科研进展
广州地化所揭示柯克亚凝析油气田成藏机制与金刚烷分馏效应
许多油藏和凝析油气藏都经历过晚期天然气充注和气顶泄漏，如何判识和评价这两个过程对油气藏的影响至今鲜有研究，也缺少有效的地球化学指标。如塔西南坳陷柯克亚凝析油气田是上世纪70年代发现的一个背斜构造油气田。该背斜构造发育垂向断层并形成众多凝析油、气层系。针对该气田是否存在晚期天然气充注和气顶泄漏，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博士生黄文宇在导师潘长春研究员、于双副研究员的指导下，研究了柯克亚凝析油气田晚期气体充注和气顶泄漏引起金刚烷和多环芳烃化合物分馏特征，并评估了塔里木盆地台盆区油气藏气体充注规模和气顶泄漏程度。
研究发现柯克亚凝析油气藏中4- 3-甲基(4 3md)双金刚烷含量在纵向上的分布具有显著差异，深部白垩系储层含量最高，如柯深101井油样4 3md含量可达2523–4296 ppm，上部储层中新统西合甫组和始新统油样中4 3md含量介于7–23 ppm之间。通过分析对比认为凝析油气藏中金刚烷类化合物浓度和组成主要受晚期充注的气体来源和成熟度、充注规模和气顶泄漏程度控制（图1）。
图1 4 3-甲基金刚烷(4 3-md)分别和c29ααα20r甾烷及甲基金刚烷/甲基双金刚烷(mas/mds)相关关系图
据此提出了塔西南柯克亚凝析油气藏成藏模式（图2）。在晚期气充注之前，该背斜构造中的原油为烃源岩在生油窗阶段生成的正常原油。之后发生晚期天然气充注，直接来源于深部高-过成熟烃源岩生成的原生天然气(primary gas)携带高含量的金刚烷和多环芳烃化合物充注到背斜构造下部储层(油气层a)。这些化合物主要保留在油层中，使油样中的4 3md不断富集。随着持续的天然气充注，下部储层形成气顶，该气顶中的气为二代气(secondary gas)。二代气中金刚烷含量远低于原生气，但高于晚期气充注前初始原油中的金刚烷含量，且以单金刚烷为主，单金刚烷/双金刚烷(a/d)、甲基单金刚烷/甲基双金刚烷(mas/mds)比值较高。当盖层破裂导致气顶泄漏，泄漏的二代气充注到上部储层(油气层c)，并形成气顶，为三代气。三代气中金刚烷含量更低，而a/d和mas/mds比值更高。
图2 柯克亚凝析油藏气侵模式图
根据上述结果对塔里木台盆区进行了分析。从台盆区油样4- 3-md含量与mas/mds比值交汇图（图3）可见，台盆区油气藏晚期充注的天然气主要为原生气(primary gas)：其中38个油藏mas/mds<2，表明发生过气顶泄漏，尤其是tz724油气藏mas/mds=0.32表明气顶泄漏严重，84个油气藏mas/mds比值分布在2.04~3.98，表明气顶未泄漏或少量泄漏，16个油藏mas/mds比值>4，表明晚期充注的天然气中含有部分二代和三代气，说明在这些油气藏深部及斜坡部位存在深部油气藏。本研究为塔里木盆地及其它地区油气藏晚期气充注和气顶泄漏研究提供了新的思路判识指标。
图3 塔里木盆地台盆区138个原油4 3-甲基双金刚烷(4 3md)浓度与甲基单金刚烷/甲基双金刚烷比值(mas/mds)相关关系图
研究成果近期发表于国际期刊《marine and petroleum geology》上，该项成果获得了中科院a类战略性先导科技专项课题，国家科技重大专项专题资助。研究数据全部在广州地化所有机地球化学分析平台完成。
