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Geofluids
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Geofluids/2017年/文章

研究文章|开放获取

体积 2017年 |文章的ID 7182959 | https://doi.org/10.1155/2017/7182959

Ł。Pytlak,花环,w·普罗查斯卡r·f·Sachsenhofer d .总值H.-G。林茨, ”轻质烃地球化学阿尔卑斯前陆盆地的油:地热流体在石油系统的影响”,Geofluids, 卷。2017年, 文章的ID7182959, 15 页面, 2017年。 https://doi.org/10.1155/2017/7182959

轻质烃地球化学阿尔卑斯前陆盆地的油:地热流体在石油系统的影响

Ł。Pytlak,1 答:花环,2 w . Prochaska,1 r·f·Sachsenhofer,1 d .总值,1 和 H.-G。林茨3

1应用地质和地球物理、大学里Peter-Tunner-Str。8700里,奥地利

2奥地利格拉茨8010年JR-AquaConSol GmbH, Steyrergasse 21日

3Rohol-Aufsuchungs AG,永垂不朽16,1015年奥地利的维也纳

学术编辑器:马可Petitta
收到了 2017年3月14日
修改后的 2017年6月17日
接受 2017年7月20日
发表 2017年9月17日

文摘

奥地利石油生产部门的高山前陆盆地始新世和森诺曼阶水库。除了石油,盆地主机显著地热潜力,基于大气水的区域流动通过Malmian(上侏罗纪)碳酸盐岩。油主要是组成的n烷烃,而一些样品在光芳香成分逐渐枯竭。相对于丰富的芳香成分的损耗n烷烃是水洗的效果。水与油联合影响水洗的盐度在逐步减少和枯竭2H和18O同位素,表明水清洗的程度主要由大气水的流入Malmian含水层。在某些领域与森诺曼阶储层岩石,Malmian含水层的水力联系是显而易见的。然而,水洗也承认在始新世的区域水库和Malmian含水层是失踪。这表明现有流模型区域Malmian含水层必须修改。因此,结果强调的重要性,结合石油和地热产业的数据,通常单独处理。

1。介绍

高山前陆盆地(AFB)是一个小的石油和温和的气体在中欧(图1)。累计生产原油+冷凝9绪。1.647吨,绪。Nm3相关的气体(破布生产,直到2015年,工业数据)。主要油藏在森诺曼阶和始新世的视野,而气体主要是被困在Oligomiocene岩石(图2)。许多研究已经进行了解盆地的石油系统。在这种情况下,有机地球化学、生物标志物和稳定同位素数据被用来描述有机质类型和烃源岩的成熟度,以及石油运移和变更流程(例如,舒尔茨et al。(2002) (1- - - - - -3])。然而,所有以前的地球化学研究是基于C15 +碳氢化合物的分数。相比之下,光碳氢化合物(C15−分数)仍被知晓,尽管他们是重要的代理相及成熟度烃源岩和迁移和变更流程(例如,4])。

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(一)
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(b)
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(c)
图1
((a)和(b))的欧洲地图位置的研究区高山前陆盆地。(c)油田的分布与调查样本的位置。的b′截面呈现在图8。

图2
时间地层表奥地利阿尔卑斯前陆盆地的一部分;烃源岩和原油和天然气事件表示(后15- - - - - -17])。

空军基地不仅是一个重要的烃省也主机主要地热潜在的(例如,5),这是与一个活跃的含水层上侏罗纪碳酸盐(“Malmian含水层”理智6])。Malmian含水层的一般特征,如充电和放电区域和停留时间很容易理解(例如,7];图3)。在Malmian含水层水文地质模型,通常认为是分开含水层上覆地层单位(8]。然而,安德鲁斯et al。7],Goldbrunner [9总值,et al。10建议Malmian含水层之间的水力联系和含油岩石。水和碳氢化合物之间的相互作用可能导致相对水溶性化合物的去除(例如,轻芳烃:苯、甲苯、乙苯、二甲苯和(BTEX))从石油。在石油行业,这个过程通常被称为“水洗”(例如,11])。简单的拉法尔格和Thiez数值模型12]表明,BTEX受到水的去除速度,如果水流oil-water-contact下低于10厘米/年,扩散速率,如果水流更高。大气水也可以引入微生物群落油藏并提供所需的氧气或电子受体和无机营养微生物活动(例如,13,14])。因此,在合适的地质条件下,两个进程都相伴。


