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有机烷烃气碳同位素系列发生倒转的成因有:1.有机烷烃气和无机烷烃气的混合;2.煤成气和油型气的混合;3.“同型不同源”气或“同源不同期”气的混合;4.烷烃气中某一或某些组分被细菌氧化;5.地温增高。     

中国有机烷烃气碳同位素系列倒转的成因

所谓烷烃气碳同位素系列是指依烷烃气分子中碳数顺序递增,δ¹³C值依次递增或递减。递增者称正碳同位素系列,递减者叫负碳同位素系列。当烷烃气的δ¹³C值不按正、负碳同位素系列规律,排列出现混乱时,谓之碳同位素系列倒转。致使倒转的原因有有机烷烃气和无机烷烃气的混合;煤成气和油型气的混合;同型不同源气或同源不同期气的混合和烷烃气中某一或某些组分被细菌氧化。倒转可由其中一种原因,也可由两种或更多种原因所致。     

准噶尔盆地烷烃气碳同位素组成及来源

通过对全盆地烷烃气碳同位素组成进行分析,明确了准噶尔盆地烷烃气成因类型、来源及分布。准噶尔盆地天然气主要包括成熟—过成熟油型气、成熟—过成熟煤型气、过渡气和生物气等。准噶尔盆地烷烃气碳同位素倒转普遍,碳同位素倒转原因包括细菌氧化作用、油型气和煤型气混合、不同源煤型气混合以及同源不同阶煤型气混合。准噶尔盆地煤型气包括3类：①煤型气重烃气碳同位素组成较重(δ¹³C₂＞-26.0‰),主要为成熟—高成熟,来源于侏罗系烃源岩;②煤型气重烃气碳同位素组成相对较轻(δ¹³C₂＜-26.0‰),成熟度范围广,来源于侏罗系、二叠系乌尔禾组和佳木河组烃源岩中的一套或多套;③煤型气重烃气碳同位素组成分布范围广,主要为高—过成熟,来源于石炭系烃源岩。     

塔里木盆地和准噶尔盆地烷烃气碳同位素类型及其意义

将烷烃气碳同位素划分为正碳同位素系列(是有机成因烷烃气的表征)、负碳同位素系列(是无机成因烷烃气的表征)和烷烃气碳同位素倒转(是次生改造气的特征)等3种类型.塔里木盆地和准噶尔盆地发育着大量正碳同位素系列的原生型煤成气和油型气,也有大量碳同位素倒转的次生型的有机成因烷烃气,但无原生型负碳同位素系列无机成因烷烃气,仅有个别次生改造型负碳同位素系列,它们是由有机成因烷烃气改造来的.认为烷烃气碳同位素倒转的成因有4种:①同源不同期气或同型不同源气的混合;②煤成气和油型气的混合;③烷烃气中某一或某些组分被细菌氧化;④有机烷烃气和无机烷烃气的混合.     

渤海海域中部地区天然气组成与成因类型

渤海海域中部地区已发现的天然气主要为烃类气体，成熟度为成熟高成熟，古近系及以下储集层中的天然气为湿气，新近系的天然气多为干气。天然气甲烷、乙烷碳同位素变化较大，其中，BZ28—1构造天然气甲烷碳同位素最重，QHD30—1构造天然气乙烷碳同位素最重。烃类气为有机成因气，可分为油型气、煤成气和混合气，以混合气为主。图2表1参9     

松辽盆地双城—太平川地区天然气成因类型及气源

对松辽盆地双城—太平川地区中浅层天然气地球化学特征的分析表明,该区天然气为高-过成熟的煤型气,来源于深部的白垩系沙河子组和侏罗系含煤地层。本区天然气的碳同位素组成具有倒转序列特征,这主要是由腐殖型母质的"同型不同源"气或"同源不同期"气的混合造成的,同时也不排除由天然气中某一或某些组分被细菌氧化所造成。本区天然气中稀有气体氦的含量相对较高,有11口井天然气中氦的含量均具有工业开采价值,可作为氦气藏开采。     

天然气组分碳同位素倒转成因分析及地质应用

为促进稳定碳同位素倒转现象在天然气地质勘探中的应用,通过调研大量国内外相关文献,系统地梳理和归纳了天然气烷烃组分稳定碳同位素序列倒转的成因及原理,包括有机成因气与无机成因气混合、细菌氧化降解作用、不同类型天然气（油型气和煤成气）混合、不同源或不同期天然气（如原生气与次生气）混合、高温及高压作用（气层气和水层气混合、硫酸盐热氧化还原反应、瑞利分馏作用）以及天然气运移扩散效应等。分析认为,碳同位素倒转现象在天然气地质勘探中具有广阔的应用前景,包括判识天然气的成因及来源,研究母质成熟度及天然气次生变化,反映气藏的地质特征（如成藏期次和沉积环境）,以及判断天然气远景区等。     

