地球化学参数在油气运移研究中的应用-以塔里木盆地塔中地区为例.pdf
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1、第 3 l卷第 6期 -5 天然乞北 O I L&G A S G E O L O G Y 2 0 1 0年 1 2月 文章编号 : 0 2 5 3 9 9 8 5 ( 2 0 1 0 ) 0 6 0 8 3 8 0 9 地球化 学参数在 油气运移研究 中的应 用 以塔里木盆地塔 中地 区为例 吕 修祥 , 杨海军 , 王 祥 , 韩剑 发 , 白 忠 凯 , ( 1 中国石油大学 地球科学学院, 北京 1 0 2 2 4 9 ; 2 中国石油大学 油气资源与探测国家重点实验室, 北京 1 0 2 2 4 9 ; 3 中同石油天然气股份有限公司 塔里木油田分公司 石油勘探开发研究院, 新疆 库尔
2、勒 8 4 1 0 0 0 ) 摘要 : 以塔 中地 区为例, 根据饱和烃、 芳烃 、 含 氮化合 物、 流体包 裹体微 量元素 等参数 的分 析资 料, 运 用地球 化学追踪技 术 方法研究油气运移特征, 证实在该区内油气垂向运移和侧向运移的普遍性。塔中地区断裂活动为油气垂向运移提供 了有 效通道 , 不整合 面和连通 性砂体为 油气侧 向运移提供 了通道。实践表明, 将地球 化学资料 与地 质特征分析 相结合, 研究油 气垂 向运移 , 分 析断裂活动史 , 以断裂为线索, 立足 多 目的层部署 , 可 以提 高塔 中地 区勘 探成功 率。对油 气侧 向运 移的输 导体 系的研 究表 明,
3、 有一定构造背景 的优质储层是侧 向运移 的优势通道 , 选择 的 目的层段相 对构造 高部位是 以侧 向运 移 为主 的有利油气聚集 区。 关键词 : 油气运移 ; 示踪参数 ; 地球 化学 ; 塔 中地 区; 塔里木盆地 中图分类号 : T E l 2 2 1 文献标识码 : A Ap pl i c a t i o n o f g e o c h e m i c a l pa r a me t e r s i n hy d r o c a r bo n m i g r a t i o n s t u d i e s: t a ki n g Ta z h o n g a r e a o f
4、t h e Ta r i m Ba s i n a s a n e x a m p l e L t i X i u x i a n g 一, Y a n g H a i j u n 。 , Wa n g X i a n g 一, Ha n J i a n f a 。 a n d B a i Z h o n g k a i , ( 1 C o l l e g e o f G e o s c i e n c e s , C h i n a U n i v e r s i t y of P e t r o l e u m, B e lti n g 1 0 2 2 4 9, C h i n a ; 2
5、 S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f P e t r o l e u m R e s o u r c e a n d P r o s p e c t i n g , C h i n a U n i v e r s i t y of P e t r o l e u m, B e ij i n g 1 0 2 2 4 9 , C h i n a ; 3 P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p r n e n t R e s e a r c h I n s t i t u t
6、e , P e t r o C h i n a T a r i m O i lfie l d C o m p a n y , K o r l a , X i n j i a n g 8 4 1 0 0 0 , C h i n a ) Abs t r a c t : Hy d r o c a r b o n mi g r a t i o n i n t h e Ta z h o n g a r e a o f T a r i m Ba s i n i s s t u di e d t h r o u g h g e o c h e mi c a l t r a c i n g b a s e d