图3
厚度的地图Malmian地平线。简化热水系统、区域水流(修改(8]),油田的位置。插图呈现位置的地图。错误已经省略了澄清地图的外观。一′截面呈现在图4。

图4
区域从补给区截面低放电区西部的巴伐利亚林茨(上奥地利州)(修改6])。横截面的位置显示在图3虚线。区域,红色矩形显示在图中8。

因此,本研究的主要目的是揭示任何影响Malmian含水层的水油的成分在白垩纪和始新世水库。此外,水洗的区域和地层分布的信息可以帮助完善和约束水文地质模型。

增加样本集的区域覆盖,选择化学/同位素数据的水行业和安德鲁斯et al。7)包含在目前的研究中。这些旧的比较数据(通常是一开始就决定的石油产量)和数据获得经过多年的石油产量也透露任何碳氢化合物生产水成分的影响。

2。地质背景

不对称阿尔卑斯前陆盆地(AFB)延伸到阿尔卑斯山北部边缘跌破高山推覆体(图1 (b))。上奥地利阿尔卑斯前陆盆地的部门,沉积连续覆盖结晶基底的波西米亚地块,由以下自下而上:石炭二叠纪地堑沉积物,侏罗纪和白垩纪上部混合carbonate-siliciclastic大陆架沉积物,始新世上部中新世磨拉石沉积(图2)。

原地侏罗纪和白垩纪沉积盆地。上侏罗纪碳酸盐组(图2),由石灰岩和白云岩,是厚达500米(图3)。这些断裂和karstified碳酸盐是最重要的深层含水层热水(Malmian含水层),但没有研究的北部和东部地区由于侵蚀5]。因为Malmian原生取代了卤水大气水(2.2 g / l(平均总矿化9]),Malmian水不同水化学和isotopically从上覆水域的视野。高矿化度水Malmian岩石中发现,只有在南部盆地的一部分,表明这个地区停滞条件([7),图3)。充电和放电Malmian含水层发生主要的盆地边缘,通常通过透水新生代沉积物或基底岩石(骨折8,27]。

主要石油和天然气储层岩石森诺曼阶和始新世浅海砂岩(图2)。次要烃存款也发现侏罗系碎屑岩和上始新世藻灰岩(Lithothamnium石灰岩)。产热的碳氢化合物的主要烃源岩深海洋低渐新世泥质岩石(Schoneck调频。和Eggerding调频。(1,28]),在中新世成为成熟的高山推覆体下时间29日]。石油的横向迁移距离在奥地利阿尔卑斯前陆盆地的一部分从不足20到50多公里(2,3]。油气运移与生烃同时开始,一直持续到现在29日]。烃栖息地强烈影响新第三纪隆起和侵蚀30.]。新第三纪盆地的倾斜变化迁移途径和oil-water-contacts ([30.,31日];林茨,珀耳斯。通讯)。严重生物降解油发生在浅海的渐新世的北部边缘盆地砂(图1)。

格拉茨et al。2公认的两个石油家庭。西方石油家族(S以西字段)包含硫比东部家庭(年代东部字段)。硫芴、菲(印度生物技术部/ Ph值)西方石油家庭比率高,表明提高可用性的降低硫并入有机物(32]。这些变化反映了高山推覆体下的源岩相的差异(见[28])。

干气,传统上可解释为微生物来源(例如,33,34]),在深水碎屑沉积物的渐新世(降低Puchkirchen Fm。)或中新世时代(上Puchkirchen调频。调频,大厅。(35- - - - - -37])。

3所示。样品和方法

38石油和15个水样收集从生产井由Rohol-Aufsuchungs AG(抹布,维也纳,奥地利)2013 - 2015。示例代码由大写字母代表字段名称。如果几个井从单个字段已经抽样,这些标签的数字;例如,样品D1 D4取自不同的井D字段(参见图1 (c))。在采样和实验室都采取特别的措施处理,以避免任何可能的损失的挥发性碳氢化合物。玻璃瓶里满是储层流体(油和水),立即卷曲,储存在4°C。在实验室里,水和油分离并存储在卷曲瓶在4°C进行进一步调查。此外,油和水样本档案也被调查。

新鲜和档案水样(总共19日)通过离子色谱法测定。通过0.2样本过滤μ在分析之前米尼龙过滤器。滤液稀释,分析使用两套不同的阳离子和阴离子离子色谱设备。阴离子的测定Dionex dx - 3000系统与外部抑制。标准运行,25岁μl示例循环使用。分析了阳离子使用Dionex dx - 120系统电化学micromembrane抑制和25个μl样品环。标准是由商用参考材料(默克公司Certipur®)。样本稀释与Milli-Q®1: 100年之前的分析。所有步骤的分析过程,Milli-Q水使用,空白的分析组件总是低于检出限。建立了检测极限(ppb)如下:李,0.1;Na, 5;K, 5;钙、10;10毫克;Cl, 100; Br, 5; F, 5; J, 0.1; and SO410。

