莺歌海盆地天然气乙烷碳同位素异常成因分析

莺歌海盆地L15-1气田天然气具有独特性,其天然气乙烷碳同位素值高于盆地内其他气田。在系统分析天然气组分及同位素组成特征的基础上,结合烃源岩特征及底辟活动特征,综合分析了乙烷碳同位素异常的天然气成因与成藏过程。研究表明：L15-1气田天然气来自梅山组成熟度较高的煤型气,富含CO₂,未遭受明显的生物降解。造成L15-1气田天然气乙烷碳同位素值偏高的根本原因是海侵背景下梅山组烃源岩的干酪根碳同位素值偏高,同时,烃源岩较高的成熟度起到一定的促进作用。L15-1气田天然气主要在烃源岩高成熟阶段生成,经底辟活动形成的断裂运移至浅层莺歌海组和乐东组充注成藏;而源岩早期生成的富烃气保存于中深层黄流组和梅山组。该研究有利于弄清该区天然气的分布规律,进一步指导该区天然气的勘探。     

东非海岸坦桑尼亚盆地烃源岩特征与油气来源

近年来,东非海岸坦桑尼亚盆地深水区陆续有大的气田发现,展示了巨大的勘探前景。但有关坦桑尼亚盆地烃源岩发育层位、沉积环境、生烃潜力及油气来源的研究报道较少。根据研究区钻井地球化学资料,结合沉积及构造演化特征,对坦桑尼亚盆地烃源岩特征和油气来源进行了分析,结果表明:该盆地发育3套烃源岩,其中二叠系湖沼相烃源岩以倾气型为主;三叠系湖相烃源岩有机质丰度高,以倾油型为主;下—中侏罗统泻湖相、局限海相烃源岩有机质丰度高,以倾油型为主。该盆地深水区天然气乙烷碳同位素组成变化大(为-30.8‰~-21.0‰),甲烷氢同位素组成重(大于-120‰),且热演化程度高,为原油裂解气,天然气主要来自下—中侏罗统局限海相腐泥型烃源岩,下三叠统湖相烃源岩也可能有部分贡献;推测下—中侏罗统倾油型烃源岩主要分布在该盆地海域,油气勘探潜力大。     

准噶尔盆地煤系烃源岩及煤成气地球化学特征

准噶尔盆地主要发育石炭系和侏罗系两套煤系烃源岩,形成与之相关的两类煤成气.石炭系煤系烃源岩有机质丰度高,有机质类型主要为Ⅲ型,成熟度高.侏罗系烃源岩分布广,厚度大,成熟度变化大,中下侏罗统是主力气源岩,资源潜力大.石炭系煤成气属干气,碳同位素较重,甲烷碳同位素组成在-30‰左右,乙烷碳同位素组成大于-28‰,为正碳同位素系列,形成自生自储气藏.源自侏罗系煤系烃源岩的天然气分布广,组分相对较湿,甲烷碳同位素组成变化较大,丁垸和丙烷发生倒转的现象较为普遍,反映出天然气的成熟度变化较大,同源不同阶的天然气混合造成重烃碳同位素偏轻.石炭系煤系天然气资源潜力大,是准噶尔盆地今后最主要的天然气勘探领域.源自侏罗系煤系的天然气分布范围广,南缘是今后侏罗系煤系天然气勘探的有利地区.     

部分近海湖相烃源岩有机质异常碳同位素组成

中国近海珠江口盆地、渤海湾盆地和印度尼西亚巽它盆地部分深湖相烃源岩及原油碳同位素组成异常重,一般干酪根碳同位素组成大于-24‰,原油碳同位素组成大于-25‰,与常规的地球化学理论相悖.在分析碳同位素组成、干酪根显微组分及生物标志物的基础上,对湖相烃源岩碳同位素组成异常的成因进行了探讨.认为热带、亚热带气候和藻类高生产率是形成深湖相泥(页)岩碳同位素组成异常重的主要原因.烃源岩及原油生物标志物组成以C30-4甲基甾烷丰富、伽马蜡烷含量低为特征.无定形体和藻质体是该类烃源岩有机质的重要来源,形成于缺氧的淡水一半成水沉积环境.该类烃源岩具有高的有机质丰度、生烃潜力和氢指数,是优质的油源岩.     

