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以塔里木盆地塔北隆起东部的桑塔木断垒天然的天然气与田河气的天然气为实例,讲座了两种源成因的天然气－干酪根裂解气和原油裂解气的组分特征和碳同位素特征,虽然塔北隆起东部与田和河气田的天 气都是寒武系烃源岩的产物,但由于二者的生成过程不同,即塔北隆起东部天然气主要为干酪根裂解气,和田河气田天然气主要为原油二次裂解气,因此二者在天然气组分及期 碳同位素特征上存在着明显的差异,如虽然二者成熟度一致,但和田河气田较之于塔北隆起,前者的天然气具有较高的非烃气体含量和偏轻的甲烷碳同位素值。     

塔里木盆地轮南地区天然气地球化学特征和成因类型

轮南地区是塔里木盆地重要的油气产区之一,目前已发现了一批大中型油气田。该区含油气层位众多,奥陶系、石炭系和三叠系中均发现了天然气。地球化学特征研究表明,轮南地区天然气以甲烷为主,重烃气含量较低,轮南、塔河、解放渠东等油气田天然气主要为湿气,而轮古东地区、桑塔木地区以干气为主,吉拉克气田三叠系和石炭系天然气主体分别为湿气和干气;甲烷碳、氢同位素值分别为-46.7‰~-32.0‰和-190‰~-127‰,δ13 C2值主体介于-39.6‰~-31.6‰之间,烷烃气碳、氢同位素系列主体表现出正序特征,受同型不同源气混合的影响,部分样品发生了甲烷、乙烷同位素部分倒转。轮南地区天然气为油型气,其中轮南油田、塔河油气田和解放渠东油田天然气主体均为干酪根裂解气,混有部分原油裂解气;而轮古东气田、桑塔木气田天然气则主要为原油裂解气;吉拉克气田三叠系天然气主体为干酪根裂解气,混有部分原油裂解气,而石炭系天然气则为典型原油裂解气。轮南油田和塔河油气田天然气则来源于寒武系—下奥陶统和中上奥陶统烃源岩,而轮古东气田、桑塔木气田、解放渠东油田和吉拉克气田天然气主体来自寒武系—下奥陶统烃源岩。     

塔里木盆地和田河气田天然气裂解类型

和田河气田天然气来自寒武系高-过成熟烃源岩,气田大体上呈长条状东西向展布。和田河气田天然气组分具有随C₁/C₂增加C₂/C₃变小、碳同位素δ¹³C₂-δ¹³C₃值变化较大、ln(C₂/C₃)值变化较小的特点。根据目前惯用的干酪根裂解气和原油二次裂解气判识标准,和田河气田的天然气应属于干酪根裂解气。和田河气田东、西部井区天然气干燥系数、甲烷碳同位素值及二氧化碳含量存在明显的差异。伴随晚喜山期和田河圈闭的形成,干酪根裂解生成的天然气以水溶方式自东部高压区向西部低压区运移,由于甲烷在水中的溶解度大于重烃、δ¹³CH₄溶解度大于δ¹²CH₄、CO₂在天然气组分中溶解度最大,造成天然气组分和甲烷碳同位素的分馏,使西部井区天然气具有干燥系数偏高、甲烷碳同位素值偏重、二氧化碳含量明显偏高等特点。     

塔里木盆地典型海相成因天然气藏成藏模式

塔里木克拉通盆地海相成因的天然气藏分布于塔北、塔中和巴楚隆起上,它们在气组分、相态、非烃组分和碳同位素上具有各自的特征。通过对轮南9井石炭系、塔中1井奥陶系凝析气藏和玛4井奥陶系干气气藏三个典型气藏中天然气成因分析,识别出干酪根裂解气和原油裂解气,综合地质分析,总结出干酪根晚期裂解干气充注古油藏形成凝析气藏;古油藏晚期发生内部原油向气的热裂解形成凝析气藏;古油藏裂解形成的干气运移至新的圈闭形成干气气藏等3种类型的气藏成藏模式。     