氧同位素组成(δ18O)的水样测量有限公司2- h2O均衡技术(38)与完全自动化设备改编自Horita et al。39]耦合Finnigan DELTAplus质谱仪。Horita et al。39)设计一个自动化操作程序分析同一水样的氢和氧同位素比值没有样改变。然而,在这个操作过程中,平衡单元与样品瓶外侧动摇了几个赫兹4 h提高同位素交换反应。在这项研究中,使用在EQ-device水样在每个瓶单独搅拌。这将导致更高的同位素测量的精度。水浴的温度是24°C±0.1°C在水务公司2平衡。测量的重复再现性优于±0.05 为δ18o .氘(δ2H)测量Finnigan DELTAplus XP连续流稳定同位素比率质谱计通过铬还原使用陶瓷反应堆稍微修改从莫里森et al。40]。的分析精度δ2H测量比1.5 。原始结果正常化和V-SMOW-SLAP规模是通过使用内部水的四点校准标准校准反国际参考资料V-SMOW GISP, VSLAP。没有进一步的修正。稳定的氢和氧的同位素水对V-SMOW表达。

油从水中分离和治疗去除沥青质:50毫克的石油被稀释n戊烷和不溶性分数被离心法分离。分析了pentane-soluble分数使用气相色谱仪(GC)配有J&W DB-1 PONA(50米长,ID 0.2毫米,0.5μ膜厚度)熔融石英毛细管柱。胸腔内注入样品分离模式在270°C。GC烤箱温度程序如下:32°C保持5分钟之后通过加热2.5°C /分钟到310°C,保持30分钟。氦作为载气的恒流1.3 ml / min。火焰离子化检测器是在320°C和气体流动的350毫升/分钟35毫升/分钟空气和氢气,分别。

