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柯克亚地区原油裂解气的地质D地球化学特征

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文章编号 : 167221926 (2004) 0220137205收稿日期 : 2003212229; 修回日期 : 20042022121基金项目 : 国家重点基础研究发展规划项目 (编号 : 2001, 教育部重点项目 (编号 : 104040)资助 侯读杰 (19642) , 男 , 河南唐河人 , 教授 , 博导 , 主要从事油藏地球化学和天然气地球化学研究 1柯克亚地区原油裂解气的地质—地球化学特征侯读杰 1, 赵增迎 1, 唐友军 2, 朱俊章 2, 肖中尧 3(1. 中国地质大学 (北京 )能源系 , 北京 100083;   2. 长江大学地球化学系 , 湖北 荆州 434023;3. 塔里木油田分公司勘探开发研究院 , 新疆 库尔勒 841000; )摘 要 : 对柯克亚地区原油和天然气的地球化学特征分析表明 : 原油和天然气的成熟度相对较高 ,均处于裂解气的成熟阶段 ; 原油中存在着丰富的金刚烷 , 缺少含氮化合物 , 与在国外发现的裂解气共生的原油有相似之处 ; 随着油层深度的增加 , 天然气中甲烷的含量依次增多。认为柯克亚地区天然气主要为原油裂解气 , 原油裂解作用是该区天然气的主要成因之一。关键词 : 柯克亚地区 ; 原油裂解气 ; 天然气的成因 ; 金刚烷中图分类号 : T 1+ 1        文献标识码 : 域地质背景塔里木盆地塔西南坳陷属塔里木板块 , 是塔里木盆地重要的大型构造单元之一 \[ 1~ 3 \]。该坳陷位于塔里木盆地的西南地区 , 呈北西向展布。塔西南地区可以划分为 4 个一级构造单元 , 包括喀什凹陷、叶城—和田凹陷、齐姆根凸起和麦盖提斜坡 (图 1)。图 1 塔西南地区的构造分布及研究采样位置 \[1 \]柯克亚地区位于叶城—和田凹陷内。柯克亚背斜位于昆仑山前第二排构造带 , 为一近东西向的短轴背斜 , 两翼不对称 , 北陡南缓 , 轴面略南倾 , 深部高点稍往南偏移 , 闭合幅度下大上小 , 圈闭面积上大下小 , 从浅至深虽同为背斜 , 但性质不同 : 浅层为同沉积背斜 , 中层为挤压背斜 , 深层 (中生界—下第三系 )为明显被断层复杂化的挤压断阶式背斜。自 1977 年5 月 17 日发现柯克亚油气田以后 , 人们对其油气的来源问题极为重视 , 国内外多家研究单位对此进行过研究 , 但由于本区地质和地球化学条件的复杂性 ,造成了各种不同的观点和认识 , 特别是对该地区天然气来源的看法相去甚远。该地区天然气的来源极为复杂 , 一方面 , 因为天然气的分子简单 , 能提供的信息比较有限 , 另一方面 , 各种天然气的特征相互矛盾。总的来讲 , 本区主要有 3 个源岩层 , 即石炭系 罗系和上白垩统 - 下第三系。大多数研究者认为柯克亚油田油气具有多个油气源 \[ 4, 5 \]。柯克亚中新统凝析气藏组合主要由 6 个油气藏组成 , 均以中新统西河甫组 (N 1x ) 砂岩作为储层。西河甫组从上到下可划分为 10 个岩性段 , 以中间的第 6 个岩性段 (N 1x 6)为界 , 上称上油组 , 下称下油组。上油组包括西三段 (西四一段 (X 14) 和西四二 - 西五二段( 25) 3 个油组 , 下油组包括西七一段 (西七二段 (X 27) 和西八段 (3 个油组。这 6 个油组组成了柯克亚中新统凝析气田 6 个独立的储盖组合及油气水系统。本研究主要结合油气的地球化学特征 \[ 6 \], 提出了在柯克亚地区存在原油裂解天然气的可能性 , 并对其地球化学特征进行了剖析。第 15 卷 第 2 期2004 年 4 月      天 然 气 地 球 科 学U   C     V o l. 15 N o. 2A p r.   20042 结果与讨论2. 1 天然气的主要地球化学特征在柯克亚凝析气田烃类气体中 , 甲烷含量较低 ,变化范围在 71. 2%~ 88. 9% , 一般低于 90% ; 重烃气体含量较高 , 平均含量为 11. 50% ; 天然气干燥系数 8 2. 50~ 3. 45 0. 38~ 0. 58 0. 80~ 1. 36 0. 16~ 1. 35 0. 22~ 0. 66 6. 