柴达木盆地东坪地区原油裂解气的发现及成藏模式

柴达木盆地东坪地区发现了中国陆上地质储量最大的基岩气田——东坪气田，其天然气来源于侏罗系高成熟-过成熟阶段的裂解气，但深层裂解气藏的成因较为复杂，特别是在东坪气田以西的坪西和尖顶山构造带，由于不发育侏罗系，新发现的基岩气藏来源不明，影响了深层天然气的勘探认识。利用天然气组分和同位素分析数据，结合东坪地区地质特征对深层裂解气开展分析，建立了天然气的成藏模式。研究表明，东坪地区深层基岩气藏具有原油裂解气，基岩储层中发育沥青包裹体，表明该地区发育古油藏裂解气。柴达木盆地北缘的侏罗系烃源岩以湖相泥岩为主，有机质丰度高、类型好，经历了长期的深埋过程，具备形成原油裂解气的物质基础和温度条件。东坪地区深层基岩气藏的成藏具有早期充油、后期高温裂解、晚期调整的特征。东坪地区原油裂解气的发现拓展了柴达木盆地北缘天然气的勘探领域，对深化柴达木盆地深层天然气勘探具有重要指导意义。     

柴达木盆地东坪地区原油裂解气的发现及成藏模式

柴达木盆地东坪地区发现了中国陆上地质储量最大的基岩气田--东坪气田,其天然气来源于侏罗系高成熟-过成熟阶段的裂解气,但深层裂解气藏的成因较为复杂,特别是在东坪气田以西的坪西和尖顶山构造带,由于不发育侏罗系,新发现的基岩气藏来源不明,影响了深层天然气的勘探认识。利用天然气组分和同位素分析数据,结合东坪地区地质特征对深层裂解气开展分析,建立了天然气的成藏模式。研究表明,东坪地区深层基岩气藏具有原油裂解气,基岩储层中发育沥青包裹体,表明该地区发育古油藏裂解气。柴达木盆地北缘的侏罗系烃源岩以湖相泥岩为主,有机质丰度高、类型好,经历了长期的深埋过程,具备形成原油裂解气的物质基础和温度条件。东坪地区深层基岩气藏的成藏具有早期充油、后期高温裂解、晚期调整的特征。东坪地区原油裂解气的发现拓展了柴达木盆地北缘天然气的勘探领域,对深化柴达木盆地深层天然气勘探具有重要指导意义。     

和田河气田天然气运聚效率及源区探讨

和田河气田天然气主要源自寒武系烃源岩早期所生液态烃的二次裂解。针对其天然气成因类型,设计开展了源岩热解生烃和原油裂解成气模拟实验,在此基础上建立并标定了有机质生烃及原油裂解成甲烷过程中碳同位素分馏的化学动力学模型,进而在和田河气田的潜在源区进行了地质应用。结果表明,和田河气田两个潜在源区均有短期内大量生气的特征,这有利于减小成藏过程中天然气的散失量。但是,巴楚凸起生气期较早,且所生油气先后经历了两次构造运动破坏;而麦盖提斜坡先北倾后南倾的构造格局演化既使西南坳陷烃源岩早期处于构造上倾部位,生气较晚,又使其所生烃类早期在构造相对稳定的西南古斜坡的构造高部位成藏,而不是在其下倾方向的玛扎塔格断垒构造带聚集,避免了和田河地区的两次构造运动破坏。因此,和田河气田天然气应主要源于西南坳陷。     

川东北地区飞仙关组古油藏原油裂解型天然气的生成动力学地质模型

天然气组分、碳同位素组成以及气藏储层固体沥青的热变质成因,都说明飞仙关组古油藏确曾存在并发生了裂解,天然气主要为原油裂解气。通过高压封闭体系下的原油热裂解模拟实验,从气态烃组分及产率变化、焦沥青的生成等方面探讨了原油裂解生气特征。结合川东北地区飞仙关组的埋藏史、古地温史、构造演化等地质因素,将实验结果外推至地质条件下,建立了古油藏原油裂解生气的动力学地质模型,指出鲕滩天然气藏的形成经历了古油藏、古气藏和气藏调整定型3个演化阶段。通过动力学计算定量恢复了古油藏裂解生气的成藏过程,揭示出在不同地质年代和地质温度下甲烷（C₁）、总烃类气体（C_1-5）和焦沥青等原油裂解产物的转化率的变化。取得的动力学地质模型对古油藏原油裂解型天然气的成藏研究具有重要的实用价值。     

川东石炭系气藏形成再分析

川东石炭系中的天然气属于油型气,初为原油,曾经聚集于印支运动中形成的梁平—长寿古隆起带里,形成油藏。经过燕山及喜山运动,川东狭长形的背斜带,取代了古隆起带,油藏中的原油被裂解成天然气,同时发生再次运移,而在新形成的背斜带中聚集成气藏。此时志留系烃源岩进入过成熟阶段生成的干气,又混入气藏之中,发生了碳同位素倒转(δ~(13)C_1>δ~(13)C_2)的现象。     

