金刚烷是近年来国内外研究的热门领域之一。它是一类刚性聚合环状烃类化合物,是多环烃类化合物在高温热力作用下经过强Lewis酸催化而发生重排形成的。由于金刚烷具有良好的热稳定性,在判断原油的成熟度、生物降解程度以及源岩有机相等方面得到了广泛的应用。在我们前期研究工作中,发现库车坳陷克拉2气田4个油样具有异常高的金刚烷含量,最高可达2500ppm,远高于正常原油裂解后所具有的金刚烷含量值,在其它含油气构造带也未曾见到,其成因目前尚未得到合理的解释。本项目强调实验分析新技术的开发与应用,突出地质与地球化学的结合,充分利用先进的实验设备和多种具有专利技术的分析方法,开展大量原油和天然气样品分析,系统总结规律。从原油成因入手,尤其是其中蕴含的类似异常高金刚烷含量之类的特殊信息,深入研究原油和天然气之间的相互关系,探讨原油和天然气的成因与分布,为油气资源评价奠定理论基础。
Kuqa Depression;diamantane;gas invasion;oil cracking;Kela-2
塔里木盆地库车坳陷是中国石油三大万亿方大气区之一,也是我国西气东输的重要气源基地。由于天然气组分相对单一,所能提供的地球化学信息较为有限,易于出现多解。为了探究其天然气成因及潜力,本研究通过与气相伴生的原油地球化学分析,发现库车坳陷不同构造单元原油组成存在较大差异。原油总体分为三类,既有湖相原油,也有煤系原油,还有介于二者之间的混合油。其中湖相油主要分布在库车坳陷及其前缘隆起中段,包括克拉2构造带以及前缘隆起英买力潜山;煤系原油主要分布在坳陷两端,如迪那2、依奇克里克以及羊塔克等地区;库车坳陷西部大北、却勒等地区原油属于混合型。原油中普遍富含金刚烷,其中大北构造带一般在100~200μg/g,迪那构造带原油一般小于100μg/g,前缘隆起原油基本不含金刚烷。而克拉2构造原油,则具有较强的特殊性,其金刚烷含量超过2000μg/g,远高于目前国内外报道的数值。同时,与大北、迪那等构造带相比,克拉2原油还表现为高密度、高含蜡量等特征,且高含稠核芳烃、无甲基芳烃等,表明其成熟度更高。地球化学分析认为,库车坳陷油气不同源、不同期,成藏时间油早气晚,后期充注的天然气对早期油藏具有明显的改造作用。克拉构造带早期聚集石油后期遭受破坏,大部分散失殆尽,且受到生物降解作用,仅有少部分残留下来。大北气田早期充注的原油,受到后期构造影响向上调整,在浅部形成大宛齐油田。后期深埋作用下,盐构造发生流动,且塑性增强,形成了良好的遮挡条件,阻止了后期充注的天然气进一步向上调整,导致在深部形成大规模气藏,而浅部则形成油藏。通过计算,金刚烷的含量越高、烃类中轻组分正构烷烃损失量越大,代表气体充注强度越高。因此,金刚烷的含量可以指示天然气的充注强度,以克拉2为代表的构造单元,油气充注强度异常高,即形成了高丰度气藏。