塔里木盆地台盆区油型气轻烃组成及应用

采用PY-GC热模拟实验方法对塔里木盆地塔中地区海相烃源岩轻烃生成模式及热解气单体烃碳同位素进行研究,实验结果表明:轻烃大量生成在Ro值为1.3％～1.9％阶段;在各类化合物组成中,链烷烃含量最高,环烷烃和芳烃含量比较接近;热解气苯和甲苯碳同位素值一般小于—25‰,环己烷和甲基环己烷碳同位素值小于-24.1‰.对塔里木盆地台盆区油型气轻烃组分及碳同位素组成分析认为,油型天然气轻烃组成以链烷烃为主,占45.4％～93.7％,平均为70.1％,其次是环烷烃,分布在5.4％～40.6％之间,平均为23.4％,芳烃含量较低;苯碳同位素值分布在—23.7‰～-28.6‰之间,甲苯碳同位素值分布在-23.7‰～-29.5‰之间,天然气中环己烷和甲基环己烷碳同位素值明显低于前陆区,一般都小于-26‰.结合塔中地区天然气碳同位素组成特征,对塔中地区气源进行了探讨.     

不同成煤母质热解烃类气体氢碳同位素组成特征

为了认识草本沼泽和森林沼泽成煤物质以及煤显微组分对热解煤层气同位素,特别是氢同位素的影响,对草本沼泽和森林沼泽泥炭以及具有略微不同显微组分的煤进行了热解模拟实验,研究了它们热解烃类气体氢碳同位素组成差异,以及这种差异随成熟度的变化,讨论了引起这种差异的原因。结果表明:草本沼泽泥炭热解甲烷, 乙烷和丙烷δD平均值分别为-235‰, -200‰和-209‰,森林沼泽泥炭的平均值分别为-226‰, -188‰和-191‰。草本沼泽泥炭热解甲烷, 乙烷和丙烷δ¹³C平均值分别为-36.2‰、-27.4‰和-31.6‰,森林沼泽泥炭的平均值分别为 -33.7‰、-20.7‰和-25.6‰。表现为草本沼泽泥炭热解的烃类气体氢碳同位素组成轻于森林沼泽泥炭,并且从泥炭连续热解至R_O值分别为2.5％, 3.5％和5.5％时,甲烷氢同位素值分别平均低18‰, 11‰和9‰,碳同位素值分别平均低3.4‰, 3.8‰和1.8‰。煤显微组分微小的差异对热解烃类气体碳同位素有明显的影响,表现为具有较高壳质组的煤热解甲烷的碳同位素组成较轻,可是煤热解烃类气体氢同位素组成主要与成煤环境因素有关。这些研究成果为自然煤层气的成因判识提供了科学数据。     

利用轻烃鉴别煤成气和油型气

本文综合研究与阐述了利用Ｃ７轻烃系统三角图，甲基环已烷指数，Ｃ６－７的芳烃和支链烷烃烃的组合，苯和甲苯的含量，Ｃ５－７脂脑烃族组成三角图，凝析油及其组分的碳同位素组成，烷－芳指数和石蜡指数鉴别煤成气和油型气的方法，取得了较好的效果。     

四川盆地东北部马路背地区上三叠统须家河组天然气地球化学特征及气源

依据天然气化学组分及碳、氢同位素等地球化学资料,分析了四川盆地东北部马路背地区上三叠统须家河组天然气地球化学特征、天然气成因及来源。研究表明,马路背地区须家河组天然气组分以甲烷为主,含量介于92.60%~99.04%,平均为97.59%,干燥系数普遍高于0.990 0,平均为0.992 2,热演化程度较高;与邻区须家河组天然气对比,马路背地区须家河组天然气碳同位素明显具有甲烷碳同位素偏重、乙烷碳同位素偏轻的特征,δ¹³C₁值介于-33.70‰~-28.60‰,平均为-30.88‰,δ¹³C₂值介于-36.40‰~-28.90‰,平均为-33.11‰,甲烷和乙烷碳同位素多表现为倒转分布。天然气成因鉴别及气-源对比研究表明,马路背地区须家河组天然气为Ⅲ型和Ⅱ型干酪根生成的煤型气和油型气的混合热成因气,天然气主要来源于上三叠统须家河组煤系烃源岩及上二叠统吴家坪组海相烃源岩,甲烷和乙烷碳同位素倒转正是煤型气及油型气混合所致。马路背地区须家河组天然气高产富集与该区海相、陆相烃源岩双源供烃及深大断裂有效沟通海相、陆相多套优质烃源岩关系密切,沟通海相、陆相烃源岩的通源断裂在该区天然气成藏富集及后期调整改造方面具有重要作用。     

