何 坤，米敬奎，張水昌，王曉梅

（1.提高采收率國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083；2.中國(guó)石油石油勘探開發(fā)研究院，北京100083；3.中國(guó)石油油氣地球化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083）

塔里木盆地志留系瀝青砂的二次生烴及地質(zhì)意義

何 坤1，2，3，米敬奎1，2，3，張水昌1，2，3，王曉梅1，2，3

（1.提高采收率國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083；2.中國(guó)石油石油勘探開發(fā)研究院，北京100083；3.中國(guó)石油油氣地球化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083）

通過(guò)有機(jī)巖石學(xué)觀察、地球化學(xué)分析及黃金管熱模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)塔里木盆地志留系瀝青砂的二次生烴潛力進(jìn)行了探討。對(duì)代表井瀝青砂巖樣品的有機(jī)巖石學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，瀝青砂中的有機(jī)質(zhì)類型除了固體瀝青外，還存在一定量液態(tài)油。有機(jī)碳分析表明，志留系瀝青砂巖中有機(jī)碳含量比較高，其分布范圍為0.56％～3.46％，這些事實(shí)表明該地區(qū)志留系瀝青砂很可能具有一定的生烴能力。進(jìn)一步熱模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證實(shí)，該地區(qū)志留系瀝青砂在足夠的熱應(yīng)力作用下能生成一定量的烴類且產(chǎn)物以氣態(tài)烴為主，其中塔中117井與躍南1井原始瀝青砂樣品的最大生氣量分別可達(dá)46.80 m L/g和41.11m L/g；同時(shí)，通過(guò)對(duì)比熱解實(shí)驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)瀝青砂中的液態(tài)油是產(chǎn)氣的主要貢獻(xiàn)者。最后，基于哈得11井原油裂解的動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行地質(zhì)推演表明，在目前埋藏條件下，塔里木盆地志留系瀝青砂在其分布的部分區(qū)域可發(fā)生二次裂解生氣，且該裂解氣可能成為該地區(qū)天然氣的一個(gè)重要?dú)庠础?/p>

志留系瀝青砂；二次生烴；原油裂解氣；黃金管熱模擬；塔里木盆地

塔里木盆地志留系砂巖中存在大面積分布的瀝青（瀝青砂巖）［1-2］，瀝青砂巖分布受油源區(qū)及古隆起控制，并且可以作為油氣源［3-4］。一直以來(lái)，大量文獻(xiàn)對(duì)塔里木盆地志留系的瀝青砂成因、地化特征及分布特征進(jìn)行了比較深入的報(bào)道，并基本認(rèn)為：加里東末期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使來(lái)源于寒武系—下奧陶統(tǒng)海相源巖的志留系原油遭受了強(qiáng)烈的降解破壞，從而形成了大面積分布的瀝青砂［5-8］。

然而考慮到降解殘余物瀝青質(zhì)的生烴潛力較差，關(guān)于志留系瀝青砂巖的二次生烴很少引起研究者的關(guān)注。實(shí)際上，有研究表明，未強(qiáng)烈氧化或降解的瀝青在熱演化過(guò)程中常能生成一定量的液態(tài)或氣態(tài)烴類［9-10］。同時(shí)，塔里木志留系瀝青砂中的有機(jī)質(zhì)除了固體瀝青外，還很可能殘留有一定量呈吸附態(tài)的液態(tài)烴或油，它們?cè)诤笃诘穆裆钸^(guò)程中，是否會(huì)發(fā)生裂解生氣？如果志留系瀝青砂可以發(fā)生二次生烴，那么它的生烴潛力多大？生烴機(jī)理是什么？它對(duì)后期的油氣聚集有怎樣的貢獻(xiàn)？弄清這些問(wèn)題，將有助于我們合理評(píng)價(jià)該地區(qū)油氣資源以及指導(dǎo)油氣勘探。

