松辽盆地二氧化碳成因判识与分布规律

运用CO₂碳同位素、³He/⁴He和CO₂/³He比值判断松辽盆地高含量的CO₂皆为幔源成因。松辽盆地CO₂的分布具有极大的不均匀性,研究结果表明,松辽盆地CO₂在含量上具有"两端元"的分布特征;受区域盖层和储层性质的控制,CO₂在层位上主要富集于白垩系营城组和泉头组四段地层中;在平面上CO₂呈多个点状或狭长带状局限分布,明显受控于深大断裂,与基底大断裂和火山岩体具有较好的成生关系。常规烃类气和幔源CO₂因同受基底大断裂控制,并共享某些圈闭和储层要素而耦合混杂分布在一起。幔源CO₂运聚通道组合类型在很大程度上决定了火山岩气藏中烃类气和CO₂相对含量的大小以及含CO₂天然气的赋存层位。     

松辽盆地南部长岭断陷高含CO2气藏成藏机制分析

通过对松辽盆地南部长岭断陷典型高含CO₂气藏的解剖,对比分析了长深1、长深2、长深4、长深6、长深7等高含CO₂气藏的气体成因、分布特征及其差异,指出基底大断裂的活动特征决定了幔源CO₂和烃类气成藏条件的相对好坏,从而决定了气藏中CO₂的含量及含CO₂天然气的赋存层位,建立了长岭断陷高含CO₂气藏运聚成藏模式,合理解释了长岭断陷含CO₂天然气的勘探现状和复杂分布问题,为CO₂和烃类气的钻前预测提供了理论依据。     

松辽盆地二氧化碳成因及分布主控因素

松辽盆地天然气成因类型复杂,烃类气和CO₂大量共存,已发现多个高含CO₂气藏。地质和地球化学指标判识表明,松辽盆地高含量的CO₂皆来自于上地幔的岩浆脱气。通过对已发现含CO₂天然气分布特征的分析,总结了松辽盆地高含CO₂天然气分布的五大主控因素：①深部构造背景控制CO₂区域分布;②基底大断裂控制CO₂区带分布;③中生代火山岩构成CO₂深部优质储层;④新生代火山岩浆活动控制CO₂气源;⑤区域盖层控制CO₂聚集层位。松辽盆地CO₂充注成藏期较晚,主要与新生代幔源玄武岩浆活动有关。     

松辽盆地幔源CO2分布规律与运聚成藏机制

对CO₂碳同位素组成和 ³He/ ⁴He值分析表明,松辽盆地高含CO₂天然气藏中的CO₂皆为幔源成因。在对已发现含CO₂天然气分析的基础上,研究了松辽盆地CO₂在含量、层系和平面上的分布规律。研究结果表明,松辽盆地CO₂在含量上具有“两端元”的分布特征;受区域盖层和储层性质的控制,在层位上,CO₂主要富集于营城组和泉四段;在平面上,CO₂呈多个点状或狭长带状局限分布,其平面分布明显受控于深大断裂,与基底大断裂和火山岩体具有较好的伴生关系。幔源CO₂运聚成藏机制可概括为：深部热流底辟体的顶部是CO₂的储集库,基底大断裂向下收敛于拆离带并沟通CO₂气源,CO₂通过基底大断裂和古火山通道向上输导,并在适当圈闭中聚集成藏。运聚通道组合类型决定了气藏中CO₂的含量及含CO₂天然气的赋存层位,幔源CO₂的运聚通道可划分为3种组合类型。建立了松辽盆地含CO₂天然气藏的“三阶段”成藏模式。     

松辽盆地二氧化碳的气源及其脱气模式

松辽盆地烃类气和CO₂大量共存,已发现多个高含CO₂气藏;CO₂具有无机、有机和混合3种成因,但以无机成因为主。从已发现含CO₂天然气和区域地质综合分析出发,探讨了松辽盆地潜在的CO₂气源及其脱气模式。研究表明,松辽盆地主要有幔源岩浆、火山岩、碳酸盐岩和有机质4种潜在的气源,结晶基底的幔源岩浆是松辽盆地最重要的气源,特别是新生代碱性玄武岩浆;沉积盖层的火山岩是松辽盆地另一种重要的气源,营城组和登娄库组的中酸性火成岩很有可能就是昌德东CO₂气藏的主力生气层;变质基底的石炭系-二叠系碳酸盐岩是今后勘探中值得关注的气源;沉积盖层和变质基底中有机质丰富,但对高含量CO₂气藏的形成贡献有限。气源不同导致有利的脱气模式亦不同：幔源CO₂进入沉积盆地中具有沿岩石圈断裂直接脱气模式、热流底辟体脱气模式和壳内低速高导岩浆房-基底断裂组合脱气模式;火山岩最主要的脱气模式是火山岩吸附气后期脱气;碳酸盐岩接触变质作用和动力变质作用下脱气有利于CO₂气成藏。     

