松辽盆地齐家-古龙凹陷凝析油气藏成因

2007年3月

地球科学———中国地质大学学报

EarthScience—JournalofChinaUniversityofGeosciences

Vol.32　No.2Mar.　2007

松辽盆地齐家-古龙凹陷凝析油气藏成因

卢双舫1,许凤鸣1,申家年1,方　伟2,薛海涛1

1.大庆石油学院地球科学学院,黑龙江大庆163318

2.大庆油田勘探开发研究院地球化学研究室,黑龙江大庆163712摘要:为了阐明齐家-古龙凹陷所发现的凝析油气藏的成因,结合研究区凝析油气藏所处的地质背景、油油对比认识,设计

进行了原油的热蒸发模拟实验.结果表明,区内凝析油与下伏的黑油同源,这暗示了其次生成因;实验室热蒸发模拟实验支持上部的凝析油为下部黑油的热蒸发作用所产生.这种热蒸发作用可能是通过断层或微裂缝实现的.热蒸发成因将使区内形成大规模的凝析气藏的可能性减小,勘探的有利目标应该在有利于蒸发作用发生的通道、但目前埋深仍然较大、温压较高的地区.

关键词:凝析油;凝析气;热蒸发作用;齐家-古龙凹陷;模拟实验.中图分类号:P618　　　　文章编号:1000-2383(2007)02-0209-04　　　　收稿日期:2006-08-26

OriginofCondensateOil/GasReservoir:ACaseStudyin

Qijia2GulongDepressionofSongliaoBasin

LUShuang2fang1,XUFeng2ming1,SHENJia2nian1,FANGWei2,XUEHai2tao1

1.FacultyofEarthScience,DaqingPetroleumInstitute,Daqing163318,China

2.GeochemistryLaboratory,ResearchInstituteofDaqingPetroleumExplorationandDevelopment,Daqing163712,China

Abstract:Inordertoelucidatetheoriginofcondensateoil2gasreservoirdiscoveredinQijia2Gulongdepression,athermalevaporationexperimentwasdesignedandcarriedoutbasedontheknowledgeofthegeologicalbackgroundofcondensateoil2gasreservoirandtheoil2oilcorrelation.Theresultindicatesthatthecondensateoilandtheunderlyingblack2oilarefromthesamesourcerock,whichhintstheirsecondaryorigin.Thethermalevaporationexperimentsupportsthatthecondensateoilisfromtheunderlyingblack2oilbythermalevaporation.Thiskindofthermalevaporationispossiblyrealizedthroughfaultsormicro2fractures.Thepossibilityofforminglarge2scalecondensationgasreservoirsinthisareaisdiscountedbecauseofthethermalevaporationorigin.Therefore,theadvantagedexplorationtargetshouldbefocusedonsuchareasaswheretherearepathwayspropitioustothermalevaporation,withdeeperburydepthandhighertemperatureandpressure.Keywords:condensateoil;condensategas;thermalevaporation;Qijia2Gulongdepression;simulationexperiment.

当的程度上决定着其成藏规模和分布规律.但目前对区内凝析油气藏成因的认识还有分歧.许运新

大庆油田先后在古109井(许运新,19)和英(19)认为古109井凝析油是古龙凹陷青山口组高51井(申家年等,2005)发现凝析气藏,之后引起了成熟烃源岩烃类生成物直接聚集而成,即所谓的原大庆油田有限责任公司对松辽盆地齐家-古龙凹陷生型(黄汝昌等,1997)或称初始型(周兴熙等,1998)区凝析油气勘探前景的重视.凝析气藏的成因在相凝析气藏.这一观点也为其他学者所接受(陈义才和

0　引言

基金项目:教育部新世纪优秀人才支持计划(No.NCET20420345);高等学校博士学科点专项科研基金项目(No.20050220001);中国石油风

险基金项目(No.2005201202).

