鄂尔多斯盆地上古生界天然气藏储层包裹体中气体成分及同位素研究

包裹体中气体成分与碳同位素是天然气成藏研究中最可靠的地球化学参数之一.鄂尔多斯盆地上古生界天然气藏储层包裹体中的气体成分和碳同位素分析结果表明:气藏砂岩储层中的绝大多数包裹体是原生包裹体;次生包裹体中的有机气体成分及碳同位素与储层中气体成分及碳同位素差别不大,表明气藏形成后次生变化很小.包裹体中与气层中气体碳同位素存在微小差异的原因有两点:一是由于井中的气体是由某一深度段内多个互不连同砂体中的气体混合而成,而包裹体中的气体为某一个深度点的气体;另一个主要原因是包裹体捕获的是源岩相对早期生成的气体,而气藏中的气体为源岩各阶段生成气体的混合;指出利用储层中二氧化碳包裹体来恢复成藏古温度和古压力是不可靠的.     

鄂尔多斯盆地下古生界油气地质动力学研究

以鄂尔多斯盆地奥陶系烃源岩为主要研究对象 ,采用盆地动态数值模拟和成藏动力学的方法研究其地史、热史、生烃史及排烃史等油气地质动力学特征 .结果表明 :奥陶系总体上经历了原始沉积、抬升剥蚀、快速沉降、升沉交替和差异抬升剥蚀阶段 ;盆地大地热流值总体较低 ,奥陶系的古热流演化可划分为白垩纪前的较高热流和白垩纪后的较低热流两大阶段 .奥陶系烃源岩有机质热演化整体都已进入高成熟 过成熟阶段 ,生气强度大于生油强度 ,烃类相态以天然气为主 ;单位时间的排油、排气曲线为“多峰型” ,累计排气强度大于累计排油强度 ,具良好的天然气勘探远景 .     

鄂尔多斯盆地东缘煤层气成因机制

鄂尔多斯盆地东缘煤层气开发在过去近20年的时间,并没有取得实质性进展,确定气体成因和来源对煤层气勘探选区及开发具有指导意义.本文测试了37组煤层气碳同位素数据,讨论了鄂尔多斯盆地东缘煤层气成因,并从煤的热成熟度和盆地水动力条件方面讨论了煤层气成因的机制.结果表明,鄂尔多斯盆地东缘甲烷碳同位素分布在70.5‰～36.19‰,由北向南明显呈偏重趋势,边浅部为次生生物气与热成因混合气,而中深部为热成因气,这一现象的形成主要受控于盆地的煤阶展布规律和地下水动力场.首先,从全国煤的热成熟度与煤层甲烷成因关系得出,鄂尔多斯盆地东缘以中煤阶煤为主,镜质体反射率Rmax分布在0.5%～2.0%,如果具备适当的水动力条件可形成次生生物气与热成因气混合的煤层气藏;与此同时,鄂尔多斯盆地东缘边浅部煤层埋藏浅,露头发育,大气降水及其他地表水携带细菌补给煤层,使煤中有机化合物发生新陈代谢生成甲烷和二氧化碳,在存在圈闭机制的区域,如柳林和韩城,现今含气量比较高.     

鄂尔多斯盆地米脂气田天然气逸散: 流体包裹体证据

鄂尔多斯盆地米脂气田南侧断裂带充填的方解石脉富含天然气包裹体.应用流体包裹体测试、稳定同位素分析和热释光年龄测定等手段,研究了方解石脉和天然气包裹体成因特征及其形成时间.分析表明,天然气包裹体形成温度在130～140℃之间,盐度为5.5(质量百分比)NaCl～6.0(质量百分比)NaCl,表明天然气包裹体属于盆地内热成因烃类流体.热爆法分析方解石脉包裹体烃类气体含量最高达2.4219m3/t,C1/ΣCi比值最高为91%.激光拉曼光谱分析的单个包裹体中烃类气体最高含量为91.6%.方解石脉δ13CPDB为-5.75‰～-15.23‰,δ18OSMOW为21.33‰～21.67‰,表明断裂带中含天然气包裹体方解石脉属于淡水成因方解石.天然气包裹体δ13C1PDB为-21.36‰～-29.06‰,δDSMOW为-70.89‰～-111.03‰,其与米脂气田同属于煤成天然气.含天然气包裹体的方解石脉热释光年龄为32.4±34.2万年.综合研究认为,晚期断裂构造活动对天然气成藏具有重要影响,米脂气田南侧断裂带方解石脉天然气包裹体是米脂气藏受喜马拉雅构造活动影响,天然气沿断裂发生逸散的证据.     

