海相油气藏TSR-有机硫分布特征、成因机制与定量评价

全球越来越多的深部碳酸盐岩油气藏被发现与硫酸盐热化学还原（TSR）作用相关，其显著特征是油气中有机硫化合物与硫化氢含量增高，系TSR作用氧化烃类的结果。TSR作用识别与定量评价对于海相深部碳酸盐岩油气勘探与潜力评价具有重要现实意义。本课题针对塔中新钻遇的下奥陶统油气富集芳香硫与硫化氢现象，开展TSR成因有机硫化合物赋存形态、形成途径与成因机制研究；探索表征TSR反应级别的指标体系与定量评价方法，为深部油气勘探提供依据。重点通过塔中深部碳酸盐油气藏解剖、TSR热模拟实验，鉴别TSR-有机硫在气-液-固三相中的种类与分布特征、揭示TSR-有机硫的形成途径、探讨TSR-有机硫形成的主控因素与演化规律、建立判识TSR反应级别的指标体系、探索反映TSR作用程度的定量评价方法。期待通过本项目研究，解决海相深部油气藏TSR反应级别厘定与反应程度评价的科学难题。在国内外高水平杂志上发表2篇SCI论文。

塔里木盆地海相油气藏TSR改造显著，TSR 作用识别与定量评价对于海相深部碳酸盐岩油气勘探与资源潜力评价具有重要现实意义。本课题旨在针对塔中、塔北地区高芳香硫、高硫化氢伴生气油气开展TSR 成因有机硫化合物分布、形成途径与成因机制研究；探索表征TSR 反应级别的指标体系与定量评价方法，为深部油气勘探提供依据。本次研究重点剖析了塔中深部寒武系、下奥陶统、塔中4石炭系、塔北英买力-哈拉哈塘地区典型油气藏，利用单体硫同位素、傅立叶变换回旋共振质谱（FT-ICR MS）等国内外先进技术，确认塔中ZS1C井寒武系油气为严重TSR改造油气藏，该井具有超高芳香硫含量、超高硫同位素值、链烷烃严重消耗等特征；首次提出塔中4石炭系高芳香硫原油为深部寒武系而非下奥陶统TSR改造油气垂向运移混合所致，其具有较高单体硫同位素值特征；提出哈拉哈塘构造高部位高H2S伴生系油气与TSR无关，主要为细菌硫酸盐还原作用（BSR）所致。建立了依据单体烃硫同位素、FT-ICR MS、定量GC-MS等综合识别TSR-有机硫的定量与半定量方法体系。结合典型油气藏实例解剖，识别出TSR-有机硫包括硫醇、硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并萘并噻吩、硫代金刚烷等DBE （等效双键数）可为0-19（碳数可为C11-C40）的多种类型的S1类化合物、S2类（苯并噻吩并苯并噻吩、苯并二苯并噻吩）、O1S1、O1S2、O2S1、S3类等。利用原油、标准化合物TSR模拟实验，揭示了TSR-有机硫的形成与演化特征，揭示出TSR-有机硫可由链烷烃、联苯、芴、咔唑、二苯并呋喃等多种类型的烃类、非烃类通过链烷烃断裂、开环、环化、加硫等反应合成，受控于温度、作用时间、烃类流体组分、催化剂等多种因素。在典型油气藏解剖、TSR-有机硫识别、定量－半定量评价TSR作用体系建立基础上，对塔中地区TSR油气分布进行了预测，提出该区深层寒武系盐下存在强TSR改造油气，通过断层与之沟通的油气藏如塔中4石炭系也包含较强TSR改造油气，当前已钻遇的下奥陶统油气TSR作用及其对烃类的消耗远不及寒武系ZS1C井。以上认识对塔里木盆地深层海相油气勘探、TSR作用理论与应用研究具有重要参考价值。