4所示。结果

4.1。水样

总矿化(总溶解固体)的样本以本研究的框架之间的差异1893.1 mg / l (U2样本;森诺曼阶水库)和18103.3 mg / l (N6样本;始新世水库;表1)。值得注意的是,从始新世的平均盐度水域水库(10559.7 mg / l)高于森诺曼阶水(2958.5 mg / l)。这个观察也支持数据从工业(始新世:14164.5 mg / l;森诺曼阶:6222 mg / l)和安德鲁斯et al。([7];始新世:11738.1 mg / l;森诺曼阶:2333.5 mg / l;表1和2)。然而,异常低盐度水从始新世储层存在于油田D (D1-2样品;表1和2在书房的东北部地区)。最重要的溶解离子Na+和Cl−。在原生卤水,这些成分主要来自岩盐溶解。
示例代码 样本类型 时代》 深度 >温度。 °API 妇幼保健/托尔 Ch / B C15−/ 水化学(毫克/升) 水[V-SMOW]
[m] (°C) C15 + 李+ Na+ K+ 毫克2 + Ca2 + F− Cl− Br− J− H O
一个 办公自动化 Eo 31.8 85.7 257.1 2.6
B1 办公自动化 Eo 19.1 72.1 4所示。2
B2 办公自动化 Eo 23.3 174.2 3所示。3
B3 办公自动化 Eo 15.5 98.4 3所示。5
C O W Eo 1151年 36.1 10.2 28.2 4所示。3 0.2 1965年 12 12 44 8.5 2910年 22.2 5。2 0 11
D1 办公自动化 Eo 1059年 83.7 904.0 2.7
D2 O W Eo 1142年 55 32.6 79.9 517.3 3所示。3 0.2 1335年 7 7 36 10.0 1945年 13.1 2.2 1 5
D3 办公自动化 Eo 98.2 40.1 2.2
D4 O W Eo 1048年 48 32.6 82.7 209.7 2.8 0.6 1626年 12 9 25 9.0 2104年 15.2 3所示。7 0 1 −7.1
E1 办公自动化 Eo 4所示。5 6.3 3所示。6
E2 O Eo 1869年 65年 33.1 3所示。3 3所示。8 3所示。4
F1 O Eo + Ce 2030年 34.8 3所示。3 4所示。2 4所示。2
F2 O Ce 2381年 33.1 3所示。8 5。2 4所示。0
G1 办公自动化 Ce 5。1 8.9 3所示。5
G2 办公自动化 Eo 2.4 2.6 4所示。0
H 办公自动化 Eo 3所示。3 3所示。3 3所示。3
I1 O W Eo 2463年 86年 32.1 2.4 3所示。2 3所示。4 3所示。2 4357年 47 25 215年 2.7 6862年 59.8 9.9 3 45 −24.6 −0.6
I2 O Eo 2465年 86年 32.1 2.8 3所示。6 4所示。2
j - 1 O Eo 2058年 68年 35.3 1。7 3所示。0 3所示。8 1。3 6337年 51 38 472年 6.1 9498年 102.4 24.3 0 75年
J2 O Eo 2118年 80年 37.1 1。8 2.3 0.5
J3 佤邦 Eo 1。2 4002年 58 24 194年 2.1 6562年 50.4 9.3 1 1 −39.6 −4.3
阁下 佤邦 Eo 0.9 4073年 53 20. 168年 2.3 6769年 38.2 7.1 1 22 −39.5 −2.7
J5 O Eo 2067年 79年 35.3 1。9 3所示。0 3所示。9
卫星 O Eo 2106年 69年 35.8 1。9 2.4 4所示。0
J7 佤邦 Eo 1。2 5028年 74年 29日 365年 2.8 8804年 43.0 7.6 1 128年 −29.1 −3.45
K O Ce 2341年 71年 33.2 6.8 6.4 3所示。4
L1 办公自动化 Eo 2.8 4所示。1 3所示。5
L2 O W Eo 2059年 69年 36.6 2.0 2.7 4所示。9 −23.1 −1.3
L3 O W Eo 2038年 69年 36.6 2.2 2.7 5。2 −12.9 0.6
毫克ydF4y2Ba 办公自动化 Eo 3所示。0 6.4 3所示。1
N1 O Eo 1700年 62年 36.4 2.1 3所示。6 3所示。2
N2 O Eo 1754年 62年 36.4 2.6 3所示。4 4所示。7
N3 O Eo 1752年 62年 36.4 2.7 3所示。5 4所示。8
陶瓷 O W Eo 1683年 62年 36.4 2.4 3所示。3 5。6 2.4 5926年 45 53 212年 1。5 9299年 74.6 18.2 2 −30.6 −2.2
它们被 O Eo 1694年 62年 36.4 2.3 3所示。7 3所示。6
N6 O W Eo 1761年 62年 36.4 2.4 3所示。3 4所示。9 3所示。0 6758年 47 84年 338年 2.1 10748年 96.5 24.7 1 2 −23.0 −0.4
O O Eo 1620年 60 37.8 3所示。0 4所示。4 5。3
P O Eo 1706年 58 37.2 2.5 5。2 8.1
问 办公自动化 Ce 34.4 5。8 9.4 3所示。8
R 办公自动化 Eo 33.4 3所示。8 6.0 3所示。0
S1 办公自动化 Eo 6.5 15.7 3所示。0
S2 O Ce 2754年 90年 31.7 6.4 4所示。4 2.6
S3 O Eo 2230年 85年 31.9 9.6 7.7 3所示。4
T O Eo 8.3 11.4 4所示。5
U1 办公自动化 Ce 59.3 130.2 1。6
U2 O W Ce 1611年 62年 30.2 45.9 30.2 2.1 0.2 929年 19 5 17 8.4 888年 4所示。7 1。2 1 19