作者简介:卢双舫(1962-),男,教授,博士生导师,主要从事油气地质学和油气地球化学方面的教学和研究工作.

E2mail:lushuangfang@dqpi.edu.cn

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杨远聪,1997;李延均和陈义才,1997),并作为腐泥

型烃源岩高成熟阶段原生型凝析气藏的代表(黄汝昌等,1997).但我们近期的研究显示,凝析油气藏主要烃类组分与下伏油层组分之间的关系与理论计算的相对挥发度十分吻合,因此认为古龙凹陷凝析气并非原生型,而是下部油藏烃类热蒸发向上运移聚集而成(申家年等,2005).本文则主要试图从热蒸发模拟实验来论证这一认识.

图1　英51井不同油层正构烷烃含量对比Fig.1

n2alkanedistributioncorrelationofdifferent

1　凝析油气藏发育的地质背景

齐家-古龙凹陷位于大庆长垣以西,英51井位于古龙凹陷内的西部斜坡区,共有5个产油层.顶部的葡萄花油层(P,位于姚一段地层中)为岩性圈闭凝析气藏,下部的4个油层为断层圈闭,其中高台子油层(对应青二三段)下部(G下)油层含有大量溶解气(图略).古109井位于古龙凹陷腹部,钻井共揭示3个油气层.最上面的黑帝庙油层(H,对应嫩江组三、四段)为低产油层,之下的P油层有2个油气层;上部为背斜型凝析气藏,下部是含溶解气的岩性油气藏(图略).

区内主要源岩层是青一段(K1qn1)、青二、三段(K1qn2+3)、嫩一段(K1n1),均为淡水湖相沉积,以Ⅰ、ⅡA型有机质为主,是我国典型的以成油为主的源岩层.qn1、qn2+3、n1的Ro值分别在1.1%～1.8%、0.9%～1.7%、0.5%～1.0%之间,处于成熟-高成熟演化阶段,但绝大部分源岩层位于成熟阶

+

段.产物以C14组分为主(卢双舫等,2007),加上由

reservoirsinwellYing51

图2　英51井不同油层正构烷烃单体烃碳同位素对比

Fig.2

Correlationofsinglehydrocarboncarbonisotopeofn2alkanefordifferentreservoirsinwellYing51

于地温梯度高,成藏深度浅,压力较低(相对于有利于凝析油气大量成藏的塔里木盆地低得多),并不太有利于原生凝析气藏的形成.

Fig.3

图3　英51井不同油层色谱指纹对比

GCfingerprintcorrelationofdifferentreservoirsinwellYing51

2　凝析气藏分布在同源黑油油层上部

表明蒸发作用存在的可能性

如果利用正构烷烃百分含量来进行对比(图1),则英51井的凝析油与同井的下伏4层油层差别

甚远,但从单体烃同位素对比图(图2)和色谱指纹(Kaufmanetal.,1987)(色谱指纹的选取方法:选

来看,它显然与下伏油同源.尤其是葡萄花油层(P)与高台子油层下部油(G下样)在单体烃碳同位素分析数据上极好的一致性,显示出二者的同源性,甚至可能葡萄花油(P)就是来自G下油样.凝析气藏分布在同源黑油油层上部强烈地暗示着它很可能并非原生成因的,否则,下部的成熟度及温压条件应该更为

有利于凝析油气藏的形成.

择在气相色谱图上分离较好,含量适中,2个峰在图

关于古109井凝析油的油源问题已有学者做过

上的出峰位置较为接近的、位于正构烷烃之间的

研究,认为是来自青山口组,与下伏油同源(许运新,

相邻非正构化合物对计算的比值)对比图上(图3)

19;李延均和陈义才,1997).在此不再重复讨论.

