准噶尔盆地南缘异常天然气地球化学特征及其成因

利用天然气成因判别Whiticar图版研究准噶尔盆地南缘独87井、南安1井和齐34井天然气成因类型,结论与乙烷和丙烷碳同位素判识结果相矛盾。在分析研究区南安1井八道湾组、齐34井中、下侏罗统和独87井中新统储层天然气组分和碳同位素组成特征的基础上,对异常天然气成因进行分析。南安1井甲烷含量为84.58%,齐34井甲烷含量为97.38%,两者均为干气;独87井甲烷含量仅为77.09%,为湿气。独87井碳同位素变化比较复杂,出现δ13C1δ13C2,δ13C2δ13C3且δ13C3δ13C4局部碳同位素倒转现象;齐34井天然气为δ13C2δ13C3δ13C4的局部碳同位素倒转;南安1井没有出现碳同位素倒转,为正碳同位素特征。南安1井和齐34井天然气因受到细菌降解作用,其组分含量和碳同位素发生变化;独87井天然气δ13C1变重是上覆盖层封盖能力较差、甲烷发生漏失所致。据此对Whiticar图版进行了必要的补充修正,可以对细菌降解和甲烷漏失次生作用进行有效识别,避免对天然气母质类型认识上的误差。     

油型气乙烷碳同位素演化规律与成因

通过分析四川盆地和北美Appalachian、Fort Worth等盆地页岩气和常规油型气乙烷碳同位素特征和成因,得出随着成熟度的增加,乙烷碳同位素经历3个演化阶段：初次生气阶段正常增加,与甲烷碳同位素具有线性相关;二次裂解阶段同位素值减少,与乙烷含量的倒数具有线性关系,符合二端元气混合模型;湿气裂解阶段碳同位素值增加,与乙烷含量的自然对数呈线性关系,符合瑞利分馏模型。不同阶段页岩气碳同位素倒转的成因不同,瑞利分馏阶段碳同位素分馏速率乙烷>丙烷,并且甲烷碳同位素发生次生变化是造成过成熟阶段页岩气碳同位素反序的原因。富¹²C的乙烷是四川盆地页岩气高产井的重要地球化学特征。对于成熟度R_o>2.2%的天然气,乙烷碳同位素用于气源鉴别需要用瑞利分馏的公式校正。     

兴隆台油气田天然气成因与成藏特殊性分析

通过对天然气基本地球化学特征、成因与来源的系统分析,结合油气藏特征与油气地质条件,对兴隆台油气田的天然气成藏机理和成藏模式进行了系统的研究。天然气可以分为A和B2大类。A类天然气总体埋藏深度较小,甲烷含量高,甲烷、乙烷碳同位素组成偏轻,主要来自沙一段、沙二段和沙三段上部烃源岩生成的生物—热催化过渡带气;B类天然气埋藏深度变化大,甲烷含量变化范围大,甲烷、乙烷碳同位素组成偏重,丙烷碳同位素组成变化范围大,部分碳同位素组成明显偏重的天然气分布在较浅部位,主要与细菌的氧化降解作用有关。B类天然气主要与埋藏较深、演化程度较高的沙三段烃源岩有关。气藏和气顶中天然气主要来自原油溶解气的出溶。因大断裂的存在,浅层的构造高部位聚集了较多的B类天然气,其两侧主要聚集A类天然气。在其他中深部有油藏分布的地区,其浅层部位应该也存在原油溶解气出溶的天然气聚集,是浅层气勘探的重要领域。     

川东地区中二叠统茅口组天然气成因及气源

为进一步明确川东地区茅口组天然气成因及来源,综合利用茅口组天然气组分和同位素分析等手段对茅口组天然气地球化学特征进行了研究。结果表明：川东地区茅口组天然气以甲烷为主,非烃组分较少,干燥系数普遍高于0.99,属于典型的干气;茅口组天然气的δ¹³C₁和δ¹³C₂值分别为-34.20‰～-28.27‰和-35.80‰～-28.10‰,碳同位素值普遍具有部分倒转的特征,即甲烷碳同位素值大于乙烷碳同位素值,而乙烷碳同位素值小于丙烷碳同位素值;茅口组天然气的δ¹³C₂值大多大于-28.00‰,属于油型气的范畴,且主要为原油裂解气;茅口组天然气主要来自中二叠统自身烃源岩,局部混有下伏志留系龙马溪组烃源岩,据此建立了茅口组“下生上储、双源供烃”的成藏模式,预测卧67井-TL6井-池4井一带为茅口组白云岩有利勘探区带。研究成果对该区茅口组天然气来源的认识深化及勘探领域的拓展具有重要意义。     

