塔里木盆地寒武系深层油气赋存相态研究.pdf

第 3 7卷第 6 期 2 0 1 5年 1 1 月 石 油 雾 驺沾 鹰 P ETRoLEUM GE0LoGY EXPERI M E NT V0 1 ． 3 7． No．6 N o v ． ， 2 01 5 文章编号 1 0 0 1 - 6 1 1 2 2 0 1 5 0 6 - 0 6 8 1 0 8 d o i 1 0 ． 1 1 7 8 1 ／ s y s y d z 2 0 1 5 0 6 6 8 1 塔 里木盆地 寒武 系深层油气 赋存 相态研 究 马安来 ， 金之钧 ， 刘金钟 1 ． 中国石化 石油勘探开发研究院， 北京1 0 0 0 8 3 ； 2 ． 中国科学院 广州地球化学研究所， 广州5 1 0 6 4 0 摘要 塔里木 盆地寒武 系深层烃类相态是地球化学家和石油勘探 家密切关注 的科学问题 。应用封 闭体系黄金 管热模拟方 法 ， 对 塔里 木盆地塔河油 田稠油 、 正 常原油 、 高蜡原油进行热模拟实验。在频率因子为 1 ． 7 8 x 1 0 s 的前提下 ， 塔 河油 田奥 陶系井稠油 具有最宽的 C 一 c 质量生成的活化能分布 ， 分布范围为 5 6 ～ 6 6 k c a l ／ m o l ， 主频活化能最低 ， 为 5 9 k c a L ／ mo l 。根据原油转化率 ， 使用 Ki n e t i c软件计算表 明原油作为油相可以存在于 1 7 8 ～ 2 0 5 0 C的储层 中。依据塔里木盆地塔北 、 塔 中、 塔东 、 巴楚 4个古隆起典型钻 井寒武系古地温演化， 建立了4 个古隆起寒武系古油藏裂解动力学模型。模型表明塔北隆起塔深 1 井寒武系建隆 I 顶部的古油 藏至今可以保持独立油相状态 ， 建隆 I 底部的古油藏能保持凝析油状态。巴楚、 塔中、 塔东地区典型寒武系钻井模拟表明， 寒武 系中的烃类 可能以天然气 、 凝析油为 主要相态类型 。 关键词 原油稳定性 ； 原 油裂解 ； 生烃 动力学 ； 油气相态 ； 寒武系 ； 塔里木盆地 中图分类号 T E l 2 2 ． 1 文献标志码 A Hy d r o c a r b o n p ha s e i n t he d e e p Ca mbr i a n o f t h e Ta r i m Ba s i n Ma A n l a i ， J i n Z h i j u n ， L i u J i n z h o n g 1 ． S I N O P E C P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d P r o d u c t i o n R e s e a r c h I n s t i t u t e ， B e ij i n g l O 0 0 8 3 ， C h i n a ； 2 ． G u a n g z h o u I n s t i t u t e o fG e o c h e mi s t r y， C h i n e s e A c a d e m y o fS c i e n c e s ， G u a n g z h o u ， G u a n g d o n g 5 1 0 6 4 0， C h i n a Ab s t r a c t T h e h y d r o c a r b o n p h a s e o f t h e d e e p C a mb ri a n i n t h e T a r i m B a s i n i s a s c i e n t i fi c f o c u s o f g e o c h e mi s t s a n d e x p l o r a t i o n i s t s ． T h e r ma l s i mu l a t i o n s o f h e a v y o i l ．n o r ma 1 o i l a n d wa x y o i l f r o m t h e T a h e Oi l fi e l d i n t h e T a r i m B a s i n w e r e c a r r i e d o u t u s i n g a g o l d t u b e c o n fi n e d s y s t e m． F o r a e q u e n c y f a c t o r Ao f 1 ． 