塔里木盆地塔中4石炭系油藏成藏过程再认识

在塔里木盆地下古生界含油气系统中,塔中4石炭系油藏成藏过程具有代表性.对该油藏原油的分子以及碳同位素地球化学特征进行了系统解剖,结合区域地质演化特征和烃类成藏过程中储集层沥青、包裹体的记录,对其成藏过程重新进行了评价.研究揭示塔中地区存在两类烃源灶的分布,分别为中、上奥陶统烃源灶和中、下寒武统烃源灶,它们在不同地质历史时期的复合供烃造就了塔中4石炭系油藏;其中C_Ⅰ油组属于原生性一次充注成藏,油源单一,后期几乎没有遭受任何地球化学作用的改造;C_Ⅲ属于典型多源、多期充注、后期改造型油气藏,经历了较多的地球化学改造作用;C_Ⅱ油藏与C_Ⅲ油藏关系密切,部分油气为C_Ⅲ油藏调整、改造的产物.     

塔里木盆地塔中地区奥陶系碳酸盐岩礁滩复合体油气来源与运聚成藏研究

近年来对塔里木盆地海相层系油气的勘探进展很快，在塔中地区围绕塔中I号坡折带有重要发现，特别是发现了上奥陶统碳酸盐岩礁滩复合体大面积富含油气。认为该区上奥陶统碳酸盐岩礁滩复合体储层存在多期油气运移聚集，包括晚加里东期油气的聚集、晚海西期古油藏油气的调整转移和直接从烃源岩生成油气的补充以及喜山期古油藏裂解天然气对早期油藏的气侵；塔中地区原油和凝析油主要来源于寒武系一下奥陶统烃源岩，上奥陶统中聚集的油气是沿断裂垂向运移与沿多套储层横向运移面来；塔中奥陶系油气藏之所以表现出外带为凝析气藏、内带为油藏的分布特征，主要与来源于外带下伏的的寒武系一下奥陶统古油藏的裂解气有关，也与Ⅰ号坡折带北侧的良里塔格组斜坡相古油藏的裂解气有关，这些天然气沿Ⅰ号坡折带向上运移，补充到位于Ⅰ号坡折带附近的礁滩复合体油气藏中，并对原来的油藏产生气侵，气侵程度的不同，或者形成凝析气藏，或者仍然保持油藏。     

塔里木盆地塔中隆起凝析气藏类型与成因

塔里木盆地塔中隆起奥陶系碳酸盐岩特大型凝析气田的地质特征、流体性质及分布复杂,明晰其成因对于评价与开发该气田具有重要的意义。为了给塔里木盆地碳酸盐岩凝析气藏的勘探开发提供理论依据,基于塔中隆起凝析气田的动、静态生产资料,结合油气藏有机地球化学指标等实验数据,研究了该气田凝析气藏的特征与油气成藏演化历史,探讨了该气田凝析气藏的类型与成因。研究结果表明:(1)塔中凝析气田主要为古油藏遭受后期气侵与气洗形成的次生凝析气藏组成;(2)超深层下寒武统的干酪根裂解气与原油裂解气可能以凝析气相态供烃形成原生凝析气藏,主要分布在超深层寒武系—下奥陶统与缺少古油藏的东部潜山区;(3)塔中凝析气田形成于喜马拉雅期,并且与快速增长的地层压力密切相关,形成相态类型与成因多样的油气藏模式。结论认为,塔中凝析气田同时存在着原生与次生凝析气藏的成因类型,受控于地层压力系统、气侵强度与古油藏规模等3个要素,并由此导致了复杂的流体分布与油气产出,不同于常规凝析气藏,在油气藏评价与开发过程中需要加以区别对待。     

川东南涪陵地区凉高山组凝析油气藏特征及成因

川东南涪陵地区下侏罗统凉高山组凝析气藏流体性质复杂,多井测试气油比差异大。利用原油色谱质谱、天然气组分、碳同位素、流体包裹体等资料,明确了原油及天然气基本特征,以天然气组分经验计算法及PVT流体相态模拟实验综合确定了气藏性质及相态。在此基础上,探讨凝析气藏特征及成因。结果表明,凉高山组天然气藏主要为无油环凝析气藏,原油及天然气以Ⅱ₂型干酪根成熟阶段生成的原生型凝析油气为主,局部地区可能存在原油裂解气。烃源岩热演化程度及现今压力系统的差异是造成油气藏性质差异的主要原因,成藏时期的相对深埋区与现今相对高压区的叠合区,是下一步勘探的有利目标。     

