塔河油田天然气特征对比与成因分析.pdf

第 3 5卷第 6期 天然气比 O I L＆ G A S G E 0 L 0 G Y 2 0 1 4年 1 2月 文章编号 0 2 5 39 9 8 5 2 0 1 4 0 6 0 8 2 0 0 7 d o i 1 0 ． 1 1 7 4 3 ／ o g g 2 0 1 4 0 6 0 9 塔河油 田天然气特征对 比与成 因分析 顾 忆， 黄继文 中国石化 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所， 江苏 无锡 2 1 4 1 5 1 摘要 塔河油田东西部奥陶系天然气地球化学特征存在明显的差异。依靠多年勘探开发及研究积累的大量天然气分析测试数据， 结合塔 河油田油气成藏地 质条件与主要 油气成藏 期次， 从天然 气组分特征及碳 、 氢 同位 素特征 等方面进行研 究 ， 认 为塔 河油 田西部 地区奥陶系储层天然气以溶解气或伴生气为主， 以甲烷碳同位素较轻为特征， 其成因主要为原油初期裂解。塔河中部主体区奥陶 系储层天然气主要以伴生气为主， 部分是凝析气， 为与原油同期次充注的成熟一高成熟天然气。塔河东部地 区奥陶系储层天然气 具有高干燥系数和 甲烷碳、 氢同位素较重的特征， 成熟度高于塔河中、 西部地 区， 部分天然气出现甲烷、 乙烷碳同位素倒转， 表明天 然气具两期充注成藏特征。第一期天然气充注成藏时间与塔河中部主体 区油气成藏时间一致； 第二期充注以过成熟裂解气为主， 为原油裂解气与干酪根裂解气的混合气， 充注成藏期为喜马拉雅期晚期。不同成因的天然气及不同期次天然气的混合叠加， 是形 成塔河油田不同地区天然气特征差异的主要因素。 关键 词 地 球化学特征 ； 成 因类型； 天然 气； 奥 陶系； 塔 河油 田 中图分 类号 T E l 2 2 ． 1 文献标识码 A Cha r a c t e r i s t i c s c o m p a r i s o n a n d o r i g i n o f n a t u r a l g a s i n Ta he o i l fie l d Gu Yi ， Hu a n g J i we n Wu x i R e s e a r c h I n s t i t u t e o f P e t r o l e u m G e o l o g y ， P e t r o l e u m E x p l o r a t i o nP r o d u c t i o n R e s e a r c h I nst i t u t e ， S I N O P E C， Wu x i ， J i a n g s u 2 1 4 1 5 1 ， C h i n a Abs t r a c t Th e g e o c h e mi c a l f e a t u r e s o f n a t u r a l g a s i n t he Or d o v i c i a n v a r y o b v i o u s l y f r o m e a s t t o we s t i n Ta he o i l f i e l d． Af t e r y e a r s o f e x p l o r a t i o n， a l a r g e a mo u n t o f t e s t i n g d a t a f o r na t u r a l g a s a c c u mu l a t e d． I n c o mb i n a t i o n wi t h a n a l y s e s o f t h e g e o l o g i c c o n d i t i o n s a n d s t a g e s for n a t u r a l g a s a c c u mu l a t i o n s i n Ta h e o i l f i e l d， s t u d i e s o f n a t u r a l g a s c o mp o s i t i o ns a n d C／H i s o t o p i c f e a t u r e s， l e d t o t h e f o l l o wi n g c o n c l us i o n s ．I n t he we s t e r n pa r t o f Ta he o i l f i e l d， t h e n a t u r a l g a s i n t h e Or d o v i c i a n r e s e r v o i r s wa s ma i n l y di s s o l v e d o r a s s o c i a t e d g a s， f e a t u rin g i n l i g h t e r me t h a n e c a r b o n i s o t o p e s ， a n d ma i n l y o r i g i na t e d f r o m t h e i n i t i a l c r a c k i n g o f c r u de o i l s ． I n t h e c e n t r a l p a rt o f Ta h e o i l f i e l d， t h e n a t u r a l g a s i n t h e Or d o v i c i a n r e s e rv o i r s