7 8 1 0 S ～，t h e a c t i v a t i o n e n e r g y r a n g e o f Cl C5 g a s y i e l d o f h e a v y o i l i s t h e wi d e s t ，r a n g i n g fro m 5 6 t o 66 k c a l ／ mo l ，a n d t h e d o mi n a nt po t e n t i a l i s a t 5 9 k c a l ／mo 1 ．I n v i e w o f t h e r a t i o o f o i l c o n v e r s i o n t o g a s．o i l c a n b e a s e p a r a t e ph a s e a t t e mp e r a t u r e s o f 1 7 82 0 5 o C．Ac c o r d i n g t o t h e pa l e o 。 t e mp e r a t u r e s o f t h e Ca mb r i a n we l l s f r o n t he T a b e i ． Ta z h o n g，Ta d o n g a n d Ma c h u u p l i f t s ，f o u r d y n a mi c mo d e l s o f t he Ca mbr i a n r e s e r v o i r c r a c k i n g we r e e s t a b l i s h e d． T h e p a l e o o i l r e s e r v o i r o f w e l l T a s h e n l i n t h e T a b e i U p l i ft c a n b e a s a s e p a r a t e o i l p h a s e a b o v e B u i h u p I i n t l l e C a m b r i a n a t p r e s e n t ．w h e r e a s o n l y c o n d e n s a t e o i l p h a s e e x i s t s a t t h e b o t t o m o f t h e U p l i ft I． T h e mo d e l s o f t h e C a m b ri a n p ale o - o i l r e s e r v o i r s o f t y p i c a l we l l s fr o m t h e B a c h u U p l i f t ，T a z h o n g Up l i f t a n d T a d o n g Up l i ft s u g g e s t t h a t t h e h y d r o c a r b o n p h a s e o f t h e a b o v e a r e a s ma y b e d o mi n a t e d b y g a s a n d c o n d e n s a t e p h a s e s ． Ke y wo r d s o i l s t abi l i t y ； o i l c r a c k i n g； h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n k i n e t i c s ；h y d r o c a r b o n p h a s e； C a mb r i a n； T a r i m B asi n 深层油气是指深度大于 4 5 0 0 m的油气资源 1 ] ， 截至 2 0 1 2年 6 月 ， 在全球 不含美 国 3 4 9个含油气 盆地中的 8 7个盆地内 ， 发现了 1 5 9 5个深层油气 藏。