深埋作用导致油气组分和相态演化是叠合盆地油气藏普遍的现象之一,探讨其组分和相态演化机制和主控因素是提高油气勘探成效的关键。项目选择叠合盆地油气资源最丰富、勘探成效最好、积累资料和成果最多的塔中为解剖地区,围绕地层深埋作用过程中油气组分和相态演化机制核心科学问题,开展5方面工作①在区域构造演化和剥蚀量分析的基础上,应用平衡剖面技术,恢复圈闭演化史;②在储层GOI、QGF和QGF-E等测试分析的基础上,恢复油气藏演化历史;③开展不同温压条件下的原油裂解实验,建立深埋过程中原油组分和相态演化图版;④统计现今不同埋深油气藏组分和气油比特征,分析正常原油裂解及同期包裹体组分和气油比,判别有无气侵作用;应用数值模拟技术,正演深埋过程中原油裂解和气侵作用原油组分和相态演化;⑤在地质综合分析和数值模拟的基础上,建立深埋过程油气组分和相态演化模式,丰富叠合盆地油气成藏机理,为油气勘探提供理论依据。
Tarim Basin;oil/gas accumulation process;composition evolution;phase transition;controll factors and model
围绕深埋过程中油气组分和相态演化机制这一科学问题,采集塔里木盆地台盆区储层岩心和原油样品,开展了石油地球化学(GC-MS)、石油裂解、定量颗粒荧光(QGF)、石油包裹体丰度(GOI)和显微测温、单一石油包裹体光谱分析和PVT模拟等分析测试。结果表明,塔里木盆地台盆区经历了晚加里东期、晚海西期和燕山-喜山期三期构造演化过程,对油气组分和相态演化有重要影响;塔中4和塔中16石炭系油田分别存在100m和50m古油层,石油因断裂活动和圈闭调整而泄漏,导致轻烃组分损失;塔中地区储层石油包裹体中捕获了早期充注的源自寒武系-下奥陶统烃源岩的石油,而储层原油具有与中-上奥陶统烃源岩相近的地化特征,表明多期充注造成油气组分的浑源特征;深埋过程中发生生物降解作用导致石油中饱和烃损失形成大量沥青,气洗作用导致石油中正构烷烃损失形成石蜡烃,石油裂解和硫酸盐热化学还原(TSR)作用导致天然气中非烃气含量升高,乙烷碳同位素变重;塔中地区储层中三期石油包裹体形成时间为430~410Ma、270-251Ma和30~5Ma,第一期石油包裹体主波长为550nm左右,Q650/500范围是0.6~0.85,CH2/CH3范围是1.6~2.4,API范围是35~45,第二期石油包裹体主波长为515nm左右,Q650/500范围是0.52~0.78,CH2/CH3范围是1.0~1.8,API范围是37~50;第三期石油包裹体主波长为445nm左右,Q650/500范围是0.06~0.25,CH2/CH3范围是0.2~0.8,API范围是55~65,主要为凝析油,石油分子量减小,轻烃组分逐渐增多,饱和烃增多,芳烃减少,沥青质减少,直链烷烃长度变短;塔中地区油气组分和相态演化的主控因素是储层温度、石油热成熟度(Ro)和与断层交汇部位距离,在综合分析基础上,建立了油气藏组分和相态的定量预测模式,预测下奥陶统准确率超过80%。基于研究成果在SCI/EI检索刊物发表论文6篇,国内高级别刊物上发表论文9 篇;培养博士和硕士研究生9名;全面完成了项目计划要求。