wa s ma i n l y a s s o c i a t e d g a s a n d p a rti a l l y c o n d e n s a t e g a s ， a n d wa s ma t u r e ／h i g h ma t u r e g a s wh i c h wa s c h a r g e d a t t he s a me t i me a s c r u d e o i l s ． I n t h e e a s t e rn p a rt o f Ta h e o i l fie l d， t h e n a t u r a l g a s i n t he Or d o v i c i a n r e s e rvo i r s f e a t u r e i n h i g h l y d r y c o e ffi c i e n t a n d he a v y me t ha n e C／H i s o t o p e s， wi t h h i g h e r ma t u rit y t h a n t h o s e s a mpl e s fro m b o t h t h e we s t e r n a nd t h e c e n t r a l T a h e o i l - fie l d． F o r s o me na t u r a l g a s s a mp l e s， 8 ”C18”C2 ，i n d i c a t i n g t h a t t h e n a t u r a l g a s we r e c h a r g e d a n d a c c u mu l a t e d i n s t a g e s ． The fir s t s t a g e o f n a t u r al g a s c h a r g i ng a n d a c c u mu l a t i o n t o o k p l a c e wh e n h y d r o c a r b o n a c c u mu l a t e d i n t h e c e n t r a l p a rt o f Ta h e o i l fi e l d． I n t h e s e c o nd s t a g e o f n a t u r a l g a s c ha r g i n g， t h e c r a c k i n g o f o v e r - ma t u r e h y d r o c a r b o n p l a y e d a n i mpo r t a n t r o l e ． Th e n a t u r e g a s ma i n l y wa s s o u r c e d fro m t h e c r a c k i n g o f c ru d e o i l a n d k e r o g e n， a n d c h a r g e d d u rin g t h e l a t e Hi mala y - a n p e rio d ． Th e d i f f e r e n t o rig i n s o f n a t ur al g a s a n d t h e mi x i n g o f n a t u r a l g a s d u rin g di f f e r e n t s t a g e s e x p l a i n e d t h e o b v i o u s l y d i f f e r e n t f e a t u r e s o f n a t ur a l g a s a mo n g di f f e r e n t r e g i o ns i n t h e Ta h e o i l fie l d ． Ke y wo r d s g e o c h e mi c a l c h a r a c t e ris t i c s ， g e n e t i c t y pe， n a t ur al g a s ， Or d o v i c i a n， Ta h e o i l fi e l d 1 9 9 0年部署在新疆塔里木 盆地阿克库勒 凸起 的 沙 2 3井在古生界钻遇高产油气流 ， 揭开 了奥陶系碳酸 盐岩特大型油气 田塔河油 田勘探开发的序幕。历 经潜山、 非构造 圈闭 、 岩溶储集体 、 碳 酸盐岩和碎屑岩 多层系立体勘探 ， 目前 已成 为我 国探 明储量规模 最大 的海相碳酸盐岩复式油气 田。近 2 0年来 累计在 1 3个 层系发现工业油气藏 。塔河特大型油气 田是以奥 陶系 碳酸盐岩岩溶缝洞型油气藏为主体 ， 其上叠加 了志 留 系 、 泥盆系、 石炭系、 三叠系、 白垩系和古近系等多套层 系。它是一个类型多样、 成群成带分布 的碎屑岩次生 收稿 日期 2 0 1 41 1 1 2 ； 修订 日期 2 0 1 41 1 2 0 。 第一作者简介 顾忆 1 9 6 2 一 ， 男 ， 教授级高级工程师 ， 石油地质 。E - ma i l g u y i ． s y k y s i n o p e c ． C O B。 基金项 目 国家科技重大专项 2 0 1 1 Z X 0 5 0 0 5 0 0 2 。 