原油降解气的形成条件及其特征

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1、第２８卷第１１期天然气工业地质与勘探原油降解气的形成条件及其特征倡１，２，３２４３２王政军朱光有王政国金强张水昌（１．中国石油冀东油田公司勘探开发研究院２．中国石油勘探开发研究院３．中国石油大学·华东４．中国石油华北油田公司采油三厂）王政军等．原油降解气的形成条件及其特征．天然气工业，２００８，２８（１１）：２９‐３３．摘要原油降解气是指原油在厌氧微生物作用过程中形成的一种次生型生物气。作为非常规气藏之一，原油降解气近年来受到了极大的关注，而相关研究在我国才刚刚起步。因此，研究其生气机制及其地化特征，建立原油降解气的地球化学判识指标，并指出勘探前景，对缓解当前能源危机和原油降解气

2、的勘探都具有重要意义。研究结果发现：原油降解气主要通过二氧化碳还原生成甲烷；中—低矿化度的NaHCO３型或CaCl２型地层水有利于微生物的繁殖及其对原油的降解进而生成甲烷。原油降解气形成的油层温度低于８０℃，埋深一般小于２５００m；对应原油的成熟度为低—中等成熟。原油降解气具有碳同位素轻、天然气组分干、氮气含量较高，同时含少量二氧化碳和氢气，并具有储层时代新、能大规模聚集成藏的特点。结论认为，我国具有较大的原油降解气勘探潜力。主题词稠油厌氧降解气藏形成机理生物气勘探评价我国的稠油是指地层原油黏度大于５０mPa·s物降解形成的天然气，称之为原油降解气或油层菌（地层温度下脱气原油黏度

3、大于１００mPa·s），原油解气。在我国大多数含油气盆地中遭受生物降解油［１］［８‐９］相对密度大于０．９２的原油。稠油主要是生物降藏或稠油藏附近发现具有这些特征的气藏。［２］解形成的。生物在降解原油的过程中，消耗了原原油降解气研究在我国才刚刚起步。因此，研油中的低碳数烃类，使原油密度、硫含量、酸度、黏度究其生气机制及其特征，建立原油降解气的判识指［３］和金属含量增加，从而形成稠油。标，并指出原油降解气的勘探前景，对缓解当前能源虽然Kartsev等人在１９５９年就提出原油厌氧生危机和指导原油降解气的勘探都具有重要意义。［４］物降解这一观点，但在２０世纪８０年代前，人们普［３，５］

4、一、原油降解气的生气机制遍认为地下原油生物降解主要是一个有氧过程。这主要是基于发现烃类在有氧条件下迅速降解，而原油进入到储集层后通常会遭受一系列的次生在缺氧条件下微生物降解石油十分缓慢，所以烃类蚀变和调整改造，特别是随油藏埋深的变浅，原油通厌氧降解这一观点一直没有被广泛接受。近年来，常会遭受水洗氧化或生物降解等作用，形成稠油和［９］认为在地下深部油层原油生物降解过程主要是在缺天然气；原油降解气是指原油在厌氧微生物降解［９‐１０］氧条件下而不是在有氧条件下降解。并发现原油在过程中形成的以甲烷为主的次生型生物气。前微生物作用过程中，除了导致原油稠化外，另外还生人对原油原地微生物降解作

5、用的研究表明，５０％以［６］成部分轻烃，其中甲烷为主要产物。而且模拟实上的油藏中原油都曾发生过微生物作用，并生成了［１１］验也证明，随着生物降解过程进行，天然气组分变得甲烷。［７］更干而残余油变得更稠更重。原油厌氧降解后生成的轻烃主要是甲烷。早在［１１］调查发现在地下生物降解成因稠油藏附近，常２２５年前，就有微生物作用产生甲烷的记录。生常形成一些干气藏。这些气藏通常与生物降解稠油物在降解原油的过程中，一方面形成重油和沥青砂；伴生，并发现这些气藏主要是原油在缺氧条件下生同时另一方面原油被厌氧微生物降解成氢／二氧化倡本文受到中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发项目“低熟气、生

6、物气富集规律与资源评价技术”（编号：１０１０００２６CQ０９）的资助。本文作者还有中国石化中原油田测井公司的李良超。作者简介：王政军，１９７９年生，硕士；现从事天然气勘探工作。地址：（０６３００４）河北省唐山市路北区５１号甲区冀东油田勘探开发研究院深层天然气勘探室。电话：１３８３２９３０３５７。E‐mail：wzjun２００７＠１２６．com·１·地质与勘探天然气工业２００８年１１月碳和乙酸（醋酸）等简单代谢物后，最后产甲烷菌利受降解的原油，Wilhelms等人发现未降解原油局限用这些代谢产物生成甲烷。甲烷的生成可能主要有于埋藏浅的冷盆地。这些盆地在地史中曾埋藏在地两种途径，一种

7、是通过乙酸还原生成，另一种是通过下更深、更热的部位，后经抬升作用变浅，这些油层氢／二氧化碳还原。油层产甲烷菌主要通过二氧化在深埋过程中，温度超过８０～９０℃时经历了灭菌作碳还原生成甲烷，很少有产甲烷菌通过乙酸裂解生用，使得深部生物圈中降解烃类的生物停止活动，尽［１２‐１３］成甲烷的报道。放射性示踪剂实验也证明二氧管这些储层后期抬升到较冷的部位并再次发生石油化碳还原生成甲烷比乙酸裂解生成甲烷更占优充注，也不会发生生物降解作用，表明灭菌后的沉积［１４］［１９］势。而且发现在产水层中乙