吐哈盆地台北凹陷天然气碳氢同位素组成特征

吐哈盆地为中国重要的富油气盆地,目前该盆地的天然气勘探主要集中在台北凹陷,有关台北凹陷的天然气成因和来源一直存在诸多争议。通过分析台北凹陷巴喀、丘陵、鄯善和温米等4个油气田23个天然气样品的组分和碳氢同位素组成,结合前期红台和丘东气田天然气地球化学资料以及前人研究成果和区域地质背景,开展天然气成因和来源研究。结果表明:台北凹陷巴喀、丘陵、鄯善和温米等地区天然气以烃类气体为主。甲烷含量为65.84%～97.94%,重烃(C_(2—5))含量高达34.98%,非烃气体(CO_2、N_2)含量非常低,为湿气。天然气δ~(13)C_1值为–44.9‰～–40.4‰,δ~(13)C2值为–28.2‰～–24.9‰,δ~(13)C_3值为–27.1‰～–18.0‰,δ~(13)C_4值为–26.7‰～–22.1‰;天然气δD1值变化不大,为–272‰～–252‰,δD_2为–236‰～–200‰,δD_3为–222‰～–174‰。甲烷及其同系物(C_(2—5))基本上为碳氢同位素组成正序排列(δ~(13)C1δ~(13)C_2δ~(13)C_3δ~(13)C_4δ~(13)C_5、δD_1δD_2δD_3),与典型的有机成因烷烃气碳氢同位素组成特征一致。研究区天然气为成熟度较低的煤成气(Ro均值为0.7%),主要来自中下侏罗统煤系源岩。天然气氢同位素组成受到烃源岩热演化程度和形成环境水介质的影响,数据表明研究区天然气烃源岩为陆相淡水湖沼沉积。巴喀油田巴23井和柯19井天然气后期发生次生改造,为生物改造气。图9表2参58     

煤成气在产气大国中的重大作用

煤成气核心理论是煤系为气源岩,煤系成烃以气为主以油为辅,故与其相关盆地发现以气田为主。发现与开发大气田,特别是可采储量大于1×10~(12) m~3超大型气田,是决定一个国家成为年产500×10~8 m~3以上产气大国的主要途径和关键。世界煤资源和煤成气储量丰富而分布广泛,在世界天然气储量、产量上煤成气占有重要地位。截至2017年底世界发现煤成超大型气田13个,总原始可采储量49.995 28×10~(12) m~3,为该年世界总剩余可采储量193.5×10~(12) m~3的25.8%;2017年世界有产气大国15个,共产气28 567×10~8 m~3,其中6个以产煤成气为主的国家共产气11 369×10~8m~3,占产气大国总产量的39.8%。煤成超大型气田乌连戈伊气田是目前世界上累产气最多的气田,2015年底累产气63 043.96×10~8 m~3,并是世界上年产气量最高的气田,1989年产气3 300×10~8 m~3,分别占当年俄罗斯和世界产量的41.4%和15.7%。此外,分别详细介绍俄罗斯、土库曼斯坦、荷兰、莫桑比克和中国等煤成超大型气田所在盆地气源岩特征等,以及对所在国成为世界产气大国的重大作用。图8表4参95     

黔北正安区块页岩气压裂返排液/采出水地球化学特征

贵州省页岩气资源丰富,近年来,与四川盆地毗邻的黔北正安区块在上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组的页岩气勘探开发上取得了重要进展。由于页岩气分布区地质条件复杂,生态环境脆弱,页岩气开采可能存在严重的环境污染风险,因此,针对黔北地区正安区块AY7-4井页岩气压裂返排液/采出水进行了元素和氢氧同位素分析。结果表明,AY7-4井返排液/采出水K、Na、Ca、Mg、NH₄⁺等组分含量都很高,平均分别为118 mg/L、7 616 mg/L、266 mg/L、47 mg/L、76 mg/L,其中Na、Ca、Mg含量与威远页岩气压裂返排液/采出水的相近,但低于长宁和涪陵;NH₄⁺含量则与长宁的类似,但远高于威远的;Cl平均含量为11 605 mg/L,与威远的相近,但比长宁和涪陵的低;Br平均含量为48 mg/L,稍低于威远的,是长宁和涪陵的一半左右。相应地,AY7-4井Br/Cl值最低,反映其Br含量相对较低。AY7-4井Li、B、Sr平均含量分别为17 mg/L、10 mg/L、45 mg/L,但与威远、长宁、...     

