台湾南部泥火山与伴生气地质地球化学特征及其油气地质意义

台湾省南部泥火山异常发育,泥火山伴生气地质地球化学特征具有明显的沉积型壳源成因特点,并非火山幔源活动成因。这些泥火山活动所伴生的天然气组成大多数均以甲烷为主,乙烷及其重烃含量甚低。泥火山伴生气甲烷碳同位素值为-31.7‰～-35.9‰,二氧化碳碳同位素值为-10.0‰～-15.2‰。稀有气体氦、氩同位素值偏低。其中,3 He/4 He(Ra)即R/Ra值分布在0.21～1.34之间,40 Ar/36 Ar值则在304.6～330.0之间。上述地球化学特征表明,这些泥火山伴生气主要属热解有机成因的成熟烃类气,且主要是较年轻的新近纪巨厚海相沉积烃源岩的贡献。深入分析泥火山地质特征及伴生气地球化学特点,能为建立这种特殊的天然气成因成藏机制提供重要地质依据与基础研究资料,因此,具有十分重要的油气地质意义。     

盐城凹陷天然气藏成因研究

盐城凹陷天然气藏的发现是苏北盆地油气勘探的重大突破,但对天然气成因还有不同认识。利用天然气的化学组成、稳定碳同位素、苯及甲苯碳同位素、在线同位素质谱和流体包裹体技术,比较系统研究了盐城凹陷天然气的成因。其天然气的甲烷含量高、重烃含量低、干燥系数高,属高成熟裂解气,稀有气体同位素特征表明未受幔源气侵入影响;天然气碳同位素呈正碳分布,乙烷碳同位素值为-28.31‰～-26.91‰,ln(C1/C2)稳定,ln(C2/C3)分布范围大,结合地质背景判断为混源气,主体为原油裂解气,气源可能与苏北盆地的海相古生界有关;流体包裹体均一化温度主频范围为95～105℃,表明气藏形成时间为晚第三纪,以水溶相和气相方式运移为主。图3表3参7（马安来摘）     

鄂尔多斯盆地东部上古生界不同含气组合天然气地球化学特征

通过对鄂尔多斯盆地东部上古生界110个天然气样品组分及碳同位素的分析,认为下部含气组合本溪组、太原组及山西组气藏以干气为主,具有甲烷含量高、重烃低、干燥系数大、非烃略高的特点;中部含气组合盒8气藏以湿气为主,干气为辅,干燥系数具有2个主峰(0.93～0.94,0.98～0.99),重烃含量较高,非烃含量低;上部含气组合千5气藏天然气甲烷含量最高,重烃含量略低,干燥系数为0.96～0.99,非烃含量最低。不同含气组合中甲烷碳同位素值比较重,乙烷、丙烷碳同位素具有典型的煤成气的特点。烃源岩干酪根碳同位素、烃源岩及盖层中脱附烃组分均表明,气源岩具有典型的煤系烃源岩的特征,不同含气组合中的天然气来自下伏煤系气源岩。      

阿克1井天然气气源探讨

阿克1井是在塔里木盆地喀什凹陷获得工业气流的第一口探井,与该盆地其他地区相比,其天然气地球化学特征有着独特性:干燥系数大,非烃气体含量较高,甲烷碳同位素异常重(居塔里木盆地已发现的天然气之首),稀有气体3He/4He、40Ar/36Ar比值较大。根据区域烃源岩发育特征、源岩地球化学特征和热演化史,初步确定阿克1井的气源岩以石炭系为主。     

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阿克1井气藏是塔里木盆地西南坳陷新近发现的气藏。其天然气甲烷碳同位素值为－23.0‰，干燥系数超过0.999，说明气藏是烃源岩在高－过成熟期阶段聚气的产物。研究结果表明；喀什凹陷白垩系－第三系和二叠系烃源岩不发育，不会是该气藏的烃源岩；侏罗系在晚第三纪强烈构造运动之前仅达到成熟阶段，难以满足晚期聚气的条件，并且阿克1井气藏所在地区中侏罗统湖相烃源岩干酪根碳同位素值较轻、下侏罗统煤系烃源岩以薄层状分散于厚层砂岩中，也不大可能是该气藏的主要烃源岩；而石炭系干酪根碳同位素值、成熟度、生烃史等均与阿克1井天然气对比良好，应是阿克1井的主要气源岩。     

