武系—奥陶系烃源岩干酪根样品以及古生界原油样品的碳同位素组成特征,探讨台盆区古生界原油的成因和来源。台盆区寒武系至少发育下寒武统以及中—上寒武统2套碳同位素组成具有明显差异的烃源岩,其中,下寒武统烃源岩干酪根碳同位素组成明显偏轻,中—上寒武统烃源岩干酪根碳同位素组成相对偏重,而奥陶系烃源岩则介于两者之间。台盆区古生界原油的碳同位素组成分布范围较大,其d~(13)C值为-35.2‰~-28.1‰,其中d~(13)C值为-34.0‰左右相对富集轻碳同位素的原油应主要来源于下寒武统烃源岩,d~(13)C值为-29.0‰左右相对富集重碳同位素的原油应主要来源于中—上寒武统烃源岩,碳同位素组成居中的原油不能排除寒武系烃源岩的贡献。分析认为,寒武系烃源岩具有主力烃源岩的条件,台盆区深层油气勘探潜力巨大。     

塔里木台盆区寒武系烃源岩地球化学特征

对27件塔里木盆地台盆区寒武系烃源岩样品进行了有机碳测定、饱和烃色谱质谱、芳烃色谱质谱及馏分稳定碳同位素等分析以获取其生烃潜力与地球化学特征信息。结果显示烃源岩TOC值较高(0.5%~8.39%),属于较好—很好的烃源岩范畴。下寒武统烃源岩最好,其次为中寒武统。分子标志物分析表明烃源岩以菌藻类或低等水生生物来源为主。低姥植比、高硫芴含量表明沉积环境还原性较强。高伽马蜡烷含量指示了水体分层环境。三环萜烷发育完整,C_(21)三环萜烷/C_(23)三环萜烷大于1。甾烷相对含量高,C_(28)/(C_(27)+C_(28)+C_(29))规则甾烷≥25%。寒武系烃源岩C_(26)及C_(27)三芳甾烷发育,三芳甲藻甾烷含量丰富。烃源岩可溶有机组分稳定碳同位素组成整体偏重,一般重于-31‰。柯坪隆起下寒武统肖尔布拉克剖面泥岩各指标均不同于其余寒武系烃源岩样品,暗示了不同的生源构成。     

塔里木盆地巴楚隆起盐下白云岩中油气来源

勘探研究表明，塔里木盆地巴楚隆起不发育下寒武统主力烃源岩，但该区MB1井在下寒武统见较好油气显示。为了明确MB1井的油源、评价巴楚隆起的勘探潜力，对MB1井下寒武统吾松格尔组油气显示段岩心抽提物进行了地球化学分析，进一步开展了油—油、油—源对比等研究，揭示了油气物质的成因特征与来源。结果表明，抽提物具有典型的塔里木盆地海相原油的地球化学特征，即饱和烃色谱图为单峰前峰型，正构烷烃系列保存完整，谱图基线平整、未见明显的“鼓包”，Pr/Ph比值为0.89，三环萜烷系列的相对丰度高于藿烷系列，C₂₇-C₂₈-C₂₉ααα20R规则甾烷具有明显的“V”字型分布特征，原油碳同位素值为-30.8‰，三芴系列化合物表现为明显的硫芴优势，指示其来源于强还原沉积环境的腐泥型生烃母质，处于高成熟演化阶段。MB1井下寒武统油显示与玉北1条带奥陶系原油同源，均来自于下寒武统烃源岩，推测巴楚隆起MB1井下寒武统油气来自周边下寒武统烃源岩或古油藏，从而提升了该区寒武系的勘探潜力。      