基于此，本文通過(guò)有機(jī)巖石學(xué)觀察、地化分析以及黃金管熱模擬實(shí)驗(yàn)，針對(duì)塔里木盆地志留系瀝青砂的二次生烴潛力、生烴類型及生烴機(jī)制開展了相關(guān)研究。同時(shí)，結(jié)合模擬實(shí)驗(yàn)的地質(zhì)推演結(jié)果和塔里木盆地實(shí)際的地質(zhì)條件，對(duì)志留系瀝青砂有利生氣的區(qū)域進(jìn)行了初步的預(yù)測(cè)。

1 地質(zhì)背景

圖1 塔里木盆地志留系和志留系瀝青砂平面分布Fig.1 Plane distribution of the Silurian and its asphalt sandstone in Tarim Basin

塔里木盆地志留系分布面積約2.49× 105km2，鉆遇志留系的探井為122口，其中近50口井見瀝青砂巖。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，盆地內(nèi)瀝青砂巖分布面積約2.53×104km2，主要分布在盆地中西部塔中低凸起、塔北隆起中西部及其斜坡區(qū)、巴楚凸起（圖1），三大主要區(qū)塊瀝青砂巖面積分別為7419，7580和10 322km2。另外，柯坪斷隆地表也出露有大量志留系瀝青砂巖。在塔北隆起瀝青砂巖厚度最大的是哈1井，厚達(dá)152.5m。塔中地區(qū)在幾米至幾十米之間，最薄的是塔中401井2m。而巴楚隆起瀝青砂巖厚度較薄，平均厚度為6m，并見到地表油氣顯示。在喬1井和喬2井的巖心觀察中可見再沉積作用形成的瀝青砂屑。整個(gè)塔里木盆地瀝青砂巖的平均厚度達(dá)30.5m。塔里木盆地志留系根據(jù)巖性特征從上至下可以分為5個(gè)巖性段：上泥巖段、上砂巖段、紅色泥巖段、下砂巖段和暗色泥巖段。瀝青砂巖基本都分布在下砂巖段內(nèi)，不同地區(qū)稍有差別。

2 瀝青砂的有機(jī)巖石學(xué)特征

志留系瀝青砂中的有機(jī)質(zhì)類型有3種：降解形成的固體瀝青（圖2）；吸附狀態(tài)的液態(tài)油（圖3）；以包裹體狀態(tài)存在的油氣。前兩者是瀝青砂主要的有機(jī)質(zhì)類型。研究表明瀝青砂中的瀝青按產(chǎn)狀有3種賦存狀態(tài)：包裹在顆粒內(nèi)部，如巖石顆粒的微裂縫或石英加大邊內(nèi)緣（圖2a）；殘留在孔隙邊緣（圖2b）；位于粒間孔隙中間（圖2c）。根據(jù)薄片鏡下觀察，可估算瀝青砂巖中瀝青的體積含量在1％～6％之間，平均為4％。而從熒光照片可以發(fā)現(xiàn)，呈棕黃色熒光的液態(tài)油主要以吸附態(tài)分布在黑色瀝青的周圍（圖3）。

圖2 塔里木盆地志留系瀝青砂中瀝青的分布Fig.2 Distribution of asphalt in the Silurian asphalt sandstone of Tarim Basin

同時(shí)，本文選取了6個(gè)代表井，對(duì)其志留系瀝青砂中固體瀝青的反射率進(jìn)行了測(cè)定（表1）。研究發(fā)現(xiàn)，固體瀝青的熱演化均已進(jìn)入成熟及過(guò)成熟階段，其反射率主要分布在兩個(gè)范圍：1.0％～1.06％和0.56％～0.78％，再加上與目前油藏有成因聯(lián)系的軟瀝青，可以確定，塔里木盆地志留系瀝青砂中至少有三期瀝青。

3 瀝青砂的地球化學(xué)特征

瀝青砂中的有機(jī)質(zhì)和一般烴源巖中的有機(jī)質(zhì)在組成上存在許多差異，有效烴源巖的有機(jī)碳下限可能并不適合作為瀝青砂是否具有生烴能力的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。但是有機(jī)碳含量（TOC）的高低，勢(shì)必會(huì)對(duì)瀝青砂的生烴潛力有非常大的影響。