　第2期　卢双舫等:松辽盆地齐家-古龙凹陷凝析油气藏成因

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3　热蒸发模拟实验支持区内凝析油气

的热蒸发成因

3.1　样品与实验

为了进行油样的热蒸发实验,本文设计了一套加热装置(图略),实验装置由加热器、装样管、冷凝器、气体收集器和真空泵组成.实验步骤如下:(1)将样品置于装样管中;(2)将整个装置快速抽真空;(3)利用控温装置将样品加热到给定温度恒温4h;(4)装样管中的残留油、凝析物收集管中的凝析物、气体收集器中的气体可分别进行计量和GC分析;(5)重复(1)～(4)步进行下一个温度点的加热蒸发实验.实验所用样品为英51井高台子油层(G下)原油(位于凝析油层之下并与凝析油同源的正常油),分

别加热到150℃、200℃、250℃、300℃、450℃.3.2　结果与讨论

图4对比列出了英51井P油层凝析油与G下原样及其在不同受热温度下热蒸发所得冷凝油的GC谱图.从图4中可以看出,虽然P凝析油与G下原样差别甚远,与450℃高温蒸发样的差别也较大(此时样品中已检测出烯烃),但与相对较低温度下

英51井凝析油与G下原样及其不同受热温度下热蒸发所得热蒸发产物有明显的相似性.尽管区内油层的图4　

冷凝油的GC谱)明显低于实验室热蒸发实验所实际温度(约90℃

),但地质条件下的蒸发Fig.4ComparisonofGCtracebetweencondensateandcon2采用的加热温度(>150℃

densationofthermalevaporationofcrudeoilswith

作用是在漫长的地史时间下进行的,故仍然能够达

commonsourceinwellYing51

到实验室较高温度下所能到达的蒸发效果.热蒸发

作用既可通过升高温度来实现,也可通过降低压力来实现.如果有断层断至富含气体的G下油层,则压力的降低可导致相对轻质组分的蒸发(Thompson,1987).这种蒸发作用也可通过有微裂缝或孔渗相对较高的盖层部分来实现.

显然,这一认识与前人有关区内凝析油是腐泥型有机质及其所生成的原油在高成熟度下经强烈裂解后形成的轻质组分直接聚集而成的观点不一致.这对区内的凝析油气藏的勘探潜力及方向的影响体现在:按原生成因的观点,区内埋深在英51井和古109井凝析油藏之下的广大地区都有找到凝析油气

的断层),但目前埋深仍然较大、温压较高的地区.这一要求对以腐泥型有机质为主,且成熟度不是太高,

+产物以C14组分为主的齐家-古龙凹陷有些过于严格.加上由于地温梯度高,成藏深度浅,压力较低(相

对于有利于凝析油气大量成藏的塔里木盆地低得多),区内并不太有利于原生凝析气藏的大规模形成,这与我们对区内凝析油气资源所做的定量评价认识一致①.

藏的巨大潜力,且勘探方向应该在目前发现的黑油油层之下、埋深更大、成熟度更高的地区和层位;但若按次生热蒸发成因的观点,则区内凝析油气的勘探潜力会相应减小,勘探的有利目标应该在有利于蒸发作用发生的通道(如沟通下部黑油与上部圈闭

4　结语

(1)油油对比证实,松辽盆地齐家-古龙凹陷区(英51井)所发现的凝析油与下伏的黑油同源,这强

①卢双舫,许凤鸣,王跃文,等,2007.腐泥型有机质发育区凝析油(气)、轻质油资源评价方法探讨及其应用(待刊).

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地球科学———中国地质大学学报第32卷

烈地暗示了凝析油藏的次生成因;(2)实验室热蒸发

模拟实验支持区内所发现的上部油层的凝析油为下部黑油的热蒸发作用所产生.这种热蒸发作用可能是通过断层或微裂缝沟通富含气体的油层导致压力降低发生的;(3)凝析油气的热蒸发成因将使区内形成大规模的凝析气藏的可能性减小,勘探的有利方向应该在有利于蒸发作用发生的通道(如沟通下部黑油与上部圈闭的断层、微裂缝)、但目前埋深仍然较大、温压较高的地区.References

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