储层焦沥青的过成熟有机质热演化标尺及构造-热事件表征

Reservoir pyrobitumen is one of the terminal production of organic matter evolution, showing a series of variation on chemical component and optical property. The evolution of postmature organic matter could be performed by the reservoir pyrobitumen. However the possibility of building thermometer through reservoir pyrobitumen reflectance is not deeply studied. Meanwhile, the research of characterization parameter for the tectonic-thermal events is also limited on reservoir pyrobitumen. This project collects pyrobitumen samples from the Sinian Formation reservoir of Anyue gas field in Chuanzhong Uplift, using new method to observe and measure the reflectance of pyrobitumen and build thermometer of postmature organic matter through synthetical study in chemical component and optical anisotropy. Geochemical analysis including fluid inclusion and laser Raman spectroscopy could be used in analyzing the formation condition of coeval production with reservoir pyrobitumen in different evolution grade, which is influenced by the tectonic-thermal events. The BASINMOD is carried out to reconstruct the burial-thermal history of a plenty of key wells. By the fully understanding on regionally geological data, the relationship of the significantly event during geological history and the evolution level of reservoir pyrobitumen could be considered. Finally, influence and scale of the tectonic-thermal event to the organic matter within the basin could be represented by the thermometer of reservoir pyrobitumen.

储层焦沥青是有机质终端热演化产物之一，其成分、光性随着热演化程度的增加产生一系列梯度变化。储层焦沥青可以反映过成熟阶段有机质的热演化进程，但目前基于储层焦沥青反射率的热演化程度标尺研究尚不够深入，通过储层焦沥青的热演化表征构造-热事件的研究也较少。本项目以川中隆起安岳气田灯影组储层焦沥青为研究对象，利用新的光性观察分析及反射率测量方法，结合化学成分和光性各向异性特征的综合研究，建立基于储层焦沥青反射率的过成熟有机质热演化标尺；开展包裹体分析、激光拉曼光谱分析等地球化学分析，通过储层焦沥青共生物质的形成条件分析，研究构造-热事件对不同热演化程度储层焦沥青的影响；使用BASINMOD软件模拟一系列关键井埋藏史-热史，结合区域地质资料，厘定地质历史时期内重大构造-热事件与不同井储层焦沥青热演化程度的关系，最终利用过成熟有机质热演化程度标尺，表征构造-热事件在盆地内对有机质产生的影响程度和范围。

在以往的研究中，普遍认为油气成藏主要受控于渐变的地质过程，特别是埋藏过程中的温度变化。然而，对古老深部地层的地球化学研究表明，古油藏的演化可能同时受到了事件性地质作用的影响。川中隆起安岳气田由一个位于元古代-早古生代碳酸盐岩储层中的古油藏原位裂解而成。古油藏中的原油主要来自下寒武统筇竹寺组烃源层，在二叠纪早期古油藏附近火山活动和快速埋藏的影响使这些烃源层成熟并开始生烃，在中晚二叠世前大型古油藏已经形成，随后遭受了热液事件影响被转化为气藏，这次热液事件是峨眉山大火山岩省事件导致的一系列地质事件之一。各种地质及地球化学证据表明，热液进入储层直接通过高温烘烤原油，是古油藏转变为裂解气藏的重要原因。同时，由于古油藏受到热事件影响而快速裂解，产生的大量气体使储层内的压力急剧增大。综合地震资料可以推测，巨大的压力可能使储层上覆地层产生破裂并形成了管道，从而释放大量的温室气体。这些温室气体进入大气层导致的气候变化，为中二叠世末发生的瓜德鲁普-乐平统生物灭绝事件做了一定的贡献。通过黄金管热模拟和计算模拟的综合分析，结果显示，液态烃在高温下会经歧化反应形成气态的甲烷和固态的储层焦沥青。甲烷的主要来源是链烃的裂解，而焦沥青的主要来源是芳烃和沥青质的缩聚。但是，链烃的裂解同时会产生不饱和烃，这些不饱和烃芳构化形成的新芳烃可以为储层焦沥青的进一步缩聚提供新的原料。通过对比储层焦沥青显微结构、元素组成和最大反射率的特征可以知道，储层中焦沥青的形成主要受到了温度的影响。储层焦沥青随温度升高的演化过程，就是缩聚形成的高分子多环芳烃不断增大的过程，这一过程始终伴随着储层焦沥青氢碳原子比的下降、最大反射率的上升和软化点的上升。因此通过氢碳原子比或最大反射率，可以推测出储层焦沥青的软化点温度，也就是其形成所需的最低温度。