漠河盆地多年冻土带生物气的发现及对陆域天然气水合物勘查的重要意义

东北漠河盆地多年冻土带不仅具有生物气形成的温度、地下水盐度、地下水Eh值和pH值等环境条件,而且具有生物气形成所需的丰富有机质。漠河盆地MK-2井的数据显示,井深870 m内的烃类气体干燥系数C₁/C_1-5> 98 %,70 % 以上的甲烷碳同位素δ¹³C₁< -55 ‰,几乎所有的甲烷氢同位素δD< -250 ‰,表现出明显的生物成因特征。区域和井下样品的生物标志物分析表明,几乎所有样品都含有25-降藿烷系列化合物,展示了漠河盆地多年冻土带微生物活动的普遍性。这一系列直接和间接标志,充分证实了漠河盆地生物气的存在,大大拓展了该区域天然气水合物的成藏气源,扩大了东北地区水合物的成藏潜力和勘查前景。这对东北地区乃至中国陆域多年冻土带的天然气水合物勘查都具有重要指导意义。     

我国主要冻土区天然气水合物形成条件及成藏模式探讨

从天然气水合物的温度、气源和水源等基本成藏要素着手,探索我国冻土区天然气水合物形成条件及可能的成藏模式。主要分析了羌塘盆地、祁连山地区以及漠河盆地油气地质条件和温度条件,并进一步总结了其天然气水合物成藏条件;其中,祁连山木里地区构造、气源和温度等条件相对较好,是目前冻土区天然气水合物勘探研究的有利区域。对木里地区天然气水合物的气源、石油地质条件及构造演化特征等方面的分析表明,断裂的发育控制了木里地区天然气水合物藏的形成,下部烃源岩生成的烃类气体在断层的作用下再次运移到水合物稳定带成藏;常规气藏经后期的构造抬升到水合物稳定带也可形成天然气水合物藏。     

白云凹陷天然气水合物气源条件再认识

运用南海北部珠江口盆地白云凹陷实际勘探的地质、地球化学资料,对该区天然气水合物的气源条件、气源成因和运移通道进行了分析和探讨.结果表明,盆地内巨厚的古近系-新近系烃源岩及第四系富有机质沉积岩可生产大量的热成因气和细菌成因生物气,为天然气水合物的形成提供了大量的气源;盆地内断裂和底辟构造发育,把热成因气源源不断从深部运移...     

珠江口盆地东部海域天然气水合物的成藏地质模式

珠江口盆地东部海域是南海北部天然气水合物(以下简称水合物)资源最为丰富的区域之一,为明确该区水合物的成藏地质特征,针对两种不同地质构造单元(调查A区与B区)水合物的赋存特征,分别选取典型地震剖面,结合区域地质调查资料及岩石物性、地热和地球化学等参数分析,应用盆地模拟技术,研究了该区水合物的成藏地质模式。结果表明:①调查A区中深部断裂发育,气源岩热演化程度较低,热解气源有限,而浅部生物气气源条件充足,浅部先期形成的生物气与深部通过断裂垂向运移上来的热解气混合在一起,由盆地中心向盆地边缘侧向运聚至水合物稳定域,形成以生物气为主的混合气源水合物藏;②调查B区新生代厚度较薄,沉积物有限,所生成的生物气不足以聚集成藏,水合物藏主要为来自邻近凹陷区的深部热解气通过断裂运聚至水合物稳定域内成藏;③相对而言,调查A区气源更为充足,稳定域厚度更大,运移通道更好,是未来水合物勘探更为有利的区域。     

神狐海域气源特征及其对天然气水合物成藏的指示意义

为了了解神狐海域天然气水合物成藏的气体来源及聚集特征,根据过SH2井区高分辨率地震剖面构建了该区地质模型,并进行了天然气水合物成藏模拟。在恢复SH2井区地史和热演化史的基础上,利用EASY%Ro模型计算了SH2井区烃源岩的成熟度演化史,结合探区采样成果对水合物的气源特征进行了初步探讨。结果表明:深部发育的2套烃源岩(古近系文昌组和恩平组)演化程度均较高(Ro2%),处于产干气阶段,热解生气潜力巨大;浅部新近系珠江组、韩江组、粤海组和万山组基本处于未成熟—低成熟阶段(Ro0.7%),有机质丰度较高,是生物气的烃源岩,具有生物生气的巨大潜力。同时,神狐海域地质构造复杂,断层与底辟发育,这些断裂和底劈构造成为连接浅部水合物稳定域和气源的桥梁,为生物成因气和深部热解气的运移提供了良好的通道。当气源和天然气水合物稳定域的时空匹配得当,在适当的地质条件下便可形成天然气水合物。初步预测该区天然气水合物资源潜力巨大,是勘探远景区。     