元坝气田长兴组礁滩相岩性气藏形成与演化

运用地质、地球化学正反演相互印证的方法,对元坝气田长兴组礁滩相岩性气藏天然气的成因与来源及形成演化进行了系统研究。结果表明：元坝气田长兴组礁滩相岩性气藏天然气主要为古油藏原油裂解气,部分气源直接来自烃源岩;晚三叠世—早侏罗世,原油沿层间缝和节理缝运移至储集层,形成古油藏;晚侏罗世—晚白垩世古油藏裂解,天然气沿裂缝-孔隙型储层二次运移与聚集,形成古气藏;晚白垩世以来,天然气进一步调整运移,现今气藏形成。现今气藏经历了物理调整改造与天然气组分的化学改造,元坝气田西北部小幅度抬升,埋藏深度相对较浅,TSR反应程度较东部变弱。     

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。     

塔里木盆地寒武系深层油气赋存相态研究

塔里木盆地寒武系深层烃类相态是地球化学家和石油勘探家密切关注的科学问题。应用封闭体系黄金管热模拟方法,对塔里木盆地塔河油田稠油、正常原油、高蜡原油进行热模拟实验。在频率因子为1.78×1014s-1的前提下,塔河油田奥陶系井稠油具有最宽的C1-C5质量生成的活化能分布,分布范围为56~66 kcal/mol,主频活化能最低,为59 kcal/mol。根据原油转化率,使用Kinetic软件计算表明原油作为油相可以存在于178~205℃的储层中。依据塔里木盆地塔北、塔中、塔东、巴楚4个古隆起典型钻井寒武系古地温演化,建立了4个古隆起寒武系古油藏裂解动力学模型。模型表明塔北隆起塔深1井寒武系建隆Ⅰ顶部的古油藏至今可以保持独立油相状态,建隆Ⅰ底部的古油藏能保持凝析油状态。巴楚、塔中、塔东地区典型寒武系钻井模拟表明,寒武系中的烃类可能以天然气、凝析油为主要相态类型。     

塔里木盆地天然气成因类型与分布规律

塔里木盆地发育寒武—奥陶系腐泥型和三叠—侏罗系腐殖型两套烃源岩,由此决定了塔里木盆地存在来自腐殖型母质的煤型气和来自腐泥型母质的油型气。通过对塔里木盆地天然气组分和碳同位素组成分析,发现塔里木盆地不同类型的天然气分布受寒武系—奥陶系的腐泥型和三叠系—侏罗系腐殖型烃源岩分布范围和热演化程度的影响。煤型气主要分布在塔里木盆地的四周,主要包括库车坳陷、塔西南坳陷和塔东南坳陷,而油型气主要分布在塔北隆起、北部坳陷、中央隆起和塔西南坳陷的北部。塔里木盆地油型气又可分为干酪根裂解气和原油裂解气两种。在满东地区、和田河地区和塔中地区,原油可以达到二次油气裂解程度,向塔北隆起的轮南方向原油裂解程度呈减弱趋势。     

川西气田雷口坡组雷四3亚段气藏动态成藏过程

综合应用盆地模拟、构造演化分析、流体包裹体测温等技术方法,对四川盆地川西气田雷四³亚段气藏烃源岩热演化及生烃史、储层成岩及物性演化史、构造圈闭和运移输导体系形成演化史等关键成藏要素进行了模拟与研究,并对各成藏条件随时空演化的匹配关系进行了综合分析。结果表明,雷四³亚段白云岩储层在（准）同生期既已形成;石羊镇、金马、鸭子河等背斜圈闭在印支晩幕构造运动中形成;历经东吴运动、印支期、燕山早期构造运动形成的关口、彭州等断裂和雷口坡组顶部不整合面共同形成了持续、畅通的纵横向油气运移系统。这些成藏条件形成时间早、空间配置关系好,为油气成藏提供了良好的运移通道和储聚空间。综合上二叠统龙潭组、中三叠统雷口坡组烃源岩热演化及生烃史,川西气田雷四³亚段气藏经历了印支末期—燕山早期古油藏原油裂解供气成藏,燕山期雷口坡组烃源岩供油与古油藏裂解供气双源供烃形成油气藏,燕山末期—喜马拉雅期气藏形成并最终定型的成藏演化过程。     

