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1、相控和气洗分馏作用对油气组分 及碳同位素组成的影响 苏爱国 ! 张水昌 ! 向龙斌 # 王小强 $ （!% 中国石油天然气集团公司 油气地球化学重点实验室 北京 !?05:8A% # 7 8 9:!，粘 度从 / 7 8 (9:=) 增加到 ./ 7 8 (9:=)，凝固 点从 ,# -增加到 #变化到 #。这个变化很容易 使人们想到塔里木盆地轮南地区某些来自下古生界 的原油中异常的高含蜡量分布，尽管这些地区的原 油含蜡量大多数都没有达到 #这样的丰度， 但实 验所反映的规律应该是存在的。塔里木盆地下古生 代油源埋深大， 成熟度高， 有生成大量天然气 （乃至 干气） 的客观条件， 同时该区构造
2、活动频繁， 具有多 期成藏或油藏具有多次破坏 8 改造的特点，并且现 有的地球化学证据也证明了某些油藏有它源气的注 入等， 因此， 该区很可能存在着油藏大量遭受气洗作 用的地质背景。由此推论，相对于相控分馏等作用 而言，气洗作用是影响或改变古油藏原油性质的最 重要因素。 图 , 是 2+5 实验产物中原油（包括凝析油）饱 和烃和芳烃含量对比图， 从图中可以看出： 凝析油与 正常原油呈明显的两个点群分布，前者的饱和烃含 量远远高于后者， 而芳烃含量正好相反， 在饱 8 芳比 上， 显然凝析油#./ #,# # 当成熟度变化不大时， 同源油、 气的碳同位素通 常认为是相当稳定的。 为了考察该结论在
3、 !# 分馏 情况下是否成立， 我们对原油、 凝析油、 天然气和凝 析气碳同位素进行测定， 其结果表明： 实验中的原油 和凝析油样品全油碳同位素测定值 !$%类异戊二烯）碳同位素相态 分馏的地质实例 64? 8。我们同样 需要注意到， 一方面原油中不同 碳数化合物（尤其是正构烷烃） 碳同位素值是不同的， 低碳数化 合物碳同位素较高碳数化合物 碳同位素要重得多， 原油因相态 分馏导致气相中低碳数化合物 的相对富集， 使得全油 （凝析油） 碳同位素值偏重； 另一方面， 因 化合物碳同位素的相态分馏使 得全油 （凝析油） 碳同位素值偏 轻。因此， 本次实验中原油和凝 析油全油碳同位素值的相对稳 定，
4、 应该是上述两方面分馏作用的共同结果。 实验中的天然气 （包括凝析气） 样品情况相对复 杂， 根据有关测试结果， 我们编制了天然气组分 （甲 烷和乙烷）碳同位素分布图（图 (） 。从图中可以看 出： 对同阶段的天然气样品 （如 !AB 和 !B） 来说， 凝析气的甲烷碳同位素 !$%3G2.3N923=1 =I G-29.-20L -1L -.=K-23O I.-O23=1G31 =3:G I.=K !# 0M/0.3K012 第 期苏爱国等：相控和气洗分馏作用对油气组分及碳同位素组成的影响,$ （!#） 趋于增重 （图中箭头所指） ， 并且正常天然气 （$%） 的增重幅度明显高于凝析气 （*
5、 个轻烃参数进行了对比分析， 现将其中的一些重要参数讨论如下。 ， 又叫异庚烷值） 和庚烷值 （!# ） 石蜡指数和庚烷值是 #链烷烃和环烷烃之间 的比值， 其中： !#$ 6?3#A?3# （!， %A!， C !#$ # !（#7 3#） 式中：3#为甲基己烷；B3#;为二甲基环戊烷； #为正庚烷C !#7 3#= 为色谱图上环己烷 和甲基环己烷两峰之间的化合物之和， % 代表顺式 结构C D， 显示出凝析油成熟度较 高的假象。此外，原油与原油油顶气分析结果对比 表明， 石蜡指数和正庚烷值都存在约 6*D的系统误 差， 油顶气的分析结果显示的成熟度要 “高” 得多。 因此，在实际应用中一定