柴达木盆地南八仙油气田油气相态特征

柴达木盆地南八仙油气田发育两套含油气层系：深层的E₃¹油气藏和浅层的N₂²-N₁油气藏。7个样品的油、气高压物性实验结果揭示了凝析油气藏的相态特征和相态分布规律。浅层油气藏属于饱和烃类体系，油气藏类型包括油藏、油环凝析气藏、凝析气顶油藏和凝析气藏；深层油气藏属于未饱和烃类体系，油气藏类型包括湿气藏、凝析气藏和油藏。研究表明，由于深、浅气藏流体组分及温度、压力条件不同，烃类相态也就不同。深入了解地下流体相态特征并确定油气藏类型对于高效合理地开发油气藏、提高油、气采收率具有重要的意义。     

塔里木盆地主力烃源岩的诸多证据

对塔里木盆地古生界海平面变化及沉积相分析、地震反射特征识别及生烃-成藏配置关系的综合分析表明,下奥陶统上部—中奥陶统是塔里木盆地海相主力烃源岩。主要依据有:1下奥陶统上部—中奥陶统是塔里木盆地震旦系-奥陶系沉积水体最深的层位,沉积有机质相对平均含量最高;2北部坳陷区地震响应表明,下奥陶统上部—中奥陶统下部为一套弱反射或无反射区,具有以泥质岩为主的反射特征,推测为烃源岩,其地震反射特征与下寒武统泥质烃源岩反射特征相似;3海平面变化及沉积相分析表明,下奥陶统上部—中奥陶统烃源岩主要形成于还原环境的饥饿盆地—盆地边缘相环境,据推测分布于整个北部坳陷区;4生烃-成藏配置关系分析表明,塔中及塔北隆起的主要海相原生油藏的成藏期为晚海西-燕山期,与北部坳陷区下奥陶统上部—中奥陶统烃源岩的生油高峰期吻合,而与下寒武统源岩生油高峰期(晚奥陶世—石炭纪)及上奥陶统源岩生油高峰期(白垩纪以来)不配套;5目前在塔中及塔北隆起已发现的油气藏分布特点说明了油气主要来源于北部坳陷盆地相烃源岩分布区。     

塔里木盆地轮南低凸起奥陶系深层天然气地球化学特征及成藏模式

塔里木盆地轮南低凸起奥陶系油气资源是深层油气勘探的重点领域之一，但目前对其天然气地球化学特征、成因及来源、成藏过程及成藏模式等缺乏系统研究。为此，基于轮南低凸起奥陶系深层天然气组分及碳同位素特征，结合该区构造演化特征、烃源岩生排烃史及油气运移输导条件，探讨了研究区奥陶系深层天然气成因及来源、分布规律及成藏模式。研究结果表明：(1)奥陶系深层天然气为有机成因的油型气，主要为寒武系—下奥陶统海相腐泥型烃源岩在高成熟—过成熟阶段形成的原油裂解气和干酪根降解气，但西部斜坡带及中部斜坡带西侧天然气为奥陶系早期捕获的寒武系—下奥陶统烃源岩在成熟—高成熟阶段的原油伴生气；(2)奥陶系油气藏具有“三期成藏、两期调整改造”和“早期聚油、晚期聚气、多期充注”的成藏特征，油气藏分布受区内不整合面、缝洞体系及断裂构造等因素联合控制，整体呈“东气西油”的分布特征；(3)晚期天然气主要沿轮古东走滑断裂垂向运移进入奥陶系，沿不整合面及岩溶储层自东向西侧向运移、聚集成藏，气侵强度具有自东向西逐渐减弱的特征。结论认为，奥陶系次生凝析气藏是喜马拉雅中—晚期寒武系—下奥陶统深层/超深层来源的高成熟—过成熟天然气气侵作用的结...     

中上扬子北缘中古生界海相烃源岩特征

中上扬子北缘中古生界海相层系有机地球化学剖面的研究表明,中古生界海相层系烃源岩主要发育于下寒武统、上奥陶统五峰—下志留统龙马溪组底部和二叠系。其中下古生界烃源岩以泥质岩为主,有机质丰度高,有机质类型好,多属好—最好的烃源岩;上古生界(P)烃源岩以碳酸盐岩为主,泥质岩为辅,前者有机碳一般<1%,多属较好的烃源岩,后者有机质丰度高,多属好—最好的烃源岩;二叠系碳酸盐岩和泥质烃源岩有机质类型复杂多样,以Ⅱ₁型为主。3套烃源岩热演化程度普遍较高,等效镜质体反射率R_o一般>2.0%,区内油气结构以天然气为主。烃源岩可溶有机质有机地球化学特征研究表明,下古生界烃源岩正构烷烃呈单前峰型,而二叠系烃源岩正构烷烃有3种类型。在甾、萜烷生物标志化合物方面,二叠系烃源岩以较低的C₂₁三环萜烷/C₂₃三环萜烷、C₂₇规则甾烷/C₂₈₊₂₉规则甾烷等为显著特征而区别于下寒武统烃源岩,五峰组—龙马溪组烃源岩则介于其间。      