全球深层石油、 天然气和凝析油探明和控制可 采储量 2 P 分别为 5 7 ． 5 5 1 0 。 t ， 1 0 0 8 3 6 x 1 0 。 m ， 1 3． 8 3 x1 0。t ，合计为 1 5 2 ． 3 8 1 0 t 油 当量。在 已发 现的深层油气中． 石油 、 天然气 和凝析油可采储量 分别 占深层油气 2 P总可采储量的 3 7 ． 8 ％， 5 3 ． 1 ％ 和 9 ． 1 ％， 即深层油气以天然气为 主l 2 ] 。目前世 界 上最深的油 田为美 国墨西哥湾深水盆地 S i g s b e e次 盆中的 T i b e r 油 田， 储层为古新统 Wi l c o x群砂岩 ， 储层顶界埋深 为 9 9 9 9 m， 其 中水深 1 2 5 9 m， 钻井 最深深度为 1 0 6 0 5 m； 原油 A P I 重度为 4 1。 ． 储层 最大温度为 1 2 6 ． 7 o C， 储层压力为 1 3 7 ． 9 M P a 3 J 。 T i s s o t 等干酪根热降解理论是指导盆地油气相 态预测的基 础_ 4 ] ， 在 盆地模 拟时常依 据盆地有机 质类 型的不 同． 生油窗界限略有差异。2 0世纪 以 来， 随着温度大于 1 6 0 oC， 甚至 1 8 0 ～ 2 0 7 cC 的高温 收稿 日期 2 0 1 5 - 0 3 3 0 ； 修订 日期 2 0 1 5 - 0 9 - 1 7 。 作者简介 马安来 1 9 6 9 一 ， 男 ， 博士 ， 副教授 ， 从事油气地球化学与油气成藏 机理研究 。E - m a i l ma a 1 ． s y k y s i n o p e e ． c o n。 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 1 2 C B 2 1 4 8 0 0 ， 2 0 0 5 C B 4 2 2 1 0 8 、 中石化科技部项 目 P 0 7 0 2 1 及国家重大专项项 目 2 0 1 1 Z X 0 5 0 0 5 一 O O l ， 2 o o 8 z x o 5 o o 5 一 O O 1 联合 资助。 6 8 2 石 油 寥 劈 沾 鹰 第 3 7卷 高压油气藏 的不断发现l 5 ] ， 如冀 中坳陷霸县 凹陷 牛东 1 井雾迷 山组埋深 5 6 4 1 ． 5 6 0 2 7 m潜山凝析 油气 藏 ， 井 底 温度 达 2 0 1℃ ， 2 0℃ 原 油 密 度 为 0 ． 7 7 2 g ／ c m ， 这使研究者 在盆地模拟时采 用原 油不同组分的裂解活化能_ 7 ] 、 研究不 同矿物对原油 裂解的效应l 8 ] ， 考虑压力对裂解抑制效用_ 9 、 提出 自由基理论对高温高压油气藏的存在进行解释_ 1 。 研究表明。 T S R作用使得油气藏原油裂解温度降 低 _ 1 ； 油气生成及裂解服从化学动力学方程 ， 温度 和时间是控制油气相态最重要的因素 J 塔北塔深 1井在埋深 8 4 0 8 8 4 0 6 m 的寒武 系白云岩储层中氯仿浸泡获得了少量液态烃 。 原油 来源于寒武系l 1 3 ] 。在温度超 过 1 6 1 ． 4℃ 、 压力超 9 0 ． 1 6 MP a的地层保存着寒 武系的液态烃引起 了 广大学者的极大关 注。如朱光有等提出塔里木盆 地 7 0 0 0 ～ 9 0 0 0 m深度范围赋存在寒武系的可能还 是石油为主[ 1 4 J 。2 0 1 3年， 中国石油塔中隆起 中深 1 井寒武系盐下 6 4 3 9 ～ 6 4 5 8 m 中寒武统挥发油藏 、 6 5 9 7 ．6 3 ～ 6 7 8 5 m下寒武统干气气藏的发现， 揭开 了塔里木盆地寒武系盐下油气勘探的新篇章[ 1 。 本文应用生烃动力学方法 ， 基于塔河油 田不同 类型原油金管热模拟实验， 结合寒武系油藏充注时 间及储层热历史 ， 试 图回答寒武系深层能否作为黑 油勘探 目标这一科学问题。 1 样 品与实验 原油样品选 自塔里木盆地塔河油 田 1 _ 7 4 0井一 间房组 O y J 稠油、 T 9 1 5井阿克库勒组 T 2 0 正常 原油、 奥陶系 9区 T 9 0 1 井 O y J 高蜡原油 表 1 。实 验方法见文献 [ 1 6 1 7 ] 。