冀中坳陷霸县凹陷古近系超深层油气成因分析

霸县凹陷古近系超深层(4 500m以深)原油及天然气有机地球化学分析发现,原油密度在0.77~0.83g/cm3之间,属于轻质油—挥发油,天然气中甲烷含量低于90%,表现出湿气特征。饱和烃色谱、色质及碳同位素特征分析油气来源为深层Es4烃源岩,但Es4原油明显含有奥利烷、甾烷C29C27,而天然气碳同位素组成较轻,δ13 C2-32‰为油型气特征,潜山原油不含奥利烷、甾烷C27C29,而天然气碳同位素组成明显偏重,δ13 C2-25‰,显示出典型的煤成气特征,反映出Es4原油和潜山天然气与偏腐殖型烃源岩较类似,而Es4天然气和潜山原油与偏腐泥型烃源岩较类似。油气源对比结果与近年来对霸县Es4烃源岩非均质性研究成果相对应。牛东1井超深潜山天然气C1/C2值为13,C1/C3值为37,干燥系数达到94.9%,3MD+4MD金刚烷含量在35.4~37.9μg/g之间,表明其来源为高成熟阶段高气油比流体直接充注形成,而非生油窗阶段原油裂解成因。在说明超深层油气来源及成因的同时,证明超深层仍有极大的勘探空间。     

彩南油田多源混合原油的油源(二)——原油地球化学特征、分类与典型原油油源

根据准东地区各油田原油的碳同位素、生物标志化合物组成特征等，可将该地区原油分为5类：第一类原油的全油碳同位素值一般小于-30‰，Pr／Ph值一般小于2．0，富含β胡萝卜烷、三环萜烷、伽马蜡烷以及C28、C29甾烷，而C27甾烷含量很低、几乎不含重排甾烷，来源于二叠系烃源岩；第二类原油的全油碳同位素组成与第一类原油类似，但特别富含Ts、C29Ts和重排甾烷，而伽马蜡烷含量低，与三叠系烃源岩的亲缘关系很好；第三类原油的全油碳同位素明显重于第一、第二类原油，δ^13C值一般大于-28‰，且Pr／Ph值一般大干3．0，富含五环萜烷和C29甾烷，而三环萜烷、伽马蜡烷、C27和C28甾烷含量低，三环萜烷中以低碳数的C19、C20三环萜烷为主，来源于侏罗系烃源岩；第四类原油地球化学特征介于上述3类原油之间，与4套已知烃源岩均没有明确的油源关系；第五类原油碳同位素特别重，δ^13C值一般大于-25‰，与其它原油差异很大，来源于石炭系烃源岩。图4表1参28     

准噶尔盆地玛纳斯地区油气成因分析

运用气相色谱、色谱-质谱和碳同位素等分析技术对准噶尔盆地玛纳斯地区的油气地球化学特征进行了分析,研究结果表明：该区原油分为两类,第一类为凝析油,第二类为正常原油,两类原油的姥植比、甾烷和萜烷特征相似,第一类原油的碳同位素值比第二类原油的碳同位素重2‰左右。经油气源对比分析认为,玛纳斯地区凝析油和正常原油均来源于白垩系烃源岩,天然气来源于侏罗系煤系烃源岩。     

渤海海域南堡35-2油田油源研究

在分析和归纳2个凹陷3套可能烃源岩的有机地球化学特征并对原油样品进行分析测试的基础上,主要运用饱和烃色谱、生物标志物、稳定碳同位素、含氮化合物、原油黏度等指标,首次对渤海海域南堡35-2油田的原油来源进行了系统的研究。研究表明:研究区原油均遭受了严重的生物降解,其中北区原油二次充注特征明显;原油的全油碳同位素组成较为集中,δ13 C在-26.3‰~-26.9‰;原油中伽马蜡烷、4-甲基甾烷含量较高,三环萜烷、四环萜烷含量较低;原油的生物标志物特征基本一致,供烃源岩为同一有机相;原油充注方向为由南向北。结合烃源岩成熟特征综合认为,渤中凹陷沙河街组三段烃源岩是为区内提供油源的主要烃源岩,其次为沙河街组一段。     