鄂尔多斯盆地大牛地气田上古生界致密气轻烃地球化学特征

大牛地气田是鄂尔多斯盆地典型致密砂岩大气田之一。为了更深入了解该区天然气的成因和来源,揭示天然气运移相态,对大牛地气田上古生界致密气开展了轻烃地球化学特征分析。研究表明,该区上古生界致密气C_5-7轻烃组成具有异构烷烃优势分布,C_6-7轻烃组成中芳烃含量整体偏低(<10%),甚至未检出芳烃,C₇轻烃组成具有甲基环己烷优势分布特征,甲基环己烷相对含量均超过50%。上二叠统下石盒子组天然气K₁值、K₂值均与二叠系山西组和石炭系太原组天然气一致,而δ¹³C₁值则与山西组天然气一致,与太原组天然气有明显不同。与山西组天然气相比,下石盒子组天然气整体具有偏低的苯/正己烷、苯/环己烷和甲苯/正庚烷比值,以及明显偏高的正庚烷/甲基环己烷比值。轻烃地球化学特征及烷烃气碳氢同位素组成综合表明,大牛地气田上古生界天然气为典型煤成气,其中山西组和太原组天然气均为原地自生自储,而下石盒子组天然气为下伏山西组烃源岩生成的天然气经历了游离相垂向运移聚集形成,...     

低熟气地球化学特征与判识指标

从目前的研究来看,低熟气的源岩母质类型主要以有机质丰度较高的Ⅲ型煤系为主。低熟气热演化程度（R_O）值在0.4％～0.8％之间,根据煤型气CH₄碳同位素组成与热演化程度R_O之间的“二阶模式”关系,煤型气CH4碳同位素组成应该分布在-54‰～-39‰之间,目前发现的低熟气CH₄碳同位素组成主要集中在-49‰～-39‰之间。一般认为煤型气的C₂H₆碳同位素组成重于-28‰,但是,当考虑低熟气时,将这一指标定为-29‰更为合适。根据煤型气CH₄碳、氢同位素关系,低熟煤型气的CH4氢同位素组成分布在-300‰~-216‰之间. 天然气轻烃参数中,低熟煤型气的庚烷值分布在16％～22%之间,异庚烷值分布在2.2～5.0之间。生物气不仅在CH₄、C₂H₆碳同位素组成上与低熟气存在明显的差别,同时在轻烃含量的参数上也存在明显的差别。     

鄂尔多斯盆地伊盟隆起上古生界天然气成因及气源

鄂尔多斯盆地伊盟隆起上古生界天然气的成因及来源一直存在争议。通过天然气碳同位素和轻烃综合分析,δ¹³C₂值普遍大于-25.4‰,烷烃气的碳同位素为正碳同位素系列,甲基环己烷指数（MCH）大于50%,具有煤成气的特征。伊盟隆起上古生界烃源岩以煤为主,什股壕地区煤层厚度较大,厚度为6～10 m,镜质体反射率（R_o）为0.8%～1.2%,烃源岩进入了大量生烃阶段,本区烃源岩对天然气近源成藏具有一定的贡献。伊盟隆起天然气甲烷含量平均为94.5%,高于十里加汗地区平均值91.2%;天然气δ¹³C₁值也明显高于十里加汗地区,平均数值相差3‰。由此认为天然气侧向运移过程中发生了成分色层效应和碳同位素分馏作用,伊盟隆起上古生界部分天然气可能来自泊尔江海子断裂以南地区。     