松辽盆地查干花地区营城组火山岩气藏气体组份差异性及其控制因素分析

松辽盆地查干花地区火山岩勘探取得了比较好的效果,而不同区带气藏组分存在差异。通过对比分析凸起带及凹陷带探井中气藏的气体成因、分布特征及其差异,明确了一级基底大断裂及其分支的二级断裂为幔源气的运移通道,而缓坡带的三级断裂为烃类气的运移通道,输导断裂的类型决定了气藏中CO₂和烃类气的含量。建立了查干花地区含CO₂气藏运聚成藏模式,合理解释了该地区含CO₂天然气的勘探现状和复杂分布问题,为CO₂和烃类气的钻前预测提供了理论依据。     

济阳坳陷二氧化碳气藏的成因判别

CO₂气藏成因的判别依据主要有气藏CO₂的体积百分含量、CO₂碳同位素(δ¹³C) 、氦同位素的R/Ra、CO₂/³He等。将济阳坳陷已发现的6个CO₂气藏的CO₂的体积分数、CO₂碳同位素(δ¹³C) 、氦同位素的R/Ra、CO₂/³He等数据进行系统的判别,得出这6个气藏均为无机成因的,其中平方王气藏幔源和壳源的CO₂所占比例相近; 平南气藏壳源成因的CO₂所占比例较大; 花沟、高青、阳25井等气藏幔源成因的CO₂所占比例较大。     

北部湾盆地福山凹陷CO2气成因探讨

北部湾盆地福山凹陷油气钻探中发现了高含CO₂气的天然气气藏。对CO₂气稳定碳同位素、伴生稀有气体氦和氩同位素进行了分析研究，结果显示，福山凹陷CO₂气稳定碳同位素偏重，(13C_CO2为-5.01～-10.08‰，绝大多数样品大于-7.0‰，为无机成因CO₂气特征；伴生稀有气体氦同位素³He/⁴He值为(4.74~5.03)×10^-6，R/Ra值为3.38～3.59；伴生稀有气体氩同位素⁴⁰Ar/³⁶Ar值为1881～2190，也显示出幔源或壳幔混合CO₂气的特征。综合判定认为，福山凹陷CO₂为壳幔混合成因。始新统流沙港组岩浆岩体分布特征与CO₂气藏分布范围基本一致，也表明幔源-岩浆可能是福山凹陷CO₂气的主要来源。与南海北部边缘盆地其它地区如珠江口盆地西部、琼东南盆地东部CO₂气成因一致，都为幔源-岩浆来源，或壳幔混合来源。     

南海北部大陆架边缘盆地CO2成因和运聚规律的分析与预测

在近期所获大量新的地质地化资料基础上,重点对南海北部大陆架边缘盆地CO2成因及运聚成藏的主控因素进行了研究,并对可能的高CO₂风险区进行了初步预测。认为:莺歌海盆地壳源型及壳幔混合型CO₂的形成及富集成藏,主要受控于泥底辟热流体晚期分层、分块和多期的局部上侵活动,和巨厚的上新统―中新统海相含钙砂泥岩的物理化学综合作用,且CO₂运聚分布规律亦具多期和分层、分区的特点;琼东南盆地东部及珠江口盆地火山幔源成因型CO2则主要受控于幔源型火山活动和沟通深部气源的基底深大断裂的导气配置作用,CO₂运聚富集规律与幔源型火山活动及深大断裂的发育展布密切相关,CO₂主要来自地壳深部幔源火山活动所伴生的大量CO₂;因此,根据壳源岩石化学成因型CO₂与火山幔源成因型CO₂不同成因机理及成藏条件,可以追踪CO₂气源,可分析和预测天然气尤其是CO₂的运聚分布规律,可为天然气勘探部署及决策提供依据,可减少和降低勘探风险。另外还指出,油气藏中CO2的充注驱油特征可作为判识油气成藏动态过程的示踪标志,也可作为分析油气运聚、预测和追踪油气分布的良好指示。     