四川盆地龙岗气田长兴组和飞仙关组气藏天然气来源

采用地球化学方法对龙岗气田长兴组和飞仙关组天然气来源进行了详细研究,天然气干燥系数很高,乙烷等重烃含量极低,非烃气体中除了少量的N_2和CO_2以外,普遍含有H_2S气体。气田范围内长兴组和飞仙关组本身不具生烃能力。天然气地球化学特征与来自志留系和寒武系烃源岩天然气差异很大,也不可能来自志留系和寒武系烃源岩。气藏中普遍含有储层沥青,被认为是原油裂解的产物。因储层沥青与甲烷碳同位素之间没有明显分馏关系,甲烷并非直接来自原油裂解气。气藏中甲烷和乙烷碳同位素组成都很重,为高—过成熟的煤型气,天然气主要来自龙潭组煤系。与川西坳陷高—过成熟须家河组煤系烃源岩生成的天然气相比,龙岗气田甲烷碳同位素组成异常偏重,是由于烃源岩高演化程度和水溶气脱气混入这2个因素叠加而成,并不是目前多数研究者认为的是由TSR作用造成,因为甲烷碳同位素值和H_2S含量没有明显的相关性。     

用乙烷碳同位素判别天然气成因类型存在问题探讨

乙烷碳同位素是天然气成因类型判别的重要指标,在天然气成因类型判别和气源岩研究中发挥了重要作用,其主要依据是:1腐殖型有机质比腐泥型有机质富集13C,腐殖型烃源岩比腐泥型烃源岩有机质的碳同位素值更高;2乙烷碳同位素受成熟度的影响很小,很好地继承了天然气母源有机质的碳同位素组成特征。但是,国内外一些地区天然气的研究表明:1部分腐泥型有机质具有异常高的碳同位素值,其形成的天然气会表现出煤成气的碳同位素组成特征;2成熟度对天然气的乙烷碳同位素值存在较明显影响,低成熟天然气通常具有很低的乙烷碳同位素值,无论其来源于腐泥型烃源岩还是腐殖型烃源岩,通常表现出油型气的乙烷碳同位素组成特征。因此,在应用乙烷碳同位素判断天然气成因类型时,需要考虑烃源岩形成的沉积环境、烃源岩原始有机质的碳同位素组成及天然气的成熟度等因素,才能够正确、合理地判断天然气成因类型。     

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。     

准噶尔盆地东部侏罗系烃源岩和天然气地球化学特征及低熟气勘探前景

对准噶尔盆地东部侏罗系烃源岩有机地球化学特征进行了研究,结果显示准噶尔盆地东部侏罗系烃源岩有机碳含量分布范围广泛,TOC为0.13%~81.06%,烃源岩评价为差—中等生油潜力,但生气潜力较大;镜质体反射率Ro分布和与热演化程度相关的生物标志化合物参数(OEP值、CPI值、甾烷和藿烷异构化参数、甲基菲指数等)表明大多数烃源岩处于未成熟—低成熟热演化阶段;有机质类型以III型为主,部分八道湾组和西山窑组烃源岩为II2型。此外,对准噶尔盆地东部侏罗系天然气组分和碳同位素组成分析结果表明,侏罗系天然气以烃类气体为主,甲烷含量为65%~98%,C1/C1-5为0.62~0.98,以湿气为主,碳同位素组成分布范围较广,其中甲烷同位素组成δ13 C1值为-50.7‰~-28.2‰,乙烷δ13 C2为-32.5‰~-23.7‰,丙烷δ13 C3值为-30.6‰~-21.6‰,以煤型气为主,仅三台—北三台地区天然气显示为油型气-煤型气混合的特征。在对准噶尔盆地东部地区侏罗系煤系烃源岩和天然气样品分析的基础上,通过与吐哈盆地典型低熟气区烃源岩和天然气地球化学特征对比认为准噶尔盆地东部阜东和三台—北三台地区已形成一定规模的低熟气聚集,具有巨大的勘探潜力,是准噶尔盆地低熟气有望取得突破的重点地区。     