6、要注意样品的分析标准与 对比， 客观地使用这两个参数。 值得强调的是， 在石蜡指数和正庚烷值上， 最重 要的现象是气洗分馏作用与相控分馏作用的对比。 就凝析油而言，相控分馏作用的结果使得石蜡指数 和正庚烷值略有偏高，但气洗作用完全相反。由于 一般的相控分馏作用程度有限， 增加幅度不大， 一般 不影响指标的正常使用。然而，气洗分馏作用不仅 与油藏的温压条件有关，而且与通过油藏的气量呈 正比， 从本次实验的换算结果看， 在 !* * E、 ; * 394 的油藏条件下，约有 8 个体积单位（室温下为 ! * 个体积单位）的天然气通过一个体积单位的 原油时， 凝析油的石蜡指数和正庚烷值分别从 88D
7、 和 6 下降到 D和 6 *，显示出后期凝析油较前 期凝析油成熟度的明显降低。因此，凡凝析油石蜡 指数和庚烷值就一定较正常原油高的认识同样存在 ! #轻烃地球化学 图 9$, 实验产物中原油石蜡指数和庚烷值参数的变化 FG5 $4HG4IG.2 .J 04H4JJG2 G2KLM = 42K 2.H/4N -L0I42L O4NPL = G2 KGJJLHL2I .GN1 JH./ 9$, LM0LHG/L2I ;6地球化学6* 年 图 ! #$ 实验产物中原油部分轻烃参数的变化 %）)-, 提出的轻烃参数 近几年来，;? : 在轻烃研究中提出了一 些可能与有机质类型和成熟度等有关的参数，并
8、在 某些地区得到了成功的应用，其中最具代表性的有 如下 ; 个。 ! ;ABCD;， :ABE :ABCD;， !AFBE ； !; ;AGBED （:， :D;， :D;， !D;， ;）AFBE ;ABCD:A， D， :）AFBBE # ;， ;， :A$B! ;ABC D :A， D ， :）AFBBE 式中：FBE为二甲基戊烷，GBE为乙基戊烷，$B! 为三甲基丁烷， 其他见前注。 在研究中我们发现，)-, 提出的上述参数在 相控分馏中相当稳定， 在气洗分馏中变化也较小， 这 可能是该参数能成功应用的最主要原因。尽管 )-, 参数有相对稳定的特点， 但是需要指出， 在我 们的对比分析
9、中原油与其油顶气在 和 !;两参数来说，油顶气高 于原油本身分别约为 HI和 EHI。 由于本次实验的 油顶气是原油在 EH J下加热 : 0( C 倍。参照前文原油有机族 组成分析结果，轻烃的饱 K 芳比与全油的饱 K 芳比 并不同步，并且还会出现相反的情况。 因此， 我们认 为简单地用轻烃中具饱 K 芳意义的两个化合物的比 值来说明石油的大类组成 =C可能会导致错误的认识 （$,2O1-1 K $BL和 M1-N1- K $BC两个参数值的大小和 变化幅度有明显的差异也部分地说明了这点） 。然 而， 同样需要说明的是， 这里的四个参数对油藏研究 是很有意义的，它为我们区分气洗分馏作用和一般
10、 相控分馏作用形成的原油 （或油藏） 提供了一种重要 的手段。 在油藏条件下， 油气的 #$ 分馏作用有其自身 的规律性，本文通过模拟实验定性地描述了温压相 控分馏与气洗分馏两种最基本的成藏作用，不仅分 析了 #$ 分馏作用对油气性质的影响， 而且揭示了 有关参数指标在成藏应用研究中的意义，并对有关 参数的应用进行了客观的评述。 QR 气洗分馏作用通常较相控分馏作用明显得 第 C 期苏爱国等：相控和气洗分馏作用对油气组分及碳同位素组成的影响EE: 多，气洗作用可以导致原油性质 （含蜡量、 密度和粘 度等） 的重大变化。 !# $%7: 3;:? A307531 01B CDD?:1D: !1B
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