苏北盆地CO2气藏成藏规律及富氦成因

随着“碳达峰”“碳中和”双碳目标的提出,CO₂地质封存研究越来越受到重视。针对苏北盆地已发现的CO₂气藏,利用δ¹³C值、³He/⁴He值等的分析,对CO₂气藏分布、CO₂来源以及富氦气藏He富集成因等进行研究。认为苏北盆地CO₂气藏主要分布于盆地南侧的苏南隆起区、苏南隆起与东台坳陷交接处的断裂带以及断裂带外延断层发育区,苏北盆地CO₂整体为幔源岩浆成因,黄桥气藏中的氦气为混合来源。在前人提出He的富集过程主要与CO₂的溶解与矿化有关的基础上,提出He富集成藏可能是CO₂大量溶解和散失而形成的观点。     

松辽盆地长岭断陷无机成因CO_2气成藏条件分析

随着深层天然气勘探的进展,在松辽盆地长岭断陷的多个气田中发现了含量不等的CO2气体。通过天然气的CO2碳同位素值和3He/4He值,分析了长岭断陷CO2气体的成因类型,认为长深2、长深4、长深6井区以及松南气田的CO2气体为幔源无机成因为主,而东岭气田的CO2气体为有机成因,这主要受控于断陷内的深大断裂的分布。盆地内地幔隆起导致地壳减薄而发育的低速高导岩浆房、长岭断陷深层"网状结构"的构造拆离带和基底深大断裂则是长岭断陷无机成因CO2气藏形成的有利条件。     

松辽盆地长岭断陷老英台—达尔罕凸起CO2分布特征及成因分析

松辽盆地长岭断陷老英台凸起区广泛分布CO₂气层或与烃类气体伴生的CO₂,其含量和组成非均质性明显,不同井区或同一井区不同层位气层中CO₂的相对含量及同位素组成均可能存在明显差别,表明其成因十分复杂。揭示研究区CO₂的成因机理,不仅具有理论意义,对研究区天然气勘探也具有重要的现实意义。根据CO₂组成、同位素分布特征,结合伴生烃类气体分析,可知研究区深层CO₂既有无机成因,也有有机成因,或者两者混合成因。其中,CO₂含量相对较高的营城组气层中的CO₂主要为无机成因气,而CO₂含量较低的登娄库组气层中的CO₂为有机成因或有机—无机混合成因。登娄库组有机成因CO₂与烃类气为同期成藏;营城组CO₂有与烃类气同期形成的,但大规模的无机成因的CO₂为新近纪之后晚期成藏的。      

松辽盆地昌德东CO2气藏形成机制及成藏模式

通过对松辽盆地北部昌德东地区CO2气藏中天然气组分、天然气成因、气藏特征、断裂及火山岩相等研究,探讨昌德东地区CO2气藏的形成机制及成藏模式.研究表明,昌德东地区CO2为幔源成因,烃类气为油型气与无机烃类气混合成因;芳深9井-芳深701井区为CO2气藏,芳深6井-芳深7井区属高含CO2气藏,二者是两个互不连通的气藏系统.松辽盆地深层CO2气藏的形成机制可概括为:深部热流底辟体的顶部是CO2的储集库.基底大断裂向下收敛于拆离带并沟通CO2气源,CO2通过基底大断裂和古火山通道向上输导并在适当圈闭中聚集成藏.运聚通道组合类型的差异以及运移过程中天然气的重力分异作用是导致芳深9井-芳深701井区和芳深6井-芳深7井区气藏中CO2含量差异的根本原因.图5表3参32     

松辽盆地长岭断陷伏龙泉地区油气源及成藏特征分析

利用天然气组成、轻烃、碳同位素和生物标志化合物等地球化学特征,结合地质条件,确定了松辽盆地长岭断陷伏龙泉地区油气成因及来源,建立了研究区不同构造带的油气成藏模式。研究表明,伏龙泉地区泉头组-登娄库组天然气以煤型气和凝析油伴生气为主,油气源主要为下部断陷层下白垩统沙河子组烃源岩,营城组和火石岭组烃源岩有部分贡献;不同构造带油气成藏存在差异,陡坡带主要为深大断裂控制下的次生油气藏成藏模式,具有“近源、深大断裂输导、后期强烈反转调整”的成藏特征,缓坡带主要为侧向运移的原生油气成藏模式。研究区下白垩统发育多套烃源岩、“Y”型断裂以及多个区域不整合面构成的三维网络输导体系,油气源条件与输导条件良好,同时嫩江组沉积末期强烈的构造反转运动形成的反转构造,提供了较有利的圈闭条件,具有一定的油气勘探潜力。      