库车坳陷天然气地球化学以及成因类型剖析

通过对库车坳陷114个天然气样品统计与分析,该坳陷天然气主要以烷烃气为主,干燥系数表现为中间高两端低和北部高南部低;烷烃气碳同位素组成整体偏重,烷烃气δ13C1,δ13C2和δ13C3主频率分别为-32‰～-36‰,-22‰～-24‰和-20‰～-22‰,烷烃气碳同位素随着碳数增大呈逐渐变重趋势;δ13CCO2值普遍轻于-10‰;3He/4He比值为n×10-8,由北向南呈升高趋势.根据以上天然气地球化学指标综合判识,可以确定库车坳陷天然气为典型煤成气.烷烃气碳同位素组成的局部倒转与同型不同源不同期气混合、高温高压条件下烃类气体多期成藏或供给与扩散等因素有关.     

鄂尔多斯盆地西南部地区上古生界砂体地震预测及勘探新突破

鄂尔多斯盆地西南部地区天然气勘探程度较低,2004年ZT1井在山西组山1段试气荻工业气流,揭示上古生界具备良好的勘探前景.上古生界天然气成藏特征研究表明,二叠系发育西南物源石英砂岩储集体,主要含气层系是山西组山1段、石盒子组盒8段,砂体厚度相对较薄,埋深超过4000m.区内储层普遍致密,局部发育相对高渗层段,与煤系烃源岩配置良好,是形成致密砂岩气藏的有利区带.本文应用地震勘探攻关成果,建立主力砂体地震响应模式,进一步落实了山1、盒8砂体的展布,结合探井钻探效果,优选了有利钻探目标.在试气方法上引入体积压裂理念,QT1井试气获工业气流,勘探取得新突破.对研究区天然气成藏条件的分析、主力砂体地震预测模式及试气工艺等成功经验的总结,对该区天然气勘探的深入开展具有重要的指导意义.     

鄂尔多斯盆地东缘煤层气甲烷碳同位素分布及成因

鄂尔多斯盆地东缘煤层气甲烷碳同位素分布及其成因对认识该区煤层气藏的形成和分布规律,煤层气资源评价具有重要意义.在系统总结该区煤层气组分和煤层气碳同位素的地域、时域和煤阶分布特征的基础上,结合煤储层演化过程,分析了甲烷碳同位素的变化规律.该区甲烷碳同位素分布范围宽,同位素组成总体偏轻,地域上由北往南呈现"变轻-加重-变轻"的趋势,针对性分析认为北部低煤阶次生生物气的生成,中部水动力活跃地区引起的水溶解分馏,南部构造演化过程中地层抬升造成的解吸分馏,以及局部岩浆运动引起的快速增温生烃分馏是造成该区甲烷碳同位素普遍偏轻的主要因素.     

柴达木盆地西部第三系盐湖相天然气碳同位素特征、成因与分布

柴达木盆地西部坳陷区第三系是典型的内陆盐湖相沉积. 对于系统采集于该区第三系13个油气田的34个天然气样品, 测定了其化学组成的百分含量和碳同位素组成. 根据天然气碳同位素分布, 结合烃源岩和原油地球化学特征, 将天然气划分为腐泥型原油伴生气、混合型原油伴生气、煤成气和混合气. 天然气碳同位素特征、成因类型及分布主要与不同湖水盐度条件下的生源注入类型和分布有关. 根据湖水盐度的区域变化可以预测天然气成因类型与分布. 与中国其他盆地相比较, 柴达木盆地第三系盐湖相天然气重烃碳同位素普遍明显偏重, 因此在该盆地划分天然气成因类型应充分考虑这一因素.     