19 凝析气6460~ 0. 7038 > 85 < 8 2. 16~ 3. 59 0. 30~ 0. 54 0. 59~ 1. 07 0. 11~ 1. 06 0. 08~ 0. 80 2. 98 凝析气0. 6951~ 0. 6348 73. 21~ 80. 11 9. 06~ 4. 62 3. 49~ 4. 62 0. 57~ 0. 89 1. 25~ 2. 37 0. 25~ 0. 68 0. 54~ 1. 79 1. 7 油环伴生气下油组16087~ 0. 63480. 7117~ 0. 7567 87. 73~ 92. 1873. 22~ 86. 20 4. 14~ 5. 507. 61~ 15. 14 1. 10~ 1. 493. 68~ 5. 26 0. 20~ 0. 260. 40~ 1. 40 0. 49~ 0. 651. 39~ 2. 72 0. 11~ 0. 190. 45~ 0. 56 0. 30~ 0. 330. 80~ 1. 10 3. 563. 45 凝析气油环伴生气. 5939~ 0. 6749 82. 9~ 93. 42 3. 20~ 6. 20 0. 71~ 3. 10 0. 13~ 0. 90 0. 26~ 0. 52 0. 06~ 0. 14 0. 08~ 0. 22 2. 67 凝析气图 4 原油中的萜烷生物标志物特征图 5 柯深 1021 井 6 380~ 6 389 m 处原油中存在丰富的重排藿烷系列实际上 , 丰富的重排藿烷的存在说明了原油具有较高的成熟度。例如 , 在柯深 1 井 6 370~ 6388 E2 k )和柯深 101 井 6 380~ 6 389 m (段原油中均发现有丰富的重排藿烷。这些特征说明原油成熟度极高 , 发生了成熟作用和裂解作用 , 形成了原油裂解气。实际上 , 在国外发现的可以裂解形成天然气的那种原油中 , 一般均存在着丰富的金刚烷系列化合物。 D ah l\[ 14 \]证实了原油裂解气的最主要特征是具有丰富的金刚烷系列化合物。我们在柯克亚地区原油中同样检测到了丰富的金刚烷系列化合物 (图 6,图 7) , 这与国外可裂解形成天然气的那种原油具有可比性。此外 , 笔者对柯克亚原油中的双金刚烷参数进行了统计计算 , 42甲基金刚烷和 (42甲基金刚烷 +12甲基金刚烷 + 32甲基金刚烷 ) 的比值即 42M D (42M D + 12M D + 32M D ) 值分布在 0. 36~ 0. 59之间 ,图 6  原油中的金刚烷系列化合物备注 : (1) 金刚烷 ; (2) 12甲基金刚烷 ; (3) 22甲基金刚烷 ; (4) 12乙基金刚烷 ; (5) 22乙基金刚烷 ; (6) 1, 32二甲基金刚烷 ; (7) 1, 42二甲基金刚烷 (顺 ) ; (8) 1, 42二甲基金刚烷 (反 ) ; (9) 1, 22二甲基金刚烷 ; (10) 12乙基 , 32甲基金刚烷 ; (11) 1, 3, 52三甲基金刚烷 ;( 12) 1, 3, 62三甲基金刚烷 ; (13) 1, 3, 42三甲基金刚烷 (顺 ) ; (14)1, 3, 42三甲基金刚烷 (反 ) ; (15) 12乙基 , 3, 52二甲基金刚烷 ; (16)1, 3, 5, 72四甲基金刚烷 ; (17) 1, 2, 5, 72四甲基金刚烷041                天 然 气 地 球 科 学               V o l. 15其中绝大多数原油该参数在 0. 4~ 0. 45 之间 , 但也有少量原油在 0. 5~ 0. 6 之间 , 这充分说明本区原油成熟度确实很高 (图 8) , 发生了裂解作用 , 形成了裂解气。根据李景贵 \[ 15 \]和陈军红 \[ 16 \]对沥青中金刚烷的参数的分析 , 推断本区原油的成熟度 (R o ) 超过了118%。图 7  原油中存在的双金刚烷系列化合物图 8 根据双金刚烷估算柯克亚地区原油的成熟度注 : 图中资料点分别引用 L i J G (2000) 和 H (1996) 的氯仿沥青中金刚烷的参数 \[9, 10 \]3 结论(1) 计算结果表明本区天然气的有机质类型较好 , 并显示出了原油裂解气的特征。天然气的主要成熟度按照乙烷的碳同位素值估算 , 成熟度 (R o ) 应大于 1. 8%。(2) 原油中甾萜烷生物标志物和含氮化合物丰度极低 , 萜烷呈微量化合物存在且具有丰富的重排藿烷 , 说明与天然气伴生的原油成熟度极高。