塔河油田奥陶系原油芳烃特征及油气运移.pdf

石油 天然 气学报 江汉石油学院学报 2 0 1 0 年 6 月 J o u r n a l o f O i l a n d Ga s T e c h n o l o g y J ． J P I J u n ． 2 o 1 0 第 3 2卷第 3期 Vo1 ． 3 2 NO ． 3 1 61 塔河油 田奥陶系原油芳烃特征及油气运移 余秋华 中国石油大学 北京盆地与油藏研究中心， 北京1 0 2 2 4 9 文 志 刚 ， 唐 友 军 主 萋 实4 验34 0室2 3 江 大 学 仇亚婷 中 石油冀东油田分公司南堡油田 作业区， 河北唐山0 6 3 2 0 0 [ 摘要] 在塔河油 田西北部奥 陶系 主体 部位 4 6个 原油 样 品中检测 到萘 、菲 、二苯并 噻吩、 三芳 甾等 系列 化合物 。详细分析 了原油芳烃地球 化学特 征 ，结 果表 明原油样 品具 有萘 系列、菲 系列、二苯 并噻 吩含 量 相 对 较 高 ， 三 芳 甾系 列 含 量 较 低 。原 油 受 生 物 降 解 影 响 ，随 着 生 物 降 解 作 用 的 增 强 ，原 油 的 密度 增 大 ， 芳烃总离子色谱 图基线不同程度抬升 ，各组分含量 发 生变化 ；原油 各 系列 化合 物分 子 图谱相 似 ，属 于 同 一 成 因类 型，三芴 系列化合物 ，表 明原油形 成于 海相还原 环境 ；芳烃 中的 甲基 萘、 甲基 二苯 并噻 吩等参 数 ，对油 气运 移有 指示作用 ，塔河油 田奥 陶系原油，油气运 移方 向主要为 由东 向西北、 由西南 向北 。 [ 关键词]塔 河油田 ；重质油 ；地球化 学特征 ；芳烃化合物；生物 降解 [ 中图分类号]TE l 2 2 ． 1 2 [ 文献标识码]A [ 文章编号] 1 0 0 09 7 5 2 2 0 1 0 O 3 0 1 6 l 一 0 5 1 地质背景 塔河油田位于塔里木盆地北部沙雅隆起 又称为塔北隆起上的阿克库勒凸起南坡 ，具体范围约为 东经 8 3 。 3 0 ～8 4 。 2 5 、北纬 4 l 。 O 5 ～4 1 。 2 5 ，面积约 2 4 0 0 k m。 。该凸起东邻草湖凹陷，东南侧为满加尔坳 陷，南侧连接顺托果勒 低 隆起 ，西侧为哈拉哈塘 凹陷，北界雅克拉断凸 。阿克库勒凸起的奥陶系碳 酸盐 岩 的顶 面 ，构 成 一个 总体 上呈 NE向延 伸 ，向南 S W 倾 伏 的古 潜 山地 貌 ，长期 的古 岩溶 作用 与 构造 裂 隙的发 育 ，为塔 河 油 田油藏 的形 成 ，提供 了 良好 的油 气 储集 空 间 l 1 。 ] 。采 集 塔 河 油 田西北 部 奥 陶 系原 油样 品 4 6件 ，分 布 于塔河 油 田的 2区 、3区 、4区 、6区 、7区、8区 、1 0区和 1 1区 。 2 样品和试验 原油色谱／ 质谱分析 ，HP 6 8 9 0 GC ／5 9 7 3 MS D。色谱柱为 HP 一 5 ms 石英弹性毛细柱 3 0 m0 ． 2 5 mm 0 ． 2 5 ／ m 。用 氦作 载气 ，进 样 器 与 检 测 器 温 度 3 0 0 ℃。芳 香 烃馏 分 升 温 程 序 初 始 温 度 8 O ℃ ，恒 温 l mi n后 ，以 3 ℃／ mi n升 温 速率 升温 到 3 0 0 ℃ ，恒 温 1 5 mi n 。MS分 析 条 件 采 用 E I 离 子化 模 式 ，电 子 能 量 7 0 e V。检 测 方式全 离 子扫 描 。 3 芳烃化合物与生物降解特征 3 ． 1 芳 烃 的宏观 组 成 原油样 品芳烃馏分 GC MS总离子分布见图 1 ，烷基萘和烷基菲是 2个丰度最高 的化合物 ，属于中 一 高 成熟 阶段 ，同时芳 香 甾类 、烷 基联 苯 、芴 、二 苯并 噻 吩 和 芘 丰度 也 高 。从 芳 烃 的这 些 特 征可 以看 出属于生物降解和运移分馏共 同作用。生物降解作用产生 “ 鼓包”造成 了分布的多样性 ，随着降解作用 [ 收稿日期]2 0 0 9 1 1 0 4 [ 基金项目]中国石油科技创新基金项 目 2 0 0 8 I 5 0 0 6 0 1 ～ 1 o 。 [ 作者简介 ]余秋华 1 9 8 1 一 ，女 ，2 0 0 5年大学毕业 ，博士生 ，现主要从事油气成藏机理及油气地球化 学方面 的研究工作。 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 石油天然气学报 江汉石 油学 院学报 2 0 1 0 年 6 月 l O 0 {赵 扑 5 O 餐 O 2 0 30 4 O 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 保 留时间／ mi n a 塔河 1 1 区 1 O O 0 T 6 3 0 井， 5 4 9 1 ．