四川盆地普光和通南巴地区须家河组气藏气源探讨

以天然气和烃源岩的地球化学特征为主要依据,通过气藏气、烃源岩脱附气、烃源岩综合对比,深入探讨了普光和通南巴地区须家河组气藏的气源.2个地区的须家河组天然气以甲烷为主,干燥系数普遍高于0.97,为典型干气.普光地区天然气甲烷和乙烷的δ13C值分别为-36.‰～-30.8‰,-28.9‰～-26.0‰,具有正碳同位素序列特...     

四川盆地东北部马路背地区上三叠统须家河组天然气地球化学特征及气源

依据天然气化学组分及碳、氢同位素等地球化学资料,分析了四川盆地东北部马路背地区上三叠统须家河组天然气地球化学特征、天然气成因及来源。研究表明,马路背地区须家河组天然气组分以甲烷为主,含量介于92.60%~99.04%,平均为97.59%,干燥系数普遍高于0.990 0,平均为0.992 2,热演化程度较高;与邻区须家河组天然气对比,马路背地区须家河组天然气碳同位素明显具有甲烷碳同位素偏重、乙烷碳同位素偏轻的特征,δ¹³C₁值介于-33.70‰~-28.60‰,平均为-30.88‰,δ¹³C₂值介于-36.40‰~-28.90‰,平均为-33.11‰,甲烷和乙烷碳同位素多表现为倒转分布。天然气成因鉴别及气-源对比研究表明,马路背地区须家河组天然气为Ⅲ型和Ⅱ型干酪根生成的煤型气和油型气的混合热成因气,天然气主要来源于上三叠统须家河组煤系烃源岩及上二叠统吴家坪组海相烃源岩,甲烷和乙烷碳同位素倒转正是煤型气及油型气混合所致。马路背地区须家河组天然气高产富集与该区海相、陆相烃源岩双源供烃及深大断裂有效沟通海相、陆相多套优质烃源岩关系密切,沟通海相、陆相烃源岩的通源断裂在该区天然气成藏富集及后期调整改造方面具有重要作用。     

准噶尔盆地东部石炭系天然气地球化学特征及成因

准噶尔盆地东部石炭系"自生自储"型油气藏具有多凹陷多套烃源岩晚期成藏特征,通过对准东地区石炭系天然气组成、同位素特征进行分析,研究石炭系天然气成因特征,追溯其源岩有机质类型和同位素范围,并结合石炭系烃源岩特征进行气源对比。准东地区石炭系所有天然气样品均为煤型气,陆东地区大部分表现为干气;而五彩湾地区天然气所有样品为湿气,部分样品表现为凝析油伴生气。陆东与五彩湾地区烷烃气碳同位素大多呈正序列分布,且乙烷碳同位素组成普遍偏重,但五彩湾地区天然气碳同位素组成均轻于陆东地区。滴水泉组和巴山组2套烃源岩有机质类型和时空分布差异性造成了陆东与五彩湾地区天然气组分和同位素组成明显不同,早石炭世仅在五彩湾地区发育局限海相环境的滴水泉组烃源岩,而巴山组烃源岩则发育于中晚石炭世火山活动间歇期,其广泛分布于准东地区各个陆内裂陷,陆东地区天然气主要来源于滴水泉凹陷的巴山组烃源岩,而五彩湾地区天然气则为五彩湾凹陷内滴水泉组和巴山组2套烃源岩混合来源。     