建南气田志留系天然气地球化学特征及气源探讨

根据建南气田及邻区的天然气组分、烷烃碳同位素等资料,结合区域烃源岩研究资料,研究了该区志留系天然气的地球化学特征及其气源特征。结果表明,建南气田志留系天然气为干气,非烃气体总含量低且无H2S气体;烷烃气碳同位素均小于-40‰,属于油型气成因,其母源为腐泥型干酪根。ln(C1/C2)-ln(C2/C3)相关性表明现今的志留系气藏以原油二次裂解贡献为主。结合该气藏地质特征综合分析认为,建南气田志留系天然气来源于志留系龙马溪组碳质页岩,烷烃气碳同位素局部倒转为同源不同期的天然气混合所致,即晚期原油裂解气与早期干酪根降解气混合。中上扬子区广泛分布且已成熟的志留系龙马溪组页岩预示志留系和石炭系的天然气勘探前景良好。     

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。     

碳同位素在笔架岭构造天然气研究中的应用

从区内天然气碳同位素特征分析入手,结合气源岩有机质类型及演化规律,对天然气的特征和类型进行了探讨.研究认为,区内存在东三段、沙一、二段和沙三段3套气源岩,区内天然气为热解气,属于油型气和煤型气的混合型.指出了区内甲烷同系物δ13C值随烷烃分子中碳数增加出现局部逆转是不同源岩生成天然气相混合造成的.     

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对鄂尔多斯盆地上古生界存在幔源成因无机气以及盆地的构造特征有利于幔源气上涌的观点进行置疑。鄂尔多斯盆地构造稳定，断裂主要集中在周缘，而且以挤压性质为主，并不利于幔源气的上涌；通过对天然气地球化学特征的分析，上古生界的天然气主要是上古生界石炭—二叠系煤系为烃源岩的煤成气组成：大部分甲烷的δ13C₁＜－30‰，显示有机成因，而部分δ13C₁＞－30‰是由于高成熟或者过成熟煤成气甲烷较重的结果；烷烃气虽发生单项碳同位素倒转，属于煤系不同源气或同源不同期煤成气的混合结果，烷烃气均为有机成因；部分二氧化碳气藏具有δ13C_CO2≥－8‰，为无机成因，是碳酸盐岩水解或者酸溶作用的结果；对盆地中氦的分析结果表明主要为壳源成因     

天然气中烷烃气碳同位素研究的意义

天然气中烷烃气的碳同位素值蕴含丰富的科学信息,为研究其重要理论及实践意义,分析、总结了国内外学者对烷烃气中单组分（甲烷、乙烷）碳同位素值的研究成果。结果认为：依据δ¹³C₁-R_o回归方程能对勘探目的层天然气的类型或成熟度作出推断;煤成气的δ¹³C₂基本上重于-28.0‰,油型气的δ¹³C₂基本上轻于-28.5‰,而介于-28.0‰~-28.5‰之间是上述两类气的共存区,且以煤成气为主。此外,还重点讨论了烷烃气碳同位素系列所反映的油气地质和地球化学信息,认为具有正碳同位素系列的烷烃气属于有机成因气,负碳同位素系列的烷烃气基本上属于无机成因气;但在沉积盆地中个别出现的负碳同位素系列是由于正碳同位素系列次生改造（扩散分馏、相态转换分馏）所致,其烷烃气不是无机成因的。     

天然气藏二元混源比例定量判识探讨及气源岩40Ar年龄模型

对2种不同成因气或同源不同成熟阶段气的模拟实验表明:煤型气、油型气混源气随油型气比例降低,碳同位素组成逐渐变重,氢同位素组成变轻,各组分同位素分馏模式不同,具有三阶段变化模式;同源不同成熟阶段混源气随高熟气比例的增加,烷烃气碳同位素组成逐渐变重\.建立了煤型气、油型气混源比例定量判识的地球化学模板,在雅克拉气田得到了很好地应用\.雅克拉气田主要为油型气,掺混煤型气比例约为12%～20%。同时,建立了同源不同成熟阶段气混源比例定量判识的地球化学模板,在塔河油田应用效果很好。塔河油田天然气由高成熟气与低成熟气混合形成,塔河东部主要以高成熟天然气为主,西部以低成熟气为主,只是混合的比例不同,低成熟气与高成熟气的混源比例在1∶19～13.3∶1之间,天然气由东南向西北、由东向西运移充注。针对南方海相地层实际情况,对氩同位素积累效应确定气源岩时代模型进行了修正,并对大湾2井天然气来源进行了定量判识。     

渤南凸起BZ28-1油田油气源分析及其地质意义

甾萜烷生标分析表明,ＢＺ２８－１油田存在两种类型的原油,一类原油主要来源于渤中凹陷东营组下段烃源岩,而另一类原油主要来源于黄河口凹陷沙河街组烃源岩。原油物性和补身烷系列化合物分析表明,ＢＺ２８－１油田凝析油来源于渤中凹陷。天然气组分和碳同位素研究表明,ＢＺ２８－１油田天然气为渤中凹陷和黄河口凹陷混合来源,以渤中凹陷高—过成熟气为主。     