原油裂解动力学参数计算 及地质体裂解动力学模型采用 K i n e t i c 软件。 2 结果 塔河油 田不 同类型原油裂解过程相似 。 差异在 于原油产气丰度 的差异。以T 7 4 0井奥陶系稠油为 例， 描述原油裂解过程及动力学参数模拟过程。 2 ． 1 原油裂解生烃动力学结果 图 1 列 出 了在2 ℃／ h 和2 0 ℃／ h 升 温 速率 下 罩 鞋 嬖 ● 室 鞋 鬟 一 20 “C ／h 1 0o 。 o．．o I J 。． ’ L 。 j 。 一。。 ． 。 ∞蠡 4 0 0 4 5 d , q0 55 0 6 00 6 材 ． 。 f f 。． 。 l 1 0 。 ． 。 。 ．。l l 0 。 。 热解温度／ ℃ 3 0 0 3 5 0 4 O O 4 5 0 5 0 0 5 5 0 6 0 0 6 5 0 热解温度／ C 图 1 塔河油 田 T 7 4 0井原油热解过程中 气体体积和质量产率随热解温度的变化 F i g ． 1 Ga s v o l u me a n d ma s s y i e l d s wi 血 p y r o l y s i s t e mp e r a t u r e s o f o i l s a mp l e s f r o m w e l l T 7 4 0．t h e T a h e Oi l fi e l d T 7 4 0井原油 的生烃量 。可以看 出原油裂解气产率 与热解温度 、 加热速率密切相关； 随着热解温度的增 高， 甲烷和总气体积和质量产率不断增加， 慢速升温 条件 2℃／ h 原油裂解生成的气体产率高于快速 升温条件下的气体产率 ， C 一 C 5 在 2℃／ h升温速率 下 ， 产率最大 ， 为 4 4 2 ． 6 4 m L ／ g 。此外 ， 原油裂解过 程中可以生成大量的 C ， 一 C 的重烃 ， C ， 一 C 烃类 随 热解温度的增加表现出先增大后降低 的特点， 体积产 率的最大值对应于热解温度 4 6 0 ～ 5 0 0 c c之间， 体积 产率值为 1 2 5 m L ／ g ， 质 量产率 的最大值 则对应于 热解温度 4 6 0 ～ 5 0 0℃之间， 对应值为 2 1 2 mg ／ g 。 2 ． 2 动力学参数模拟 2 ． 2 ． 1 C ， 一 C 质量产率动力学参数模拟 S c h e n k等[ 1 s ] 、 Wa p l e s [ 1 9 1 提 出用气体形成来描 述原油裂解动力学． 总气体产率的最大值代表原油完 全裂解 ， 这时定义原油转化率 为 1 。运用 K i n e t i c软 件 ， 对原油进行 了生烃动力学计算。在频率因子为 1 ． 7 8 x 1 0 H S 的前提下 。 T 7 4 0原油总气质量产率活化能 在 5 6 ～ 6 6 k c a l ／ m o l ， 主频活化能为5 9 k c a l ／ m o l 图2 。 表 1 塔河油田原油热动力学实验样品 Ta b l e I Ch a r a c t e r i s t i c s o f o i l s a mp l e s f r o m t h e Ta h e oi l f i dd u s e d f o r k i n e t i c e x p e r i me n t s 旦、 褂 嘲峰 u ． 暑 g ， 讲 咖 第 6期 马安来， 等． 塔里木盆地寒武系深层油气赋存相态研究 6 8 3 料 蜓 L U 3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 00 5 5 o 6 0 0 6 5 0 热解温度／ C I ． 78 x1 0 ”s l I I 5 1 5 3 5 5 5 7 5 9 61 6 3 6 5 6 7 活化／ k c a l too l 。 。 图 2 塔河油田T 7 4 0井奥陶系稠油 C 一 C 5 气体质量产率动力学参数 F i g ． 