塔里木盆地塔中Ⅱ区奥陶系油气差异富集模式

针对塔里木盆地塔中Ⅱ区奥陶系油气多相态共存、产能差异和富集模式认识不清的问题,采用油藏地球化学方法分析了奥陶系流体性质、分布特征及成因。油藏pVT相态分析认为存在凝析气藏与轻质油藏沿走滑断裂共存的现象,原油的成熟度参数显示为成熟阶段的产物,天然气碳同位素和烃类比值揭示组分为原油伴生气和原油裂解气的混合,金刚烷化合物及天然气分析显示中寒武统盐下原油裂解气的充注是奥陶系凝析气藏形成的重要原因。结合高精度三维地震解释发现油气分布受到走滑断裂的控制,马尾、翼尾、走滑断裂带与逆冲断裂交汇部位具有较低的原油密度和含蜡量,以及较高的气/油比、干燥系数、4-MDBT/1-MDBT比值等,为油气充注的有利通道,走滑断裂周期性开启与膏盐层封堵机制耦合控制了塔中Ⅱ区奥陶系油气成藏。综合研究认为,塔中Ⅱ区油气具有侧生邻储、走滑断裂垂向输导、沿走滑断裂富集的特征,多期点状油气充注是造成奥陶系油气差异分布的重要原因。走滑断裂控制了奥陶系油气富集,马尾地堑、翼尾地堑、走滑断裂带与逆冲断裂交汇构造部位仍有较大的勘探潜力,中寒武统膏盐层下可能发育大规模气藏,需要进一步关注。     

塔里木盆地深层海相轻质油/凝析油的成因机制与控制因素

塔里木盆地是中国蕴含丰富海相凝析油的克拉通含油气盆地,目前已在塔北隆起、塔中隆起及其斜坡区的震旦系—三叠系发现6个大型海相凝析油气藏,这些油气藏呈现出轻质油、高含蜡凝析油气、干气—轻质油—挥发性油多种类型油气藏围绕烃源岩有序聚集的特点。基于烷烃损失量计算、凝析油中烃类分子成熟度参数和天然气同位素组成的分析,提出塔北隆起满深—顺北地区轻质油和塔中隆起西部地区凝析油气藏是烃源岩在高成熟度演化阶段的产物,明确轮古东—吉拉克—桑塔木地区和塔中东段凝析油气藏是气洗分馏作用的产物。多套烃源岩差异生烃形成多期油气充注是塔里木盆地海相凝析油气藏的物质基础;晚期天然气对早期油藏的改造,导致液态烃组分与天然气发生溶解-解溶作用;构造抬升或断裂活动导致的地层温度和压力条件改变,决定了油气藏的相态。叠合盆地的多期构造活动、多源灶的多阶段供烃以及盆地在晚期的持续深埋作用,共同控制了塔里木盆地海相轻质油和凝析油气藏的富集和分布。气洗分馏作用机制不仅可为叠合盆地拓展轻质油/凝析油勘探领域提供新思路,也有助于预测盆地深层斜坡区油气的物理性质、评价深层天然气的勘探潜力。     

塔中东部奥陶系烃包裹体特征及成藏意义

在塔中东部局部地区奥陶系碳酸盐岩储集层中发现一期（第Ⅲ期）发强棕红色荧光的烃包裹体,在荧光特征、组分特征上都有其独特性,预示塔中东部成藏的独特性。将这3 期对区域成藏有意义的烃包裹体分期进行组分提取、组分分析、相图分析、温度压力分析,分析认为,第Ⅱ期形成于海西运动晚期源于中上奥陶统的正常油得以保存;第Ⅳ期形成于喜马拉雅运动晚期由寒武系原油分解的凝析油气大量充注,使整个塔中地区奥陶系的原油具有中上奥陶统源油和寒武系原油混源特征;第Ⅳ期凝析油气的大规模充注,是塔中地区油气藏普遍存在25-降藿烷系列的原因,也是塔中地区凝析油气藏的重要贡献者;第Ⅲ期形成于燕山-喜马拉雅运动早期源于寒武系高成熟油只在塔中东部地区的中下奥陶统及寒武系充注,这就是只在塔中地区东部发现油藏,而在其他地区主要为凝析油气藏的原因。     