(3) 在柯克亚地区原油中检测到了丰富的金刚烷系列化合物 , 说明原油成熟度较高 , 且与国外的可裂解形成天然气的原油具有可比性。根据国内氯仿沥青的 R 推断本区原油的成熟度 (R o) 超过 1. 8%。这充分说明本区原油成熟度确实很高 , 发生了裂解作用 , 形成了裂解气。参考文献 :\[ 1 \] 贾承造 , 魏国齐 , 姚慧君 , 等 . 塔里木盆地构造演化与区域构造地质 [M \] 石油工业出版 , 1995. 12201\[ 2 \] 王庭斌 . 天然气与石油成藏条件差异及中国气田成藏模式[J \] 2003, 14 (2) : 79286.\[ 3 \] 李景明 , 魏国齐 , 李东旭 . 中国西部叠合盆地天然气勘探前景[J \] 2004, 15 (1) : 126.\[ 4 \] 侯读杰 , 肖中尧 , 唐友军 , 等 . 柯克亚油气田混合来源天然气的地球化学分析 [J \] 2003, 14 (6) : 4742479.\[ 5 \] 张秋茶 , 王福焕 , 肖中尧 , 等 . 阿克 1 井天然气气源探讨 [J \]. 天然气地球科学 , 2003, 14 (6) : 4842487.\[ 6 \] 赵文智 , 何登发 . 石油地质综合研究导论 [M \] 石油工业出版社 , 19991222771\[ 7 \]  . so ie fo rm oh \]. 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O 1996, 25: 17921901(下转第 200 页 )141N o. 2         侯读杰等 : 柯克亚地区原油裂解气的地质—地球化学特征          主 , 下部主要为三角洲前缘沉积。平面上 , 受物源来自北东方向的影响 , 由下部至上部 , 从北东向南西三角洲平原沉积减少 , 三角洲前缘沉积逐渐扩大。(5) 大宛齐油田康村组储集砂体的类型主要为三角洲平原的分流河道砂体、三角洲前缘的水下分流河道砂体和河口砂坝砂体。参考文献 :\[ 1 \] 刘宝君 1 岩相古地理和工作方法 [M \]. 北京 : 地质出版社 ,1985.\[ 2 \] 冯增昭 . 沉积岩石学 (上、下 ) [M \] 地质出版社 , 1985.\[ 3 \] 吕晓光 . 河流储层平面连续性精细描述 [J \],石油学报 , 1997, 18(2) : 66271.\[ 4 \] 马正 . 应用自然电位测井曲线解释沉积环境 [J \],石油与天然气地质 , 1982, 3 (1) : 79287.\[ 5 \] 王志坤 , 王多云 , 郑希民 , 等 1 陕甘宁盆地陇东地区三叠系延长6 - 长 8 储层沉积特征及物性分析 [J ] 1 天然气地球科学 ,2003, 14 (5) : 3802385.\[ 6 \] 李友强 , 文志刚 , 李雄峰 , 等 1 华沲油田华 152 井区长 33 砂组沉积微相研究 [J ]1 天然气地球科学 , 2004, 15 (2) : M F L F M O Zh ep Y tz e U J z 34023, Ch By su of m of co re of w m in m w e th fo rm in aw T a en w h fo rm w a in to w w T he m of w t p t in of o il w in k of m R ir m ly of s m ou th T u le po by t m ou t er T D aw o il en M 上接第 141 页 )F O N M X . D ep Ch B 00083, Ch . D ep Y tz e U J z 34023, Ch . T xp u K 41000, Ch T he o il on o il O in o il in of h m o il t id ab t of n in o to of o il fo r o in o M o m t as th of fo rm A ll lt s o il is im po t p fo r of in th is O il N D id               天 然 气 地 球 科 学               V o l. 15
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