2 K i n e t i c p a r a me t e r s o f ma s s y i e l d s o f C l C 5 f r o m t h e O r d o v i c i a n h e a v y o i l s fr o m w e l l 1 7 4 0， t h e T a h e Oi l fi e l d 用获得的动力学参数可以很好拟合实验结果 为 了对 比不同类 型原油裂解产气活化能之 间 的差异 ， 对 T 9 1 5井正 常原 油、 T 9 0 1 井 高蜡原油活 化能计算时 ， 统一将频率 因子 A定为 1 ． 7 8 x 1 0 H S ～． 总体而言 ， 稠油具有最宽 的活化 能分布范围 5 6～ 6 6 k c a l ／ m o 1 和最低的活化 能主频 5 9 k c a l ／ m o 1 ， 而正常原油和高蜡原油活化能分布范围较窄 ． 活化 能主频分别为 6 1 k c a l ／ m o l 和 6 0 k c a l ／ mo l 表 2 。 2 ． 2 ． 2 本研究 C 广C 质量产率动力学参数与文献比较 从表 3看 出海相原油裂解 活化能 比陆相原油 裂解活化能低。 如 S c h e n k 等认为海相原油的活化能 为 6 8 k c a l f m o l ， 而湖相和河流三角洲相原油裂解活化 能为 7 3 ． 1 k c a l ／ m o l E ] 李贤庆等对牙哈陆相原油 裂解生气体积产率活化能主频为 6 9 k c a l／ m o l 。 而 哈德逊海相原油裂解生气体积产率活化能主频为 6 6 kc a l ／mo l [ 1 7 ] 。同一样 品 ， 质量产率活化 能低于 体积产率 活化能 ， 如哈德逊海相原油_ 1 ’ 0 ； 同为质 量产率活化能 ， 高斯分布平均活化能要低于离散分 布活化能分布主频 。 表 2 塔河油 田不同类型原油裂解 C， 一 C 气体 质量产 率活化能分布对 比 T a b l e 2 Co m p a r i s o n o f a c t i v a t i o n e n e r g y d i s t r i b ut i o n o f Cl C5 a m o n g d i ffe r e n t 0 i l t y p e s f r o m t h e Ta h e o i l fi e l d 活 化 能 值 ／ 些 些 皇 些 f k c a 1 ． mo l - I “ 7 4 0井 ，T 9 1 5井 ，T 9 0 1 井 ， 稠油 ， O 2 正常原油 ， T 2 口 高蜡原油 ， O 2 5． 2 1 O l 1 ． 5 5 3 2． 1 0 O 2 2． 1 7 2 8． 8 O O O 0 O． 1 6 0 O O 1 0 ． 0 8 3 5．4 3 5 4 ． 4 9 O O 0 O 0 0 O 0 0 5 4 ． 4 8 2 4 ． 3 4 2 1 ． 1 8 0 O O 0 由于离散型分布活化能 比高斯型分布具 有稍 高的活化能主频 ， 为 了更好描述地质边界条件的不 确定性 如压力边界条件 、 古地温恢复的误差 ， 采 用最低裂解活化能的 T 7 4 0井稠油裂解动力学参数 进行原油独立油相温度 的确定 以及钻井裂解动力 学模型的建立。 3 原油独立油相保存温度 国内外 学者 对地 下原 油 的稳 定 性进 行 了研 究 ， M c C a i n等认为独立油相存在时， 原油转化率 C小于 5 1 ％， 此 时对应 的 G O R为 5 7 0 m 。 ／ m 。 引， 而 H u n t 等认为独立油相存在 时， 原油转化率 C小于 6 2 ． 5 ％ ， 此 时 对 应 的 G O R为8 91 m ／ m 引。 表4 是 表 3 不同类型原油裂解动力学参数 Ta b l e 3 Co mp a r i s o n o f k i n e t i c p a r a me t e r s o f o i l - c r a c k i n g o f d i ffe r e n t o i l t y p e s 注 a ． M S S V 实验； b ． 金管实验 质量产率； d ． 体积产 率． e _从活 化能 分布 计算的 平均活化能； f 平均活化能， 均芳 差； ． 活 能分布范围／ 主频 活化 能。 