南海北部边缘盆地生物气/亚生物气资源与天然气水合物成矿成藏

南海北部边缘盆地天然气资源丰富,迄今在该区浅层及中深层除发现大量成熟-高熟偏腐殖型气（煤型气）资源外,在浅层还发现了大量生物气与亚生物气显示和单独成藏的生物气与亚生物气气藏。为弄清该区生物气与亚生物气资源前景、天然气水合物成因及成矿成藏模式等关键性地质问题,根据历年来天然气勘探所获得的大量地球化学资料,结合该区油气成藏地质条件,深入分析和阐明了南海西北部莺-琼盆地及东北部珠江口盆地生物气与亚生物气的地质、地球化学特征和新近纪及第四纪生物气与亚生物气烃源岩的展布特点。在此基础上,初步预测和估算了莺-琼盆地和珠江口盆地生物气的生成量与资源量。评价结果表明：该区生物气与亚生物气资源丰富,完全可作为南海北部深水区天然气水合物的主要气源;同时,通过南海北部深水区天然气水合物成因类型的地球化学分析,亦进一步证实该区目前勘查发现的天然气水合物,应属“自源扩散型”生物成因成矿的水合物类型,其气源供给主要来自原地或其附近以生物气为主的混合气,而水合物成矿成藏模式则属于原地及其附近近源运聚的 “自源扩散型”成因模式,具有巨大的资源潜力。     

琼东南盆地深水区天然气水合物成藏主控因素及模式

通过综合解释琼东南盆地深水区的最新钻井、测井和地震资料,结合盆地数值模拟分析,对研究区天然气水合物成藏的主控因素开展了研究,建立了琼东南盆地深水区天然气水合物的成藏模式。结果表明,气源岩、输导体系、稳定域、块体搬运沉积体系（MTDs）以及储集层的岩性差异是控制天然气水合物形成和富集的重要因素。琼东南盆地古近系烃源岩和浅层有机质可提供充足的气源,由底辟构造、气烟囱以及断层共同组合形成的网络输导体系控制了烃类气体的运移、聚集和天然气水合物的形成,粗粒沉积物和稳定域内的MTDs可为天然气水合物的富集和成藏创造有利储层条件和盖层条件。综合分析认为,气源通道和MTDs是控制高含气饱和度天然气水合物矿藏形成的最为关键的因素;深部构造和MTDs较为发育且靠近生烃凹陷的区域是高含气饱和度天然气水合物聚集的有利地区。     

基于生烃思路的微生物成因水合物资源量估算——以琼东南盆地西南深水区为例

琼东南盆地深水区的天然气水合物成藏条件优良,是天然气水合物资源有利的勘探远景区。综合底水温度、地热梯度、有机碳含量和沉积速率等资料,分析了该海域范围内天然气水合物稳定带厚度的分布特征,并采用基于运移—反应数值模拟得到的转换函数,对琼东南盆地西南深水区内天然气水合物资源量进行了初步估算。结果表明:生物成因甲烷水合物分布在水深大于600m左右的海底,稳定带最大厚度约300m;微生物成因水合物所蕴含甲烷量达5.7×10~(12) m~3,其中自生自储扩散型天然气水合物远景总量约0.7×10~(12) m~3甲烷气;下生上储渗漏型水合物天然气水合物远景总量约5×10~(12) m~3甲烷气。后者约为原位微生物甲烷水合物资源量的7倍。由此可见,研究区微生物成因天然气水合物的烃类气体以深部运移烃类的供应为主;高效的流体运移通道是控制该区水合物藏富集的重要因素。基于生烃思路的资源量估算方法与通过体积法计算的天然气水合物资源量的数量级(×10~(12) m~3)一致,显示了该方法的有效性。     