U3 O W Ce 1577年 57 30.2 56.5 38.9 2.4 −51.4 −5.8
的愉快 O W Ce 1574年 57 30.2 43.1 30.6 2.2 0.5 1990年 30. 5 24 0.6 1821年 5.0 1。7 116年 30. −41.4 −4.8
V 办公自动化 Ce 50.4 88.8 1。9
W O Eo 2780年 87年 34.7 1。7 2.7 3所示。0
X O Eo 3342年 110年 31.4 2.2 2.9 3所示。3
Y O W Eo 2240年 85年 32.8 3所示。5 4所示。4 2.7 1。7 4994年 41 30. 70年 1。8 7557年 51.2 6.5 159年
Z 办公自动化 Eo 33 4所示。6 15.1 4所示。1
AA1 O W Eo 1819年 70年 35.5 3所示。3 9.8 3所示。4 2.0 2681年 40 18 49 4所示。1 3433年 26.1 6.8 3 192年
AA2 O W Eo 1810年 73年 35.6 2.8 4所示。9 3所示。1 −36.5 −2.5
AA3 O W Eo 1855年 71年 35.3 3所示。3 10.3 4所示。1 2.0 3117年 33 12 20. 4所示。7 4155年 31.8 9.1 18 76年 −48.3 −4.2
AA4 办公自动化 Ce 6.1 18.5 2.6
AB O W Eo 1408年 63年 35.5 4所示。5 15.0 3所示。0 1。1 4143年 83年 55 139年 2.0 5823年 54.0 15.1 1 3
交流 O Eo 2197年 85年 34.5 3所示。1 9.3 4所示。3
广告 O Eo 2503年 86年 33.5 2.0 4所示。9 4所示。1
真正的垂直深度地下。 基于以上的山峰色谱基线率计算。啊,油;办公自动化、石油档案;W,水;佤邦、水档案;研究年龄、水库年龄;Ce,森诺曼阶;Eo,始新世;临时>,储层温度;妇幼保健、甲基环己烷; Tol, toluene; Ch, cyclohexane; B, benzene.
表1
与选定的储层条件示例列表,水库水的化学和同位素组成。
示例代码 水化学、
工业数据(毫克/升)		 水化学、
安德鲁斯et al。(1987)(毫克/升)		 水,安德鲁斯et al。(1987) [V-SMOW]
Na+ K+ 毫克2 + Ca2 + Cl− Na+ K+ 毫克2 + Ca2 + Cl− SiO2 H O
C 2660年 23 10 67年 3673年 29日 669年
D1 1160年 11 3 18 2011年 13 436年 1130年 11 3 16 4 1570年 421年 5 −57.0 −6.5
D2 1310年 12 4 24 1836.3 10.7 479年
G1 6020年 186年 20. 237年 9490年 397年 668年
I1 4600年 186年 18 295年 6730年 18 735年
j - 1 4790年 75年 31日 383年 7867年 101年 429年
J2 2400年 2100年 22 309年 6027年
J3 3920年 68年 28 220年 9 6494年 729年 55 −42.0 −4.4
J5 4656年 2958年 32 342年 8456年 102年 521年
卫星 6300年 369年 9329年
K 3562年 70年 30. 271年 5388年 424年 249年
L3 5450年 63年 31日 242年 7764年 235年 408年
毫克ydF4y2Ba 4950年 54 51 390年 7473年 153年 359年
N1 5211年 3874年 63年 720年 11234年 97年 533年
N2 7700年 66年 113年 449年 12840年 9 201年
N3-4 5211年 3874年 63年 720年 11234年 97年 533年
它们被 4675年 42 34 140年 6576年 140年 647年
N6 7300年 73年 45 432年 11585年 53 273年
P 5622年 76年 62年 325年 8216年 47 626年 3360年 27 20. 68年 13 4680年 1404年 110年 35 −30.0 −1.6
R 12669年 102年 112年 922年 20551年 117年 414年
S1 11117年 71年 115年 731年 18124年 18 502年
U1-4 1081年 394年 3 21 1499年 249年 800年 690年 15 2 8 23 462年 1042年 93年 −63.0 −8.3
W 3606年 59 23 141年 4747年 535年 1142年 2160年 62年 20. 150年 11 2720年 1019年 678年 60 −38.0 −2.0
Y 6764年 67年 45 347年 10581年 111年 440年 6548年 187年 41 209年 95年 10578年 954年 55 −21.0 0.2
AA1 6200年 86年 71年 469年 9182年 132年 448年
AA3 6800年 96年 73年 481年 9731年 79年 494年
AA4 2870年 55 19 110年 3390年 324年 1260年
AA1-4 5744年 93年 67年 320年 123年 9260年 1444年 102年 −20.5 −1.5
AB 3938年 42 31日 154年 5362年 7 761年
交流 1794年 86年 30. 185年 2204年 574年 641年 1410年 33 7 31日 6 1600年 1086年 14 56 −57.0 −6.1
广告 1800年 38 8 27 1872年 17 119年
平均盐度和同位素数据来自邻井生产相同的形成。
表2
水库水的化学和同位素组成示例列表(工业和文献数据)。

