新聞動態(tài)黃文宇等-MPG：柯克亞凝析油氣田成藏機制與金剛烷分餾效應(yīng)
許多油藏和凝析油氣藏都經(jīng)歷過晚期天然氣充注和氣頂泄漏，如何判識和評價這兩個過程對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)。如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。針對該氣田是否存在晚期天然氣充注和氣頂泄漏，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所有機地球化學(xué)國家重點實驗室博士生黃文宇在導(dǎo)師潘長春研究員、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，并評估了塔里木盆地臺盆區(qū)油氣藏氣體充注規(guī)模和氣頂泄漏程度。
研究發(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，深部白堊系儲層含量最高，如柯深101井油樣4+3MD含量可達2523–4296 ppm，上部儲層中新統(tǒng)西合甫組和始新統(tǒng)油樣中4+3MD含量介于7–23 ppm之間。通過分析對比認(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源和成熟度、充注規(guī)模和氣頂泄漏程度控制（圖1）。
圖1 4+3-甲基金剛烷(4+3-MD)分別和C29ααα20R甾烷及甲基金剛烷/甲基雙金剛烷(MAs/MDs)相關(guān)關(guān)系圖
據(jù)此提出了塔西南柯克亞凝析油氣藏成藏模式（圖2）。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，直接來源于深部高-過成熟烴源巖生成的原生天然氣(primary gas)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)造下部儲層(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，下部儲層形成氣頂，該氣頂中的氣為二代氣(secondary gas)。二代氣中金剛烷含量遠低于原生氣，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儲層(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。
圖2 柯克亞凝析油藏氣侵模式圖
根據(jù)上述結(jié)果對塔里木臺盆區(qū)進行了分析。從臺盆區(qū)油樣4-+3-MD含量與MAs/MDs比值交匯圖（圖3）可見，臺盆區(qū)油氣藏晚期充注的天然氣主要為原生氣(primary gas)：其中38個油藏Mas/MDs<2，表明發(fā)生過氣頂泄漏，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，說明在這些油氣藏深部及斜坡部位存在深部油氣藏。本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思路判識指標(biāo)。
圖3 塔里木盆地臺盆區(qū)138個原油4+3-甲基雙金剛烷(4 + 3MD)濃度與甲基單金剛烷/甲基雙金剛烷比值(MAs/MDs)相關(guān)關(guān)系圖
研究成果近期發(fā)表于國際期刊《MARINE AND PETROLEUM GEOLOGY》上，該項成果獲得了中科院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項課題(XDA140104)，國家科技重大專項專題（2017ZX05008-002-030）資助。本研究數(shù)據(jù)全部在我所有機地球化學(xué)分析平臺完成。
論文信息：Wenyu Huang; Shuang Yu*; Haizhu Zhang; Zhongyiao Xiao; Dayong Liu; Changchun Pan*; Diamondoid fractionation and implications for the Kekeya condensate field in the Southwestern Depression of the Tarim Basin, NW China. Marine and Petroleum Geology, 2022, 138: 105551.