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 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 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 8 2 6 石 油 与 天 然 气 地 质 第 3 5卷 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9] [ 1 0] [ 1 1 ] [ 1 2 ] 2 0 0 4， 2 6 0 2 1 8 O一1 8 6 ． 翟晓先． 塔河大油 田新领域的勘探实践 [ J ] ． 石油 与天然气地质 ， 2 0 0 6， 2 7 0 6 7 5 1 7 6 1 ． Z h a i X i a o x i a n ． E x p l o r a t i o n p r a c t i c e s i n f r o n t i e r s o f T a h e Oi l fi e l d [ J ] ． O i l ＆ G a s G e o l o g y ， 2 0 0 6 ， 2 7 0 6 7 5 1 7 6 1 ． 翟 晓先 ， 云露． 塔里木盆地塔河大型油 田地质特征及 勘探思路 回 顾 [ J ] ． 石油与天然气地质 ， 2 0 0 8 ， 2 9 0 5 5 6 55 7 3 ． Zh a i Xi a o x i a n， Yu n L u ． Ge o l o g y o f g i a n t Ta h e o i l f i e l d a n d a r e v i e w o f e x p l o r a t i o n t h i n k i n g i n t h e T a ri m B a s i n[ J ] ． O i l＆ Ga s G e o l o g y ． 2 0 0 8 ， 2 9 0 5 5 6 5 5 7 3 ． 翟 晓先． 塔里木盆地塔河特 大型油气 田勘探实 践与认 识 [ J ] ． 石 油实验地质 ， 2 0 1 1 ， 3 3 o 4 3 2 3 3 3 1 ． Zh a i Xi a o x i a n ． Ex p l o r a t i o n p r a c t i c e a n d e x p e ri e n c e o f T a h e Gi a n t o i l a n d g a s fi e l d ， T a r i m B a s i n[ J ] ． P e t rol e u m G e o l o g y＆ E x p e ri me n t ， 2 0 1 1 ， 3 3 0 4 3 2 3 3 3 1 ． 王杰， 顾忆， 饶丹 ， 等． 塔河油 田奥陶系天然气地球化学特征、 成 因及 运 移 充 注 规 律 研 究 [ J ] ．地 球 化 学 ， 2 0 0 7， 3 6 0 6 6 3 3 6 3 7． Wa n g J i e ， Gu Yi ， Ra o Da n， e t a1． Ge o c h e mi s t r y， g e n e t i c t y p e a n d mi g r a t i o n a n d fi l l i n g o f O r d o v i c i a n n a t u r a l g a s i n T a h e O i l f i e l d[ J ] ． G e ech i m i c a ， 2 0 0 7 ， 3 6 0 6 6 3 3 6 3 7 ． 翟 晓先 ， 顾忆 ， 钱一雄 ， 等． 塔里木盆地塔深 1井 寒武系油气地球 化学特征 [ J ] ． 石油实验地质 ， 2 0 0 7， 2 9 0 4 3 2 93 3 3 ． Z h a i Xi a o x i a n ， G u Yi ， Q i a n Y i x i o n g ， e t a 1 ． G e o c h e mi c a l c h a r a c t e r - i s t i c s o f t he Ca mb ria n o i l a n d g a s i n W e l l Ta s h e n 1， t h e T a r i m Ba s i n[J ] ．P e t r o l e u m G e o l o g y＆ E x p e r i m e n t ， 2 0 0 7， 2 9 O 4 3 29 3 3 3． 刘 全有 ， 金 之钧 ， 张 殿伟 ， 等 ． 塔 里 木 盆地 天 然气 地 球 化 学特 征 与 成 因类 型研 究 [ J ] ． 天然 气 地 球 科 学 ， 2 0 0 8， 1 9 0 2 23 4 2 3 7． L i u Q u any o u ， J i n Z h i j u n ， Z h a n g D i a n w e i ， e t a1． Ge o c h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c s and g e n e s i s o f n a t u r al g a s i n T a r i m B a s i n[ J ] ． N a t u r al G as Geo s c i e n c e ， 2 0 0 8 ， 1 9 0 2 2 3 4 2 3 7 ． Ch u n g H M ， Go r ml y J ， S q u i r e s R R M． Or i g i n o f g a s e o u s h y d r o c a r bo n s i n s u bs urfa c e e n v i ron me n t s t h e o r e t i c a l c o n s i d e r a t i o n s o f c a r b o n i s o t o p e d i s t ri b u t i o n[ J ] ．