δ2H (V-SMOW)和δ18O (V-SMOW)值的水(以本研究的框架)从始新世水库范围从−48.3 −12.9 从−7.1 到0.6 分别为氢和氧(表1)。水的同位素组成从森诺曼阶储层范围从−51.4 −41.4 从−5.8 −4.8 分别为氢和氧。

4.2。油样品

具有丰富的石油样品n烷烃,C36。因为生物标记的详细信息和基于C的稳定同位素15 +分数已经提出的格拉茨et al。2)和柏克德et al。3),本文的重点是光碳氢化合物。占主导地位的光碳氢化合物n烷烃,尽管环烷烃和芳烃也丰富。然而,一些油的特点是进步的损耗或几乎全部切除的苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)。为了说明这一现象,甲基环己烷/甲苯(妇幼保健/ Tol)苯和环己烷/ (Ch / B)比率计算(表1从1.7到98.2),差异很大,从904到2.3,分别。

5。讨论

5.1。质量控制的水样本

控制样品的质量对可能影响水库的添加剂使用在石油生产中,Na+和Cl−浓度交会图法在图5。没有重大偏离的海水稀释线观察,表明没有影响水库添加剂。然而,氯,这被认为是一个保守的组成部分,用于进一步的解释。


图5
Na的交会图法+对氯−溶解在水与石油联合。相比较而言,本研究的数据与工业和文献数据绘制在一起。从海水稀释行偏差的水可能是造成水库添加剂。

Lecuyer et al。41)强调,公司之间的同位素分离系数2和H2O是salinity-dependent和盐,增加内容(氯化钾或生理盐水)导致越来越高估的氧同位素比率。因为水样品进行本研究的框架的特点是不同的盐度,可能影响研究结果综述。最盐水样品样本N6 (18103.3 mg / l;表1),导致的高估δ18O小于0.1 ,这是相对于分析不确定性很小但意义重大。然而,包体之间的混合水域的量化Malmian含水层和森诺曼阶/始新世水库进行使用2H /1H和18O /16O自然痕迹将过失受到缺乏salinity-dependent修正。此外,它是未知的,如果发表的同位素组成样本的纠正。因此,校正不申请样品以本研究的框架。

5.2。可能过程影响轻质烃馏分

甲基环己烷/甲苯(妇幼保健/ Tol)苯和环己烷/ (Ch / B)比率交会图法在图6显示了重要的轻质烃化合物的相对含量的变化在不同油。观察到的差异可能源于自然的主要和次要过程以及来自贫困储存档案样品(例如,由于蒸发损失变化)。因此,它是至关重要的决定的后果可以生成的每一个过程成分差异。


图6
交会图法的甲基环己烷/甲苯(妇幼保健/ T)比苯和环己烷/ (Ch / B)比例。从色谱峰面积比率计算。溶解度(mg / l在20°C)的不同化合物在水中在括号中给出。因为芳香族化合物溶于水,水清洗导致提高妇幼保健/ T和Ch / B比率。理论蒸发趋势,假设简单的两种化合物的混合物,是表示(蒸汽压在20°C妇幼保健:48.3 hPa,托尔:29.1 hPa, Ch: 104 hPa, B: 100 hPa (18])。 干酪根类型签名后Schaefer et al。19]。注意土地plant-rich III型干酪根收益率高的碳氢化合物的内容芳香族化合物导致非常低的妇幼保健/ T和Ch / B比率。 虚线描绘了典型的妇幼保健/ T和Ch / B值的油在落基山脉地区(20.),墨西哥海湾(更新世),加州(中新世),路易斯安那州(下白垩统21]),阿拉斯加北坡((22]),墨西哥海湾沿岸盆地(23,北西奈半岛中部24,西南巴伦支海(25]。
5.2.1。源岩相的影响

显著差异是在一代的碳氢化合物从海洋和陆地有机物。III型干酪根产量以芳烃为主(如苯和甲苯19]),而I / II型干酪根生成更多n -、iso -环烷(例如,42])。此外,低角等。43)显示,增加内容的陆源有机质烃源岩导致更高浓度的芳烃,环己烷,甲基环己烷与环戊烷和无环碳氢化合物。因为观察到的趋势会带来提高妇幼保健/托尔和Ch / B比率,增加煤的内容相源岩可以排除(图6)。

5.2.2。蒸发分馏

替代过程可能影响光碳氢化合物的模式被称为蒸发分馏(汤普森,1987)和描述光的损失从油相碳氢化合物(在水库或迁移)后气体造成的。在这个过程中,气相的gas-saturated石油逃离石油,留下残油强烈富集在环烷甲苯和适度丰富。相比之下,n烷烃(如庚烷)将优先溶解在逃离气相(汤普森,1987)。因此,蒸发分馏会导致观察到的趋势相反(图之一6)。