為了評(píng)價(jià)瀝青砂的總有機(jī)碳含量及吸附油的相對(duì)含量，本文選取了部分代表井樣品，進(jìn)行了有機(jī)碳及氯仿瀝青“A”的抽提分析（表2）。分析發(fā)現(xiàn)，志留系瀝青砂中有機(jī)碳的含量都比較高，平均值達(dá)到1.85％，這遠(yuǎn)大于一般烴源巖0.5％的標(biāo)準(zhǔn)［11］。顯然，志留系瀝青砂中較高的有機(jī)碳含量為瀝青砂可能的二次生烴提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

圖3 塔里木盆地志留系瀝青砂中瀝青周圍的液態(tài)油Fig.3 Liquid oils surrounding asphalt in the Silurian asphalt sandstone in Tarim Basin

表1 塔里木盆地代表井中瀝青鏡質(zhì)體反射率及等效鏡質(zhì)體反射率Table1 AsphaltreflectanceanditsequivalentvitrinitereflectanceofsamplesfromrepresentativewellsinTarimBasin

表2 塔里木盆地代表井瀝青砂地球化學(xué)特征Table2 GeochemicalbehaviorsoftheSilurianasphaltsandstonefromrepresentativewellsinTarimBasin

同時(shí)，表2中數(shù)據(jù)顯示，瀝青砂巖中氯仿瀝青“A”的平均含量為1.51％。如果氯仿瀝青“A”的組分大致均按—CH2—的縮合分子結(jié)構(gòu)來(lái)計(jì)算，那么，氯仿瀝青“A”中純有機(jī)碳的含量為85.7％，氯仿瀝青“A”中的有機(jī)碳占整個(gè)瀝青砂樣品有機(jī)碳量的近70％，這意味著瀝青砂的生氣潛力很可能主要取決于可溶有機(jī)質(zhì)。

4 瀝青砂巖的二次生烴

為了進(jìn)一步探討志留系瀝青砂的生烴特征、生烴潛力及生烴機(jī)理，本文選取了躍南1井和塔中117井的兩個(gè)瀝青砂樣品開展了一系列黃金管熱模擬實(shí)驗(yàn)（表3）。

表3 塔里木盆地志留系瀝青砂熱解實(shí)驗(yàn)樣品基本特征Table 3 Basic features of two pyrolysis experiment sam ples from the Silurian in Tarim Basin

4.1 實(shí)驗(yàn)及分析方法

本研究進(jìn)行的模擬實(shí)驗(yàn)包括兩組不同升溫速率（2℃/h和20℃/h）的升溫?zé)峤?，采用的體系壓力為50 MPa。氣體產(chǎn)物的組分分析是在Agilent微量色譜分析儀上完成，該儀器由Agilent 6890氣相色譜和Wasson ECE微量控制裝置兩部分組成，包括一個(gè)FID檢測(cè)器及兩個(gè)TCD檢測(cè)器。氣體分析所用的進(jìn)樣口溫度為250℃，分流比為25∶1，柱箱溫度條件：初始為68℃，保持7min，然后以10℃/min升溫至90℃保持1.5min，再以15℃/min升溫至175℃，最后保持5min。原油的族組分按照“SY/T 5119-2008巖石中可溶有機(jī)物及原油族組分分析”方法進(jìn)行分離和定量。

4.2 液態(tài)烴產(chǎn)率及族組分演化特征

我們分別對(duì)兩個(gè)志留系瀝青砂樣品在熱演化過(guò)程中液態(tài)烴的產(chǎn)率變化進(jìn)行了研究，其中200℃的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的液態(tài)油或烴產(chǎn)率代表原始瀝青砂的氯仿瀝青“A”抽提物中的相應(yīng)組分的量（圖4，圖5）。

圖4 塔中117井志留系瀝青砂熱解過(guò)程中液態(tài)組分的產(chǎn)率Fig.4 Yields of liquid hydrocarbons from pyrolysis of the Silurian asphalt sandstone in Tazhong 117 well