7、 o n a na l y s e s o f s a t u r a t e d h y d r o c a r b o n s, a r o ma t i c c o mp o un d s , n i t r o g e n o u s c o mp o un d s a n d t r a c e e l e me n t s o f flu i d i n c l u s i o ns T he r e s ul t r e v e a l s t h a t b o t h v e r t i c a l a n d l a t e r a l hy d r o c a r b o
8、 n mi g r a t i o n a r e c o mm0 n i n t h e s t u d v a r e a F a u l t s h e r e a r e t h e e f f e c t i v e v e r t i e a l mi g r a t i o n p a t h wa y s, wh i l e u n c o n f o r mi t i e s a n d c o n n e c t e d s a n d b o d i e s s e r v e a s t h e l a t e r a l mi g r a t i o n p a t
9、h wa y s Th e e x p l o r a t i o n s u c c e s s r a t e c a n b e i mp r o v e d b y s t ud y i n g v e r t i c a l h y d r o , c a r b o n mi g r a t i o n t h r o u g h i n t e g r a t i o n o f g e o c h e mi c a l d a t a wi t h g e o l o g i c a l d a t a a n d s e l e c t i ng mu l t i p l e
10、 t a r g e t s ba s e d o n a n a n a l y s i s o f f a ul t i n g h i s t o r y An a l y s i s o f l a t e r a l c a r r i e r s y s t e ms f o r l a t e r a l h y d r o c a r b o n mi g r a t i o n i n d i c a t e s t h a t e x c e l l e n t r e s e r v o i r s wi t h c e r t a i n t e c t o n i c
11、 s e t t i n g s a r e d o mi n a n t pa t h wa y s f o r l a t e r a l h y d r o c a r bo n mi g r a t i o n T h e r e f o r e , t h e r e l a t i v e s t r u c t u r a l h i g h s o f t h e s e q u a l i t y r e s e r v o i r s a r e f a v o r a b l e for h y d r o c a r b O U a c c u mu l a t i o
12、 n t h r o u g h l a t e r a l mi g r a t i o n Ke y wor ds : h y d r o c a r b o n mi g r a t i o n, t r a c i n g pa r a me t e r , g e o c h e mi s t r y ,Ta z h o n g a r e a, Ta r i m Ba s i n 油气二次运移 的距离小到几毫米 , 远至数百 米或数千米 , 而在输导层 中真正被油所饱和的 收稿 S t 期 : 2 0 1 0 0 4 1 2 。 第一作者简 介: 吕修祥 ( 1 9 6 3 一 )
13、 , 男 , 教授 , 石油 与天然气地质。 基金项 目: 国家重点基础研究 发展计 划( 9 7 3计划 ) 项 目( 2 0 0 5 C IM2 2 1 0 8) ; 国家 自然 科学基 金项 目( 4 0 6 7 2 0 9 2 ) ; 国家科技 重大专 项 ( 2 0 0 8 Z X 0 5 0 0 40 0 4) 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w