5.2.3。在样品处理蒸发损失的分数

目前的研究是基于量化的相对挥发性碳氢化合物。因此,它是至关重要的,讨论可能的损失的影响造成的蒸发过程中采样、储存、或实验室处理。碳氢化合物的蒸发取决于不同的因素,如组类型(线性、分支、循环和芳香族),异构结构、分子量和批量样品的组成44]。然而,实验室控制原油蒸发显示,这一过程主要是由沸点的差异(23]。因此,基于不同的混合物的蒸汽压两个组件(妇幼保健/托尔;Ch / B),可以估计一般蒸发趋势。因此,附带损失的光碳氢化合物会导致强烈降低妇幼保健/托尔比和一个小的增加Ch / B比率(见图6)。因此,蒸发无法解释观察到的强劲增长在妇幼保健/托尔和Ch / B比率,虽然轻微影响样品,已储存了很长一段时间(归档)样品,完全不能排除。

5.3。油与水的相互作用

在前面的小节中,它可以表明,烃源岩相蒸发分馏,样品储存和处理过程中损失不负责观察BTEX损耗。相比之下,趋势图7解释反映相对可溶性芳烃的选择性去除在接触水。油水的相互作用可能发生在迁移过程中从源岩储层和/或后油藏储层。迁移的距离越长,越高潜在的油和水之间的相互作用。有趣的是,之间没有相关性迁移距离和BTEX损耗。例如,样品和P经历了类似的迁移距离(根据[~ 35公里3];参见图1 (c)样品位置),但只样本强烈耗尽在芳烃(妇幼保健/托尔+ Ch / B = 342.8)。相比之下,妇幼保健的总和/托尔和Ch / 7.7 B只是样品p也是如此强烈改变U1-4样本(平均妇幼保健/托尔+ Ch / B = 108.7)和影响较小AB样本(妇幼保健/托尔+ Ch / B = 19.5),显示类似的迁移距离。因此,观察到的水洗涤现象最可能不是控制迁移距离。因此,水洗可能发生在水库。

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图7
交会图法之间的两个比率的和环烷烃和芳烃和氯(a) (Cl−在水库水域)内容,(b)稳定的氢同位素比值的水库水域,和(c)稳定的氧同位素比值的水库水域。样品的位置,见图1 (c)。

图8
简化油田和位置的截面U1-U4样本。U是用于回注热水从Malmian(上侏罗纪)地平线的3公里以西的部分。UU是用作水库reinjector卤水联合石油。Init。油水界面:初始oil-water-contact石油生产的开始。秒。油水界面:二级oil-water-contact估计后40年的生产。TVDSS:真正的垂直深度水下。

显著去除BTEX的散装油成分需要足够数量的BTEX-undersaturated水。考虑静水条件下,不太可能和油之间的浓度梯度有关水的体积会高到足以解释观察到的强BTEX损耗。这表明,水洗Malmian含水层有关,这是唯一的主要含水层,在动态条件下和,因此,可能提供足够的欠饱和水驱动扩散。

因为水从这个含水层的特征是低盐度同位素组成(7对Cl),水洗参数绘制−内容,δ2H (V-SMOW)和δ18O (V-SMOW)值的水联合石油在图7。事实上,增加删除BTEX组件与减少Cl−内容和同位素值(图7)。这表明原始的原生卤水在水中洗森诺曼阶/始新世水库与淡水混合。Malmian含水层的水和水之间的关系洗油在U领域尤为明显,在森诺曼阶储层岩石直接躺在淡水轴承Malmian碳酸盐(图8)。的高渗透率Malmian碳酸盐,巨大的水流,先决条件是证明损失的钻井泥浆(行业数据),并允许热水回注井U(图8,(26])。

5.4。水清洗油性能的影响

水洗可以显著改变石油属性。拉法尔格和巴克11和郭45]表明,水洗会影响生物标志物比率,如甲基菲指数(MPI),一个经典的成熟度参数(46),硫芴、菲(印度生物技术部/ Ph值)比一个参数通常用于生油和oil-oil相关性(32]。值得注意的是,样品从水中洗U字段具有最高的MPI值的样本研究区域和一个印度生物技术部/ Ph值比率,也就是低于可比油(2]。因此,这些参数必须小心使用石油源岩和成熟度评价样本,怀疑是水清洗。

洗水减少了C API重力,因为它是特别有效15−碳氢化合物(11]。为了验证这个假设,碳氢化合物的比例分数,超过15个碳原子,分别(C15−/ C15 +),是交会图法与两个比率的和环烷烃和芳烃图之间的关系9(一个)。它表明,芳烃含量的减少关联相当与减少光碳氢化合物的内容。这表明,在某种程度上,API重力油的空军基地是由水清洗。排除任何影响损失的光碳氢化合物抽样或处理期间,C15−/ C15 +工业API重力数据的比例,获得在几十年的生产(图9 (b)、表1)。