准噶尔盆地新光地区佳木河组天然气地球化学特征及成因

通过对二叠系烃源岩生烃潜力评价及地层孔隙生烃模拟实验,明确了准噶尔盆地二叠系佳木河组、风城组和下乌尔禾组3套烃源岩生烃潜力及生烃特征,并在天然气地球化学特征研究基础上,结合与天然气伴生凝析油正构烷烃碳同位素分析,确定了准噶尔盆地中拐凸起新光地区佳木河组致密砂岩气藏天然气的来源。结果表明,二叠系3套烃源岩生烃潜力从大到小顺序为：风城组＞下乌尔禾组＞佳木河组,风城组烃源岩类型最好,以生油为主,下乌尔禾组烃源岩倾油倾气,佳木河组烃源岩倾气。新光地区佳木河组致密砂岩油藏天然气C₇轻烃组成以正庚烷为主,含量大于40%,甲基环己烷含量小于40%,乙烷碳同位素值分布在-29.0‰~-27.0‰之间,为偏腐泥型的过渡型气;与佳木河组致密砂岩天然气伴生的凝析油正构烷烃碳同位素增加呈“V”型分布,与下乌尔禾组烃源岩相一致,表明新光地区佳木河组凝析油来源于下乌尔禾组烃源岩。综合分析认为,准噶尔盆地新光地区佳木河组致密砂岩天然气主要来源于高成熟的下乌尔禾组烃源岩。     

鄂尔多斯盆地奥陶系原生天然气地球化学特征及其对靖边气田气源的意义

通过对鄂尔多斯盆地余探1井奥陶系天然气气源分析,来重新认识靖边气田风化壳气藏气源。余探1井奥陶系烃源岩地球化学特征及天然气碳同位素对比分析发现,中奥陶统乌拉力克组有机碳含量(TOC)在0.30%~1.16%,平均为0.51%,暗色泥岩厚度52.59 m,可以成为有效烃源岩;天然气甲烷的碳同位素组成明显偏轻,δ¹³C₁值在-39.11‰~-38.92‰,乙烷的碳同位素较偏重,δ¹³C₂在-27.26‰~-27.17‰,如果根据乙烷碳同位素来判别,应具有煤成气特征。然而,烃源岩热模拟实验计算的天然气成熟度(R_o=1.86%~1.89%)与烃源岩实测的热成熟度(R_o=1.83%~1.92%)基本一致,都具高热演化特征。从气藏储、盖配置关系上看,气藏上覆奥陶系泥岩厚度大,上古生界煤成气难以混入;天然气偏轻的甲烷碳同位素特征与碳酸盐岩生油岩的甲烷热解气碳同位素组成相似。这些证据表明,余探1井奥陶系天然气应具有油型气的特征。以余探1井奥陶系天然气作为鄂尔多斯盆地油型气端元,对靖边气田中-北部及南部地区天然气碳同位素组成对比分析,结果表明:(1)甲烷碳同位素应作为判识鄂尔多斯盆地奥陶系天然气气源的主要指标,δ¹³C₁小于-38‰是靖边气田风化壳气藏油型气的判别标志;(2)靖边气田整体仍以高成熟混合型煤成气为主,但油型气混入比例南部地区大于中部及北部地区;(3)乙烷次生裂解作用可能是造成奥陶系油型气乙烷碳同位素偏重的主要原因。     

碳酸盐岩烃源岩不同热模拟方式下气体碳同位素演变特征

我国海相烃源岩普遍处于高—过成熟阶段,现有的烃气碳同位素指标不能直接应用于判识海相碳酸盐岩天然气成因类型以及进行油气源对比。利用云南禄劝Ⅱ₁型低成熟海相碳酸盐岩烃源岩,开展了不同热模拟方式下的系列热解生烃实验,对收集的气体产物进行碳同位素分析。结果表明:①在整个热演化阶段,干酪根碳同位素值随成熟度变化不大,而甲、乙烷碳同位素值均随成熟度增加先变轻再变重,具有相似的演变特征,在油气生成的主要阶段,明显小于其母质干酪根碳同位素值,在过成熟阶段,乙烷碳同位素变重的趋势明显加快,甚至大于其母质干酪根的碳同位素值,呈现出“煤型气”特征,故单纯地采用甲、乙烷碳同位素值来判识天然气类型时需要慎重;②在成熟度相同时,半封闭—半开放体系模拟实验所得气体碳同位素值相比封闭体系模拟实验的要轻,这指示同一烃源岩排出烃气所形成的常规天然气藏,其烃气碳同位素值与滞留在源内的页岩气碳同位素值存在一定的差异,显示出似乎“不同源”的特征,在利用碳同位素模版或回归公式开展气源对比时也需要注意;③两种热模拟方式下、同一种烃源岩在全演化阶段,甲烷碳同位素值总是比乙烷的要小,这表明由单一烃源岩直接供气形成的常规天然气藏,不会发生甲、乙烷碳同位素的“倒转现象”。      