14、 w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6 期 吕修祥 , 等 地球化学参数在油气运移研究 中的应用 混合油对油气运移判断存在一定难度或多解 性。油油混源现象可分为 3种 : 未熟油与成熟油 的混合 、 降解原油与未降解原油 的混合 、 不同源的 原油的混合 。对于不 同成熟度原油 的混 合 , 对 同 一 油样根据不同指标进行成熟度分析可以得出不 同的成熟度特征 ; 而对于第二种情况 , 运移方 向研 究则变得较为 困难 , 因为 生物降解原 油和未降
15、解 原油叠合使原油 的性质变得异常复杂 , 一些常规 的运移示踪参数都 已失去有效性。不 同源 的原油 混合情况在 国外研究较多 , 在 国内这方 面的文献 则相对较少。由此 可见 , 在进行油气运移路径研 究之前 , 必须要做好油源对 比工作 , 分析考虑同一 油藏 中原油的混合情况。 3 1 2 次 生 变化 对运 移方 向判 断的 影响 油气在运移过程 中除与 围岩发生地质色层效 应之外 , 还经常发生其 他一些次生变化使其性质 发生根本的变化 , 比较常见的有生物降解作用、 水 洗一氧化作用和热化学硫还原作用等。 最明显的生物降解作用是造成原油族组成发 生变化 , 饱和烃含量 降低 ,
16、 非烃 、 沥青 质含量 明显 增加 , 这一结果与运移过程 中原油物 性的变化完 全相反 , 从而使得原油物性差异方法 在研究 运移 问题上失去作用 。其 次 , 生物 降解作用会 优先 消 耗掉正构烷烃 、 类异戊二烯烷烃 , 随着降解作用的 增强, 甾、 萜类生 物标 志化合物也将被消耗 , 这 在 很大程度上阻碍了油气运移示踪参数获取途径 。 最后 , 生物降解作用对原油 中咔唑类化合物 的分 布也有一定的影 响, 在轻度降解 的原油 中咔唑类 化合物变 化不 大, 在 重度 降解 原油 中, 二 甲基 咔 唑 、 苯 并 咔 唑 的 相 对 含 量 也 会 发 生 明 显 的变 化
17、。综上所述 , 在 获取 和选择油气运移示踪 参数问题上应格外慎 重, 尽量选择一些抗生物 降 解能力强的化合物参数。 水洗作用对原油 的影响常被生物降解作用所 掩盖, L a f a r g u e 认为水洗作用对原油的密度、 芳烃 含量和稳定同位素等方面有着重要 的影 响。另外 , 甾、 萜类化合物和芳烃化合物也明显受到水洗作用 的影响 。在水洗作用的同时, 伴随着氧化效应 , 使得原油的饱和压力和 G O R( 气油比) 降低 , 密度和 粘度逐渐增加 , 沥青质 、 非烃和芳烃含量相对增加 , 给油气运移参数的应用研究带来了很大的困难。 热化学硫还原作用是 指在高温条件下 , 烃类 接
18、近无水石膏等含硫矿物而产生的硫 的非生物还 原作用 。 , 。与热成熟作用相反 , 随着还原作用 的增强, 原油 中芳烃含 量增加 , 而饱 和烃含量 降 低 , 同时原油的 6 ” C增大 , 使得油气运移示踪参数 的适用性大大缩小。 3 2 从油气运移看有利油气富集层段和地区 多层段含油气是塔 中地 区的一个基本特点 , 源与藏的关系以及运移地球化学指标也揭示 了油 气垂 向运移 的普遍性 。以塔 中北坡为例 , 钻井揭 示石炭系含油气层与奥 陶系油源层和寒武系气源 层的垂直距离一般在 2 0 0 0 4 0 0 0 m, 中间有巨厚 的桑塔木组( 0 S ) 泥岩 , 活动断裂应该是油气
19、垂 向 运移的重要通道 。特别是大型断裂在活动过程 中 形成宽达数米 的断裂破碎带 ( 这种 现象在野外可 以观察 ) 以及形成 的与之相关 的派生次级断裂、 裂 缝使油气垂 向运移 十分 活跃 , 而塔 中地 区断裂又 十分发育 , 因此垂 向运移十分普遍 。因此 , 从油气 垂 向运移的角度看 , 塔 中地区还是要立足于多层 系勘探 , 至于哪些层系值得关 注, 主要还是取决于 是否发育优质储层。优质储层发育 的层段不仅仅 是油气的储集体 , 同时也是重要 的油气侧 向运 移 的输导体系。 志留系沥青砂岩段和奥陶系碳酸盐岩广泛的 油气显示证明, 塔 中地 区油气侧 向运移十分普遍。 而侧
20、向运移 的输导体系主要有两类 , 一是 区域性 不整合面, 如鹰 山组 ( 0 一 : Y ) 顶不整合面大型准层 状油气藏 的形成 ; 二是连通性砂体, 如志留系下 沥 青砂岩段广泛 的沥青及油气显示 ( 包括工业性油 气聚集) 。但油气聚集往往是选 择有一定构造背 景的优质储层 , 如塔 中 1 6井 区志 留系沥青砂岩 段 、 塔 中 6 2井区良里塔格组 ( 0 f ) 颗粒灰岩段 , 地 球化学指标 的变化趋势清晰地反映了石油 由低点 向高点的运移轨迹。鹰 山组 ( 0 一 Y ) 准层状油气 藏也是在局部范围内的低点如 中古 8 4井 出水、 相 对高点获高产油气流 。 从塔中地区
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