中國原油裂解氣勘探前景

摘 要：在全球已探明的能源儲(chǔ)備中，原油裂解氣占據(jù)重要地位，眾多學(xué)者及專家對(duì)裂解氣的開發(fā)勘探高度重視。在中國現(xiàn)階段總探明的能源儲(chǔ)量中，原油裂解氣和干酪根裂解氣所占比例超過四分之一，文章總結(jié)分析前人研究，對(duì)國內(nèi)原油裂解氣的勘探現(xiàn)狀與前景進(jìn)行總結(jié)，對(duì)勘探工作的部署有重要意義。

關(guān)鍵詞：原油裂解氣；鄂爾多斯盆地；渤海灣盆地

1 原油裂解氣成氣過程

自然界一切變化都遵循自然原理，原油裂解成氣的過程也不例外，是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜且漫長的過程，原油中大分子烴類化合物經(jīng)過一系列變化向小分子烴類和碳瀝青轉(zhuǎn)變，這個(gè)過程中物質(zhì)的總量不變，遵循物理化學(xué)反應(yīng)平衡原理。田輝[1]等人研究表明，原油在一定的條件下（溫度約150℃、Ro值約1.2%，不同油藏的開始裂解條件有差異）開始裂解生成輕烴，成熟度比原始狀態(tài)增加較多，而后進(jìn)入凝析油與濕氣階段（Ro值達(dá)到1.70%～1.75%），這階段屬于原油裂解氣初次生成階段；Ro值不斷增加，直至原油完全裂解生成天然氣（Ro值達(dá)到約2.40%），最后濕氣發(fā)生二次裂解，生成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的甲烷，該階段屬于原油裂解氣二次裂解階段。這兩個(gè)階段是原油裂解成氣必不可少的階段。

影響原油裂解成氣的因素有很多，首先是溫度，早期國外研究認(rèn)為油藏在較低溫度是可以穩(wěn)定存在的，在超過150℃才會(huì)發(fā)生裂解[2]，然而某些油藏的原油在100℃左右的條件下已經(jīng)開始裂解，因此不同油藏的穩(wěn)定溫度有差異。壓力是影響原油裂解的另一重要因素，研究表明壓力增大會(huì)促進(jìn)原油的裂解，當(dāng)壓力持續(xù)增大到一定程度會(huì)抑制原油裂解從而造成裂解形成的輕組分減少。除此之外，水也影響原油裂解成氣過程[3]，粘土礦物、過渡金屬等也是重要因素。

2 中國原油裂解氣研究進(jìn)展

近年來的中國學(xué)者及勘探家對(duì)原油裂解的研究與開發(fā)較為重視，并且取得很多突破，有較為成熟的理論判識(shí)原油裂解氣與干酪根裂解氣。黃光輝[4]等人研究表明，以往的理論認(rèn)為在裂解時(shí)，原油裂解氣C1/C2基本不變、C2/C3迅速增加，而干酪根裂解氣C1/C2、C2/C3與之相反的理論不妥當(dāng)，黃光輝認(rèn)為原油裂解氣和干酪根裂解氣C1/C2、C2/C3、C1/C3均在增加，較好的判識(shí)方法是當(dāng)C2/C3接近時(shí)，C1/C2、C1/C3值明顯較大的裂解氣是干酪根裂解氣，否則是原油裂解氣。另外在發(fā)生TSR反應(yīng)時(shí)裂解氣的氣組分發(fā)生了變化，上述方法用氣組分資料判識(shí)原油裂解氣的方法不適用。也有部分學(xué)者在研究原油裂解氣裂解時(shí)取得一些新認(rèn)識(shí)，趙文智[5]等人研究發(fā)現(xiàn)原油的生烴潛力及生油氣比并不相同，由其母巖的結(jié)構(gòu)性質(zhì)決定，且原油的生氣數(shù)量較干酪根要多數(shù)倍。