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阿克1井气藏是塔里木盆地西南坳陷新近发现的气藏。其天然气甲烷碳同位素值为－23.0‰，干燥系数超过0.999，说明气藏是烃源岩在高－过成熟期阶段聚气的产物。研究结果表明；喀什凹陷白垩系－第三系和二叠系烃源岩不发育，不会是该气藏的烃源岩；侏罗系在晚第三纪强烈构造运动之前仅达到成熟阶段，难以满足晚期聚气的条件，并且阿克1井气藏所在地区中侏罗统湖相烃源岩干酪根碳同位素值较轻、下侏罗统煤系烃源岩以薄层状分散于厚层砂岩中，也不大可能是该气藏的主要烃源岩；而石炭系干酪根碳同位素值、成熟度、生烃史等均与阿克1井天然气对比良好，应是阿克1井的主要气源岩。     

珠江口盆地深水区和浅水区古近系文昌组烃源岩地球化学特征对比

珠江口盆地油气资源丰富,是我国海上油气勘探的热点区。古近系文昌组是盆内重要的烃源岩层之一,但对其地球化学特征研究还不够透彻,尤其是白云深水区文昌组烃源岩,因其埋藏深,岩心样品缺乏,目前研究大多基于易受钻井泥浆污染的岩屑样品,因而导致对其地球化学特征认识有限。因此,采用催化加氢热解技术从珠江口盆地深水区(主要来自珠二坳陷)和浅水区(主要来自珠一坳陷)文昌组的烃源岩干酪根结构中释放出键合烃,应用键合烃中生物标志化合物和单体烃碳同位素组成进行了精细的地球化学特征对比分析。研究结果表明,珠江口盆地文昌组烃源岩可划分为3种类型,包括中深湖相(WC-Ⅰ)、浅湖相(WC-Ⅱ)和藻类勃发的中深湖相(WC-Ⅲ)。中深湖相烃源岩(WC-Ⅰ)生物标志化合物组成具有低C₃₀4-甲基甾烷(4-Me/C₂₉<0.2)和双杜松烷含量,较轻的正构烷烃单体烃碳同位素组成(-33‰~-31‰)特征;浅湖相烃源岩(WC-Ⅱ)生物标志化合物特征表现为极低C₃₀4-甲基甾烷含量(4-Me/C₂₉均值为0.06),低至高丰度的双杜松烷(T/C₃₀H均值为1.04),较重的正构烷烃单体烃碳同位素组成(-30‰~-27‰)特征;藻类勃发的中深湖相烃源岩(WC-Ⅲ)具有高C₃₀4-甲基甾烷含量(4-Me/C₂₉=0.66),重的正构烷烃单体烃碳同位素组成(-25‰~-23‰)特征。其中深水区和浅水区文昌组烃源岩均发育中深湖相(WC-Ⅰ)和浅湖相(WC-Ⅱ),除此之外,浅水区文昌组还发育藻类勃发的中深湖相烃源岩(WC-Ⅲ),而深水区尚未发现该类型烃源岩。通过对比珠江口盆地不同区域文昌组烃源岩键合烃的地球化学特征,发现浅水区文昌组中深湖相烃源岩可分为两种类型,为正确认识珠江口盆地不同区域文昌组烃源岩的地球化学特征提供科学依据,有助于对该区域进行油源对比。      