鄂尔多斯盆地奥陶系原生天然气地球化学特征及其对靖边气田气源的意义

通过对鄂尔多斯盆地余探1井奥陶系天然气气源分析,来重新认识靖边气田风化壳气藏气源。余探1井奥陶系烃源岩地球化学特征及天然气碳同位素对比分析发现,中奥陶统乌拉力克组有机碳含量(TOC)在0.30%~1.16%,平均为0.51%,暗色泥岩厚度52.59 m,可以成为有效烃源岩;天然气甲烷的碳同位素组成明显偏轻,δ¹³C₁值在-39.11‰~-38.92‰,乙烷的碳同位素较偏重,δ¹³C₂在-27.26‰~-27.17‰,如果根据乙烷碳同位素来判别,应具有煤成气特征。然而,烃源岩热模拟实验计算的天然气成熟度(R_o=1.86%~1.89%)与烃源岩实测的热成熟度(R_o=1.83%~1.92%)基本一致,都具高热演化特征。从气藏储、盖配置关系上看,气藏上覆奥陶系泥岩厚度大,上古生界煤成气难以混入;天然气偏轻的甲烷碳同位素特征与碳酸盐岩生油岩的甲烷热解气碳同位素组成相似。这些证据表明,余探1井奥陶系天然气应具有油型气的特征。以余探1井奥陶系天然气作为鄂尔多斯盆地油型气端元,对靖边气田中-北部及南部地区天然气碳同位素组成对比分析,结果表明:(1)甲烷碳同位素应作为判识鄂尔多斯盆地奥陶系天然气气源的主要指标,δ¹³C₁小于-38‰是靖边气田风化壳气藏油型气的判别标志;(2)靖边气田整体仍以高成熟混合型煤成气为主,但油型气混入比例南部地区大于中部及北部地区;(3)乙烷次生裂解作用可能是造成奥陶系油型气乙烷碳同位素偏重的主要原因。     

鄂尔多斯盆地上古生界凝析油成因研究

鄂尔多斯盆地古生界凝析油具有低密度、低凝固点、低初馏点的特征;Pr/Ph值均大于2.0,具有姥鲛烷优势;轻烃中甲基环己烷相对含量高于60％;碳同位素值主要分布在-21‰～-26‰之间,正构烷烃单体分子碳同位素值主要分布在-20‰～-29‰之间,且碳同位素值随碳数的增大逐渐变轻,呈分段式分布。将凝析油地球化学特征与上古生界暗色泥岩、煤及下古生界碳酸盐岩进行比较,结果表明鄂尔多斯盆地古生界凝析油与煤的地球化学特征一致,是煤在高成熟阶段的产物。对古生界凝析油成因的探讨为认识鄂尔多斯盆地古生界天然气成因提供一定的依据,一般有凝析油伴生的天然气烃类碳同位素组成相对较重,主要为煤的产物;而烷烃碳同位素组成相对较轻的天然气与泥岩厚度分布特征有一定的关系,可能以上古生界暗色泥岩生成物为主。     

川西北低成熟沥青产气特征及生烃动力学应用

选择川西北矿山梁地区低成熟沥青,采用封闭金管-高压釜体系,以20℃/h和2℃/h的升温速率进行生烃热模拟实验,分析了气体产物组分、产率和烃类气体碳同位素组成及变化特征。结果表明,沥青具有较强的产气潜力,是一种重要的生气有机母质;甲烷、乙烷和丙烷气体的碳同位素值分别为-50.85‰~-37.53‰、-37.93‰~-13.75‰和-37.10‰~-6.45‰。低演化阶段出现δ¹³C₂>δ¹³C₃,之后,不同碳数烃类气体碳同位素组成关系为δ¹³C₁ <δ¹³C₂ <δ¹³C₃。沥青热模拟甲烷最终碳同位素值为-37.53‰,轻于川中威远地区震旦系-寒武系常规天然气(-32.3‰~-34.7‰)和页岩气(-35.1‰~-37.3‰)的甲烷碳同位素值。川中威远地区常规天然气可能为具较重甲烷碳同位素的干酪根裂解气与具较轻甲烷碳同位素的原油裂解气的混合气。而页岩气中则可能富含更多的原油裂解气,干酪根裂解气相对较少。将生烃动力学结果应用到川中高科1井可见,早-中侏罗世,寒武系烃源岩进入主生油期,生成原油排出,部分进入到震旦系继续生气,侏罗纪进入主生气期及其在早白垩世后期进入生气末期,气态烃转化率达94%,比残留在寒武系中的沥青多约20%。     

