12 石油勘探与开发·“第四届全国油气运移学术研讨会”论文专辑 Vol 27 No, 4 气与水之间的相分配2。这类化合物具有一个NH原油开展了定量研究40-3,以弄清有机母质特征 官能团,其上的氢与输导层中矿物基质固体有机物质沉积环境和热成熟度对中性氮运移参数的影响。这些 的羟基相互作用形成氢键,表现出明显位阻效应13,成因素无疑会影响中性氮化合物的浓度和组成,但影响 为其主要化学组成在油气二次运移过程中的分馏模到多大程度目前尚不清楚。可以肯定的是,迄今尚未 式。从理论上讲,随着有效运移距离增加,原油中咔唑发现像常规生标那样的能够指示有机质生源构成和沉 类化合物应有下列变化:①绝对浓度显著降低;②烷基积相的中性氮化合物。有足够证据表明,热成熟度对 化程度较高(或烷基链较长)咔唑类与烷基化程度较低中性氮运移参数的影响程度不容忽视。例如,通过研 (或烷基链较短)咔唑类准同系物之相对比例增加;③究西加拿大盆地上泥盆统 Duvernay组碳酸盐岩油源 烷基取代基靠近NH官能团的衍生物(如1,8二甲基岩的一个自然演化剖面201发现,油气初次运移和二次 咔唑)与烷基取代基远离NH官能团的衍生物(如2 运移过程中的中性氮化合物分馏效应5仅仅代表了从 4-二甲基咔唑)之相对比例增加;④烷基咔唑类同系物有机质生烃到成藏全过程的一个中间环节。这可能就 与烷基苯并咔唑类同系物之相对比例增加4 是为什么很难摸清这些化合物的成因的原因,因为原 对于苯并咔唑类化合物而言,运移过程中与输导油和油源岩抽提物中的化合物已经发生了畸变,它们 层介质的相互作用也同样会导致它们在原油中的绝对仅仅代表了极性偏小、表面反应活性偏低的成分。不 浓度显著降低。与大多数稠环芳烃一样,近线性的苯同成熟阶段的源岩抽提物中咔唑类化合物的绝对浓度 并咔唑[b]异构体因化学结构不稳定,在演化正常的和对组成变化范国很大2-2(见图2)。通过与结 沉积有机质和石油中丰度一般很低。根据分子力学计构相似的含硫化合物比较202),认为这可能主要是初 算结果,棒状的苯并咔唑-[a]沿着分子长轴方向白有效 次排烃的结果,不能归因于热力作用下的烷基化、脱烷 偶极矩为141德拜,而扁球状的苯并啡唑的有效基化、异构化、氢化还原或芳构化。 偶极矩方向几乎与分子长轴方向垂直(见图1a)。因 此,前者的分子扩散速度泛高于后者,而在有机溶剂中 的溶解度则远低于后者,所以苯并咔唑-[a]/苯并咔唑 本并咔+0 [c]比值随着有效运移距离的增加而降低5。 值得注意的是,利用中性氮化合物来研究油气 次运移距离主要立足于一个非常简单(也许过分简单) 兰林兴 的基本假设,即运移距离增加通常会给中性氮化合物 带来相应的化学组成分馏效应。然而,对于同样的图 镜质体反射率(%) 上直线运移距离,由于输导层岩性、孔隙结构、裂隙发 图2不同成熟阶段油源岩抽提物中咔唑类化合物 育程度、有效渗透率等因素的影响,单位原油实际“见 的绝对浓度和相对组成变化图 到”的岩石和水量极为不同,故此会对极性化合物产生 不同程度的化学组成分馏效应。所以,中性氮化合物 为了验证这一规律性,笔者等选择了一个未熟的 的浓度和组成与特定原油的直线运移距离之间不应有ⅡS型源岩,开展不同温度的加水热解试验重点模拟 成不变的关系。例如在加拿大阿尔伯塔盆地源自上低熟至生油窗阶段2。试验结果表明,咔唑类和苯并 泥盆统碳酸盐岩的原油中,盆地中西部原油运移通道咔唑类化合物的绝对浓度随热解温度升高而显著增加 主要为孔隙性碳酸盐岩和碎屑岩,中性氮化合物浓度见图3a),但一些特定化合物的比值则出现两种情形 和组成随运移距离变化的规律性十分明显5;但盆地(见图3b):分子量或极性不同的化合物比值变化很大 中南部原油沿着 Rimbey-Meadowbrook链状生物礁群(如甲基咔唑/咔唑比值和1-/甲基咔唑比值),而分 运移,虽然运移距离长达数百千米,中性氮化合物的化子极性相似但形状不同的化合物比值则保持恒定(如 学组成分馏效应并不显著2),因为运移通道是礁下高3八4甲基咔唑比值和苯并咔唑-[a]Ac]比值)。这与 度白云岩化的台地相碳酸盐岩(231。 最近在地下储集层高温高压条件下的模拟实验结果吻 合较好( Larter,私人通信)。 原油母源特征和热成熟度 上述结果表明,以不同分子形状为基础的运移参 对中性氮运移参数的影响 数应用效果可能好于以分子极性为基础的参数S。由 于只有能够排烃的成熟度区间才会对储集层烃类有实 许多人对海相碳酸盐岩和湖相碎屑岩源岩及相关质性贡献,而同一油源区特定油源层有效排烃期间比 201994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishinghOuse.alLrightsreservedhttp://www.cnki.net