南盘江盆地古油藏沥青、天然气的地球化学特征及成因

南盘江地区的沥青主要分布在中泥盆统和上二叠统的礁灰岩古油藏中, 储集空间以洞、缝为主, 其次为基质孔隙和生物体腔内; 天然气显示则主要为高N₂天然气为主, 常与古油藏焦沥青伴生. 研究认为南盘江地区古油藏沥青主要源自中泥盆统泥质烃源岩, 为油藏深埋时的高温、高压作用下原油裂解成气后的焦沥青; 而该地区高N₂天然气不是原油裂解气, 也不是源自上二叠统龙潭组的煤成气, 而主要是源自中泥盆统泥质烃源岩晚期阶段的干酪根裂解气. 三叠纪的巨厚沉积使古油藏中的原油彻底裂解成焦沥青和甲烷气, 之后的2000~4500 m的地层剥蚀破坏了气藏的压力系统, 从而造成“异常高压”甲烷气藏的彻底破坏, 反而使常压的干酪根裂解气在相对局部封闭的条件下得以保存, 构成了气显示天然气的主体.     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩漂白现象与天然气逸散的关系

漂白砂岩是证明油气是否曾经存在及其逸散规模的重要证据,对其研究具有重要的理论和实际意义.鄂尔多斯盆地东北部漂白现象主要分布在中生代地层中.通过对延安组漂白砂岩的岩石学特征、主量元素、稀土元素及微量元素分析研究以及与邻近砂岩的对比,初步确定该区漂白砂岩形成于酸性还原环境.岩石学特征主要表现为以自生高岭石胶结为主,含铁矿物边部颜色较中心浅;主量分析结果证实漂白砂岩的Al2O3含量较高,Fe3 /Fe2 比值较低,其总铁含量明显低于白色微红砂岩;稀土元素分析结果显示,漂白砂岩ΣREE较其他砂岩低,且显示Eu亏损和Ce相对富集;微量元素结果显示漂白砂岩Co含量相对较高,Sr相对亏损,Zr和Hf相对较富,与绿色蚀变砂岩值接近,略低于砂岩矿石.同时,盆地北部油砂样品地球化学特征表明,油砂是盆地中部气田石炭—二叠系的较高成熟度的煤成气逸散到地表形成的.砂岩中碳酸盐胶结物C,O同位素值较轻,分别为-11.729‰～-10.210‰和-14.104‰～-12.481‰,指示碳酸盐成因与有机质有关.综合研究表明,鄂尔多斯盆地北东部中生界砂岩漂白现象指示了天然气的逸散作用,其为上古生界天然气还原作用的结果.     

鄂尔多斯盆地天然气有效储层识别与评价方法

针对鄂尔多斯盆地天然气勘探开发存在的问题,通过对测井资料及天然气测试资料的分析,建立适合识别天然气有效储层的测井响应特征归一化方法,以及根据测井资料重构天然气有效储层特征曲线的方法,探索了根据测井资料评价天然气产能的方法.本文还分析了目前常用的预测天然气产能方法存在的问题及实际应用中欠缺的条件,形成了以中子、声波、密度测井资料为基本特征参数,用自然伽马、自然电位或电阻率比值参数等作为约束条件的天然气有效储层识别技术及天然气产能评价方法,并对实际测井资料进行了处理.没有试图通过井径校正的方法将受井径扩大影响的曲线恢复到原始地层的响应状态,而是通过极值变化消除井径扩大对声波、密度测井资料在天然气有效储层识别及天然气产能评价方面应用的影响.     

鄂尔多斯盆地上古生界煤的生烃动力学研究

通过有压力的生烃动力学模拟实验, 获得了鄂尔多斯盆地上古生界太原组和山西组煤成C₁-C₅烃类组分的生成动力学参数. 结合鄂尔多斯盆地上古生界的古地温演化特征, 对鄂尔多斯盆地东部和中部地区的上古生界太原组和山西组煤成气的生成演化历史进行了恢复, 认为在早白垩世末盆地抬升降温过程中不存在大规模的二次生烃. 对影响煤成气行为的一些因素进行了讨论, 强调烃源岩母质的性质是决定其生烃行为的最本质原因.     