9 4 -- - 5 5 9 8 m， 原油密度0 ．9 6 4 6 g ／ c m 2 O 3 O 4 0 5 0 6 O 7 0 8 O 9 0 保 留时 间／ mi n b 塔河6 区 图 1 塔河油田奥 陶系原油芳烃总离子流图 增强，基线隆起 幅度增高，顶 峰 向右偏 移 ，原油密度增 大，常规芳烃 的含量 降 低 ，三芳 甾烷 系列 的含量增 加 图 2 。 3 ． 2萘 系列化 合物 烷基萘系列化合 物的分布 特征与有 机 质 类 型 、沉 积 环 境 、热 成 熟 度 和 生 物 降解 有关r 3 ] 。烷基 萘 系列 是作 为芳烃 馏分 中的优势组 分 ，B e n G ． K ．等[ 4 探讨 了在 没有遭 受生 物降解 作用 改 造 的情况 下 ， 萘 系列和菲 系 列 丰度 分 布 为 C 。 C C 。 C 。 C 。塔 河 油 田奥 陶 系 原 油 检 测 出 来 的萘系列化合物包括萘 N 、甲基萘 MN 、 二 甲 基 萘 D MN 、三 甲 基 萘 T MN 、四 甲基 萘 T e MN 、五 甲基 萘 P MN等化合 物 ，其 中萘 系列 占芳 烃 总0 ． 5 量 1 2 ～ 4 7 V oo ，平 均 为 2 7 ，部 分 井 n 4 如 T7 5 2井 、T7 0 8井 、T 7 3 8井 含 量 小 于 1 0 ％。 随 着 生 物 降 解 作 用 的 增 强 ， 出现 C 。 C C 3 一 MP。 3 ． 4三芳 甾 系列化 合物 三芳 甾烷 是 单芳 甾烷 深度 受热 后 的产 物 ，但也 与有 机质 的原始输 入 有关 ] 。塔河 油 田原 油三芳 甾呈 C 一 三芳 甾烷 含量 高 ，C 一 三芳 甾烷 、C 。 一 三 芳 甾烷 含 量 低 的 分 布 特征 ， 甲基一 三 芳 甾分 布 呈 3 一 甲基一 2 4 一 乙基 三芳 甾含量 高 ，只含 痕 量或不 含 三芳 甲藻 甾烷 图 4 。 马安 来 等 ] ，张水 昌等口 。 。 研 究认 为寒 武 系 烃源 岩 甲藻 甾烷 和 4 一 甲基 一 2 4 一 乙基 胆 甾烷 、三芳 甲藻 甾烷 及 2 4 一 降 胆 甾烷 丰度 较 高 ；而 中上 奥 陶统 烃 源 岩抽 提物 则 以 2 一 甲基 和 3 一 甲基一 2 4 一 乙基胆 甾烷 丰度 较 高 ， 甲藻 甾烷 和芳 构 化 甲藻 甾烷 几 乎 检测 不 到n 。 由此可以判断奥陶系原油来 自中、上奥陶统烃源岩 。三芳甾烷抗生物降解能力强 ，随着原油降解程度的 增加 ，三芳 甾烷 相对 含量 增加 。 a T K6 3 2 ， M／ Z 2 3 1 ∞ R b T K6 3 2 ， M／ Z 2 4 5 2 2 ．。 ． jL 一 R 4 沉积环 境 图 4塔 河油田奥陶系原油三芳甾类 系列化合物 分布特征 三芴系列化合物是对芳烃系列化 合物 中 涉及 最 多 的 一 类 化 合 物 。三 芴 系列 芴 、氧 芴 、硫 芴 相 对 含 量 是 反映 沉积 环 境 的 良好 指 标 __ 1 引。二 苯 并 噻 吩 含 量 较 高 ， 占 整 个 芳 烃 总 量 的 1 0 ～2 4 ，平 均 为 1 8 。塔 河 油 田 奥 陶系原 油检 测到 主要 有 二苯 并 噻 吩 、 甲基 二苯 并噻 吩 、二 甲基 二苯 并 噻 吩 、 三 甲基 二 苯并 噻 吩 。其 分 布 特 征 与 李 景贵 等口 副分析 的塔 中 隆起 海 相 原 油 相 似 ，表 明原 油 均来 自 中 、上 奥 陶 统 海 相烃 源 岩 。氧 芴 和 芴 的含 量 较 低 。塔 河油 田奥 陶 系原 油 是 典 型 的 海 相 原 油 图 5 。 5 油气运移 氧 芴 60 8 0 1 0 0 图 5原 油 三 芴 系 列关 系 图 当原油 遭 受生物 降 解作 用 后 ，许 多 常用 的成 熟 度参 数 不 再 适 用 。 由 于 1 ，2 ，4 ，6 ，7 ／ 1 ，2 ，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 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 1 0年 6月 6 ，7 1 ，2 ，3 ，5 ，6 五甲基萘 P MN分布稳定 ，所 以可作为油气运移指标 图 6 a l 1 。