3 中國原油裂解氣勘探前景

近年來的研究成果發(fā)現(xiàn)在渤海灣盆地勝利油田山東探區(qū)古近系地層中存在深層裂解氣。東營凹陷主力產(chǎn)氣地層為古近系沙河街組，沙河街組暗色泥巖發(fā)育較好，厚達(dá)數(shù)百米，最近的鉆探成果顯示，其主力烴源巖層系除了沙四上、沙三下和沙三中之外，沙四下和孔二段的生烴條件評(píng)價(jià)同樣較為可觀，在沙四段深度大于4000m的15口探井中，有超過一半的探井獲得工業(yè)油氣流。試油結(jié)果顯示，在渤海灣中新生代裂谷盆地三級(jí)構(gòu)造單元的勝利油田中，沙四下亞段地層獲得良好的裂解氣流，其中以豐深1井最為顯著，豐深2井、豐深3井同樣較為可觀。近些年來的勘探成果，引起了大批專家學(xué)者對(duì)勝利油田深層裂解氣藏成因類型、成藏模式和成藏主控因素的研究。根據(jù)李延鈞等人[6]研究結(jié)果，在分析烴氣組分、氮?dú)饨M成、熱模擬氣組成、碳同位素特征以及儲(chǔ)層地溫史和烴源巖生烴史的基礎(chǔ)上，認(rèn)為豐深1井區(qū)獲得的天然氣來源于地下古油藏的原油裂解氣；東營北帶沙四下砂礫巖體高部位是良好的儲(chǔ)集層，推測(cè)可能在其中發(fā)現(xiàn)古近紀(jì)末期古油藏。根據(jù)勝利油田的鉆探結(jié)果、試油結(jié)果及學(xué)者的研究認(rèn)為，該區(qū)古近系湖盆相烴源巖發(fā)育較好，具有一定的裂解氣勘探潛力。

與中國東部的湖盆相烴源巖不同，中國西部沉積環(huán)境為古生代海相沉積，其原油裂解氣的勘探與開發(fā)具有更好的潛力。進(jìn)入21世紀(jì)，許多學(xué)者及勘探家開始關(guān)注中國西部海相沉積原油二次裂解氣，在我國西部的一些多源多期成藏盆地（塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、鄂爾多斯盆地及四川盆地等），甚至包括南方和華北廣大古生界碳酸鹽巖分布地區(qū)，原油裂解氣的勘探開發(fā)潛力相當(dāng)可觀。對(duì)于鄂爾多斯盆地，除了缺失上奧陶系、志留系、泥盆系地層之外，其他地層均存在，盆地沉積巖平均厚度約6000m。中生界產(chǎn)油古生界產(chǎn)氣，下古生界以奧陶系馬家溝組頂部馬五1～馬五4白云巖氣田為主；上古生界以二疊系石盒子組盒8底部砂巖、山西組山2、太原組太1砂巖為主要產(chǎn)氣層、石炭系本溪組底部砂巖為主要產(chǎn)氣層。上古生界含氣較為廣泛，地層氣藏?zé)o明顯邊底水，壓力較低，儲(chǔ)集層為低孔低滲類型，故在鄂爾多斯盆地尋找高效儲(chǔ)集層對(duì)于氣藏勘探具有現(xiàn)實(shí)意義。塔里木盆地古油藏一部分埋藏深度相對(duì)較深，處于高溫高壓的埋藏環(huán)境使得原油得以繼續(xù)熱演化，在塔里木盆地的氣藏中含有豐富的天然氣。大致估算認(rèn)為，塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)原油裂解氣資源儲(chǔ)量相當(dāng)豐富，占其天然氣總資源量比例的一半左右，資源勘探前景非?？捎^。

4 結(jié)束語

中國原油裂解氣儲(chǔ)量較為豐富，現(xiàn)階段的探明儲(chǔ)量較為可觀，西部塔里木盆地、鄂爾多斯盆地等地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多個(gè)高產(chǎn)油氣田，古生代海相原油裂解氣的形成機(jī)理、成藏特征、勘探技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟。在中國東部，天然氣的來源主要是湖湘烴源巖，然而在中國東部除渤海灣盆地外大多數(shù)湖盆埋藏相對(duì)較淺，以至于無法裂解形成天然氣。渤海灣盆地勝利油田山東探區(qū)古近系烴源巖埋藏相對(duì)較深，成藏條件相對(duì)較好，研究表明東營凹陷存在一定的裂解氣勘探潛力，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)渤海灣盆地等中國東部湖盆相沉積地區(qū)原油裂解氣的研究。

參考文獻(xiàn)

[1]田輝，王招明，肖中堯，等.原油裂解成氣動(dòng)力學(xué)模擬及其意義[J].科學(xué)通報(bào)，2006，51（15）：1821-1830.

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[6]李延鈞，宋國奇，李文濤，等.濟(jì)陽坳陷東營凹陷北帶豐深1井區(qū)深層沙四下古油藏與天然氣成因[J].石油與天然氣地質(zhì)，2010，31（2）：173-179.