鄂尔多斯盆地富县古生界天然气成因及气源综合识别

近年来,鄂尔多斯盆地南部（简称鄂南）古生界天然气勘探取得重要进展,展示了良好的勘探前景,但鄂南古生界天然气成因及气源研究相对薄弱,直接制约了下一步的勘探部署。为此通过系统开展富县古生界天然气组分、烷烃气碳氢同位素、稀有气体组分和同位素等地球化学分析,查明了鄂南富县古生界天然气中甲烷占绝对优势,含有一定量的重烃,非烃气CO₂、N₂含量相对较高,显示其为过成熟阶段生成的干气。鄂南富县古生界天然气以典型油型气为主,煤型气为辅,甲烷和乙烷的碳同位素组成存在倒转现象可能为油型气与煤型气的混合造成,上古生界天然气烷烃气碳同位素组成普遍比下古生界天然气偏重,可能混有相对较多的煤型气。综合运用烃源岩干酪根碳同位素—岩石脱附气碳同位素—天然气乙烷碳同位素、天然气甲烷氢同位素、稀有气体Ar同位素定年等综合地球化学手段,推断出鄂南富县古生界天然气可能主要来源于下古生界马家沟组烃源岩。     

准噶尔盆地煤系烃源岩及煤成气地球化学特征

准噶尔盆地主要发育石炭系和侏罗系两套煤系烃源岩,形成与之相关的两类煤成气.石炭系煤系烃源岩有机质丰度高,有机质类型主要为Ⅲ型,成熟度高.侏罗系烃源岩分布广,厚度大,成熟度变化大,中下侏罗统是主力气源岩,资源潜力大.石炭系煤成气属干气,碳同位素较重,甲烷碳同位素组成在-30‰左右,乙烷碳同位素组成大于-28‰,为正碳同位素系列,形成自生自储气藏.源自侏罗系煤系烃源岩的天然气分布广,组分相对较湿,甲烷碳同位素组成变化较大,丁垸和丙烷发生倒转的现象较为普遍,反映出天然气的成熟度变化较大,同源不同阶的天然气混合造成重烃碳同位素偏轻.石炭系煤系天然气资源潜力大,是准噶尔盆地今后最主要的天然气勘探领域.源自侏罗系煤系的天然气分布范围广,南缘是今后侏罗系煤系天然气勘探的有利地区.     

松辽盆地北部昌德东气藏CO2成因的地球化学判据

CO2气藏中CO2的百分含量、CO2伴生的烃类气体含量、稀有气体的含量及同位素、CO2产出的地质背景、δ13CCO2以及伴生甲烷同系物的碳同位素系列等特征都可以用来对CO2成因进行判别。昌德东气藏天然气中的CO2含量最高(89%~90%),CO2的碳同位素值为-4.06‰~-6.61‰,落在无机成因区,3He/4He值为3.9×10-6和4.5×10-6,介于幔源与壳源之间,伴生甲烷同系物的碳同位素都呈倒序排列,具有无机成因气负碳同位素系列的特征。对其更具体的母源区的判别有赖于对松辽盆地北部深部地质结构的研究及CO2/3He等新的CO2成因判据的探索。     

碳同位素组成异常的天然气成因探讨——以辽河坳陷东部凹陷为例

天然气碳、氢同位素组成特征是判识天然气成因类型、进行气源对比、确定天然气成熟度等的有效地球化学手段.研究认为,甲烷的碳同位素组成主要受源岩母质类型和热演化的影响,乙烷、丙烷等重烃的碳同位素组成主要取决于源岩有机质的碳同位素组成,同时也明显受热演化程度的影响.在辽河坳陷发现一类碳同位素组成异常的天然气,分布于辽河坳陷东部凹陷南部地区,其甲烷的碳同位素δ13C₁值为-44‰～-40‰,乙烷δ13C₂值为-13‰～-6.6‰,丙烷δ13C₃值为-6.1‰～+3.3‰.该类天然气的乙、丙烷异常富集重碳同位素,到目前为止,在天然气藏中还是首次发现.根据地球化学资料和地质背景分析认为,该天然气应该属于无机气和有机气的混合气体.      

