吐哈盆地煤成油气生烃排烃以及组分特征探讨

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【摘要】和吐哈盆地的煤成油在我国属于典型海相，通过对吐哈盆地的煤层和源岩层，模拟低温排烃实验，将原油与源岩对比分析其组分，以及原油的轻烃组分、Mango参数和成熟度等分析后发现：吐哈盆地煤成油则富含甲基环己烷，具有较高K1值，约为1.40～1.70，且发现排烃方式上煤与泥岩存在明显差异。

【关键词】吐哈盆地 煤成油 地化 原油

通常煤成油气是指在煤和煤系地层中集中和分散的陆源有机质、在煤化作用的同时所生成的液态烃类或者轻烃。近年来，人们开展对煤成油大量研究，在相关认识上取得了长足的进步。尤其是在Mr.Mango 提出轻烃稳态催化理论，标志着煤成油的生烃理论的建立，我国的吐哈盆地的油气藏，属于典型煤成油气藏，且属于海相沉积。近年来，作者通过长时间模拟吐哈盆地煤成油烃源岩的生烃和排烃特征，模拟结果发现，泥岩层和煤层在生烃和排烃过程中，生烃的有机组分分异作用存在明显差别，在排驱过程中，煤成油有比较明显的组分分异。煤成油气的勘探是石油天然气勘探开发领域中比较新颖的技术，因此，弄清煤成油气的生烃和排烃的特征，分析这些特征对油气分布特征的影响和在油气评价中的技术价值是煤成油气的勘探的重要问题。

1 工区地质概况

吐哈盆地是新疆三大含油气盆地之一，位于新疆的东部，呈东西向展布，南北分别与塔里木盆地、准噶尔盆地隔山相望。盆地四周环山，西起喀拉乌成山，东至梧桐窝子泉附近，北依博格达山、巴里坤山和哈尔里克山；南抵觉罗塔格山。盆地东西长660km，南北宽60～100km，总面积约53500K。是天山山脉中的一个含煤、 含油气盆地。目前吐哈盆地中、新生代侏罗系、白垩系及第三系三套层系获得了工业油气流，发现了鄯善弧形带、西部弧形带、北部山前带、红台构造带、红连构造带、胜北构造带等6个油气富集区带，盆地分为中西部的吐鲁番盆地坳陷，中东部的了墩隆起和东部的哈密坳陷3 个一级构造单元。探明了丘陵、鄯善、温吉桑、米登、巴喀、鄯勒、红台、红南、连木沁、玉果、恰勒坎、葡北、神泉、雁木西、吐鲁番及胜北3号等20多个油气田。已有的油气勘探成果表明，吐哈盆地是我国典型煤成油富集带，如今的吐哈盆地已建成一个新兴的石油基地。

2 生烃成分和排烃分析

在1979年，Leythzeuser等人研究源于腐泥型母质后，认为轻烃的馏分中富含正构烷烃，但来自腐殖型母质的轻烃馏分则富含异构烷烃和芳烃，而往往陆源母质的重要特征就是富含环烷烃。在选取岩样和模拟分析吐哈煤成油的过程中，发现中C5、 C6、 C7族组成也正反映了上述特征。笔者根据 研究区分析的数据资料绘制nC5-7 ，iC5-7和CyC5-7三角图，可见，吐哈盆地的海相油相对富集正构烷烃的特征为44 %～50% ，异构烷烃含量特征为24.9 %～36 % ；煤成油部分含有异构烷烃的特征为32%～50 % ，而其含正构烷烃特征则为22 % ～ 30.%。综合分析后认为环烷烃的含量特征也在相应的分布范围。对模拟数据分析后，进一步发现在吐哈盆地的庚烷特征值位于32.3% ～ 45.4%之间，平均约为40.2% ，其异庚烷特征值位于1.9～ 3.7 之间，平均约为2.9左右，分析认为属于高成熟阶段。煤成油庚烷的特征值位于5.4%～ 22.9%之间，平均约为16.2%，异庚烷特征值在1.8～ 2.9之间，平均约为2.4，因此认为相对来说属于较成熟阶段。

通过总结吐哈盆地海相煤成油气生烃和排烃特征，我们发现吐哈盆地海相油K1值范围主要在0.97～19，平均约为 1.07，对比其他煤成油气特征属于较正常的范围。而吐哈盆地的煤成油K1值则相对较高，其范围主要在1.35～ 1.66 ，平均约为1.52。造成这种特征情况的最主要原因就是由于烃源岩沉积条件有关，而我们进一步发现其中酸性催化剂作用较强可能是形成这种差别的最主要原因。

3 讨论和结语

煤成油气的烃源对比是石油地球化学领域中重要的研究内容。烃源对比的合理与准确，明晰煤成油气与源岩的亲缘关系，对准确指导煤成油气的勘探开发具有十分重要的实际意义。

当前进行油源对比的理论方法是同源的煤成油气与烃源岩生烃的化学成分具有相似性。上世纪60年代以来，利用同源煤成油气化学成分相似的理论，先后利用有机分子组成、生物标志物和碳同位素等先进技术，对各种煤成油气的盆地进行了广泛的油源对比研究，并取得了十分丰富且有意义的策划你给过。但后期人们发现，自然界中的煤成油气其生油母岩和储运油气的层位可能相隔几公里甚至几十公里。因此人们猜测，在这个储运的过程中，煤成油气会受到各种外界和内在因素会促使煤成油气的化学性质和组分产生巨大的变化。

在长期对比研究工作中，人们也常发现很多对比的结果都有误差和多解性。许多研究者从煤成油气的砂泥岩剖面和泥岩的排烃现象中，甚至发现某些情况下，在很短的储运距离内，都观察到烃类运移时都发现煤成油气的有机组分有明显分异现象。笔者在长期的模拟实验中也发现了近、远、超远的运移距离中，煤成油气都有明显的有机组分分异现象。特别是在二次运移过程中，煤成油气的有机组分的分布发发生极大的分异现象，这一现象也早已被人们所熟知。笔者模拟吐哈盆地煤成油低温排烃模拟实验研究后，发现的煤系烃源岩和原油气成分的差异，发现二次运移的情况比较明显，特别是人们通常认为相对稳定的生物标志物分布特征也有非常大的不同。因此单纯依靠“煤成油气与烃源必然相似”的原则进行煤成油气与烃源岩的对比研究显然，存在较大的困难。特别是在煤成油气的化学组分上，完全照搬该理论的有机组成必然相似性的原理，进行简单直接的煤成油气的烃源岩对比将有悖于现阶段的最新认识。因此，关于煤成油气的烃源岩对比研究分析工农工作，不仅需要利用“煤成油气与烃源必然相似”，需要充分考虑排烃过程以及二次运移过程的作用，还需要跟深入的了解研究煤成油气的生烃和排烃特征，探索合适合理的对比方法与理论。

参考文献

[1] 戴卿林，赫石生等.煤成油油源对比问题讨论[J].地球化学，1996（8）

[2] 王祥，张敏，等.典型海相油和典型煤成油轻烃组成特征及地球化学意义[J].天然气地球科学，2008（2）

作者简介

邓冬云（1988-），男，湖北荆州人，在读研究生，2010年就读于长江大学地球环境与水资源学院地球化学专业，研究方向：有机地球化学。