卯 ∞ 的 6 8 4 石 油 察 鼯 弛 届 第 3 7卷 表 4 不同地 质升温条 件下独立油相存在 的地质温 度 Ta b l e 4 Ge o l o g i c a l t e mp e r a t u r e s o f s e p a r a t e o i l pha s e a t di ffe r e nt g e o l o g i c a l he at i ng r at e s 升温速率／ f ℃ Ma 一 ’ 1 独立油相保存的地质温度／ ℃ 使用T 7 4 0 参数 Wa p l e s E 田辉等[ C5 l ％ C6 2 ． 5 ％ C5 1 ％ C6 2 ． 5 ％ C5 1 ％ C6 2 ． 5 ％ 0 ． 5 1 7 8 1 8 4 1 7 0 1 7 3 1 ． 2 1 8 3 1 8 9 1 7 4 1 7 8 2 ． 0 1 8 8 1 9 3 1 7 9 1 8 2 1 8 4 1 8 7 5 ． 0 1 9 4 2 0 0 1 8 5 1 8 8 1 8 8 1 9 4 1 0 1 9 9 2 0 5 使用 T 7 4 0 井奥陶系原油 C 一 C 5 气体质量产率动力学 参数， 运用 K i n e t i c 软件计算了地质条件下独立油相 保存 的地质温度 。可以看 出， 在一 般的地质条件 下 ， 独立油相存在 的地质温度范围为 1 7 8 ～ 2 0 5℃， 5 l ％和 6 2 ． 5 ％的原油转化率之间的差别导致地质温 度之间的差别也仅在 3 ～ 6 。计算的独立油相保存 的地质温度与 Wa p l e s提出的温度相差 8 ～1 2℃l 1 9 _ 表 4 ， 而与田辉等计算的温度相差4 ～ 8 q c 】 。这主 要是由于所使用的原油活化能大小及分布类型的差 异。Wa p l e s 认 为高斯分布 1 k c a l ／ m o l 活化 能的差 异， 将导致裂解温度产生 2 ～ 3℃的差异 。 4 寒武系典型探井裂解动力学分析 4 ． 1 端元条件的界定 塔里木盆地油气储量 富集在塔北 、 塔 中和 巴 楚隆起上 ， 商业 油气来 源于 2套海 相烃 源岩 寒 武 系一 中下奥陶统、 上奥陶统烃源 岩_ 2 。2套烃 源岩具有不 同的地球化学特 征_ 2 ， 目前发现 的 商业原油塔北主要来 自上奥陶统_ 3 ． 塔 中则显示 了寒武系、 上奥陶统 2套烃源岩的混源贡献_ 3 ， 塔 东、 巴楚隆起 的天然气来 自于寒 武系烃 源岩[ 2 。 台盆区现今油气 的分布与 2套烃源岩 的热演化历 史密切相关 ， 寒武系烃源岩演化快 、 生烃早 ， 对应 的生烃时期为加里东 中晚期 。 上奥 陶统 烃源岩演 化慢 、 生 烃晚 ， 海西晚期进入大量生排烃 阶段 ， 喜 马拉雅期为寒武 系烃源岩生干气 时期及油气 藏调 整期 。 目前 台盆 区寒 武系储层来 自寒武系烃源岩的 端元原油较少 ， 文献 中广为引用的为塔东隆起塔东 2井寒武 系一下奥 陶统稠油 l 3 ， 该原油经历 了一 定的热蚀变 ， 原油中含有高度缩合的稠环芳烃化合 物 。 中深 1 井下寒武统少量的凝析油具有寒武系生 源的特征l 1 。对于寒武系深层储层 ， 加 里东期 为储层形成时期。 为了研究塔里木盆地寒武系深层油气 赋存相 态 ， 选择塔北塔深 1 井 、 塔 中塔参 1井、 塔东尉梨 1 井 、 巴楚和 田 1 井典 型寒武系钻井 ， 它们分别代表 了塔北演化型 、 塔 中演化型 、 塔东早期快速演化后 期剥蚀型 、 巴楚早期演化后期停滞型的寒武系 图 3 。 4 。依据塔 河奥陶系 T 7 4 0井原油裂 解动力学 参数 ， 根据油气藏充注时间、 储层热历史 ， 研究寒武 系储层早期充注油气藏相态随地质历史的变化。 地质年龄／ Ma 图 3 塔里木盆地典型寒武系钻井埋藏史 Fi g ． 3 Buria l h i s t o r y o f Ca mb r i a n s t r a t a o f t y p i c a l we l l s i n t he Ta r i m Ba s i n 第 6 期 马安来． 等． 塔里木盆地寒武系深层油气赋存相态研究 6 8 5 图4 塔里木盆地典型钻井寒武系古地温 F i g ． 