天然气水合物动态成藏理论

总结了天然气水合物的赋存状态及其分类,从生成和分解速度角度提出了天然气水合物的动态成藏理论, 并依据冻土层钻井气体喷溢、海底水合物露头和海底羽状气泡流等实例论证了这种动态成藏理论。指出天然气水合物赋存状态主要有3种类型,即成长型（渗透型、扩散型）、成熟型和消退型,认为我国南海北部陆坡区的西沙海槽、东沙群岛东南坡、台西南盆地、笔架南盆地等区域有可能存在着仍处于发育阶段的渗透型或扩散型水合物层,而青藏高原羌塘盆地则是属于消退型水合物,祁连山地区、准噶尔盆地等的烃类气体泄漏表明在我国西北和东北的冻土带也可能存在着含气水合物层。      

木里冻土带天然气水合物赋存区浅层土壤地球化学特征及指示意义

青海省祁连山木里是中国陆上唯一通过钻探发现天然气水合物样品的地区。在木里天然气水合物赋存区开展了土壤油气化探的研究工作,采用了顶空气、酸解烃和蚀变碳酸盐3种烃类检测技术,其中顶空气和酸解烃方法在木里冻土带比较有效,而蚀变碳酸盐方法相对较差。顶空气法提取的游离烃和酸解烃法提取的吸附烃显示：木里天然气水合物赋存区土壤中烃类气体组分复杂,除了主要成分甲烷外,还含有少量乙烷、丙烷、丁烷和戊烷。烃类气体既有热解成因,又有生物成因;气体类型包括油型气、煤成气和生物气。根据甲烷衬度异常图,结合研究区地质资料和发现天然气水合物的钻井资料,认为工区中东部的甲烷高异常区断裂发育,应该是天然气水合物的有利赋存区。     

柴达木盆地东部天然气地球化学特征与勘探方向

柴达木盆地东部三湖地区天然气分布广泛,除已发现5个气田和2个含气构造外,还有大量的气显示.该地区天然气地球化学特征为甲烷碳同位素组成轻、重烃气含量低,经成因判识为典型的生物气,甲烷成因主要与二氧化碳还原作用有关.部分样品中检测到一定含量的C_5-C_8烃类,个别样品乙烷和丙烷碳同位素组成偏重,揭示该地区天然气中可能混有一定量热成因气.综合分析认为,柴达木盆地东部三湖地区生物气成藏具备良好的烃源条件和较好的保存条件.建议在天然气勘探中积极扩大目标领域,适当关注浅层和极浅层生物气、深层生物气以及深部热成因油气.图12表1参20     

中国冻土区天然气水合物的找矿选区及其资源潜力

中国是世界第三冻土大国,多年冻土面积达2.15×10⁶ km²（主要分布于青藏高原和东北大兴安岭地区）,蕴含丰富的天然气水合物资源。前人对中国冻土区天然气水合物的研究多局限在青藏高原,且在找矿预测特别是找矿选区方面的研究较少。为此,对中国冻土区天然气水合物成矿条件及找矿选区进行了深入讨论,并初步评价其资源潜力。根据形成天然气水合物的气源条件、温压条件,结合目前所发现的异常标志,认为中国冻土区具备良好的天然气水合物形成条件和找矿前景,羌塘盆地是形成条件和找矿前景最好的地区,其次是祁连山地区、风火山-乌丽地区和漠河盆地,接下来还有青藏高原的昆仑山垭口盆地、唐古拉山-土门地区、喀喇昆仑地区、西昆仑-可可西里盆地以及东北的根河盆地、拉布达林盆地、海拉尔盆地和新疆北部的阿尔泰地区等。采用体积法和蒙特卡罗法初步估算出中国冻土区天然气水合物资源量约为38×10¹²m³,相当于380×10⁸ t 油当量,与中国常规天然气资源量基本相当,显示出巨大的资源潜力。     