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盐城凹陷发现了中等规模的天然气藏，与天然气伴生还有少量凝析油，目前对天然气成因还有争议。天然气甲烷含量高、重烃含量低、干燥系数高。天然气碳同位素呈正碳分布，δ^13C1介于－37．7‰～-38.1‰。结合地质背景，认为天然气为混源气，主体为油型裂解气，海相古生界烃源岩可能是其主力气源岩。凝析油碳同位素为－28．8‰～-30.5‰，全油色谱中含有一定的长链正构烷烃，Pr/Ph为1．56，三环萜烷含量高，C29Ts、C30重排藿烷含量高，重排甾烷含量高，C29甾烷＞C27甾烷＞C28甾烷。石蜡指数、庚烷值表明凝析油为高成熟凝析油，C29甾烷20S／（20S＋20R）值表明其为成熟原油，凝析油为不同成熟度油气混合物，主体来源于泰州组烃源岩。凝析油的形成与蒸发分馏作用密不可分。烃类主要充注时间为6Ma-15Ma。天然气成藏为“古生新储”模式。     

姬塬地区延长组原油地球化学特征及油源分析

利用族组成、碳同位素、饱和烃气相色谱-质谱等方法,系统地分析了姬塬地区延长组原油与烃源岩的地球化学特征,并进行油源对比及成因分析。研究表明,原油的δ13CPDB值介于-32.79‰～-30.69‰,碳同位素组成偏轻,与盆地中生界各产层湖相油型油一致。甾烷中含一定的孕甾烷、升孕甾烷和重排甾烷,αβ和βα构型甾烷丰富,原生甾烷的"V"字型分布反映了湖相油型油的特征,原油多呈五环萜烷含量高,17α(H)-C30重排藿烷(C30*)相对丰度存在显著差异,伽马蜡烷含量低的特征。油油,油源对比显示,姬塬地区延长组的原油形成于弱还原和淡水,微咸水环境,主要来自于长7油层组烃源岩。     

塔里木盆地寒武系源岩地化特征及与典型海相原油对比

对27件塔里木盆地台盆区寒武系烃源岩样品进行地球化学分析及油源对比表明,寒武系烃源岩具有低姥植比、C₂₁三环萜烷/C₂₃三环萜烷比值大于1、升藿烷含量低甚至不含、伽马蜡烷含量高、C₂₈规则甾烷相对含量高、C₂₇三芳甾烷相对含量高、三芳甲藻甾烷含量高及同位素偏重等特征。寒武系烃源岩与典型寒武系、奥陶系原油油岩对比分析表明,寒武系烃源岩与T904和TD2等典型寒武系原油具有良好的亲缘性,而与台盆区大量发现的奥陶系油藏原油并无相关性,从而否定了寒武系烃源岩作为台盆区海相原油主力烃源岩的可能性。此外,塔西北地区柯坪隆起肖尔布拉克、东二沟及苏盖特布拉克等剖面烃源岩样品在生源构成上与台盆区其余寒武系烃源岩有一定差异,其母源有机质可能与奥陶系原油母源有机质具有部分相同的菌藻类构成。     

塔里木盆地海相油气成藏研究进展

近年来塔里木盆地超深层海相油气勘探取得了丰硕成果,顺北奥陶系、塔中寒武系、塔河深层等油气新发现,为塔里木盆地海相油气成藏研究提供了丰富的基础资料。塔里木盆地海相油气主要分布于台盆区,油气藏类型多样,原油物性变化大,显示出成藏的复杂性。通过对大量的实际样品分析和模拟实验及大量的地质、地球化学综合分析,结合构造演化、层序地层学、沉积相与沉积环境等研究成果,在烃源岩分布及其演化、油气地球化学特征、海相油气藏分布特征等方面取得了显著进展。一是明确了塔里木台盆区海相油气主要来源于强还原环境下形成的下寒武统-中下奥陶统烃源岩,特别是台盆区下寒武统玉尔吐斯组,并明确了超深层海相油藏后生改造主要有TSR、热裂解2种类型,提出了相应的判识指标;二是在建立玉尔吐斯组缓坡型优质烃源岩沉积发育模式的基础上,通过井震标定、正演模拟和区域测线地震相解释、三维区属性分析与地震反演,预测了玉尔吐斯组烃源岩的展布,并明确其演化特征:燕山期以来长期低地温背景下的"高压生烃演化抑制模式"延缓了顺托果勒低隆寒武系烃源岩热演化,顺托果勒地区仍具晚期高成熟液态烃形成条件;三是通过台盆区油气成藏特征对比,明确了奥陶系油气分布特征,进一步明确在台盆区寻找以下寒武统玉尔吐斯组原地烃源岩与燕山期以来晚期活动走滑断裂相匹配的、以晚期供烃为主的轻质油藏-天然气藏,是塔里木台盆区超深层碳酸盐岩领域油气勘探的重要方向。      