4 P a l e o t e mp e r a t u r e o f t h e C a mb ri a n s t r a t a o f t y p i c a l w e l l s i n t h e T a r i m B a s i n 4 ． 2 塔北塔深 1井 塔深 1 井寒武系古油藏原油裂解动力学模拟 方法如下 1 目标点 塔深 1 井寒武系建隆 I 的顶部 、 底 部 ， 建隆Ⅲ以上寒武系地层 的顶部及底部 。若建隆 I 顶部古油藏至今保持油相状态， 则不进行建隆 Ⅲ 以上寒武系地层的古油藏裂解动力学的模拟 。 2 埋藏史 如 图 3 a 。 3 古地表温度与古地温梯度 古地表温度为 1 3℃ ， 古地温梯度参考文献[ 2 9 ] 。需要指 出的是现 今的地温梯度设为 1 ． 7 8 o C／ h m， 以保证与 8 3 3 1 m 的实际地层测试 温度为 1 6 1 ． 4 o C对应。这一地温 梯度比前人的2℃／ h m的地温梯度略低。 但现今的 地温梯度 的差别对原油的裂解动力学结果的影 响 并不明显 图 4 a 。 4 原油进驻储层时间设为 4 4 0 Ma 。 各模拟点的古油藏裂解动力学模拟结果如下 上寒武统建隆 I 底部 8 4 0 8 m ， 代表 了建 隆 I 古油藏的底部 。建隆 I底部 8 4 0 8 m古 油藏在 3 0 9 Ma ， C 一 C 质 量转化率 为 4 9 ． 8 ％； 在 1 3 5 Ma ， C 一 C 5 质量转化率为 6 2 ％， 此 时独立油 相消失 ； 现 今 ， C 一 C 质量转化率为 7 4 ％。古油藏没有完成初 次裂解过程 ， 至今可以保持凝析油相 图 5 。 上寒武统建隆 I顶部 7 7 9 2 m ， 代 表了建 隆 I古油藏 的顶部 。 建隆 I顶部古油藏裂解程度较 图 5 塔里 木盆地塔 深 1 井上寒武 统 建隆 I 古油藏裂解动力学模型 F i g ． 5 Ki n e t i c m o d e l of Cl C5 p y r o l y s i s i n B u i l t u p I r e s e r v o i r i n t h e Up p e r C a m b r i a n ，w e ll T a s h e n 1 ，t h e T a r i m B a s i n 低， 在 3 0 9 M a ， C 一 c 质量转化率仅为 8 ． 9 ％； 在 1 3 5 Ma ， C - C 质量转化率 为 1 6 ． 3 ％， 现今 ， C 一 C 质量转化率也仅为 3 1 ． 9 ％， 远远小于 5 1 ％， 古油藏至 今尚未达到完全裂解 ， 仍保持油相状态 图 5 。 需要指出的是 ， 本文的动力学模型中没有考虑 压力的效应 ， 建隆 I 底部 的古油藏 目前仍能保持凝 析油相 ， 目前深度为 8 3 3 1 ． 5 3 m． 地层压力为 9 0 ． 1 6 MP a ， 若考虑此压力阶段的压力对原油裂解 的抑制 作用 ， 可 以使 裂解 温度降低 6～8℃、 抑制程 度在 1 0 ％左右 ] ， 深部油藏就可能处于油相和凝析气的 临界处。由于上寒武统建隆 I的古油藏至今仍能 保持油相状态 ， 其上部的地层至今可以保存油相状 态 ， 因此结束模拟计算。 6 8 6 石 油 察 劈 沾 届 第 3 7卷 料 血 Il 略 _ 一 0 图6 塔里木盆地塔参 1 井上寒武统 古油藏裂解动力学模型 F i g ． 6 Ki n e t i c mo d e l o f p a l e o o i l r e s e r v o i r c r a c k i n g i n t h e Up p e r C a mb r i a n， we l l T a c a n 1 ，t h e T a r i m B a s i n 4 ． 3 塔中塔参 1井 塔参 1 井位于塔里木盆地塔中下古生界大型复 式台背斜西北翼塔中4内幕断背斜高点上。该井在 寒武系之下钻遇花岗岩类 3 1 m， 井深 7 2 0 0 m。 塔参 1 井寒武系古地温演化见图 4 b 。上寒武统 底部代表 了上寒武统古油藏 的底部 。在 2 9 9 Ma ， c 一 C 质量转化率达到 5 5 ％， 在 2 8 6 Ma ， C 一 C 5 质量 转化率达到 6 6 ． 