对于 烷基二苯并噻吩类 D B Ts 分子参数 ，国内外大多数研究人员都用来作为成熟度参数r 】 引。王铁冠等__ 1 ] 基于分子结构的热稳定性以及氢键形成机理，认为烷基二苯并噻吩类 D B T s 参数兼具表征有机质成 熟 度 以及 油气运 移 的属性 ，可 以作为示 踪 油藏充 注方 向与途 径 的有 效分 子参 数 。从 原油 4 一 ／ 1 ． MD B T 等 值线图 图 6 b 、4 ，6 - ／ 1 ，4 - DMD B T等值线图分析 ， 8 6井原油上述两项参数均为高值，揭示塔 河油区奥陶系原油主要运移方向为由东 向西北、由西南向北。 a 1 ，2 ，4 ，6 ，7 一 ／ 1 ，2 ，3 ，5 ，6 一 P M N 1 5 2 5 0 0 I l 5 2 5 o 0 I 1 5 2 ；] 5 0 0 I 1 5 2 5 0 0 I ． 。 8 ， T - 叶 。 TK65 6 J p ／ ＼ 。 景 8 。r ’ 4／ 美 一 。 ／一 63 [F 4 5 3 寸 量 甘 。 暑 寸 ● I 。 T71 。 一 8 。。 ／ I ● I 一 墨 萑 ～ 量 b ／／ 一 I Ⅺ、 t ， 量 ／ ／／0 ＼ ＼＼ K 。 s 寸 叶 I 5 2 l 5 0 0 I l ， n n I l 5 2 5 0 0 。 I 5 2 5 0 0 I b 4 一 ／ 1 一 M D B T 图 6塔河油 田奥陶系原油芳烃参数 示踪原油运移 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 3 2卷第 3期 余秋华等 塔河油 田奥陶 系原 油芳烃特征及油气运移 1 6 5 6 结 论 1 从芳烃色谱图可见 ，原油成熟度较高 ，随着生物降解作用增强 ，基线隆起幅度增大 ，向右偏移 。 且 常规芳 烃 含量 降低 ，三芳 甾系列 含 量增 加 ，原 油密度 增大 。生物 降解 对原 油 的萘 系列 和菲 系列 分布 有 一 定 影 响 ，甲基 萘 系列 的丰度 逐 渐变 为 C 。 C C 3 一 MP分布特征 ，三芳 甾系列抗生物降解能力最 强 ，不 受影 响 。 2 三 芴 系列化 合物 表 明塔河 油 田奥 陶 系有机 母质 原始 环境 为海 相 还原 环境 ，以水 生生 物为 主 。 3 甲基萘参 数 ，二 苯并 噻 吩是指 示 原油 运 移 方 向 ，塔河 油 田奥 陶 系 西 北部 原 油 主 要 运移 方 向为 由 东 向西 北 、由西 南 向北 。 [ 参考文献] [ 1 ]翟晓先，漆立新 ．塔 河油田勘探 实践 与面临 的挑战 [ A]．塔 河油气 田勘 探与评 价文集[ c ]．北京 石油 工业 出版社 ，2 0 0 6 ． 1 ～ 1 O ． [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] E 5 ] [ 6 ] 李国政 ，王辉，丁勇 ． 塔 河油田奥陶系碳酸盐岩油气藏石油地质条件 [ J ]．新疆石油地质 ，2 0 0 2 ，2 3 6 4 9 3 ～4 9 6 ． 陈致林 ，李 素娟，王忠 ．低～中成熟演 化阶段芳 烃成 熟度指标的研 究 [ J ]．沉积学报 ，1 9 9 7 ，1 5 2 1 9 2 ～1 9 6 ． B e n G K，Va n A． D i s t r i b u t i o n s o f me t h y l a t e d n a p h t h a l e n e s i n c r u d e o i l s i n d i c a t o r s o f ma t u r i t y ，b i o d e g r a d a t i o n a n d mi x i n g[ J ]． Or g a ni c Ge o c h e mi s t r y， 1 9 9 9， 3 0 1 2 l 3 ～ 1 2 2 7 ． Vo l k ma n J K， Al e x a n d e r R，Ka g i R I ． Bi 0 d e gr a d a t i 0 n o f a r o ma t i c hy dr o c a r h o n s i n c r u d e o i l s f r o m t he Ba r r o w Su b～ b a s i n o f We s t e r n Au s t r a l i a[ J ]． Or g a n i c Ge o c h e mi s t r y ，1 9 8 4 ，6 6 1 9 ～6 3 2 ． C o n n a n J ． B i o d e g r a d a t i 0 n o f c r u d e o i l s i n r e s e r v o i r s[ A]．