油田水和高压对原油裂解生气的影响及其作用机理探讨——以准噶尔盆地沙湾凹陷为例摘要
准噶尔盆地沙湾凹陷作为我国西部深层(>4500 m)天然气勘探战略靶区, 其原油裂解气资源潜力备受关注。本研究采用封闭体系金管热模拟实验, 系统对比含水热解(CaCl2型油田水)与无水热解、受限压力(50 MPa vs. 120 MPa)条件下原油裂解过程及产物分布规律, 揭示了水、盐、压作用对烃类生成路径的调控机制。实验表明: ①油田水通过自由基反应主导裂解化学路径, Cl-生成Cl·促进烯烃、CO2和H2生成, 而Ca2+络合OH·抑制自由基链增长, 平衡烃类气体产率, 导致含水体系烷烃气体产率与无水条件相近; ②超压(120 MPa)通过自由基链终止加速、增强氢转移反应等机制, 重构原油裂解反应网络, 抑制烯烃和H2生成; ③PVT模拟显示, 油田水和高压环境下CO2/H2产率的变化显著改变了原油裂解相态包络线演化, 气液两相区范围随成熟度演化动态收缩, 成熟–高成熟阶段(Ro=0.96%~1.81%)收缩幅度最大, 过成熟阶段(Ro≥2.21%)趋于一致。研究提出沙湾凹陷深层原油裂解气形成以温度效应引起的自由基反应为主导, 并受“盐催化氧化路径”与“压力抑制脱氢”的拮抗效应控制, 导致烃类组成呈现高CO2/H2、低烯烃特征, 为深层油气藏相态预测、资源潜力评估及勘探开发策略优化提供科学依据。
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