塔里木盆地塔中隆起寒武系深层油气地球化学特征及成因

塔中隆起寒武系碳酸盐岩储层油气资源丰富,然而由于复杂的构造地质背景,油气来源和天然气类型还存在较大争议。通过详细分析ZS1井、ZS1C井和ZS5井寒武系不同层段中凝析油和天然气的组成、碳同位素等特征,并结合寒武系-下奥陶统与中、上奥陶统烃源岩地球化学特征,对其油气来源和天然气成因类型进行了判别。研究结果表明,该区天然气为典型的腐泥型干酪根裂解气,其中寒武系肖尔布拉克组天然气干燥系数大于0.98,N₂含量介于2.5%~4.0%,为过成熟干气,且凝析油族组分与和饱和烃单体烃碳同位素偏重,nC₉-nC₂₀碳同位素介于-28.8‰~-26.3‰,表明油气来源为寒武系-下奥陶统烃源岩。而寒武系阿瓦塔格组和吾松格尔组天然气干燥系数介于0.63~0.78,N₂含量介于0.2%~0.8%,为低成熟湿气,且凝析油族组分和饱和烃单体烃碳同位素相对较轻,nC₉-nC₂₃碳同位素介于-37.25‰~-32.56‰,表明油气来源为中、上奥陶统烃源岩。     

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塔里木盆地塔中地区石炭系及部分奥陶系储层内赋存着形式不同的凝析气和油田伴生气,其甲烷碳同位素值很接近.根据腐泥型有机质生烃演化模式和天然气碳同位素的分馏原理,分析认为,凝析油气是在生油高峰之后形成的,因而凝析气的甲烷碳同位素值应比油田伴生气的甲烷碳同位素值重一些.而实际情况则是凝析气和油田伴生气甲烷碳同位素值几乎一致,且甲、乙烷碳同位素值的差值小,显然不符合正常的碳同位素分馏原理.用单一成因的观点难以解释这种现象.对此,根据天然气组分及碳同位素特征,结合天然气组成ln(C2/C3)与(δ13C2-δ13C3)关系图判识其成因,指出这种天然气主要是原油裂解气--深部地层古油藏的原油裂解后以气相运移方式进入石炭系及奥陶系储层.     

塔里木盆地顺北油田油气来源研究

基于塔里木盆地顺北地区原油和天然气样品的地球化学特征分析,研究了顺北地区奥陶系中下统油气来源。通过饱和烃色谱及饱和烃、芳烃色谱—质谱、全油及族组分碳同位素检测,发现原油样品中C23三环萜烷占优势,伽马蜡烷含量低,C27-C28-C29ααα20R规则甾烷表现为不规则的"V"字形分布,规则甾烷相对重排甾烷含量高,原油碳同位素偏轻,与柯坪露头及孔探1井等下寒武统烃源岩有很好的亲缘性;天然气δ13C1值为-50.7‰^-44.7‰,天然气δ13C2值为-36.1‰^-33.1‰,干燥系数为0.520~0.883,为原油伴生气,油气同源,判断顺北油田油气主要来源于下寒武统烃源岩。通过已钻井岩相、沉积相和全盆地地震相资料,预测下寒武统烃源岩在塔里木盆地广泛分布,厚度在30 m左右,有机碳含量高,生烃潜力大,具有长期生烃、多期供烃的特点,能提供充足的油气资源,是塔里木盆地台盆区最主要的烃源岩。     

塔河油田天然气特征对比与成因分析

塔河油田东西部奥陶系天然气地球化学特征存在明显的差异.依靠多年勘探开发及研究积累的大量天然气分析测试数据,结合塔河油田油气成藏地质条件与主要油气成藏期次,从天然气组分特征及碳、氢同位素特征等方面进行研究,认为塔河油田西部地区奥陶系储层天然气以溶解气或伴生气为主,以甲烷碳同位素较轻为特征,其成因主要为原油初期裂解.塔河中部主体区奥陶系储层天然气主要以伴生气为主,部分是凝析气,为与原油同期次充注的成熟-高成熟天然气.塔河东部地区奥陶系储层天然气具有高干燥系数和甲烷碳、氢同位素较重的特征,成熟度高于塔河中、西部地区,部分天然气出现甲烷、乙烷碳同位素倒转,表明天然气具两期充注成藏特征.第一期天然气充注成藏时间与塔河中部主体区油气成藏时间一致;第二期充注以过成熟裂解气为主,为原油裂解气与干酪根裂解气的混合气,充注成藏期为喜马拉雅期晚期.不同成因的天然气及不同期次天然气的混合叠加,是形成塔河油田不同地区天然气特征差异的主要因素.     