徐深1井深层天然气地球化学特征与各类气源岩的贡献

徐深1井4个井段天然气甲烷组分都占烃类含量的97%以上,演化程度随着埋深而增加。随着演化程度加深,链烷烃脱甲基、环烷烃开环作用、芳构化作用和烷基化程度不断提高。营城组天然气甲烷碳同位素值比乙烷的重,碳同位素值都有反序特征;火石岭组天然气甲烷碳同位素值为-29.20‰,乙烷碳同位素值未检测到。徐深1井营城组具有腐殖型特征,处于高-过成熟演化阶段;火石岭组则具有腐泥型特征,为高-过成熟天然气。利用烃源岩及天然气烃指纹色谱技术和模拟计算软件建立了源岩贡献比例计算模板。经模板计算,徐深1井营城组天然气来自沙河子组烃源岩的占54%以上;火石岭组天然气来自火石岭组烃源岩的占50%,来自沙河子组烃源岩的占43.08%。营城组和石炭-二叠系烃源岩对营城组和火石岭组天然气的贡献均较小。     

煤成大、中型气田天然气的碳同位素特征

本文根据我国典型大、中型气田的283组碳同位素数据,通过煤成气与油型气的对比,探讨了我国大、中型煤成气田烷烃气的基本特征。研究结果表明,烷烃气碳同位素具有以下特征:甲烷及其同系物随碳分子数的增加,δ13C频率区间值展布缩小,主频率值变重;④煤成气与油型气相比,具有低的δ13C₁ 主频率峰值,高的δ13C₂值;㈣Δ(δ13C₂-δ13C₁)与δ13C₁ 呈负相关关系;煤成气碳同位素系列只有两种形式,即正碳同位素系列和同位素倒转系列;5烷烃气碳同位素系列特征取决于显微组分、演化程度和成藏机制。      

千米桥潜山构造凝析气藏的初步分析

千米桥潜山构造位于黄骅坳陷北大港构造带,千米桥潜山构造是在中生代的褶皱-逆冲作用的基础上经历伸展正断作用后形成的.该油气藏为凝析油气藏,油源主要来自板桥凹陷沙河街组三段烃源岩.油气藏含蜡量高,甲烷碳同位素具反转现象,说明其为多期成藏的产物.气侵作用是千米桥潜山气藏形成的主要原因,烃源岩在成熟阶段早期生成的原油以油相形式运移,首先进入千米桥潜山奥陶系储集层中,成熟阶段中期,以气相形式运移形成气藏.     

珠江口盆地番禺低隆起天然气成因和气源分析

指出:珠江口盆地番禺低隆起天然气组成差异较大,既有烃类含量很高的纯烃气藏,也有无机成因的二氧化碳气藏和高含氮气藏;天然气乙烷碳同位素值绝大多数小于-28‰,以混合气和油型气为主;甲烷碳同位素值介于-44.2‰～-33.6‰之间,C2+含量介于4.76%～10.98%之间,C1/(C2+C3)值介于6.28～21.44之间,大多属于高成熟―过成熟天然气;与天然气相伴生的高成熟凝析油具有较高的Pr/Ph值(2.58～6.38),双杜松烷有一定丰度,C304-甲基甾烷含量低,来自于恩平组烃源岩。利用ln(C1/C2)―ln(C2/C3)和(δ13C2-δ13C3)―ln(C2/C3)图版,结合油-气-岩的综合分析,认为番禺低隆起天然气以来自于恩平组烃源岩干酪根裂解气为主,以原油裂解气和文昌组烃源岩晚期干酪根裂解气为辅。     

鉴别煤成气和油型气若干指标的初步探讨

鉴别煤成气和油型气的普遍性标志初步认为有:1.煤成气的甲烷碳同位素(δ¹³C₁)一般比油型气的重:在Ro≤0.5%,煤成气和油型气δ¹³C₁除-55‰至-74‰是重迭数域值外,当δ¹³C₁<-74‰为油型气型生物成因气;在Ro>0.5%至-2.5%时,δ¹³C₁-43‰至-30‰是煤成气与油型气重迭数域值,故δ¹³C₁≤-43‰至-55‰的气是油型气;而δ¹³C₁>-30‰的气是煤成气。2.煤成气中的汞蒸气比油型气的一般含量高。煤成气中平均汞含量一般在700毫微克/米³以上,多数大于1000毫微克/米³,而油型气中平均汞含量在600毫微克/米³以下,多数小于400毫微克/米³;煤成气中最高含汞量一般大于1000毫微克/米³,而油型气中的一般小于700毫微克/米³。3.当Ro为0.4%至1.35%时,一个含油层系形成以气为主以油为辅,这种气是煤成气。4.在与Ro0.4%至1.0%有成因关系的气中,若普遍见到凝析油,这种气是煤成气。     

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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。     