B r o o k s J ，We l t e D H． A d v a n c e s i n P e t r o l e u m G e o c h e mi s t r y[ c]． L o n d o n Ac a de mi c Pr e s s ， 】 9 8 4 ． 2 99 ～ 3 3 5 ． [ 7 ]Ga r r i g u e s P，B u d z i n s k i H，Ma n it M P，e t a 1 ． P y r o l y t i c a n d p e t r o g e n i c i n p u t s i n r e c e n t s e d i me n t s a d e f i n i t i v e s i g n a t u r e t h r o u g h p h e n a n t h r e n e a n d c h r y s e n e c o mp o u n d d i s t r i b u t i o n [ J ]． P o l y c y c l ic Ar o ma t i c C o mp o u n d s ，1 9 9 5 ，7 4 2 7 5～ 2 8 4 ． [ 8 ]王传远 ，段毅，杜建国 ．鄂尔多斯盆地 西峰油田原油芳烃地球化学研 究 [ J ]．地球学报 ，2 0 0 8 ，2 9 5 6 1 3 6 1 8 ． [ 9 ]马安 来，张水昌，张大江 ，等 ．塔 里木 盆地塔 东 2井稠 油有机 地球化 学特征[ J ]．新疆 石油地 质，2 0 0 5 ，2 6 2 l 4 8 ～1 5 1 ． [ 1 O ]张水昌 ，王飞宇，张宝民 ，等 ．塔 里木盆地中上奥陶统油源层地球化学研究 [ J ]．石油学报 ，2 0 0 0 ，2 i 6 2 3 ～2 8 ． [ 1 1 ]Z h a n g S C，Ha n s o n A D， Mo l d o wa n J M，e l a 1 ．P a l e o z o i c o i l s o u r c e r o c k c o r r e l a t i o n s i n t h e T a r i m B a s i n[ J ]． Or g a n i c Ge o e h e mis t r y， 2 0 0 0， 3 l 2 7 3 ～ 2 8 6 ． [ 1 2 ]李水福 ，何生 ．原油芳烃中三芴系列化合物的环境指示作用 [ J ]．地球化学 ，2 0 0 8 ， 3 7 1 4 5 ～5 0 ． [ 1 3 ]李景贵 ，郑建京 ，刘文汇 ，等 ．塔北 、塔 中地区碳酸盐岩及其原油中的二苯并噻吩类化合物 [ J ]．沉积学报 ，2 0 0 4 ，2 2 2 3 4 8 ～ 3 5 3 ． [ 1 4 ]李美俊 ，王铁冠 ．原油中烷基萘的形成机理及其成熟度参数应用 [ J ]．石油实验地质 ，2 0 0 5 ，2 7 6 6 0 6 6 0 9 ． [ 1 5 ]Hu g h e s W B ． Us e o f t h i o p h e n i c o r g a n o s u l f u r c o mp o u n d s i n c h a r a c t e r i z i n g c r u d e o i l s d e r i v e d f r o m c a r b o n a t e v e r s u s s i l i c l a s t i c s o u r c e s [ A]． P a l a c a s J B ，e d ． P e t r o l e u m Ge o c h e mi s t r y a n d S o u r c e R o c k P o t e n t i a l o f Ca r b o n a t e R o c k s[ c ]． AAP G S t u d i e s i n Ge o l o g y ， Ok l a ho m a AAPG Pr e s s ， 1 9 8 4， 1 8 1 81 ～ 1 9 6 ． [ 1 6 ]王铁冠 ，何发岐 ，李美俊 ，等 ．烷基二苯并囔吩类 示踪油藏充注途径的分子标志物 [ J ]．科学通报 ，2 0 0 5 ，5 0 2 1 7 6 ～1 8 2 ． ’ [ 编辑] 宋换新 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