圖5 躍南1井志留系瀝青砂熱解過(guò)程中液態(tài)組分的產(chǎn)率Fig.5 Yields of liquid hydrocarbons from pyrolysis of the Silurian asphalt sandstone in Yuenan 1 well

從總液態(tài)烴的產(chǎn)率變化來(lái)看，在熱演化的生油階段（熱解溫度低于400℃的階段），總液態(tài)油的產(chǎn)率隨著溫度的增高僅有少量的增加，塔中117井與躍南1井樣品最高產(chǎn)率比原始抽提物只分別增加了2.16和2.18mg/g。這表明瀝青砂二次埋深生成液態(tài)油的潛力不大。當(dāng)熱解溫度高于400℃時(shí)，液態(tài)烴的產(chǎn)率迅速降低，這是由于瀝青砂中原始及后期生成的液態(tài)有機(jī)質(zhì)在持續(xù)增加的熱應(yīng)力作用下，發(fā)生了強(qiáng)烈的裂解生氣。

兩組熱解實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，瀝青砂中液態(tài)烴各族組分的相對(duì)含量顯示出相似的演化規(guī)律。隨熱解溫度的升高，飽和烴相對(duì)含量出現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，在400～450℃達(dá)到最高點(diǎn)，芳香烴的相對(duì)含量不斷升高，而非烴+瀝青質(zhì)的含量則持續(xù)降低。各族組分的熱演化特征顯然與它們的化學(xué)性質(zhì)及相對(duì)熱穩(wěn)定性密切相關(guān)，在熱演化初期階段，含不穩(wěn)定雜原子化合物的非烴首先發(fā)生共價(jià)鍵的斷裂，部分生成飽和烴與芳烴。瀝青質(zhì)組分在熱解過(guò)程中與烴類發(fā)生歧化反應(yīng)，在生成小分子烴的同時(shí)，會(huì)伴隨有固體瀝青的生成，從而引起非烴和瀝青質(zhì)相對(duì)含量的不斷減少。而當(dāng)熱演化進(jìn)入到高溫條件階段時(shí)，由于飽和烴的相對(duì)穩(wěn)定性變得要低于芳烴［12］，其結(jié)構(gòu)中的C—C鍵裂解加速，從而使得飽和烴相對(duì)含量降低，芳烴相對(duì)含量增加。

液態(tài)烴的產(chǎn)率分析結(jié)果表明，志留系瀝青砂生油能力較弱，而液態(tài)組分的不斷裂解似乎表明瀝青砂在熱演化過(guò)程中應(yīng)以產(chǎn)氣為主。

4.3 氣體產(chǎn)物產(chǎn)率及組分演化特征

圖6 塔中117井志留系瀝青砂熱解過(guò)程中生成各種氣體的產(chǎn)率Fig.6 Yields of gaseous hydrocarbons from pyrolysis of the Silurian asphalt sandstone in Tazhong 117 well

圖7 躍南1井志留系瀝青砂熱解過(guò)程中生成各種氣體的產(chǎn)率Fig.7 Yields of gaseous hydrocarbons from pyrolysis of the Silurian asphalt sandstone in Yuenan 1 well

從上述可知，瀝青砂中殘留的及熱解初期生成的液態(tài)烴在后期會(huì)發(fā)生裂解生氣作用，為了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)其生成烴類氣體的產(chǎn)率及特征，本文對(duì)樣品在熱模擬實(shí)驗(yàn)中得到的氣體產(chǎn)物進(jìn)行了定量分析。并分別給出了塔中117井與躍南1井志留系瀝青砂在熱模擬實(shí)驗(yàn)中得到的各種氣體的產(chǎn)率（圖6，圖7）。

結(jié)果表明，瀝青砂生成的氣態(tài)烴產(chǎn)率隨著熱演化的進(jìn)行不斷增加，塔中117井與躍南1井兩個(gè)瀝青砂樣品的最大生氣量分別可達(dá)46.80和41.11m L/g。烴類氣體中，甲烷的產(chǎn)率隨著模擬溫度的升高而持續(xù)增加；重?zé)N（C2+）氣體的產(chǎn)率在熱解早期先逐漸升高，當(dāng)溫度超過(guò)500℃之后，其產(chǎn)率不斷降低。這主要是因?yàn)镃2+烴類氣體在較強(qiáng)的熱應(yīng)力作用下，發(fā)生了進(jìn)一步的裂解，并最終生成小分子烴或甲烷。