渤海湾盆地黄骅坳陷古生界煤成凝析气藏特征、主控因素与发育模式

近年来,黄骅坳陷乌马营潜山二叠系碎屑岩和歧北潜山奥陶系碳酸盐岩取得高产煤成凝析气流,证实古生界潜山具有良好的凝析油气勘探潜力。系统分析了黄骅坳陷古生界凝析气藏的地质特征、流体性质、成藏主控因素等,剖析了典型古生界凝析气藏储-盖组合、煤系烃源岩生烃期次、油气充注期次及凝析气藏成因,明确了古生界煤成凝析气藏的发育模式。研究认为黄骅坳陷古生界发育多套优质储-盖组合,为凝析气藏的形成提供了优越的储集与保存条件。石炭系—二叠系煤系烃源岩于早白垩世、晚新生代两期生烃,具有"早油晚气、晚期为主"的生烃特点,是形成凝析气藏的关键因素。油气两期充注成藏,早期以原油充注为主,晚期以天然气充注为主,以晚期充注为主,晚期天然气对早期古油藏进行气侵改造,形成凝析气藏。建立了"两期生烃、早油晚气、气侵成藏"的成藏演化模式,构造稳定期与生烃高峰期相匹配,利于凝析气藏的大规模保存。黄骅坳陷古生界煤成凝析气藏的勘探发现与理论认识,对于渤海湾盆地石炭系—二叠系发育区开展凝析油气勘探具有重要指导与借鉴意义。     

渤海湾盆地盆缘洼陷新近系天然气成因与油气差异富集机理——以黄河口凹陷东洼为例

以往认为盆缘洼陷埋藏浅、面积小、生烃能力有限，因而未能引起足够重视。随着油气勘探的深入，盆缘洼陷现已成为渤海湾盆地油气勘探的重点与热点领域，但对其油气成藏机理及富集规律的研究亟待深入。基于地球化学资料，对黄河口凹陷东洼新近系油气的成藏机理及分布规律进行了系统研究。研究结果表明：黄河口凹陷东洼新近系原油和天然气具有不同的来源和成因，其中原油来自古近系沙河街组三段和沙河街组四段烃源岩，而天然气则为新近系油藏原油降解次生生物气；原油的形成早于天然气的形成，气藏的分布整体浅于油藏的分布，但其具体分布受控于新近系馆陶组中-上部、明化镇组下段中-下部和明化镇组上段底部3套区域盖层的封闭能力，总体呈现"南部富油、北部富气，西部富油、东部富气，下部富油、上部富气"的分布规律。     

塔北隆起中、新生界陆相碎屑岩储集层特征及评价

塔北隆地优质储集层的分布区控制了该区油气的分布。根据大量岩心的物性检测资料,对塔北隆起第二系——三叠系的碎屑岩储集层进行评价。储集层岩性以长石砂岩,岩屑砂岩为土,物性总体较好,以高孔—中,高渗及中孔—中渗为主,仅侏罗系储集层物性总体偏差,储集层评价以较好、中等储集层为主。其中,新近系与油 组优质储集层分布于塔北的东部地区,吉近系苏维依组优质储集层分布于东部及北部地区;白主系优质储集层主要分布于西部的羊塔克地区、英尺7井区、红旗区带侏罗系储集层物性下部好于上部,哈拉哈塘凹陷储集层较好;三叠系储集层较侏罗系储集层好,优质储集层分布于塔北中部轮南地区、中东部草湖凹陷及西部地区的南部地带。图1表5参4。     

塔里木盆地塔中隆起南坡油气勘探领域

通过分析塔里木盆地塔中南坡中下寒武统地震相特点,结合台盆区主要钻井中下寒武统沉积相与TOC的关系,认为塔中南坡中下寒武统沉积相与塔里木盆地中央隆起相同,主要发育蒸发台地膏盐（泥）坪—局限台地云坪相沉积,生烃潜力比满加尔斜坡盆地相深水欠补偿沉积的深灰—黑色泥（页）岩差。解剖塔中隆起主要油气藏成藏富集特点,分析南坡潜山领域近20口钻井未获油气突破的原因,提出隆起上断裂带具有控储控藏控富特点。NW与NE向断裂的交会区、塔中Ⅰ号“Y”形断裂带内、靠近NE走滑断裂（<1 km）和通源断裂断距大（T₈1）及NE走滑断裂的断堑—张扭破碎带为塔中隆起奥陶系油气富集场所;塔中南坡潜山勘探领域应由潜山圈闭高部位向靠近主断层的白云岩潜山圈闭高部位转变;近油源、通源断裂发育、储盖组合好的大型背斜构造圈闭的高部位是寒武系盐下油气成藏富集有利区。