汪深1井天然气成因类型及气源分析

汪深1井在营城组获得高产气流,利用天然气碳同位素和气组成判别出天然气甲、乙烷为煤型气,丙烷为油型裂解气,煤型气所占的比例为96％,油型气所占的比例为4％。通过汪深1井天然气直接和间接对比认为,天然气甲烷碳同位素与宋站、徐家围子地区沙河子组源岩吸附气的碳同位素接近,综合研究认为天然气中甲烷气主要来自汪家屯地区及宋站地区沙河子组煤系地层,是主力源岩。徐家围子断陷沙河子组煤系地层为次要源岩。天然气中丙烷可能来源于宋站、安达断陷登娄库组泥岩。依据源岩排气强度估算出天然气大约90％来自该井区和宋站、徐家围子地区。     

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。     

渤海湾盆地东濮凹陷胡古2井天然气地球化学特征与成因

东濮凹陷是中国东部地区典型的富含油气盆地,经过数十年的勘探已相继发现了一批油气田,近期在胡状集潜山钻探的胡古2井于二叠系上石盒子组、石千峰组试获工业气流。通过对胡古2井二叠系天然气地球化学特征的系统研究,同时结合区域地质背景资料,综合分析了其成因类型及来源。研究表明,该天然气烃类气体组成以甲烷为主,重烃气含量较低,干燥系数为0.977~0.985,属于干气;甲烷、乙烷、丙烷碳同位素值分别为-28.70‰~-28.40‰,-16.00‰~-14.50‰,-19.00‰~-15.70‰,且乙烷、丙烷碳同位素发生倒转,主要是由同源不同期的天然气混合所导致。胡古2井二叠系天然气属于煤成气,来自于石炭—二叠系煤系烃源岩,且喜马拉雅期高演化阶段生成的干酪根裂解气占主体。     

四川盆地须家河组天然气碳、氢同位素特征及其指示意义

四川盆地须家河组天然气的干燥系数、甲烷碳同位素、乙烷碳同位素和甲烷氢同位素在平面上具有相似的分布特征,即"西高东低、北高南低"。在纵向上,干燥系数和甲烷碳同位素有随深度变浅而变小(低)的特点,与须一段、须三段和须五段烃源岩的演化特征一致,说明须家河组天然气都属于就近运移成藏。川西须家河组天然气碳同位素出现了部分倒转现象,天然气碳同位素的倒转可能与高—过成熟演化、多期天然气充注以及煤系烃源岩中煤和暗色泥岩生气贡献率不同有关。海相成因天然气的氢同位素值高于陆相成因天然气,氢同位素值高于-160‰的天然气基本为海相成因,而低于-160‰为陆相成因,同时,氢同位素也受成熟度的影响。     

济阳坳陷孤岛油田微生物降解原油伴生气成因特征

微生物降解原油伴生天然气中,既有遭受微生物降解后残余的组分,也可能有厌氧微生物降解原油后的产物。济阳坳陷孤岛油田降解原油伴生气组分及同位素组成特征表明,孤岛油田天然气由腐泥型母质生成,主要来自沙河街组三段烃源岩。由于微生物降解原油过程中产生的碳同位素组成偏轻、氢同位素组成偏重的次生生物成因甲烷的混入,使降解原油伴生气组分组成变干,甲烷碳、氢同位素组成呈反常的负相关分布。微生物对天然气中丙烷及正丁烷组分的降解,导致一些样品具有明显偏重的丙烷和正丁烷δ¹³C值。     

微生物降解天然气模拟试验

为研究天然气被微生物降解后组分及碳同位素组成的变化特征，在好氧条件下，进行了对降解原油及油井附近土壤中细菌的培养和富集，并将其接种到天然气的模拟降解试验中。结果发现：油田微生物能够对天然气烃组分进行降解，降解后iC₄/nC₄、C₀/nC₄、C₂/C₃、C₂/nC₄值升高，反映正丁烷比异丁烷、丙烷和乙烷更易被降解，丙烷比乙烷更易被降解；除CO₂的δ¹³C明显变轻以外，富集¹²C为7.4‰～11.9‰，重烃组分的δ¹³C变化均低于1‰，这可能与降解时间较短有关。组分及碳同位素组成特征均表明，相对于正丁烷而言，丙烷并未显示出优先被降解现象。少数样品接种的菌种中可能含有甲烷氧化菌，降解后甲烷δ¹³C变重，为1.8‰～1.9‰。     