塔里木盆地塔深1井寒武系油气地球化学特征

塔深1井是中国及亚洲陆上最深的探井。在埋深8400m左右、温度160℃、压力80MPa环境下的上寒武统白云岩溶洞储集体中发现了褐黄色的液态烃。研究表明,井深6800~7358m的下奥陶统—上寒武统气样的烃类气体含量为97%,干燥系数为0.97,甲烷碳同位素平均值为-37.9‰,对应的气源岩R_o为1.65%~1.91%,属于典型高演化油型干气,天然气轻烃指纹分析表明与塔河天然气具有相似的母质来源;塔深1井(8406.4~8407.37m)液态烃的正构烷烃齐全,OEP为1.029,C₂₁-/C₂₁+为0.49~1.46,Pr/Ph为0.762~0.991,具有植烷优势,反映了还原—强还原环境的海相腐泥型烃源岩;从表征原油成熟度变化的Pr/nC₁₇,Pr/nC₁₈及芳烃甲基菲指数等分析,与塔河油田奥陶系原油有较大区别,与来自中下寒武统烃源岩的塔东2井、T904井原油相似,其族组分碳同位素δ13C分布于-29.13‰~-25.84‰,具C₂₇>C₂₈<29甾烷特征,初步认为其来自于中下寒武统烃源岩,而高地层压力可能是其保存的重要原因。      

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。     

塔里木盆地下古生界生物标志物分布与沉积环境的关系

塔里木盆地下古生界生物标志物分布与沉积环境有关,反映了藻类和微生物输入的特征。寒武系和奥陶系生物标志物分布具有异同点。塔里木盆地奥陶系与全球奥陶系生物标志物分布的差异反映了不同的生物输入。     

塔河油田奥陶系原油C_(26)降胆甾烷分布特征及地质意义

塔河油田奥陶系原油中都检测出丰富的C26降胆甾烷系列。大多数原油24-降胆甾烷含量相对27-降胆甾烷低,而九区T904和塔东地区TD2井原油24-降胆甾烷含量相对较高。以LN46、BD2等井为代表的上奥陶统灰岩、泥灰岩具有类似于塔河油田奥陶系原油的C26降胆甾烷分布特征,而以TD2井、和4井及柯坪露头为代表的寒武系黑色泥岩和灰色灰岩具有类似于T904和TD2井原油的C26降胆甾烷分布特征。该文提出判识寒武系烃源层油气来源的C26降胆甾烷地球化学判识标准为:NCR[24/(24+27)-降胆甾烷]0.50,NDR[24/(24+27)-降重排胆甾烷]0.35;上奥陶统烃源层油气来源的C26降胆甾烷判识标准为:NCR0.40,NDR0.35。结果表明C26降胆甾烷不仅是塔河油田奥陶系油藏进行原油族群划分的特征分子标志物,也为研究硅藻、沟鞭藻等藻类的起源和演化以及塔里木盆地古板块构造运动提供了有力的分子地球化学证据。     