四川盆地陆相天然气成因类型划分与对比

对四川盆地天然气轻烃指纹、碳氢同位素、稀有气体同位素等进行了系统研究。天然气碳同位素δ13C1—δ13C2关系的分区和分层对比研究显示天然气受母质类型、成熟度及运移等多种因素影响。轻烃指纹表明川西坳陷天然气以腐殖型来源为主,川中、川南及川东地区天然气既有腐殖型也有腐泥型来源,天然气明显具有油型气特征。川西坳陷中段须二段天然气碳同位素δ13C1较高,而部分碳同位素δ13C2位于-28‰以下显示了其油型气和高成熟度特征,研究区其它样品分布区间相对集中,均表现为典型的煤型气特征。四川盆地海、陆相天然气可以利用δ13C2—δD1很好区分,氢同位素δD1=-140‰和碳同位素δ13C2=-28‰可将四川盆地海相和陆相天然气进行区分。稀有气体同位素表明天然气基本上为壳源成因,无幔源稀有气体的加入。     

天然气地球化学数据的获取及应用

天然气地球化学研究已成为天然气藏勘探开发的重要基础工作。由于气源的混合性和天然气化学组成和同位素组成影响因素的多样性使得天然气藏的形成过程极为复杂 ,同时也给天然气地球化学研究带来了极大的困难和严格的要求 ,故而 ,获取精确的地球化学分析数据无论对科学研究还是对气藏的勘探开发来说都非常重要。不同成因的天然气类型和同一源岩不同演化阶段生成的天然气具有不同的化学组份和不同的稳定同位素特征。根据气体化学组份和稳定同位素特征可初步确定天然气的成因类型。在天然气类型确定后 ,利用天然气碳同位素与 Ro 之间的关系式可以确定天然气的成熟度。而系列碳同位素之间会存在差异 ,存在差异的原因可能是多种多样的。稀有气体可作为判识天然气来源的一个辅助指标 ,用此指标可鉴别天然气中是否有深部气体的混入。当确定天然气中无深部气体混入时 ,可利用4 0 Ar/ 36 Ar比值对烃源岩的年代做出初步的估算。应用地球化学参数在解释天然气形成特征时 ,必须结合实际地质背景进行     

和田河气田天然气东西部差异及原因

塔里木盆地和田河气田天然气是成熟度较高的干气，二氧化碳和氮气含量高，天然气来自寒武系海相高-过成熟烃源岩，属油型气，气田呈近东西向展布，西部井区的埋深小于东部井区，西部井区天然气二氧化碳含量和干燥系数明显高于东部，西部井区甲烷碳同位素重于东部，导致东西部天然气的地球化学特征有明显差别的原因是，天然气自东向西动移造成了组分的东西部差异；西部井区的压力释放使水中溶解的CO2大量释放，导致CO2含量增加；扩散作用导致了甲烷碳同位素的西重东轻。     

川西新场地区须二段天然气成因类型和来源

须二段是四川盆地陆相天然气勘探的重要层系之一。天然气地球化学特征研究表明,新场地区须二段天然气干燥系数普遍高于0.95,为典型干气;δ13C1和δ13C2值分别为-34.5‰~-30.3‰和-29.1‰~-23.4‰,δD1值介于-168‰~-157‰之间,烷烃气碳、氢同位素系列主体表现出典型正序特征,部分样品发生了乙、丙烷碳同位素的部分倒转。新场须二段天然气为混合成因,重烃气表现出以原油裂解气为主并混有部分煤型气的特征,而甲烷则主要表现出煤型气的特点。气源对比研究表明,新场须二段天然气主要来自马鞍塘组—小塘子组烃源岩,须二段自身烃源岩也有一定的贡献。     

天然气成因类型及其鉴别

中国经过20年天然气科技攻关，已形成天然气成因类型及其鉴别标志的理论体系和方法。天然气成因类型可划分为有机成因气、无机成因气、混合成因气3大类。有机成因气根据演化程度划分为生物气、生物一热催化过渡带气、热解气和裂解气，根据母质类型划分为煤成气（包括煤成热解气和煤成裂解气，在天然气资源中占主导地位）和油型气（主要是原油伴生气，包括油型热解气和油型裂解气）；无机成因气以二氧化碳为主，分为岩石化学成因和幔源成因两种主要类型；混合成因气是两种或两种以上成因类型气混合而成的天然气，常见的主要有3类（同一烃源岩不同热演化阶段生成天然气的混合，不同烃源岩生成天然气的混合，有机成因气和无机成因气的混合）。常用的天然气成因类型鉴别指标有天然气组分、烷烃气碳同位素、二氧化碳碳同位素和轻烃参数，其中，碳同位素是判别各类成因天然气最有效和最实用的指标。图1表2参41