川西北地区双鱼石气藏中二叠统天然气碳氢同位素特征及气源探讨

天然气碳氢同位素组成、烃源岩和储层沥青生物标志化合物是天然气成因鉴别和气源对比研究最主要、最有效的方法。目前关于川西北双鱼石地区中二叠统天然气成因和来源研究较少。根据最新钻井成果和野外资料,应用天然气组分、组分碳氢同位素数据,结合不同层系烃源岩和储层沥青生物标志化合物对比分析,对川西北地区中二叠统天然气来源进行了判识,结果表明：①川西北地区双鱼石气藏中二叠统天然气均为干气,CH₄含量高,平均为96.28%,C₂H₆含量低,平均为0.11%,C₃H₈、C₄H₁₀几乎没有,H₂S含量低,平均为0.32%;②双鱼石气藏天然气甲烷碳同位素值分布较为集中,介于-30.5‰~-29.5‰之间,乙烷碳同位素值介于-29.9‰~-26.7‰之间,天然气成因为原油二次裂解气;③通过天然气碳氢同位素、储层沥青—烃源岩生物标志化合物对比认为,双鱼石气藏中二叠统栖霞组天然气来源为混源,主要来源于下寒武统筇竹寺组烃源岩,部分来源于中二叠统梁山组。     

准噶尔盆地新光地区佳木河组天然气地球化学特征及成因

通过对二叠系烃源岩生烃潜力评价及地层孔隙生烃模拟实验,明确了准噶尔盆地二叠系佳木河组、风城组和下乌尔禾组3套烃源岩生烃潜力及生烃特征,并在天然气地球化学特征研究基础上,结合与天然气伴生凝析油正构烷烃碳同位素分析,确定了准噶尔盆地中拐凸起新光地区佳木河组致密砂岩气藏天然气的来源。结果表明,二叠系3套烃源岩生烃潜力从大到小顺序为：风城组＞下乌尔禾组＞佳木河组,风城组烃源岩类型最好,以生油为主,下乌尔禾组烃源岩倾油倾气,佳木河组烃源岩倾气。新光地区佳木河组致密砂岩油藏天然气C₇轻烃组成以正庚烷为主,含量大于40%,甲基环己烷含量小于40%,乙烷碳同位素值分布在-29.0‰~-27.0‰之间,为偏腐泥型的过渡型气;与佳木河组致密砂岩天然气伴生的凝析油正构烷烃碳同位素增加呈“V”型分布,与下乌尔禾组烃源岩相一致,表明新光地区佳木河组凝析油来源于下乌尔禾组烃源岩。综合分析认为,准噶尔盆地新光地区佳木河组致密砂岩天然气主要来源于高成熟的下乌尔禾组烃源岩。     

四川盆地中泥盆统和中二叠统天然气地球化学特征及成因

中泥盆统和中二叠统是近年四川盆地天然气勘探获得重大突破的领域,但其天然气来源尚不明确,影响下一步勘探部署决策。开展了中泥盆统和中二叠统天然气地球化学、储层沥青及烃源岩生物标志物等特征的综合研究。结果表明:①中泥盆统和中二叠统天然气均属于二次裂解的干气,甲烷含量>86%,含少量乙烷、丙烷等烃类气体及少量的氮气、二氧化碳、硫化氢等非烃气体,不同区域的天然气成熟度存在差别;②天然气的δ13C1值为-35.7‰^-27.3‰、δ13C2值为-38.7‰^-26.6‰、δ13C3值为-37‰^-26.5‰、δ2HCH4值为-141‰^-125‰、δ2HC2H6值为-164‰^-112‰,为腐泥型气和以腐泥型为主的混合型气;③不同区域天然气δ13C1值、δ13C2值和δ2HCH4值的差异,与其来源于不同时代烃源岩贡献比例大小有关。川西北地区双鱼石构造中泥盆统和中二叠统、川西南部地区中二叠统、川中古隆起中二叠统天然气主要源于寒武系筇竹寺组和中下二叠统烃源岩,川西南部中上二叠统火山岩天然气主要源于筇竹寺组烃源岩,川西北地区河湾场构造、川东地区和川南地区中二叠统天然气主要源于志留系龙马溪组烃源岩。研究成果对四川盆地中泥盆统和中二叠统下步天然气勘探部署决策具有重要的指导意义。     

