MPG: 塔里木盆地台盆区海相原油—四期充注和两个油源

潘长春 研究员

里木盆地是我国重要的产油气盆地,也是国内目前唯一进行海相原油工业性开采的盆地,同时也是国内原油产层最深的盆地。近年来深层油气勘探取得了良好的成效,陆续在塔里木盆地台盆区(塔中隆起、塔北隆起及斜坡区)下古生界获得满深1(>8000m,新增石油资源量2.28亿吨)、顺北42X(约7996m,初步估算资源量已超亿吨)等勘探重大突破,彰显该盆地深层油气巨大的勘探潜力。塔里木盆地经历了多期构造运动和多期成藏过程,台盆区油气藏油气化学和物性特征差异很大,既含有正常原油,也含有高成熟天然气(干气),目前对于该盆地台盆区海相油气的油源及成藏过程还没有统一的认识。对于该地区海相深层油气来源、成藏过程与机理的一些基础地质地球化学的研究,对于下一步深层油气的评价与勘探具有重要的意义。

近期针对上述问题,在中石油塔里木油气公司支持下,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周晨曦在导师潘长春研究员与于双副研究员的指导下,对塔里木盆地台盆区原油进行了系统研究,通过对138个不同性质原油(正常油、轻质油、凝析油)的生物标志物成熟度比值、生物标志物浓度、金刚烷浓度和原油主要组分组成和物性指标综合研究,取得了以下认识:

(1)塔里木盆地台盆区油气存在四期充注:塔北隆起区和塔中隆起区油气成熟度、化学组成和物理性质差异很大,依据原油生物标志物成熟度比值、生物标志物浓度、金刚烷浓度和原油主要组分组成和物性指标(图1),在塔中和塔北地区至少可识别四期油气充注:第一期充注的I类原油具有较高的生物标志物浓度,形成于生油窗生油早期至高峰期;第二期充注的II类原油具有较高成熟度和相对较低的生物标志物浓度,形成于生油窗生油晚期;第三期充注的III类原油不含生物标志物。浓度低于检测门限,形成生油窗末期至凝淅油-湿气阶段;第四期充注以干气为主,并携带着高浓度金刚烷。在塔北地区以第一期和第二期充注为主,部分区域第四期充注比较明显,而四期充注及混合则在塔中地区油气藏中广泛存在。

图1塔里木盆地台盆区海相原油 C23三环萜烷/(C23三环萜烷+ C30藿烷)和Ts/(Tm+Ts)比值与对应生物标志化合物浓度相关关系图版

(2)台盆区存在两个油源:塔中地区和部分塔北地区的天然气具有很高的干燥系数,同时油样中含有很高的金刚烷(图2),天然气和金刚烷主要来源于寒武系烃源岩。而油样的化学组成和物性参数与金刚烷含量及气体干燥系数无相关关系,是不同成藏期(充注期)的产物,主要来源于奥陶系烃源岩。

图2 台盆区原油3-+4-甲基双金刚烷浓度分布图

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(XDA140104),国家科技重大专项专题(2017ZX05008-002-030),国家重点研发计划(2016YFC0600309)的资助。论文信息如下:

Zhou, Chenxi; Yu, Shuang; Huang, Wenyu; Zhang, Haizhu; Xiao, Zhongyao; Zeng, Lifei; Huang, Wenkui; Pan, Changchun. Oil maturities, mixing and charging episodes in the cratonic regions of the Tarim Basin, NW China: Insight from biomarker and diamondoid concentrations and oil bulk properties. MARINE AND PETROLEUM GEOLOGY, 2021, 126: 104903. DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2021.104903

相关链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264817221000076