盡管瀝青砂的熱解產(chǎn)氣能力只相當(dāng)于低變質(zhì)煤（鏡質(zhì)體反射率Ro＝0.5％）的1/4及一般原油的1/15左右，但考慮到它在塔里木盆地志留系中存在如此大面積的分布，其生成天然氣的潛力也就不容忽視。

4.4 瀝青砂生氣機(jī)制

有機(jī)巖石學(xué)的觀察表明，瀝青砂巖中主要的有機(jī)質(zhì)類型有兩種，即吸附狀態(tài)的液態(tài)油和殘余的固體瀝青。顯然，液態(tài)油的裂解和固體瀝青的熱解都可能生成氣態(tài)烴類。為了進(jìn)一步研究瀝青砂的熱解生成的氣態(tài)烴主要來(lái)源于哪種有機(jī)組分，本文選用了塔中117井志留系瀝青砂分別進(jìn)行了全巖和抽提樣品的熱解實(shí)驗(yàn)。瀝青砂巖樣品的抽提選用三氯甲烷作為溶劑，抽提樣品的產(chǎn)氣能力等效于固體瀝青。

通過(guò)對(duì)瀝青砂與固體瀝青在熱解過(guò)程中生成的總氣態(tài)烴和甲烷的產(chǎn)率。研究發(fā)現(xiàn)，固體瀝青生烴潛力非常有限，其最大產(chǎn)氣量不超過(guò)10 mL/g（圖8）。與未抽提的瀝青砂相比，固體瀝青生烴有如下幾個(gè)特點(diǎn)：生成的液態(tài)烴非常少；氣體的最大產(chǎn)率只有未抽提的瀝青砂巖的1/4～1/5；較瀝青砂的生氣門限更高，其中瀝青砂巖開始大量生氣的溫度為400℃，而固體瀝青開始大量生氣的溫度為475℃。實(shí)際上，固體瀝青是強(qiáng)烈熱蝕變或生物降解的產(chǎn)物，主要由稠和芳香類的有機(jī)結(jié)構(gòu)組成，脂肪鏈，尤其是長(zhǎng)脂肪鏈的含量較低，因此它在熱演化過(guò)程中能釋放出的烴類就很少。同時(shí)，由于較短支鏈的C—C鍵斷裂所需能量相對(duì)較高，使得固體瀝青的熱解生氣門限溫度也較油裂解更高。

因此，瀝青砂熱解過(guò)程中生成的氣態(tài)烴主要來(lái)自于吸附液態(tài)油的裂解，結(jié)構(gòu)中脂肪鏈含量很低的固體瀝青對(duì)瀝青砂的生氣潛力貢獻(xiàn)不大。

5 地質(zhì)意義

圖8 塔中117井瀝青砂巖與抽提后樣品在熱解過(guò)程中的產(chǎn)氣率Fig.8 Gas yields from pyrolysis of original asphalt sandstone and chloroform-extracted samples in Tazhong 117 well

模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，塔里木盆地志留系瀝青砂具有一定的生氣潛力。那么在目前的埋藏條件下，這些大面積分布的瀝青砂是否曾發(fā)生過(guò)熱解生氣過(guò)程？既然瀝青砂生氣的機(jī)制主要是其吸附的液態(tài)油的裂解，那么要解決上述問(wèn)題，就需要弄清目前埋藏條件下液態(tài)油能否裂解生氣以及其氣態(tài)烴轉(zhuǎn)化率多高。

圖9 地質(zhì)條件下原油裂解生氣的轉(zhuǎn)化率與地層溫度和Ro的對(duì)應(yīng)曲線Fig.9 Transformation ratio of oil cracking under in-situ conditions vs.formation temperature and Ro