准噶尔盆地滴南凸起东段油气成因及来源

准噶尔盆地滴南凸起东段业已形成规模油藏,原油密度高、粘度大,区域上存在多个生烃凹陷,纵向上存在多套源岩,均具供烃可能性。对原油物性和地球化学特征进行综合分析,指出该区原油碳同位素较轻,C₂₈甾烷丰度较高,轻烃成熟度高于本身和五彩湾凹陷的二叠系烃源岩,原油和储层抽提物饱和烃色谱不完整,轻组分和正构烷烃严重损失,是东道海子凹陷二叠系来源的成熟阶段产物并遭生物降解。对天然气组分的组成和碳同位素特征分析,表明天然气为干气,乙烷碳同位素较重,甲烷碳同位素较轻,并与生物降解油伴生,为原油菌解气与石炭系高—过成熟阶段产物混合的结果。下一步勘探应往东道海子凹陷延伸,构造下倾部位保存条件好,且降解稠油可与致密储层共同封堵形成岩性圈闭,捕获凹陷较高成熟阶段油气。      

川西北地区泥盆系天然气沥青地球化学特征及来源示踪

四川盆地西北部地区首次在中泥盆统观雾山组白云岩储层中获得工业气流,天然气来源备受关注。应用地球化学分析技术开展了泥盆系天然气、沥青、油砂及烃源岩地球化学特征综合研究。结果表明：泥盆系天然气是以烃类气体为主的二次裂解型干气,甲烷含量>94%,含痕量乙烷、丙烷及少量的氮气、二氧化碳等非烃气体;天然气δ¹³C₁值为-32.3‰~-31.9‰,δ¹³C₂值为-28.6‰~-28.4‰,δ²H₁值为-141‰~-138‰,为以腐泥型为主的混合型气。泥盆系井下沥青正构烷烃和烷基环己烷均具双主峰特征,生物标志化合物分布正常;野外剖面的沥青、油砂遭受强烈的生物降解作用。沥青、油砂与烃源岩的饱和烃、芳烃生物标志物特征对比表明,泥盆系油气来源于下寒武统筇竹寺组和下二叠统烃源岩,以筇竹寺组为主。研究成果对川西北地区天然气的进一步勘探部署和决策具有重要的指导意义。     

四川盆地高石梯-磨溪地区下二叠统气源示踪

以天然气、烃源岩及储层沥青的地球化学特征为主要依据,通过天然气-天然气、储层沥青-烃源岩、天然气-烃源岩3个方面对比,深入探讨四川盆地高石梯-磨溪地区下二叠统天然气来源。研究表明,四川盆地高石梯-磨溪地区下二叠统天然气主要来源于筇竹寺组泥岩。其5项证据分别为:下二叠统天然气乙烷碳同位素小于-30.5‰,甲、乙烷碳同位素倒转是由高演化程度烃源岩所致;多数下二叠统天然气与龙王庙组天然气特征最为相似;GS18,NC1井下二叠统天然气特征与寒武系相似,说明上下层气源一致;高石梯-磨溪地区下二叠统储层沥青地球化学特征与筇竹寺组泥岩最为相似;筇竹寺组泥岩主要为下二叠统供气,这一认识符合干酪根油气生成理论和同位素分馏规律。     

川西北地区海相烃源岩地球化学特征、分布规律及天然气勘探潜力

川西北地区为近年来四川盆地天然气勘探的热点地区,但时至今日对该区海相烃源岩的地球化学特征和分布仍缺乏全面的研究.选取8条露头剖面对川西北地区下震旦统陡山沱组、上震旦统灯三段、下寒武统筇竹寺组、下志留统龙马溪组、中泥盆统、中二叠统茅口组、上二叠统龙潭组/吴家坪组和大隆组8套海相烃源岩进行了系统的有机地球化学分析,探讨了该...     

普光气田天然气地球化学特征及气源探讨

依据10余口探井60多个气样的化学成分和碳同位素组成数据,并结合烃源岩和储层沥青资料,研究了四川盆地东北部宣汉-达县地区普光气田的天然气地球化学特征、成因及来源,结果表明：普光气田飞仙关组、长兴组天然气为高含硫化氢的干气,其化学成分表现出古油藏原油裂解气的特点;普光气田的烃类气以甲烷为主,干燥系数基本上都在0.99以上,富含非烃气体（CO₂和H₂S平均含量分别达5.32%和11.95%）;普光气田天然气甲烷碳同位素较重,在－29‰~－34‰之间（表征其高热演化性质）,乙烷δ¹³C值主要在－28‰~－33‰之间（表征其属油型气）;普光气田天然气与邻近的川东北其他气田的同层位天然气具有同源性,而与石炭系气藏天然气在化学成分、碳同位素组成上有所不同,意味着各有不同的气源;普光气田储层沥青在生物标志化合物组合和碳同位素组成上反映出其与上二叠统龙潭组泥质烃源岩具有良好的生源关系;天然气乙烷碳同位素与各层系烃源岩干酪根碳同位素值对比结果揭示普光气田天然气主要来自二叠系烃源层。     

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。