页岩气地球化学异常与气源识别

通过国内外页岩气生产井井口气的地球化学资料与常用的天然气鉴别指标的对比,认为部分页岩气的特征和传统的气源鉴别指标相比存在异常。其主要包括:页岩气乙烷碳同位素反转或倒转普遍存在于各套高过成熟的页岩系统,包括煤系地层;乙烷碳同位素鉴别气源的能力源于同位素反转,但高演化阶段煤成乙烷碳同位素可以很轻,甚至达到油型气标准;开放体系下的常规储层不一定能继承页岩系统的乙烷碳同位素及其倒转现象,常规的油型气乙烷碳同位素也可以很重;在极高的演化阶段,油型气存在乙烷碳同位素的第2次反转,甲烷氢同位素异常轻,甲烷碳同位素异常重,干燥系数极大,轻烃部分表现出煤成气的特征,常用的Bernard图版、Scholl图版和C₇轻烃三角图都可能误判断为煤成气。常规天然气来自于烃源岩且能继承页岩气的诸多地球化学特征,该地球化学异常可能导致气源类型的错误判断,因此在常规天然气的鉴别过程中需引起重视。     

塔里木盆地库车坳陷烃源岩热模拟实验中甲烷碳同位素的二阶分馏

选用塔里木盆地库车坳陷三叠系和侏罗系的煤、黑色泥岩及碳质泥岩等样品进行了260~540℃之间的生烃热模拟实验,模拟温阶为40℃,并对产物中天然气的碳同位素和实验后的固态产物的镜质体反射率进行了测定,得到了模拟气态烃产物中甲烷的碳同位素与模拟产物成熟度Ro的关系。实验表明,在烃源岩由未成熟到过成熟的演化过程中,甲烷碳同位素存在二阶分馏,在未熟到成熟(Ro<1.5%)阶段,甲烷碳同位素随温度(成熟度)的增加由重变轻,而在成熟到过熟阶段,甲烷碳同位素随温度(成熟度)的增加由轻变重,在这2个演化阶段甲烷碳同位素与Ro均呈线性相关。      

板桥凹陷深层天然气气源对比与成因分析

板桥凹陷深层及奥陶系潜山均钻遇乙烷以上具异常重碳同位素的天然气。使用轻烃族组成、C7轻烃组成、环烷指数及苯、甲苯碳同位素证实 ,气源主要为板桥凹陷下第三系偏腐殖型烃源岩。进而从石炭―二叠系地层分布和二次成烃条件等方面 ,进一步否定了煤成气作为烃源的可能性。应用 δ13C2 与 δ13C2 -1相关关系图解判断 ,板桥凹陷异常重碳同位素天然气可以分为成熟阶段早期和中期腐殖型天然气、高成熟阶段早期腐殖型天然气和过成熟阶段天然气。根据天然气碳同位素特征 ,结合其它研究成果 ,认为千米桥潜山具多阶复合成藏特点     

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文章研究了塔里木盆地库车坳陷侏罗系煤系烃源岩在封闭体系下热模拟生成甲烷的碳同位素特征及其动力学参数,探讨了克拉2大气田天然气的成因。碳同位素动力学研究表明,库车坳陷侏罗系煤系烃源岩热模拟生成甲烷的碳同位素值介于-37‰～-25‰之间;可以用动力学方法将煤系烃源岩热模拟实验数据外推,应用于地质条件。克拉2大气田天然气主要来源于中下侏罗统煤系烃源岩,属阶段捕获气,主要聚集了-5～-1 Ma阶段的天然气,其成熟度R_o 为1.3%～2.5%。这不仅得到早期相关研究成果的支持,而且也符合该区天然气的勘探实际。     

鄂尔多斯盆地东部奥陶系盐下天然气地球化学特征及其对靖边气田气源再认识

在鄂尔多斯盆地东部龙探1井盐下马五₇储层获得了低产天然气。测试资料显示,其甲烷含量为96.871％,C₂⁺重烃组分含量仅为2.396％,具高演化干气特征;非烃组分含量很低,应属储层中的正常天然气;甲烷的碳同位素组成偏轻,δ¹³C₁值为-39.26‰,代表了奥陶系原生过成熟油型气的特征;C₂⁺重烃组分的单体烃碳同位素显著偏重,分布于-19.27‰～-23.78‰之间,与高演化的煤成气相似。仅从空间配置关系判断,上古生界煤成气混入的可能性很小,因而,次生因素——TSR反应等是造成重烃组分碳同位素偏重的主要原因。以龙探1井马五₇天然气为油型气端元,甲烷碳同位素组成作为主要指标,进行靖边气田奥陶系天然气主要气源的判识,得出了靖边气田奥陶系风化壳天然气的主要气源应是上古生界煤系的认识。     