C h e mi c a l G e o l o gy，1 9 8 8 7 1 97 1 0 3． 王晓锋 ， 刘文汇 ， 徐永昌 ， 等． 不 同成因天然气 的氢 同位素 组成特 征研究进展[ J ] ． 天然气地球科学 ， 2 0 0 6， 1 7 0 2 1 6 31 6 9 ． W a n g Xi a o f e n g ， L i u W e n h u i ， Xu Yo n g c h a n g， e t a1． Th e h y d r o g e n i s o t o p i c c o mp o s i t io n o f n a t u r al g as e s g e n e r a t e d f r o m d i ffe r e n t p a t h wa y [ J ] ． Na t u r al G a s Ge o s c i e n c e ， 2 0 0 6， 1 7 O 2 1 6 31 6 9 ． B e ma M B B． B roo k J M． Li g h t h y d roc a r b o n s i n r e c e n t Te x a s c o n t i n e n t al s h e l f a n d s l o p e s e d i me n t s [ J ] ． J o u r n al o f Geo p h y s i c al R e s e arc h， 1 9 7 8 ， 8 3 C 8 4 0 5 3 4 0 6 1 ． Wh i t i c ar M J ． Carb o n and h y d rog e n i s o t o p e s y s t e ma t i c s o f b a c t e rial f o r ma t i o n a n d o x i d a t i o n o f me t h ane [ J ] ． C h e mi c al Geo l o gy， 1 9 9 9， 1 6 1 1 2 9 13 1 4 ． 王祥 ， 张敏 ， 刘玉华． 塔 里木盆地 塔 中地 区天然气 成 因及其 差异 [ J ] ． 石 油与天然气地 质 ， 2 0 1 0 ， 3 1 0 3 3 3 53 4 2 ． [ 1 3 ] [ 1 4 ] [ 1 5 ] [ 1 6 ] [ 1 7 ] [ 1 8 ] [ 1 9 ] [ 2 0 ] [ 2 1 ] Wa n g X i a n g ， Z h a n g Mi n ，【 j u Y u h u a ．O ri rn s o f n a t u r al g a s i n T a z h 0 n g are a ， t h e T a r i m B a s i n a n d t h e i r d i ff e r e n c e s [ J ] ． O i l＆ G as Geo l o gy， 2 0 1 0， 3 1 0 3 3 3 53 4 2 ． 田辉 ， 肖贤明 ， 李贤庆 ， 等． 海相 干 酪根与 原油 裂解气 甲烷 生成 及碳 同位 素 分 馏 的差 异 研 究 [ J ] ． 地 球 化 学 ， 2 0 0 7 ， 3 6 0 1 717 7 ． Ti a n Hu i ， Xi a o Xi a n mi n g， L i Xi a n q i n g， e t a 1 ． C o mp a r i s o n o f g a s g e n - e r a t i o n a n d c a r b o n i s o t o p e f r a c t i o n a t i o n o f me t h a n e f r o m ma r i n e k e r o - g e n and c r u d e o i l c r a c k i n g g a s e s [ J ] ． Geo c h i mi c a ， 2 0 0 7， 3 6 叭 717 7 ． 王云鹏 ， 赵长毅 ， 王兆 云 ， 等． 海相 不 同母质来 源 天然气 的鉴 别 [ J ] ． 中国科学 D辑 地球科学 ， 2 0 0 7， 3 7 s 2 1 2 51 4 0 ． W a n g Yu n p e ng， Z h a o Ch a n g y i ， W a n g Zh a o y u n， e t a 1 ．I d e n t i fic a t i o n o f ma ri n e n a t u r al g a s e s w i t h d i f f e r e n t o r i g i n s o u r c e s[ J ] ． S c i e n c e i n C h i n a S e ri e s D E a r t h S c i e n c e s ， 2 0 0 7， 3 7 s 2 1 2 5 1 4 0． 陈中红． 原油裂解成气研究进展 [ J ] ． 