库车坳陷异常高金刚烷含量原油成因及其对天然气充注的指示作用

金刚烷是近年来国内外研究的热门领域之一。它是一类刚性聚合环状烃类化合物，是多环烃类化合物在高温热力作用下经过强Lewis酸催化而发生重排形成的。由于金刚烷具有良好的热稳定性，在判断原油的成熟度、生物降解程度以及源岩有机相等方面得到了广泛的应用。在我们前期研究工作中，发现库车坳陷克拉2气田4个油样具有异常高的金刚烷含量，最高可达2500ppm，远高于正常原油裂解后所具有的金刚烷含量值，在其它含油气构造带也未曾见到，其成因目前尚未得到合理的解释。本项目强调实验分析新技术的开发与应用，突出地质与地球化学的结合，充分利用先进的实验设备和多种具有专利技术的分析方法，开展大量原油和天然气样品分析，系统总结规律。从原油成因入手，尤其是其中蕴含的类似异常高金刚烷含量之类的特殊信息，深入研究原油和天然气之间的相互关系，探讨原油和天然气的成因与分布，为油气资源评价奠定理论基础。

塔里木盆地库车坳陷是中国石油三大万亿方大气区之一，也是我国西气东输的重要气源基地。由于天然气组分相对单一，所能提供的地球化学信息较为有限，易于出现多解。为了探究其天然气成因及潜力，本研究通过与气相伴生的原油地球化学分析，发现库车坳陷不同构造单元原油组成存在较大差异。原油总体分为三类，既有湖相原油，也有煤系原油，还有介于二者之间的混合油。其中湖相油主要分布在库车坳陷及其前缘隆起中段，包括克拉2构造带以及前缘隆起英买力潜山；煤系原油主要分布在坳陷两端，如迪那2、依奇克里克以及羊塔克等地区；库车坳陷西部大北、却勒等地区原油属于混合型。原油中普遍富含金刚烷，其中大北构造带一般在100~200μg/g，迪那构造带原油一般小于100μg/g，前缘隆起原油基本不含金刚烷。而克拉2构造原油，则具有较强的特殊性，其金刚烷含量超过2000μg/g，远高于目前国内外报道的数值。同时，与大北、迪那等构造带相比，克拉2原油还表现为高密度、高含蜡量等特征，且高含稠核芳烃、无甲基芳烃等，表明其成熟度更高。地球化学分析认为，库车坳陷油气不同源、不同期，成藏时间油早气晚，后期充注的天然气对早期油藏具有明显的改造作用。克拉构造带早期聚集石油后期遭受破坏，大部分散失殆尽，且受到生物降解作用，仅有少部分残留下来。大北气田早期充注的原油，受到后期构造影响向上调整，在浅部形成大宛齐油田。后期深埋作用下，盐构造发生流动，且塑性增强，形成了良好的遮挡条件，阻止了后期充注的天然气进一步向上调整，导致在深部形成大规模气藏，而浅部则形成油藏。通过计算，金刚烷的含量越高、烃类中轻组分正构烷烃损失量越大，代表气体充注强度越高。因此，金刚烷的含量可以指示天然气的充注强度，以克拉2为代表的构造单元，油气充注强度异常高，即形成了高丰度气藏。