許多油藏和凝析油氣藏都經(jīng)歷過(guò)晚期天然氣充注和氣頂泄漏，如何判識(shí)和評(píng)價(jià)這兩個(gè)過(guò)程對(duì)油氣藏的影響至今鮮有研究，也缺少有效的地球化學(xué)指標(biāo)。塔西南坳陷柯克亞凝析油氣田是上世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)的一個(gè)背斜構(gòu)造油氣田。該背斜構(gòu)造發(fā)育垂向斷層并形成眾多凝析油、氣層系，通過(guò)剖析不同含油層生物標(biāo)志化合物、金剛烷和多環(huán)芳烴化合物的含量和組成及單體烴同位素組成的差異，能夠揭示晚期氣充注和氣頂泄漏對(duì)油氣地球化學(xué)指標(biāo)，尤其是金剛烷指標(biāo)的影響，并為研究其它區(qū)域的油氣藏晚期氣充注和氣頂泄漏提供參考案例。
因此，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所有機(jī)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士生黃文宇在導(dǎo)師潘長(zhǎng)春研究員、于雙副研究員的指導(dǎo)下，研究了柯克亞凝析油氣田晚期氣體充注和氣頂泄漏引起金剛烷和多環(huán)芳烴化合物分餾特征，并評(píng)估了塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)油氣藏氣體充注規(guī)模和氣頂泄漏程度。相關(guān)研究近日發(fā)表于國(guó)際期刊《海洋與石油地質(zhì)學(xué)》。
研究人員發(fā)現(xiàn)柯克亞凝析油氣藏中4-+3-甲基（4+3MD）雙金剛烷含量在縱向上的分布具有顯著差異，深部白堊系儲(chǔ)層含量最高，如柯深101井油樣4+3MD含量可達(dá)2523–4296ppm，上部?jī)?chǔ)層中新統(tǒng)西合甫組和始新統(tǒng)油樣中4+3MD含量介于7–23 ppm之間。通過(guò)分析不同層系油樣單雙金剛烷含量和比值，結(jié)合原油常亮組分及生物標(biāo)志化合物含量的綜合分析，認(rèn)為凝析油氣藏中金剛烷類化合物濃度和組成主要受晚期充注的氣體來(lái)源和成熟度、充注規(guī)模和氣頂泄漏程度控制。
據(jù)此提出了塔西南柯克亞凝析油氣藏成藏模式。在晚期氣充注之前，該背斜構(gòu)造中的原油為烴源巖在生油窗階段生成的正常原油。之后發(fā)生晚期天然氣充注，直接來(lái)源于深部高-過(guò)成熟烴源巖生成的原生天然氣攜帶高含量的金剛烷和多環(huán)芳烴化合物充注到背斜構(gòu)造下部?jī)?chǔ)層（油氣層A）。這些化合物主要保留在油層中，使油樣中的4+3MD不斷富集。隨著持續(xù)的天然氣充注，下部?jī)?chǔ)層形成氣頂，該氣頂中的氣為二代氣。二代氣中金剛烷含量遠(yuǎn)低于原生氣，但高于晚期氣充注前初始原油中的金剛烷含量，且以單金剛烷為主，單金剛烷/雙金剛烷（A/D）、甲基單金剛烷/甲基雙金剛烷（MAs/MDs）比值較高。當(dāng)蓋層破裂導(dǎo)致氣頂泄漏，泄漏的二代氣充注到上部?jī)?chǔ)層（油氣層C），并形成氣頂，為三代氣。三代氣中金剛烷含量更低，而A/D和MAs/MDs比值更高。
根據(jù)上述結(jié)果對(duì)塔里木臺(tái)盆區(qū)油氣藏進(jìn)行了分析。從臺(tái)盆區(qū)油樣4-+3-MD含量與MAs/MDs比值交匯圖可見，臺(tái)盆區(qū)油氣藏晚期充注的天然氣主要為原生氣（primary gas）：其中38個(gè)油藏MAs/MDs<2，表明發(fā)生過(guò)氣頂泄漏，尤其是TZ724油氣藏MAs/MDs=0.32表明氣頂泄漏嚴(yán)重，84個(gè)油氣藏MAs/MDs比值分布在2.04~3.98，表明氣頂未泄漏或少量泄漏，16個(gè)油藏MAs/MDs比值>4，表明晚期充注的天然氣中含有部分二代和三代氣，說(shuō)明在這些油氣藏深部及斜坡部位存在深部油氣藏。
該研究為塔里木盆地及其它地區(qū)油氣藏晚期氣充注和氣頂泄漏研究提供了新的判識(shí)指標(biāo)。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2022.105551
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