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松辽盆地齐家—古龙凹陷凝析油气形成机制及资源潜力研究

申家年  
【摘要】:松辽盆地是我国最大的中新生代淡水湖泊相含油气盆地,齐家-古龙凹陷是盆地内的一个二级构造带,北部为齐家凹陷,南部为古龙凹陷。松辽盆地的形成大致经历了五个阶段,其中的裂陷阶段、沉陷阶段和萎缩平衡阶段沉积了齐家古龙凹陷的主要沉积盖层。青一段(qn1)、青二三段(qn23)、嫩一段(n1)泥岩是凹陷内的三套主要烃源岩,有机质类型以腐泥型为主,均为大型淡水(有海侵过程)深湖、半深湖相沉积;有机质丰度高、分布广、厚度大;嫩江组基本处于热催化生油气阶段,青山口组有相当部分进入热裂解生凝析油气阶段;生烃门限1200m 左右,生凝析油气门限1900m 左右。估计凹陷内现今地层温度与最高古地温相当。地层温度、压力皆南高北低,超压主要发育于南部葡萄花以下油层。 齐家古龙地区有相当多的探井油气同产,绝大部分气油比较低。先用经验法对这些井进行初步筛选并考虑有无原始地化资料等因素,选择5 口井6 个油气层用经验法、计算相图法、实验相图法判别,最终认为英51 井葡萄花油层和古109 井葡萄花油层为凝析气藏,古31 井黑帝庙油层为产冷凝油的气藏。 英51 井共有5 个油气层(F、qn1、G2、G1、P),顶部的葡萄花油层是凝析气,G2 层经相态判别为带气顶的油层。英51 井的5 个产层油气样品都进行了多项地化分析。根据英51 井和古109井的地质背景和油气组分分析,发现用业以提出的相态成因(如原生型、分异型、气洗型、气侵型)都难以给出圆满解释。 与黑油相比,凝析油和和冷凝油的突出特征是以轻质组分为主,绝大部分为汽油馏分;油油对比和油源对比使用生标参数常难奏效。考虑到热蒸发是一种物理过程,性质相近的化合物之比值在热蒸发过程可能变化不大。本文尝试使用色谱指纹技术进行油油对比,根据热蒸发实验选择色谱图上相邻、分离效果,峰高相当的16 对化合物比值做为指纹。据色谱指纹、气体同位素、尤其是单体烃同位素的综合对比认为,英51 井葡萄花油层凝析油、气与下伏油层油、气同源,且与G2 层油气关系密切。 由于沉积环境的相似性,常规的甾萜参数区分三套主要源岩效果不佳。对源岩色谱数据整理后建立了Pr/nC17、Ph/nC18区分青山口组和嫩江组的标准。由此标准判别,英51 井5 个油气层的油气皆来自青山口组。 定量评价烃源岩生油气量在平面上的分布是凝析油气预测的基础。在比较了各种方法的优缺点后,选择了高压釜加水模拟实验法和有限平行一级反应化学动力学模型来评价源岩的油气生成量。由于凝析油以轻质组分为主,常用的两分法不能体现这一特征,为此进行了专项实验,标定了三分法(C1~5、C6~13、C14+)化学动力学参数,为定量评价区内烃源岩生气量,生“轻质油”量,生“重质油”量奠定了基础。 英51 井、古109 井凝析气相态由热蒸发作用形成,是本文的重要观点之一,对此从地质、模拟实验、理论分析等多个方面进行了论证。(1) 凝析气分布在同源油的顶部且与下部含气油层关系密切,表明热蒸发作用的可能性。(2) 英51 井P凝析油与G2 黑油之间和古109 井区冷凝油与黑油之间的组分关系、甲苯/正庚烷和正庚烷/甲基环己烷参数关系,与蒸发实验所表现出来的规律一致。(3) 根据英51 井G2 层、P层温度、压力及两层油气的平均组分,计算了P层源自G2 层热蒸发的正构组分对(C1/C2~nC22/nC23)和部分常用化合物对(如Pr/nC17、正庚烷/甲苯等共7 对)的相对挥发度。实测G2、P层油气样品的这些组分含量比值与由相对挥发度在理论上所约束的关系具有很好的一致性;对古109 井也进行了类似的比较,同样与也支持热蒸发分馏机制。(4) 不同分区甲烷含量的垂向趋势也为热蒸发作用的存在提供了补充证据。经过分区成图,表现为热蒸发分馏模式的区块皆位于古龙凹陷内。(5) 蒸发出来的烃类需要通过油层顶部盖层向上部泄漏,这种


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