關(guān)于原油或烴類的裂解生氣，前人已經(jīng)開展了大量的工作，通常認(rèn)為原油開始發(fā)生裂解生氣的溫度大于170℃［13］。我們?cè)x取塔里木盆地哈得11井石炭系原油進(jìn)行了裂解生氣研究［14］，根據(jù)計(jì)算得到的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，可推演到特定的地質(zhì)條件下原油裂解模型（圖9）。結(jié)果表明，對(duì)于一般地質(zhì)條件（2.0℃/Ma）來(lái)說(shuō)，當(dāng)?shù)貙訙囟葹?00℃或Ro等于1.7％時(shí)，原油開始大量裂解；當(dāng)?shù)貙訙囟冗_(dá)到210℃或Ro等于2.0％時(shí)，原油裂解成氣的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到90％。

根據(jù)盆地模擬軟件計(jì)算得到的志留系瀝青砂等效鏡質(zhì)體反射率的等值線分布可以看出（圖1），志留系瀝青砂成熟度位于1.0％～1.5％的區(qū)域包括塔中、哈得遜、和4-玉東2，由于Ro小于1.5％，液態(tài)吸附油裂解生氣的轉(zhuǎn)化率較低，這3塊區(qū)域?yàn)r青砂巖在目前地質(zhì)條件下二次裂解成氣量可以忽略不計(jì)。瀝青砂成熟度介于1.5％～2.0％之間的區(qū)域主要位于塔北地區(qū)，少量位于滿南地區(qū)，如果這兩個(gè)區(qū)域的平均成熟度為1.75％，那么液態(tài)油的裂解生氣轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到60％。而對(duì)于位于塔北東部Ro大于2.0％的區(qū)域來(lái)說(shuō)，瀝青砂吸附液態(tài)油的基本完全裂解生氣。因此，如果有合適的運(yùn)聚條件，塔北，尤其是塔北東部輪南地區(qū)最有可能形成志留系瀝青砂巖二次裂解氣藏。目前塔北地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的天然氣除了來(lái)源于早期寒武系原油裂解外［15-17］，也很可能存在志留系瀝青砂巖二次裂解氣的貢獻(xiàn)。

6 結(jié)論

塔里木盆地志留系瀝青砂中高的有機(jī)碳及可抽提的氯仿瀝青“A”含量為瀝青砂的二次生烴提供了可能。瀝青砂中的有機(jī)質(zhì)類型主要包括固體瀝青和液態(tài)油，前者由于經(jīng)歷了強(qiáng)烈的熱蝕變作用，結(jié)構(gòu)中脂肪鏈的含量很低，在熱解過(guò)程中通常只能生成微量的液態(tài)烴及氣態(tài)烴；而瀝青砂中的液態(tài)油部分在裂解過(guò)程中能生成一定量的烴類氣體，它是瀝青砂在后期熱演化過(guò)程中熱解生氣的主要貢獻(xiàn)體。盡管瀝青砂的生氣能力遠(yuǎn)低于同樣質(zhì)量的煤熱解或原油裂解，但其在塔里木盆地志留系中如此大面積的分布使得瀝青砂在熱演化過(guò)程中的生氣總量不容忽視。

相對(duì)于成熟度較低的塔中、哈得遜、和4-玉東2等區(qū)域來(lái)說(shuō)，成熟度普遍較高（Ro大于1.5％）的塔北部分區(qū)域（尤其是Ro大于2.0％的輪南地區(qū)）的志留系瀝青砂在后期的埋深過(guò)程中很可能發(fā)生了強(qiáng)烈的裂解生氣過(guò)程，且這些裂解氣應(yīng)該為這些區(qū)域的天然氣聚集提供了部分氣源。

［1］劉洛夫，趙建章，張水昌，等.塔里木盆地志留系沉積構(gòu)造及瀝青砂巖的特征［J］.石油學(xué)報(bào)，2001，22（6）：11-17.

Liu Luofu，Zhao Jianzhang，Zhang Shuichang，etal.The depositional and structural settings and the bituminous sandstone distribution characters of the Silurian in Tarim Basin［J］.Acta Petrolei Sinica，2001，22（6）：11-17.