塔里木盆地塔中地区上奥陶统油气相态及其控制因素

在塔中地区上奥陶统已发现7个油气藏,油气相态分布复杂。结合油气藏形成与分布的地质和地球化学条件,综合分析了塔中地区油气相态的分布特征和主控因素。结果表明：塔中地区上奥陶统油气藏由西向东,从未饱和凝析气藏过渡为饱和凝析气藏|由北向南,从凝析气藏过渡为未饱和油藏。原油规则甾烷既有呈C₂₇≤C₂₈29的“反L型"的中—下寒武统烃源岩特征,又有呈C₂₇>C₂₈29“V”字型中—上奥陶统烃源岩特征,表明主要来自中—下寒武统和中—上奥陶统烃源岩的混源。天然气干燥系数和甲烷碳同位素表明目前正处于高成熟—过成熟阶段,与中—上奥陶统烃源岩处于成熟阶段不匹配,表明主要来自中—下寒武统。由于天然气甲烷碳同位素值普遍偏低,Ln(C₁/C₂)与Ln(C₂/C₃)两者大都呈正相关关系,天然气可能是以原油裂解气为主。油气相态分布主要受控于温度、压力、多期成藏和多期改造。早期温压较低.又经历了2次构造抬升,使得早期的油气藏遭到破坏,临界温度和压力发生改变,形成未饱和油藏。晚期地层埋深持续增大,形成高温高压,同时原油裂解成气对早期油藏气侵,形成未饱和凝析气藏。中—下寒武统优质储盖组合可能是塔中地区未来寻找天然气的重要领域。     

塔里木盆地顺北油气田不同层系原油地球化学特征对比及成因分析

塔里木盆地顺北油气田在奥陶系、志留系和白垩系多个层系都可见挥发油-轻质油或油砂。通过地球化学特征对比发现,不同层系的原油（油砂）存在较大差异。根据其成因总体上可以划分为2类:（1）奥陶系和志留系:姥植比较低（Pr/Ph<1）,原油族组分及正构烷烃单体烃类的碳同位素偏轻,三环萜烷C₂₁TT/C₂₃TT比值小于1.0,三芴含量中硫芴占绝对优势,均表现为海相腐泥型原油,但两者成熟度略有差异,志留系为成熟油,奥陶系为高熟油;（2）白垩系:姥植比较高（Pr/Ph>1.6）,原油碳同位素相对较重,C₂₁TT/C₂₃TT比值大于1.0,C₂₄四环萜烷及C₃₀重排藿烷相对丰度高,表现为陆相原油特征。综合分析,志留系及奥陶系原油来自寒武系烃源岩,为同源不同期的油藏,而白垩系原油可能来自北部库车坳陷陆相烃源岩。      

塔里木盆地顺北地区白垩系原油成因类型与来源

塔里木盆地白垩系含油层系具有良好的勘探潜力,顺北地区在白垩系有较好的油气显示,测试获得少量原油。为研究顺北地区白垩系原油地球化学特征、成因类型、油气来源,系统开展了地球化学特征分析、油—油、油—源对比研究。顺北地区白垩系原油饱和烃色谱为单峰前峰型,正构烷烃系列保存完整,谱图基线平稳,未见明显的"鼓包",原油Pr/Ph分布在1.65~1.71,C21TT/C23TT>1,生标图谱中藿烷系列化合物占明显优势,∑三环萜烷/∑藿烷<1,检测到丰度较高的伽马蜡烷和三芳甾烷化合物,指示为保存条件良好的陆相成因类型原油;顺北白垩系原油与北部库车坳陷周缘的英买、大宛齐、大涝坝白垩系原油、库车河三叠系黄山街组泥质烃源岩具有较好的亲源性,指示油源来自库车坳陷三叠系黄山街组泥质烃源岩;白垩系原油热演化程度从大宛齐到英买再到顺北呈现出降低的趋势,推测顺北白垩系原油可能来源于库车坳陷三叠系烃源岩,生成的早期陆相油气沿白垩系优质砂体、T40不整合面、断裂由北向南远距离侧向运移。