利用储层流体包裹体的PVT特征模拟计算天然气藏形成古压力——以鄂尔多斯盆地上古生界深盆气藏为例

利用PVTsim软件, 通过对鄂尔多斯盆地上古生界山西组砂岩储层中的次生液态烃包裹体和同期含气态烃包裹体的研究, 建立起利用它们的二元一次等容线方程二者联立求得该期包裹体的捕获温度和压力的方法. 研究结果表明, 鄂尔多斯盆地上古生界石炭-二叠系储层砂岩次生包裹体的捕获压力为21~32 MPa, 均一温度在100~110℃范围的含气态烃包裹体, 其最小捕获压力比真正捕获压力低6~7 MPa, 其均一温度比捕获温度低2~3℃; 包裹体的捕获温度和压力从南向北有逐渐减小的趋势; 包裹体的捕获压力远小于当时的静水压力. 这些特征与该深盆气藏形成的地质地球化学条件相一致.     

中国沉积盆地大中型气田分布与天然气成因

中国沉积盆地丰富的天然气资源是由我国独特的地质环境决定了的.古生界海相高演化程度的烃源岩、广泛分布的煤系地层以及第四系低温盐湖相地层等,都决定了中国境内天然气的资源前景相当广阔.迄今已在东部、中部、西部及海域的大多数含油气盆地,从前寒武系、古生界、中生界至新生界几乎所有的地质时期,都发现了大规模的天然气聚集.这些大中型天然气藏主要以烃类气体为主,干燥系数大,非烃含量少,碳同位素值分布范围宽,成因多种多样,几乎包括了所有成因类型的天然气,如煤成气、油型气、生物气和无机气等.其中煤成气在天然气资源中占主导地位,特别是已探明的几个千亿方的大型气田,如克拉2、苏里格、大牛地等,均属于煤成气或以煤成气为主;油型气在我国海相盆地占有重要地位,如四川盆地海相天然气田,主要是由原油裂解形成的;在柴达木盆地和松辽盆地西斜坡,分别发现了原生型的生物气大气田和稠油降解成因的次生生物气;无机成因气主要分布在中国东部,尤其是近年来在松辽盆地发现的较大规模的CO2和烃类气体的聚集,意味着无机成因气在中国东部将有很大的勘探潜力.     

东海盆地丽水凹陷天然气类型及其成因探讨

丽水凹陷目前发现的天然气成分差异很大,烃类气体的含量占2%～94%,非烃类气体主要为CO2气体.在烃类气体的组成中,甲烷含量均低于90%,C2 以上重烃气体含量均大于10%,属于湿气.烃类气体碳同位素分析表明,甲烷的碳同位素组成δ13C值小于-44‰、乙烷的δ13C值基本上小于-29‰、丙烷的δ13C值小于-26‰,甲烷与乙烷碳同位素组成差值大,属于有机成因的油型气,是混合型有机质在成熟阶段生成的产物.非烃CO2气体的碳同位素δ13C值均大于-10‰,属于典型无机成因气.黄金管封闭体系下有机质的生烃模拟表明,灵峰组海相陆源有机质生成的天然气甲烷的比例明显高于月桂峰组湖相水生和陆生混合有机质生成的天然气,而重烃的比例明显低于月桂峰组混合有机质生成的天然气.灵峰组海相陆源有机质生成的天然气甲烷碳同位素δ13C值比月桂峰组混合有机质生成的甲烷的碳同位素δ13C值大5‰左右,乙烷和丙烷的碳同位素δ13C值大9‰以上.LS36-1油气藏是丽水凹陷目前唯一的商业性油气藏,烃类天然气各组分的碳同位素组成与灵峰组有机质生成的天然气各组分碳同位素组成差异大,而与月桂峰组有机质生成的天然气各组分碳同位素却很相近,表明其主要源岩是月桂峰组湖相烃源岩,而非灵峰组海相烃源岩和明月峰组煤系烃源岩.     