［2］張俊，龐雄奇，劉洛夫，等.塔里木盆地志留系瀝青砂巖的分布特征與石油地質(zhì)意義［J］.中國(guó)科學(xué)（D）輯，2004，34（增刊I）：169-176.

Zhang Jun，Pang Xiongqi，Liu Luofu，et al.The distribution characteristics of the Silurian bituminous sandstone in Tarim Basin and its implication in petroleum geology［J］.Science in China（Series D），2004，34（supp I）：169-176.

［3］張水昌，梁狄剛，張寶民，等.塔里木盆地海相油氣的生成［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2004.

Zhang Shuichang，Liang Digang，Zhang Baomin，et al.The occurrence ofmarine petroleum in Tarim Basin［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，2004.

［4］Zhang Shuichang，Huang Haiping.Geochemistry of Palaeozoic marine petroleum from the Tarim Basin，NW China：part1：oil family classification［J］.Organic Geochemistry，2005，36：1204-1214.

［5］張水昌，張寶民，王飛宇，等.塔里木盆地兩套海相有效烴源層［J］.自然科學(xué)進(jìn)展，2001，11（3）：261-268.

Zhang Shuichang，Zhang Baomin，Wang Feiyu，et al.Two sets of effectivemarine source rocks in Tarim Basin［J］.Progress in Natural Science，2001，11（3）：261-268.

［6］劉洛夫，趙建章，張水昌，等.塔里木盆地志留系瀝青砂巖的成因類型及特征［J］.石油學(xué)報(bào)，2000，21（6）：12-17.

Liu Luofu，Zhao Jianzhang，Zhang Shuichang，et al.The origin type and characteristics of the Silurian bituminous sandstone in Tarim Basin［J］.Acta Petrolei Sinica，2000，21（6）：12-17.

［7］劉洛夫，趙建章，張水昌，等.塔里木盆地志留系瀝青砂巖的形成期次及演化［J］.沉積學(xué)報(bào)，2000，18（3）：475-479.

Liu Luofu，Zhao Jianzhang，Zhang Shuichang，et al.The formation stages and evolution of the Silurian bituminous sandstone in Tarim Basin［J］.Acta Sedimetological Sinica，2000，18（3）：475-479.

［8］郭建軍，陳?ài)`發(fā).塔中志留系瀝青砂巖的地質(zhì)特征及研究進(jìn)展［J］.新疆石油地質(zhì)，2006，27（2）：151-155.

Guo Jianjun，Chen Jianfa.Geologic feature and study progress of silurian asphaltic sandstone in Tazhong Area，Tarim Basin［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2006，27（2）：151-155.

［9］宮色，彭平安，盧玉紅，等.生物降解瀝青砂再次熱作用的實(shí)驗(yàn)?zāi)M［J］.科學(xué)通報(bào)，2004，49（增刊I）：39-47.

Gong Se，Peng Pingan，Lu Yuhong，et al.Themodel experiments for secondary pyrolysis of biodegraded bituminous sandstone［J］.Chinese Science Bulletin，2004，49（Supp I）：39-47.

［10］霍立秋，馮子輝，付麗.非烴和瀝青質(zhì)熱模擬生烴研究［J］.地質(zhì)地球化學(xué)，2002，30（3）：64-67.

Huo Liqiu，F(xiàn)eng Zihui，F(xiàn)u Li.Hydrocarbon generation of nonhydrocarbon and asphaltene in thermal simulated experiment［J］.Geology-Geochemistry，2002，30（3）：64-67.

［11］張水昌，梁狄剛，張大江.關(guān)于古生界烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［J］.石油勘探與開發(fā)，2002，29（2）：8-12.

Zhang Shuichang，Liang Digang，Zhang Dajiang.Evaluation criteria for Paleozoic effective hydrocarbon source rocks［J］.Petroleum Exploration and Development，2002，29（2）：8-12.

［12］Behar F，Lorant F，Mazeas L.Elaboration of a new compositional kinetic schema for oil cracking［J］.Organic Geochemistry，2008，39：764-782.