东部盆地群下白垩统烃源岩特征与页岩气勘探潜力

为了研究中国东北地区东部盆地群下白垩统烃源岩的特征与页岩气勘探潜力,对三江盆地、鸡西盆地、通化盆地、柳河盆地和红庙子盆地进行了野外样品采集、烃源岩地球化学与岩矿测试,同时统计了其他盆地烃源岩的地球化学参数。结果表明,东部盆地群下白垩统的烃源岩有机质丰度和类型主要受沉积相的控制,有机质成熟度受莫霍面埋深的影响。下白垩统沉积时研究区北部水体较浅,泥岩累积厚度大、粉砂质含量高,有机质丰度达到了差-中的标准,干酪根主要为Ⅱ₂-Ⅲ型,目前处于成熟-高熟阶段。研究区南部水体相对较深,泥岩平均累计厚度为233~446 m,但泥岩质纯,有机质丰度较高,主要发育Ⅰ-Ⅱ₂型干酪根,目前处于低熟-成熟阶段。东部盆地群下白垩统烃源岩脆性矿物含量较高,脆性较大,主要发育粘土矿物间孔缝、粒内孔和有机孔,具有微孔-中孔的孔喉结构,常规油气和页岩气勘探均具有良好的前景。     

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目前，四川盆地内已完成钻井数千口，发现气田近百个，年产气量超过８０亿立方米。在分析天然气勘探现状的基础上，对该盆地内的天然气勘探接替区块进行了综合论证。提出主要烃源体系展布、古构造发展及断裂发育是接替区块必备的三个条件。据此，对该盆地内Ｊ１、Ｔ３、Ｐ２、Ｐ１、Ｓ１、Ｃ１六套烃源层所制约构建的９组自源型、异源型烃源体系进行了讨论。将“稳定东部、开拓西部”，“稳定中层、开拓浅深”作为盆地中近期勘探原则。将川西、川东北、川南及川东西南段等区域内的特定区块列为四川盆地天然气勘探战略接替区块。     

川东北地区大中型气藏天然气特征及气源

四川盆地东北部下三叠统飞仙关组、上二叠统长兴组内发现了丰富的天然气资源,展现了良好的潜力。结合川东北地区烃源岩特征,对比分析长兴-飞仙关组天然气组分、同位素待征与石炭系气藏的异同,从而确定其主力烃源岩层;对长兴-飞仙关组储层进行密集采样,分析其有机碳值,进而定量评价储层沥青的含量;同时根据物质守恒原理,计算出普光古油藏裂解生成的天然气总量。研究发现,龙潭组烃源岩是长兴-飞仙关组气藏的主力烃源岩,干酪根裂解气超过原油二次裂解气的贡献,是气藏的首要气源类型;普光气藏的古油藏裂解生成天然气总量为3 610×10⁸ m³,其贡献不能满足普光大型气藏的形成,进一步验证了关于长兴-飞仙组气藏首要气源为干酪根裂解气的结论。     

四川盆地页岩气与煤层气勘探前景分析

页岩气与煤层气是非常规气勘探的重要领域,国外早已进入实质性商业勘探开发。我国从本世纪初对页岩气关注渐增。页岩气以吸附、溶解、游离状态存在,形成于暗色高炭泥质烃源岩中。该文根据四川盆地烃源岩研究成果,论证了上二叠统龙潭组煤系利于煤层气成藏,有利区块位于华蓥山及其东南侧与南端地带。该地带以烟煤为主,瓦斯含量高、埋藏浅。上三叠统须家河组煤系,煤岩瓦斯含量低,有利页岩气成藏。有利区块有二：一是川西南威远背斜周缘及川南之北段区块;二是米仓山前缘,目的层埋藏较浅。 油系泥质烃源岩有利页岩气成藏的层系是下侏罗统,有利区块位于川东北、川北有机质成熟度高的高陡构造翼部及盆地边缘浅埋带。下志留统龙马溪组、下寒武统筇竹寺组暗色泥质烃源岩,在盆地内早期有利页岩气成藏。现今因成熟度剧增,不利页岩气保存,而且目的层埋深大,可在老气田“立体勘探”时关注。但在大巴山靠盆地一侧,江南古陆西北缘,其有机质成熟度有降低的趋势,不失为页岩气成藏的有利地带。