川中地区须家河组天然气氢同位素特征及其对水体咸化的指示意义

通过对四川盆地川中地区须家河组天然气的组分和碳氢同位素分析,结合前人对川西和川南地区须家河组及四川盆地其他层系天然气研究成果和区域地质背景,开展天然气成因和来源、氢同位素特征与指示意义等研究。结果表明,川中地区须家河组天然气以烃类气体为主,甲烷含量为67.89%～98.05%,重烃气(C_(2~+))含量为0.42%～16.62%,非烃气体(CO_2、N_2)含量较低,除岳121井N_2和CO_2含量较高外,N_2含量平均值为0.82%,CO_2含量平均值为0.26%。元坝须家河组天然气干燥系数平均高达0.991,为干气;川中其他地区须家河组天然气干燥系数皆小于0.95,为湿气。天然气δ~(13)C_1值介于-43.8‰～-29.2‰之间,δ~(13 )C_2值介于-33.5‰～-20.7‰之间,δ~(13 )C_3值介于-33.6‰～-19.3‰之间,δ~(13 )C_4值介于为-27.2‰～-22.2‰之间;天然气δD_1值介于-191‰～-148‰之间,δD_2值介于-165‰～-115‰之间,δD_3值介于-153‰～-107‰之间。甲烷及其同系物(C_(2-4))基本上为碳氢同位素正序排列(δ~(13 )C_1δ~(13 )C_2δ~(13 )C_3δ~(13 )C_4、δD_1δD_2δD_3),与典型的有机成因烷烃气碳氢同位素特征一致。元坝须家河组天然气成熟度R_O值为1.09%～1.78%,川中其他地区须家河组天然气成熟度R_O值为0.64%～0.92%。川中须家河组天然气主要为来自须家河组煤系源岩的煤成气,元坝须二段天然气为来自须家河组煤系源岩的高成熟煤成气混入下寒武统(及下志留统)原油裂解气的混合气。四川盆地须家河组天然气甲烷δD值偏高,都大于-200‰。与来自淡水湖沼相烃源岩的吐哈盆地台北凹陷的煤成气相比,尽管两者成熟度相近,但甲烷δD值差异高达90‰,说明须家河组煤系源岩形成于水体咸化的沉积环境。     

页岩气压裂返排液/采出水同位素地球化学特征与鉴别指标

中国页岩气资源丰富,主要分布在人口密集的南方海相碳酸盐岩分布区,地质地表条件复杂,生态环境脆弱,水资源匮乏或分布不均,大规模压裂开采存在很高水资源利用压力和严重水环境污染风险.综合分析页岩气压裂返排液/采出水的氢、氧、硼、锂、锶等传统与非传统稳定同位素地球化学特征显示:四川盆地返排液/采出水的氢氧同位素与寒武系、二叠系...     

源储组合特征对花海凹陷致密油成藏的影响

花海凹陷下白垩统具有致密油形成的良好条件,显示出较大的资源潜力。研究区存在多种类型的源储组合,但其与致密油聚集成藏的关系不明,导致油气成藏的不确定性增强,增加了勘探风险。为了研究不同源储组合对致密油成藏富集的影响,通过分析区内源储组合特征,针对下源上储型、上源下储型、三明治型3种源储组合类型设计了3组物理模型进行模拟实验,对比不同模型的充注效率与含油性差异,分析不同源储组合的充注机制及其对致密油成藏富集的影响。结果表明,储层含油性和充注效率与源储组合类型有较大相关性。源储配置关系、源储压差及储层非均质性共同决定了致密油运移和聚集的差异性,制约含油饱和度的大小。从充注效率和含油性来看,三明治型好于上源下储型和下源上储型。深化源储组合特征研究对于致密油勘探开发具有指导意义。     

四川盆地威远返排液元素地球化学特征及排放处理建议

水力压裂技术是页岩气开发的核心技术之一,大规模水力压裂技术可能会带来大量压裂返排液,而压裂返排液存在污染地下水和地表水等风险。综合对比分析四川盆地威远页岩气开发区压裂返排液与盆地内不同层系地层水地球化学特征,结果表明:威远页岩气返排液具有高矿化度、高含金属离子的特点,但与地层水相比,返排液中钠(7334 mg/L,n=63)、钙(297 mg/L,n=62)、锶(73.07 mg/L,n=64)、镁(32.1 mg/L,n=42)、钡(153.12 mg/L,n=64)、锰(1.83 mg/L,n=35)、锂(17.53 mg/L,n=64)、溴(72 mg/L,n=70)、氯(12578 mg/L,n=70)等含量基本上都是低于地层水,但硼含量(38.2 mg/L,n=64)与二叠系和三叠系地层水相近,低于震旦系和寒武系地层水。返排液B/Cl值、Li/Cl值和Na/Cl值基本都高于地层水,但Ca/Cl值和Br/Cl值则低于地层水。返排液、压裂注入液、寒武系地层水的溴氯含量具有很好的线性相关性(R2=0.9673),表明威远页岩气开发区返排液为压裂注入液与滞留在志留系页岩中的地层水的混合产物,且该地层卤水与寒武系相近。由于白云岩化作用,地层水具有富钙贫镁的特征,因此,返排液也具有富钙贫镁的特征。与生活饮用水卫生标准(GB 5749—2006)相比,返排液钠、氯、硼、钡、锰、铁、铊、SO42-等含量以及矿化度远高于前者,对环境具有潜在影响,不宜直接排放。威远返排液的处理主要采用循环利用方法,如果在循环利用之前能够根据返排液主微量元素的化学组成进行针对性前期处理,则可降低返排液复杂成分可能对页岩气产量与开采难度的影响,从而大大提高该方法的可行性。页岩气压裂返排液与常规地层水元素化学组成的差异性及其潜在环境风险的研究,为压裂返排液的处理与污染防控提供了重要的科学依据。