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广州地化所发现有机质类型会影响金刚烷类化合

时间:2019-07-06 08:19来源:lo622.com

我国南方下古生界海相地层普遍具有埋藏深、热演化程度高的特点,且经历过多期构造运动的影响;早期形成的古油藏大多发生裂解,再经调整改造形成现今的气藏。因此,这类油裂解气藏的气源判识和资源量评价一直是我国南方油气勘探中急需解决的重点和难点问题。由于高过成熟作用导致原油和烃源岩中的沥青组分已裂解殆尽,常规的有机地球化学方法和直接的油源对比已不适用;同时简单的天然气组分加上多种因素的影响导致天然气成分和同位素组成能提供的信息也非常有限。因此,针对这类油气藏的研究需要发展新的技术和方法。固体沥青作为原油裂解的另一个重要产物,在我国南方下古生界油气藏中普遍发育。它经历了油气形成、运移、成藏和后期改造的整个过程,蕴藏着丰富的成因信息。

金刚烷类化合物是一类饱和的、具似钻石结构的多环烃类化合物,具有较强抗热降解和生物降解的能力,在高过成熟油气中含量丰富。因此,基于该类化合物的各类指标被提出并广泛应用于油气地化领域,尤其是在高过成熟烃源岩和原油的研究中,传统的生物标志化合物指标已基本失效或含量太低无法检测,此时基于金刚烷类化合物的指标显得尤为重要。然而现有的金刚烷指标在实际油藏中的应用效果并不如人们所期望的,远没有发挥出它应有的作用。其原因之一是我们对金刚烷类化合物指标的影响因素研究不够,阻碍了该类指标的实际应用。近期,广州地化所蒋文敏博士、李芸副研究员等人针对不同类型干酪根开展了生烃动力学模拟实验,对干酪根热演化过程中金刚烷类化合物产率及金刚烷指标的演化特征进行了研究,以此来揭示有机质类型对金刚烷类化合物形成和演化的影响。

近期,中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室熊永强团队在有关固体沥青形成和演化的研究中取得新进展。研究采用人工熟化的方法模拟原油的裂解过程,通过对原油裂解产物(甲烷、C2−C5气态烃、C6−C12轻烃和固体沥青)的定量分析,揭示出固体沥青在EasyRo ~1.5%时开始形成,主要形成于原油裂解的干气阶段(EasyRo 2.0% ~ 3.5%),最大产率可达初始原油量的42%;在固体沥青形成的主要阶段(EasyRo 1.5% ~ 4.5%),固体沥青的产率和天然气的产率之间存在一个非常好的线性关系;另外,在整个演化过程中,固体沥青的碳同位素值基本保持不变。因此,储层固体沥青的同位素组成、含量和分布特征可用于烃源的判识、古油藏的圈定以及古油藏和油裂解气藏规模的估算和评价。

通过本研究,取得了以下几点认识:三种不同类型干酪根热演化过程中金刚烷类化合物整体演化趋势相同,即主要形成于生油和生湿气阶段,而在热演化进入生干气阶段时遭热裂解破坏不同类型干酪根产金刚烷能力有差别;I和IIA型干酪根中金刚烷主要来自于沥青的二次裂解,而由于III型干酪根高碳数烃类产率低,其中金刚烷主要来自干酪根的初次裂解。金刚烷浓度比值指标在1.0% ~ 1.5

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