塔里木盆地顺北地区奥陶系超深层天然气地球化学特征及成因

塔里木盆地顺托果勒地区奥陶系超深层油气藏相态分布复杂, 轻质油藏、挥发油藏、凝析油气藏和干气藏并存。根据天然气组分、组分碳氢同位素以及天然气轻烃等分析数据,研究了顺北地区奥陶系超深层天然气的地球化学特征及成因, 并与顺托、顺南、古隆、古城地区奥陶系天然气成因进行了对比。顺北地区奥陶系超深层天然气干燥系数低, 绝大多数天然气干燥系数分布范围在0.52~0.88之间, 天然气为湿气。天然气普遍含有微量的H₂S, 天然气甲烷碳同位素值偏低,分布范围为-49.6‰~-44.7‰, 乙烷碳同位素值分布范围为-39.3‰~-32.5‰。天然气碳、氢同位素均具有正序系列。天然气轻烃甲基环己烷指数小于35%, C₅-C₇轻烃组成以正构烷烃和异构烷烃为主。顺托果勒地区奥陶系天然气均为油型气, 顺北地区奥陶系天然气以干酪根裂解气为主, 混有原油裂解早期阶段形成的湿气; 而顺托、顺南、古隆、古城地区奥陶系天然气为原油裂解气。2种不同成因的裂解气具有相同的气源岩——寒武系, 不同类型天然气的分布与不同地区奥陶系经历的最高古地温和（或）现今地温密不可分, 顺北地区奥陶系T₇⁴界面经历的最高古地温、现今地温分布范围分别在170~180 ℃、150~160 ℃之间, 低于顺托和顺南地区奥陶系T₇⁴界面经历的最高古地温和现今地温, 未达到原油大量裂解温度, 因而顺北地区奥陶系保存有轻质油藏和挥发油藏, 天然气以干酪根裂解气为主,而由顺托、顺南、古隆、古城地区,现今地温和（或）古地温高, 导致原油大规模裂解, 使得奥陶系油气藏由凝析油气藏至干气藏变化,天然气为原油裂解气。     

塔里木盆地顺南地区奥陶系油气富集与勘探潜力

塔里木盆地顺南地区位于卡塔克隆起塔中Ⅰ号断裂下盘北部斜坡区,临近满加尔烃源灶,区域盖层良好,长期处于斜坡,是油气运移的指向区,发育多组北东向断裂,有利于发育储层和油气聚集,具备形成大油气田的油气地质条件.加里东期-海西期多期构造运动控制着奥陶系碳酸盐岩多层系、多类型储层发育.受构造运动和海平面升降的影响,奥陶纪碳酸盐岩经历了多期暴露,具备岩溶储层发育的背景,多期断裂发育有利于表生及深部流体对储层进一步改造形成缝洞型为主储层,储集体发育程度控制了油气聚集规模,断裂带是油气富集的有利区带.通过地球化学分析结果认为顺南地区天然气为干气,成熟度高,成藏期为喜马拉雅期.顺南地区的天然气ln(C₁/C₂)值变化较大而ln(C₂/C₃)值变化不大,明显区别于原油裂解成因气.多井包裹体以甲烷气包裹体为主,少见含沥青气相包裹体和沥青包裹体,呈现以干酪根裂解成因气为主.通过钻井测试资料分析,奥陶系碳酸盐岩气藏可能是一个叠合连片含气、具有气柱高度大、受储层非均质性控制的大型缝洞型天然气藏群.     

塔中Ⅰ号坡折带顺西区块顺7井油气地球化学特征及来源

在塔中Ⅰ号坡折带顺西区块顺7井的中、下奥陶统鹰山组获得了凝析油与天然气。凝析油具有饱和烃含量高、芳烃含量低、非烃沥青质含量低的特点,饱芳比和非沥比分别为13.51和18.50。凝析油Pr/Ph比为1.16,庚烷值和异庚烷值分别为33%和3.8,为高成熟凝析油。在生物标志物组成上,由于成熟度较高,藿烷系列基本消失,三环萜烷以C₁₉三环萜烷为主峰。凝析油具有较重的碳同位素,全油碳同位素值为-29.6‰,与公认的寒武系生源的塔东2井原油具有相近的碳同位素值,因而凝析油可能来源于寒武系烃源岩。顺7井天然气为湿气,天然气甲烷碳同位素值仅为-51.7‰,与TZ45井奥陶系天然气甲烷碳同位素值相近;天然气组分同位素值分布呈现正碳同位素序列。该天然气的来源可能为上奥陶统烃源岩。     

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。