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图9
交会图法的碳氢化合物的总和的比例不到15碳原子在碳氢化合物的总和超过15个碳原子(C15−/ C15 +)和()两个比率之间的和环烷烃和芳烃和(b) API油重力。灰色箭头表示水洗的效果。样品的位置,见图1 (c)。

水清洗往往伴随着生物降解。在目前的情况下,水清洗样品没有生物降解的迹象n- c7 +的范围内。然而,古纳et al。47BTEX)检测代谢物的水库水从洗领域。这表明,水洗促进生物降解通过BTEX可利用。

5.5。水文系统的含义的理解

Malmian水文系统在空军基地的经济相关性,因为它提供了大量的水文地热装置和热温泉。保证水的可持续利用至关重要,导致建立一个数字,热水力模型([8];图3)。

目前的研究显示,大量水清洗领域发生在森诺曼阶水库在字段U和V和始新世水库A到D领域的大力支持,大气水的混合原生盐水在这些领域,U和D,是由水的同位素组成。混合为一个简单的量化指标,定义了两个包体水:(i)水Malmian含水层和(2)样本L3从始新世水库(表1和图10)。基于这样的假设,得出77%的原生森诺曼阶/始新世盐水取代了Malmian水领域美国场D大气水的比例约为65%。


图10
交会图法的δ 2H (V-SMOW)对比δ 18O (V-SMOW)值。平均Malmian含水层的同位素值表示在安德鲁斯et al。7],Goldbrunner [6埃尔斯特,et al。26]。样品的位置,见图1 (c)。根据安德鲁斯et al。7]和Goldbrunner [6),原生的回归线代表混合卤水和Malmian水。

正如上面所讨论的(图8在美国),水洗(V)字段同意当前水文地质模型。然而,场D位于东部Malmian尖灭的岩石和始新世水库直接覆盖结晶基底(图3,(48,49])。此外,现场D位于边界以外的区域水热系统,提出的巴伐利亚Landesamt毛皮Wasserwirtschaft [8)(图3)。在这种背景下,值得注意的是一个广泛的含水层所示是一个强大的水驱保持油层压力不变,尽管几十年的石油生产。因此,建立的边界流模型需要修改。相比之下从研究区北部的油,油从南部通常没有水洗的证据(例如,E, I, J, T字段;图6)。这是在协议与停滞不前的状况水库和Malmian含水层在这个区域(图3)。

6。结论

轻质烃地球化学57石油森诺曼阶样本和始新世水库在奥地利阿尔卑斯前陆盆地的部门一直在研究本研究的框架。强大的消耗一些油中BTEX化合物意味着水洗。额外的水洗的观察特性包括减少API重力与低分子饱和损耗有关组件。

水与水联合洗油显示了一个在逐步减少氯含量(最小值:888 mg / l,以本研究的框架)和损耗2H和18O同位素(−−51.4和5.8,分别地。,measured in the frame of this study), indicating that connate brines have been partly replaced by meteoric water characteristic of the underlying Malmian carbonates, the main aquifer for geothermal water in the basin.

最强烈影响油位于浅研究的北部和东北部地区(字段,D U和V)。U和V字段产生直接从森诺曼阶储层上覆Malmian含水层。在这些领域,液压水库和含水层之间的连接可以证明。油田A和D是位于东部的扩展Malmian从始新世水库蓄水层和生产。场D的始新世储层岩石结晶基底上直接休息。这表明Malmian水排放(地区)通过结晶基底岩石和以前流模型的区域地热含水层必须评估。

北部与肤浅的字段,字段在深南部盆地(如E-J,帮,R, W-Z,和广告)显然是不受水清洗。水在这些领域显示了相对较高的盐度。

结果强调的重要性,结合石油和地热产业的数据,通常分别处理:识别活跃的水流可能有助于预测重力和粘度异常、生物降解的风险,和水动力陷阱的存在。此外,水洗的识别有助于提高底层Malmian含水层的流模型。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者要感谢Rohol-Aufsuchungs AG)获取样本,地质文档,和出版许可。与Christoph叫合作,Rohol-Aufsuchungs AG)导致了本文中表达的理解。获得的数据展示的框架内FFG桥项目836527里Montanuniversitat和Rohol-Aufsuchungs AG)之间。作者要感谢约翰不过语言修正。

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