幔源CO2对渤海海域秦皇岛29构造带油气成藏的影响

秦皇岛29构造带是渤海海域为数不多的典型高含CO₂气体的油气带,研究油气充注与高丰度CO₂气体运移、聚集之间的相互关系,对于油气勘探和CO₂气藏的发现都具有重要意义。基于原油饱和烃和芳烃等地球化学实验分析结果以及流体包裹体岩石学特征等,系统开展了CO₂气体充注与秦皇岛29构造带油气成藏的相互关系及影响,研究并深入探讨了秦皇岛29构造带高含CO₂气体的油气藏形成机理。研究认为：(1)构造带油气主要赋存于沙河街组一段(沙一段)和东营组,油气来源于秦南凹陷沙一段和沙三段烃源岩,以沙一段为主;(2)构造带油气藏经历了两期油气充注事件,早期以原油充注为主,运移方向以横向为主,石油自北向南沿着砂体运移,由秦南凹陷运移至凸起带,晚期发生了岩浆热流体引起的气体瞬时充注事件,以垂向运移为主,富含烃类的超临界CO₂流体先沿着深大断裂向上运移,进入主力油层后,自南向北横向运移;(3)构造带油气藏气洗作用比较明显,形成了主力油气藏底部富集稠油和沥青、中部为轻质油、上部为凝析油,以...     

松辽盆地南部幔源CO2与油气充注时序-来自含片钠铝石砂岩的证据

沉积盆地中幔源CO₂的充注时间是进行CO₂-砂岩相互作用以及CO₂-原油相互作用研究的基础。一般将CO₂气藏附近火山岩的喷发年龄视为幔源CO₂的充注时间,但是,这一思路明显不适合于具有多期火山活动的含油气盆地。通过成岩共生序列和流体包裹体的系统研究,在松辽盆地南部含片钠铝石砂岩中解读出两期油气和一期CO₂充注记录,其中,第一期和第二期油气充注记录主要以液烃包裹体和气液烃包裹体形式赋存于自生矿物和碎屑矿物的裂隙中,幔源CO₂充注的记录为片钠铝石自生矿物和赋存于碎屑矿物裂隙中的含CO₂包裹体,幔源CO₂的充注略晚于第二期油气充注或与其大致同时。根据含片钠铝石砂岩的成岩共生序列和流体包裹体研究,结合已有的油气成藏时间和构造裂缝发育时间判断,松辽盆地南部形成片钠铝石的幔源CO₂的充注时间可能为白垩纪末(明水期末)-古近纪。     

松辽盆地北部二氧化碳气藏成因地球化学研究

松辽盆地北部深层已发现的二氧化碳(CO₂)工业气藏主要处于徐家围子断陷带深层,火山岩储集层的岩石化学数据表明,徐家围子的火山岩以钙碱性为主,为幔源岩浆分异作用的产物。徐家围子断陷带昌德东气藏天然气中的CO₂ 含量高(89.73%~90.38%),CO₂的碳同位素值为-6.61‰~-4.06‰,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呈倒序排列,具有无机成因气负碳同位素系列的特征。CO₂/3He值为1.9×109,指示出气藏中CO₂是上地幔脱气成因。火山岩储集层岩石化学数据和气体化学成分判别的结果说明徐家围子断陷带昌德东气藏的形成和幔源岩浆有关,其CO₂是无机幔源成因。      

松辽盆地高含CO2气藏储层包裹体气体的地球化学特征

对松辽盆地高含CO₂气藏储层包裹体及其气体组分的地球化学特征研究发现,储层中CO₂包裹体不发育,包裹体中CO₂的地球化学特征和气藏中气体的地球化学特征有比较大的差别,包裹体中的CO₂显示有机成因,而气藏中的CO₂显示无机成因;但包裹体中与气藏中的烃类气体的同位素特征却比较一致。造成包裹体上述特征的原因一是无机幔源CO₂的充注速度快,包裹体来不及生长;二是在CO₂充注以前,储层已经被烃类气体所饱和,在储层缺水的地质环境下不适宜包裹体的形成。最后结合地质特征认为,CO₂的充注发生在烃类气体充注以后。