［13］Waples DW.The kinetics of in-reservoir oil destruction and gas formation：constraints from experimental and empirical data，and from thermodynamics［J］.Organic Geochemistry，2000，31：553-575.

［14］何坤，張水昌，米敬奎.原油裂解的動(dòng)力學(xué)及控制因素研究［J］.天然氣地球科學(xué)，2011，22（2）：211-218.

He Kun，Zhang Shuichang，Mi Jingkui.Research on the kinetics and controlling factors for oil cracking［J］.Natural Gas Geoscience，2011，22（2）：211-218.

［15］王曉梅，張水昌.輪南地區(qū)天然氣分布特征及成因［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2008，29（2）：204-209.

Wang Xiaomei，Zhang Shuichang.Distribution and genesis of natural gas in Lunnan area［J］.Oil＆GasGeology，2008，29（2）：204-209.

［16］陳?ài)`發(fā)，苗忠英，張晨，等.塔里木盆地塔北隆起天然氣輕烴地球化學(xué)特征及應(yīng)用［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2010，31（3）：271-276.

Chen Jianfa，Miao Zhongying，Zhang Chen，et al.Geochemical characteristics of light hydrocarbons in natural gas in the Tabei Upliftof the Tarim Basin and their implications［J］.Oil＆Gas Geology，2010，31（3）：271-276.

［17］劉全有，戴金星，劉文匯，等.塔里木盆地天然氣中氮地球化學(xué)特征與成因［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2007，28（1）：12-17.

Liu Quanyou，Dai Jinxing，Liu Wenhui，et al.Geochemical characteristics and genesis of nitrogen in natural gas from Tarim Basin［J］.Oil＆Gas Geology，2007，28（1）：12-17.

（編輯 張亞雄）

Secondary hydrocarbon generation of the Silurian asphalt sandstone in the Tarim Basin and its geological im plication

He Kun1，2，3，Mi Jingkui1，2，3，Zhang Shuichang1，2，3and Wang Xiaomei1，2，3

（1.State key Laboratory of Enhanced Oil Recovery，Beijing 100083，China；2.PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration and Development，Beijing 100083，China；3.PetroChina Key Laboratory for Petroleum Geochemistry，Beijing 100083，China）

This paper investigated the secondary hydrocarbon generation potential of the Silurian asphalt sandstone in Tarim through organic petrologic observation，geochemical analysis and simulated experiment of goldtube pyrolysis.Observation on the organic petrologic features of asphalt sandstone samples from selected wells indicates that liquid oils also exist as anothermain type of organicmatters in addition to solid asphalt.Analysis of total organic carbon（TOC）reveals that the Silurian asphalt sandstonewith relative high value of TOC，which ranges from 0.56％to 3.46％.These studies suggest that the Silurian asphalt sandstone in Tarim Basin may have some potential of secondary hydrocarbon generation.Gold-tube pyrolysis experiments further confirm that the Silurian asphalt sandstone in Tarim can generate certain amount of hydrocarbons，mostly gaseous hydrocarbons，under intense thermal stress.Themaximum gas yields of samples from Tazhong-11 well and Yuenan-1 well reach 46.80 mL/g and 41.11 mL/g respectively.Furthermore，comparative pyrolysis experiments on the original and chloroform-extracted samples reveal that the gas are mostly generated from cracking of the liquid oil in asphalt sandstone.Finally，geologic deduction is performed by using the kinetic parameters of HD-11 oil cracking.The results show that gas generation from secondary cracking is possible for the Silurian asphalt sandstone in certain zones in Tarim Basin under currentburial depth.And those cracking gasmay be an important sources for the gasreservoirs in the study area.

Silurian asphalt sandstone，secondary hydrocarbon generation，oil cracking gas，gold-tube pyrolysis，Tarim Basin

TE122.1

A

0253-9985（2011）05-0682-10

2010-09-17；

2011-04-20。

何坤（1982—），博士，油氣地球化學(xué)及油氣生成機(jī)理。

中國(guó)石油科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目（2008D-5006-01-02）。