7 ％， 此时古油藏独立油相 消失 ， 进 入凝析油 相 ， 在 1 9 9 Ma ， C 一 C 质量 转化 率达 到 9 9 ％， 古油藏进入二次裂解阶段 图 6 。上寒武统 顶部 ， 代表了上寒武统古油藏的顶部。从油藏进入 储层后 ， C 一 C 质量 转化率仅有 1 4 ％， 古油藏至今 可以保存独立油相l 2 。 4 ． 4 塔东尉犁 1井 尉犁 1井寒武 系古油藏裂解动力学模型为早 期快速演化 、 后期剥蚀型。尉犁 1 井寒武系古地温 演化见图 4 c 。 1 下寒武统底部 ， 代表寒武系古油藏 的最深 部 ， C 一 C 5 质量转化率在 4 1 6 Ma分别达到 9 9 ％， 古 油藏在志留纪末期就完全初次裂解 ， 以后主要发生 的是天然气的二次裂解过程 ； 下寒武统顶部 ， 代表 下寒武统古油藏 的顶部 ， C 一 C 质量转化率在 4 1 6 Ma分别达到 9 8 ％， 古油藏在志 留纪末期基本完成 了初次裂解 ， 独立油相已消失 图 7 。 图7 塔里木盆地尉梨 1 井寒武系 古油藏裂解动力学模 型 Fi g． 7 Ki n e t i c mo d e l o f pa l e o o i l r e s e r v o i r c r a c k i ng i n t h e Ca mb r i a n，we l l Yul i 1，t h e Ta r i m Ba s i n 2 上寒武统底部 ， 代表上寒武统古油藏 的底 部 ， C 一 C 5 质量转化率在 4 0 2 Ma分别达到 9 5 ％， 独 立油相已消失； 上寒武统顶部， 代表上寒武统古油 藏的顶部 ， C 一 C 质量转化率在 4 0 2 Ma分别达到 7 9 ％， 原油至今没有完成初次裂解 ， 但独立油相 已 于志留纪消失。 由此可见 ， 塔东地区寒武系地层中的古油藏在 志留纪 、 泥盆纪独立油相均 已消失， 下寒武统古油 藏在不同深度可存在不同程度的二次裂解 ， 上寒武 统古油藏裂解程度相对较低 ， 尚未完成初次裂解。 生成的天然气可能 的聚集层位为寒武 系地层 中。 由于塔东地 区泥盆纪一三叠纪持续抬升 ， 原油裂解 气很难保存到侏罗纪 ， 即便保存到侏 罗纪 ， 考虑到 侏罗纪早期断裂活动， 因而难以在侏罗系储层 中聚 集成藏。因而 ， 塔东地区的天然气很可能是裂解程 度更低的中奥陶统古油藏 。 4 ． 5 巴楚 和 田 1井 和 田 1井位于巴楚隆起卡拉沙依构造带和 田 河西区块 6号断背斜构造高部位 ， 其寒武系古油藏 裂解动力学模型为 巴楚早期演化 、 后期停滞型。 和 田 1 井寒武系古地温演化见图 4 d 。中寒武 统沙依里克组底 部 ， 代表 了 中寒武统古油 藏 的底 部 。古油 藏 在 2 9 0 Ma ， C 一 C 质量 转 化 率 达 到 5 0 ％， 此时古油藏独立油相消失 ， 进入凝析气相 ， 约 在 2 2 6 M a ， 原油 c 一 c 质量转化率达到 1 ， 进入天 然气二次裂解阶段。中寒武统沙依里克组顶部 ， 古 油藏的裂解模式几乎与底部古油藏 的裂解模式相 同 ， 在 2 1 6 Ma ， C 一 C 质量转化率达到 1 0 0 ％， 进入 天然气二次裂解 阶段 图 8 。 上寒武统下丘里塔格组底部， 代表上寒武统古油 藏的底部， 古油藏在 2 4 6 M a ， C 一 C 质量转化率达到 5 4 ． 9 ％， 在 2 3 5 Ma ， C 一 C 5 质量转化率达到 6 7 ． 7 ％， 此 时独立 油 相 消 失 。 古 油 藏 进 入凝 析 气 相 ， 约 在 1 4 6 Ma ， C 一C 质 量 转 化 率 稳 定 在 8 0 ％； 至 今 ， C 一 C 5 质量转化率为 8 O ． 9 ％。 古油藏仍可以保持凝 析气相。上寒武统下丘里塔格组顶部 ， 代表上寒武 料 埤 血I1 蟋 ● U 距今时间／Ma 槲 辩 m 姗 蜓 - 一 U 图8 塔里木盆地和田 1 井寒武系 古 油藏 裂解 动力 学模 型 Fi g ． 8 Ki ne t i c mo d e l o f p a l e o o i l r e s e r v