塔里木盆地和田河气田天然气地球化学特征及成藏过程

和田河气田是塔里木盆地在古生界克拉通地区迄今发现的一个最大气田,探明地质储量为616.94×108m3.和田河气田主要产层为石炭系巴楚组的生屑灰岩段、砂砾岩段和奥陶系碳酸盐岩潜山.天然气主要为源自寒武系烃源岩的原油裂解气,经历了晚加里东-早海西期油藏的形成、晚海西期天然气的运聚与散失与喜马拉雅期和田河次生天然气藏形成的3个主要阶段.和田河气田发现的最大意义就是在古生界克拉通地区的新构造运动圈闭中可以形成大气田.     

中国部分盆地原油氮同位素地球化学特征

测定了中国部分盆地不同性质原油的氮同位素组成, 结合分子有机地球化学的部分方法, 对中国不同盆地原油的氮同位素地球化学进行了初步研究. 所测定中国不同性质原油氮同位素组成分布在−6‰~20‰之间. 不同类型盆地原油的氮同位素组成有不同分布, 淡水沉积环境原油的δ¹⁵N较低, 大致在1‰~5‰左右; 咸水和半咸水沉积环境形成的干酪根和原油δ¹⁵N较高, 通常在10‰以上, 有些甚至超过17‰. 塔里木塔中地区奥陶系原油δ¹⁵N最低, 大多在0以下, 反映出可能以海相碳酸盐岩有机质为主要来源的特点. 分馏作用影响氮同位素的分布范围. 微生物的降解作用往往会引起δ¹⁵N明显增加. 油气运移过程导致同位素比值下降, 但近距离的运移对同位素组成分布影响不大.     

应用包裹体信息探讨鄂尔多斯盆地上古生界天然气藏的成藏后的气藏改造作用

流体包裹体成分代表了古代流体的成分和性质,通过对比鄂尔多斯盆地二叠系包裹体气体、煤成气及现今天然气藏中气体的组分及碳同位素,探讨了初次运移、成藏过程中及成藏后的次生变化对气体组分及碳同位素组成的影响.结果表明:气体在从煤系源岩运移到砂岩储层的初次运移过程中,气体的组分发生了明显的分馏,甲烷碳同位素比值未受明显影响;上古生界天然气在储层运移过程中发生了运移和扩散分馏;在天然气藏形成后的漫长历史过程中受各种次生作用的影响较小,天然气的组分和碳同位素组成均未发生明显变化.     

延怀盆地地下热水与稀有气体的地球化学特征

对在延怀盆地采集的 14组 (次 )地下热、冷水和气体样品的分析结果表明 ,地下热水主要是大气降水成因的 ,其循环深度为 16 0 0～ 380 0m ,深部最高温度为 57～ 112℃ ,滞留时间为 50～30 32 0a ;热水中的稀有气体为大气、壳源和幔源成因 ;热水与气体在地震前的异常变化与热水所处的断裂构造及其活动性密切相关。关于该区地下热水的年龄和幔源气体的发现为首次报道 ,它对该区的断裂活动性、地震危险性研究和热水合理利用具有重要的意义     

江西九江2号井地震水文地球化学特征及成因

对江西省九江地震台2号观测井井水、大气降水、马尾水泉水及天花井水库水的常量化学组分、氢氧同位素及氚活度数据进行分析,讨论九江台地下水的水化学类型、成因及补给循环过程,揭示九江地震台2号井对构造活动响应灵敏的地球化学特征。研究发现九江台2号井水水化学类型为HCO₃-Ca·Mg型;氢氧同位素指示九江台2号井水属于大气降水成因型,补给高程为647 m;氚活度分析给出的地下水年龄显示九江台2号井既有老水补给又有近10年的新水补给。分析结果表明,九江台2号井既有浅表水特征又有深循环水的特征,暗示两个不同补给源的含水层通过不同循环路径上升至浅表,而深部含水层可能携带部分深部构造活动的氡,并在瑞昌—阳新M_S4.6地震前出现较显著的异常信息。