山东科技大学学报 自然科 学版， 2 0 1 2， 3 1 O 3 2 2 3 1 ． C h e n Z h o n g h o n g ． R e s e a r c h p r o g r e s s o f o i l c r a c k i n g i n t o G as[ J ] ． J o u rna l o f S h a n d o n g Un i v e rsi t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o gy ， 2 01 2， 3 1 0 3 2 2 3 1 ． 黄光辉 ， 张敏 ， 胡国艺 ， 等． 原油裂解气 和干酪根裂解气 的地 球化 学研究Ⅱ 一原 油裂解 气和 干酪根 裂解气 的区分方 法 [ J ] ． 中 国科学 D辑 地球科学 ， 2 0 0 8 s 2 91 6 ． Hu a n g Gu a n g h u i ， Z h a n g Mi n， Hu Gu o y i ．Ge o c h e mi c al r e s e a r c h o f k e rog e n c r a c k e d g a s e s and o i l - c r a c k e d g a s e s I I T h e d i s t i n c t i o n m e t h o d o f k e r o g e n c r a c k e d g ase s a n d o i l c r a c k e d g ase s [ J ] ． S c i e n c e i n C h i n a S e ri e s D ， 2 0 0 8 s 2 91 6 ． Al a i n A， P r i n z h o f e r ， Al a i n Y Hu c ． Ge n e t i c a n d p o s t - g e n e t i c mo l e c u l ar a n d i s o t o p i c f r a c t i o n a t i o n s i n n a t u r al g a s e s [ J ] ． C h e m i c al Geo l o gy， 1 9 9 5， 1 2 6 3 4 2 8 12 9 0 ． Ro n ald J， Hi l l ， Yo n g c h u n T a n g， e t a 1 ． I n s i g h t s i n t o o i l c r a c k i n g b a s e d o n l a b o r a t o ry e x p e ri me n t s[J ] ．O r g ani c G e o c h e m i s t ry， 2 0 0 3， 3 4 1 2 1 6 5 11 6 7 2 ． 丁勇 ， 彭守涛 ， 夏东 领． 塔河油 田艾丁地 区奥陶 系油 气藏特 征与 成藏期 [ J ] ． 新疆石油地质 ， 2 0 1 3 ， 3 4 0 3 2 6 2 2 6 4 ． Di n g Yo n g， P e n g S h o u t a o， Xi a Do n g l i n g ． Th e r e s e r v o i r c h ara c t e ri s t ic s an d h y d r o c arb o n a c c u mu l a t i o n s t a g e s o f O r d o v i c i a n i n a i d i n g a r e 8 o f T abe o i l f i e l d， T a r i m B asi n [ J ] ． X i n j i a n g P e t r o l e u m Geo l o gy， 2 0 1 3 ， 3 4 o 3 2 6 22 6 4 ． 顾忆 ． 塔里木盆地北部塔河 油 田油气藏 成藏机 制 [ J ] ． 石油实验 地质 ， 2 0 0 0， 2 2 o 4 3 0 7 3 1 2 ． Gu Yi ．F o r mi n g me c h an i s m o f h y d r o c arb o n p o o l s i n Ta h e o i l fie l d o f the N o r t h e rn T a r i m B asi n[ J ] ． P e t r o l e u m G e o l o gy ＆ E x p e ri m e n t ， 2 0 0 0， 2 2 0 4 3 0 7 3 1 2 ． 张海坤， 周世新， 付德亮， 等． 塔里木盆地塔深 1 井深层油气相态 预测 [ J ] ． 天然气地球科学 ， 2 0 1 3 ， 2 4 0 5 9 9 91 0 0 4 ． Zh an g Ha i k u n， Z h o u S h i x i n， F u De l i a n g， e t a1． P e t r o l e u m p h a s e s t a t e p r e d i c t i o n i n d e e p r e s e r v o i r o f T ash e n - 1 We l l i n T a r i m B asi n[ J ] ． N a t u r a l G as Ge o s c i e n c e ， 2 0 1 3， 2 4 0 5 9 9 91 0 0 4 ． 编辑董立 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