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近年的煤层气勘探开发工作中，主要从热成气角度考虑煤层甲烷的气源，而煤能否被厌氧菌降解生成次生生物气则一直是人们所关心的问题。采用“悬浮接种物”作为接种源，对山西柳林庙湾矿石炭、二叠系的两个煤样进行了不同温阶下的生物降解产气模拟实验。实验表明：温度超过７５℃停止产气；所产气体为甲烷和二氧化碳，其中甲烷具有轻碳同位素值的特征，δ１３Ｃ１为－４９．１６‰，从气体组成和δ１３Ｃ１值来看，模拟实验所产气体属生物气。结果认为，煤可以被厌氧生物降解生成次生生物气；这种二次成气或叠加成气作用可以增加浅煤层中煤层甲烷的绝对含量，相应提高煤层甲烷的勘探成功率；厌氧环境的存在从另一个侧面也反映煤层甲烷的保存条件较好；存在煤层二次生物气是寻找煤层甲烷气藏的一个标志。     

徐家围子断陷深层天然气的成因类型研究

松辽盆地深层砾岩和火山岩储层中的天然气地球化学分析表明，气组分以烃类为主，甲烷含量一般大于84.9%,最高达98.63%，表现为高-过成熟干气特征；天然气烷烃碳同位素值变化大，其中甲烷δ¹³C₁为-15.49‰～-54.57‰，一般为-25‰～-28‰，乙烷δ¹³C₂分布在-10.88‰～-4.17‰，一般为-24‰～-27‰，反映深层天然气成因类型复杂、但以煤型气为主的特征。天然气组分碳同位素系列除少部分为正常系列外，大部分具有反转或倒转特征，可能是多套源岩在不同成熟阶段生成的天然气的混合结果。根据天然气重烃分析和源岩吸附气重烃分析，讨论了松辽盆地深层几套烃源岩对天然气成藏的贡献比例。     

吐哈盆地雁木西油田天然气成因分析

雁木西油田所产天然气在吐哈盆地有一定的特殊性，主要表现为含有一定量的硫化氢气体，部分样品的氮气含量高、甲烷含量低、烃类碳同位素值较重，并且重烃碳同位素值发生了倒转。探讨这些特殊性有助于全面认识吐哈盆地的天然气来源、成因与分布规律等，为此在天然气地球化学特征分析的基础上，结合具体的地质条件对天然气的来源、成因进行了系统地分析并取得了如下认识：①雁木西油田的原油溶解气分布在鄯善群和白垩系油藏中，成因上为腐殖型天然气，由烃类和非烃类组成；②烃类气体由甲烷和重烃组成，不同组分的含量与干燥系数均在较宽的范围内变化，但都表现为湿气特征；③非烃类气体主要由N₂、H₂S、CO₂等组成，其中CO₂含量普遍较低；④烃类气体、部分非烃气体及其伴生的原油主要来自侏罗系烃源岩，部分高含量的氮气为大气来源，硫化氢与深部石炭系海相碳酸盐岩有关；⑤部分天然气遭受了次生变化，烃类碳同位素值偏重、重烃碳同位素值倒转均与细菌的生物降解作用有关。     

煤层气甲烷碳同位素的特征及分馏效应

煤层气甲烷碳同位素值记录了煤层气成藏和开发过程中的一些有用信息。为此,测试了我国5个典型盆地、不同煤阶的72个煤层气样品的δ¹³C₁,从热演化过程、生物降解作用、解吸吸附过程、水的溶蚀作用4个方面分析了煤层气甲烷同位素的分馏效应。结论认为：从煤层气的成藏到开发的整个过程,其甲烷同位素的分馏效应是普遍存在的;根据这一特点,可以帮助判断煤层气的气源与成藏过程、判断煤层气井的开发状态及采收率、判断煤层水的活跃程度,从而更加精确地评价煤层气富集的有利目标区。     

水动力对煤层甲烷碳同位素的影响

通过对全国主要煤层气盆地水文地质条件、煤层气含量分布、煤层气地球化学特征进行全面的研究，结果发现在平面和剖面上，煤系水动力条件强的地区，不仅煤的含气量相对较低，煤层气甲烷碳同位素变轻的程度也较大；相反水动力较弱的地区或滞流水区，煤层气的含量相对较高，甲烷碳同位素变轻的程度也相对较小。在煤级相似的煤层中，煤层气的含量与甲烷碳同位素有较大的相关性，煤层含气量含越低，甲烷碳同位素就越轻。据此提出，流动的地下水是煤层甲烷碳同位素变轻的根本原因。