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《长江大学》 2019年
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渤中凹陷北区油气分子组成的非均质性及其意义

雷云  
【摘要】:渤中凹陷及其周缘地带具有较大的油气资源潜力,渤中凹陷北区经过多年的油气勘探开发工作,现已进入了勘探的中后期,研究区内油气勘探难度日益增加,掌握本区油气的分布特征及其富集规律对后续的勘探工作具有较大的促进作用。油气地球化学方法及理论能够很好的衡量出油气分子组成的非均质性,为进一步揭示本区内油气的空间分布特征及其富集规律提供了可能。本文利用轻烃的气相色谱及饱和烃的GC-MS技术对渤中凹陷北区不同油气井所取的原油及储集岩样品进行了分析,深入探究了区内有机质来源及类型、沉积环境及其介质条件、热演化成熟度及微生物降解程度等特征;基于生物标志物的组合特征对原油的来源和类型进行了划分,结合油气的在空间上的分布与变化特征,从而揭示油气的富集规律。在本区主要得到了以下认识:(1)通过分析渤中凹陷北区油气分子组成特征发现,微生物降解作用是非常普遍的次生蚀变现象之一。研究区内构造高部位及浅层样品遭受过较为严重的微生物降解,轻烃组分基本消失殆尽、正构烷烃的分布面貌尽失,由于严重的微生物降解作用使得萜烷、甾烷系列化合物亦遭到了不同程度的破坏,并伴随有25-降藿烷的检出,重度的微生物降解还使得油气的黏度及密度变大;构造低部位及较深层样品经历过轻-中等程度的微生物降解,轻烃组分存在一定程度的缺失、正构烷烃的分布面貌不完整,而未降解的样品具有较为齐全的轻烃和正构烷烃分布特征。因此,在对渤中凹陷北区油气分子组成的研究时,应选用未遭受微生物降解或降解程度极为轻微的样品进行分析。(2)通过对未降解或降解程度极为轻微样品的轻烃气相色谱分析,基于C_7轻烃分子的碳环优势理论发现,大部分位于石臼坨凸起西段及其西南斜坡带、南缘临近次级洼陷区及中段的样品普遍存在六元环优势,TOL+MCC_6丰度范围集中在45%~55%之间,但该类样品不存在明显的芳环优势,而六元环优势常预示着烃源岩具有陆源有机输入的贡献;位于石臼坨凸起东段QHD29-2E井区的部分样品不仅存在六元环优势而且还具有芳环优势,个别样品P_2+P_3丰度介于38%~50%之间表现为三元环相对优势。通过Thompson成熟度参数发现,石臼坨凸起西段西南斜坡带CFD6-4-2井的样品的正庚烷值小于18、异庚烷值小于0.8,为微生物降解油特征;石臼坨凸起西段、部分的西南斜坡带、南缘临近次级洼陷区、中段以及部分东段样品的正庚烷值主要集中在20~44之间、异庚烷值分布在0.6~4之间,显示原油进入了热演化成熟阶段,大多数样品体现出成熟原油的特征。(3)通过对未降解或降解程度极为轻微样品的饱和烃GC-MS分析发现,正构烷烃多表现出一定的正态分布特征,碳数范围主要在nC_(12)~nC_(38)之间,大部分样品的奇偶优势不明显,Pr/Ph主要在0.41~1.49之间,Pr/nC_(17)分布范围在0.35~2.61之间,Ph/nC_(18)分布范围在0.32~1.94之间,Pr/nC_(17)和Ph/nC_(18)关系图表明烃源岩多在弱氧化-偏还原条件的湖泊环境下形成。C_(27)/C_(29)ααα20R规则甾烷比值集中在0.5~1.5之间,再结合样品的C_(27)~C_(29)ααα20R规则甾烷三角图来看,研究区内有机质的来源上既有水生生物也有陆源高等植物的贡献。从指示热演化成熟度的Ts/Tm、C_(29)甾烷ααα20S/(ααα20S+ααα20R)和C_(29)甾烷αββ/(ααα+αββ)的比值来看,大部分样品均处于热演化成熟阶段,显示为成熟原油的特征。(4)通过聚焦于渤中凹陷北区内生物标志物的特征,本区原油可以划分为:主体原油、高伽玛蜡烷原油和高C_(24)-四环萜烷原油。主体原油具有高丰度4-甲基甾烷、低伽玛蜡烷丰度、低C_(24)-四环萜烷丰度特征,预示沙三段烃源岩的主要贡献,也有可能是沙一段烃源供烃的混入;高伽玛蜡烷原油具有高丰度伽玛蜡烷、低C_(24)-四环萜烷丰度、低4-甲基甾烷丰度特征,预示咸化环境下形成的沙一烃源局部贡献明显,而东营组烃源的贡献有限;高C_(24)-四环萜烷原油具有高丰度C_(24)-四环萜烷,偏低伽玛蜡烷丰度、低4-甲基甾烷丰度特征,预示东营组烃源岩的主要供烃贡献。主体原油分布最为广泛,主要集中在石臼坨凸起的西段、西南斜坡带及中段;高伽玛蜡烷原油主要分布于石臼坨凸起东段的QHD29-2E井区;而高C_(24)-四环萜烷原油主要分布于石臼坨南缘临近次级洼陷区的BZ1-1、BZ2-1井区,具有明显的东营组烃源岩的注入特征,这是典型东营组烃源岩油气分子的优势运移路径,为探究油气的后期注入的焦点、追踪油源的突破口。
【学位授予单位】:长江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:P618.13

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