辽河油田东部凹陷页岩气成藏条件及含气性评价

通过类比国外页岩气盆地的页岩有机质类型、有机碳含量、热演化程度、厚度等指标,初步确定辽河油田东部凹陷存在发育页岩气藏的条件。页岩吸附气量实验研究表明,东部凹陷页岩吸附气量与暗色泥页岩有机碳含量和热演化程度呈正比关系,东部凹陷页岩吸附气量为0.2～1.2 m³/t,与加拿大Gordondale页岩和中国四川盆地下志留统龙马溪组页岩基本相当。利用气测全烃值,结合有机碳含量、热演化程度、含气页岩厚度等指标,对不同层系页岩含气性进行了整体评价。依据评价结果,指出驾掌寺-二界沟洼陷为东部凹陷内页岩气勘探的首选目标。     

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根据川西地区周公山构造周１井在二叠系玄武岩中钻获工业气流的气体组分，碳氢同位素值等地球化学表征，并结合以往研究与勘探成果，对天然气来源，勘探前景进行了论证，研究表明，玄武岩非常规气藏之天然气具有高含甲烷，高干燥系数，高同位素值，低重烃，无硫化氢（三高一低一无）特征，属有机成因的煤系高成熟晚期气，天然气主要来自同一层系（上二叠统煤系Ⅲ型母质烃源层）。天然气甲烷碳同位素虽然显示重值，但明显低于典型无机     

Geochemical characteristics of shale gas and its response to thermal maturity (Ro) in the Longmaxi formation,Dingshan area,Southeast Sichuan

The composition and carbon isotope distribution of shale gas from the Longmaxi Formation in the Dingshan area were measured, and their responses to thermal maturity (Ro) were analyzed. The results show that the shale gas is mainly composed of methane (97.98–98.99%), ethane, propane and nonhydrocarbon gases (N₂ and CO₂) and is an organic high temperature oil-type cracked gas. The wetness value [(C₂+C₃)/(C₁+C₂+C₃) × 100%] ranges from 0.39% to 0.74%. The early (Ro > 1.3%) residual kerogen and crude oil cracking gas was mixed with the late (Ro > 2.0%) secondary cracking gas, resulting in the full inversion of the carbon isotope sequence (δ¹³C₁?>?δ¹³C₂?>?δ¹³C₃).     

准噶尔盆地滴北凸起天然气成因及成藏特征

滴南凸起发现储量达千亿立方米的克拉美丽气田,但滴北凸起目前仅发现小规模气藏,尚未获得重大突破。烃源岩综合评价认为,工区石炭系烃源岩分布广泛,有机质丰度高,成熟度较高,具有较强的生烃能力。下石炭统滴水泉组烃源岩有机质类型以Ⅱ2-Ⅲ型为主,上石炭统巴塔玛依内山组有机质类型以Ⅲ型为主。油气对比认为,滴北凸起的天然气应来自石炭系烃源岩,演化程度较高,在运移及成藏过程中混合有原地或油气藏附近侏罗系煤系地层低成熟的天然气,造成侏罗系天然气乙烷碳同位素较重、甲烷碳同位素较轻的现象。滴北凸起石炭系上部烃源岩成熟度较低,油气应来自滴北凸起深部及北面凹陷深部石炭系烃源岩。     

东濮凹陷马厂构造深层混源气藏气源探讨

根据东濮凹陷马厂深层气藏天然气常规组成、C1-C5单体气态烃碳同位素组成以及轻烃色谱指纹3方面微观信息的分析，并与文留气田文23井典型石炭系-二叠系煤成气以及白庙、刘庄、桥口煤成气-油型气混合天然气进行气／气对比，揭示了马厂深部气藏沙三段-沙四段天然气以煤成气为主，渗混入少量Es3-Es4油型气的混源特征，证实了东濮凹陷南部石炭系-二叠系煤系烃源岩具有一定煤成气供烃能力。