渤海湾盆地渤中19-6凝析气田天然气成因及油气成因关系判识

综合运用油气地球化学分析方法,分析了渤海湾盆地渤中19-6凝析气田天然气成因,并对凝析油与天然气的成因关系进行了判识。研究结果表明,渤中19-6凝析气田天然气为以烃类气为主的湿气,C₁/（C₂+C₃）值偏低,介于6.4~7.3,甲烷碳同位素值集中分布于-38.0‰~-39.0‰,乙烷碳同位素偏重,介于-25.4‰~-27.0‰,为偏腐殖型干酪根裂解气,与沙河街组三段烃源岩具有可比性,源自沙河街组三段烃源岩。多项凝析油和天然气成熟度判别参数表明,渤中19-6凝析气田凝析油和天然气主要处于成熟阶段,但天然气成熟度略高于凝析油。多项地质证据表明,渤中19-6凝析气田经历了“早油晚气”的油气成藏过程,凝析油主成藏期（12 Ma以来）早于天然气（5 Ma以来）。     

松辽盆地深层煤型气与气源岩地球化学特征

对松辽盆地深层天然气组分和碳同位素组成等地球化学特征进行了系统的分析,认为深层天然气具有多种来源,煤型气在盆地中广泛存在,多个气田具有煤型气的特征或有煤型气的混入,如盆地北部升平气田、盆地南部小合隆及小城子气田等.这些气田天然气的乙烷碳同位素组成均大于-28‰,甲基环己烷碳同位素组成大于-22‰.深层主要烃源岩层系有机质类型主要为Ⅲ型,只有极少部分为Ⅱ型.主力烃源岩层沙河子组有机碳含量平均为1.99%,有机质丰度较高,是良好的气源岩.对钻遇沙河子组煤的井进行的单井沉积相系统研究表明,松辽盆地深层煤主要形成环境为三角洲平原的泥炭沼泽、扇三角洲扇间洼地、滨浅湖、湖泊间湾、湖泊后期淤浅及泛滥盆地环境,构造部位主要分布于断陷边部尤其是箕状断陷的斜坡部位,在湖泊中心区也偶见分布.     

川西坳陷中三叠统雷口坡组四段气藏气源分析

川西地区海相层系除发育二叠系等烃源岩之外,中三叠统雷口坡组内部还发育一套潟湖相黑灰色泥微晶白云岩、灰岩烃源岩,其生烃强度为(10~40)×108m3/km2,具备形成大中型气田的气源条件。通过对川西坳陷不同构造带雷口坡组四段气藏天然气组分、烷烃气碳氢同位素特征、储层沥青、天然气运移条件分析认为,不同构造带具有不同的主力气源。龙门山前构造带PZ1井天然气高含H2S、δ13C2偏重(-26.4‰)、烷烃气碳同位素呈正序分布、δD1偏轻(-140‰),总体具混源气特征,天然气组分及碳同位素反映的母质演化程度介于二叠系和雷口坡组源岩之间,反映可能为二者的混源气,龙门山前通源断裂的发育为混源成藏提供了条件;新场构造带CK1井天然气微—中含量H2S、δ13C2偏轻(-33.2‰)、烷烃气碳同位素局部倒转、δD1偏轻(-147‰),具油型气特征,其与雷口坡组烃源岩大致相当,反映主要来源于雷口坡组内部自身的烃源岩。     

准噶尔盆地霍尔果斯油气田油气特征及油气充注次序

运用色谱、质谱和碳同位素等分析技术对准噶尔盆地霍尔果斯油气田进行油气特征和油气源对比分析认为,该油气田原油来源于白垩系烃源岩,天然气来源于侏罗系煤系烃源岩.利用干酪根裂解气动力学和同位素动力学对霍尔果斯油气田生气史和碳同位素演化特征进行了模拟.模拟结果表明,该油气田的天然气不是白垩系原油裂解形成的,而是源于侏罗系煤系烃源岩干酪根裂解形成的,烃源岩大量生气开始于12 Ma或10 Ma左右,天然气成藏时期约为6Ma.研究结果对准噶尔盆地南缘天然气勘探具有重要的指导意义.