东濮凹陷CO2气源岩及地球化学特征

东濮凹陷在下古生界奥陶系风化壳与下第三系Es¹₃地层发现了高含CO₂气层(显示)。通过气源对比分析证实,该凹陷文留构造文33块、文269块Es¹₃中的有机气体是来源于下第三系碎屑岩地层生成的油型气,其CO₂则是石炭系-二叠系的煤在二次生烃中伴生的CO₂与下古生界奥陶系灰岩高温分解生成的无机CO₂混合而成。对东濮凹陷这2类CO₂气源岩进行高温模拟实验发现,石炭系-二叠系的煤生气能力是奥陶系灰岩的9倍,煤生成的气体70％~80%为甲烷,少量为CO₂;而灰岩所生气中95%以上为CO₂气;单位质量的煤与灰岩生成的气体中CO2体积相当,煤是东濮凹陷最重要的气源岩。     

松辽盆地二氧化碳成因及分布主控因素

松辽盆地天然气成因类型复杂,烃类气和CO₂大量共存,已发现多个高含CO₂气藏。地质和地球化学指标判识表明,松辽盆地高含量的CO₂皆来自于上地幔的岩浆脱气。通过对已发现含CO₂天然气分布特征的分析,总结了松辽盆地高含CO₂天然气分布的五大主控因素：①深部构造背景控制CO₂区域分布;②基底大断裂控制CO₂区带分布;③中生代火山岩构成CO₂深部优质储层;④新生代火山岩浆活动控制CO₂气源;⑤区域盖层控制CO₂聚集层位。松辽盆地CO₂充注成藏期较晚,主要与新生代幔源玄武岩浆活动有关。     

松辽盆地无机成因气及气源模式

松辽盆地发现了万金塔、乾安、孤店和昌德东4个二氧化碳气藏,并在徐家围子地区发现了无机烃气的踪迹,同时在盆地北部发现多处氦气异常,主要为幔源成因,证实了幔源气体在该区存在的普遍性.对气藏成藏条件和深部壳幔结构的研究表明,松辽盆地存在多种类型无机"气源",由于赋存的地质条件和演化过程不同,不同气源脱气的方式、脱出气体的类型、脱气量也大不相同,共有4种主要的模式:地幔物质沿超岩石圈断裂直接脱气模式;热流底辟体脱气模式;火山—岩浆成因模式;碳酸盐岩热变质成因模式.松辽盆地热流底辟体、壳内岩浆房和火山岩在空间上叠置,且已发现的无机二氧化碳气富集区与这三者密切相关,表明热流底辟体脱气模式和火山—岩浆成因模式是无机成因气主要的"气源"模式.     

松辽盆地北部深层火山岩气藏的充注：来自流体包裹体的证据

厘清松辽盆地北部徐家围子断陷营城组火山岩气藏天然气的来源和充注特征对天然气的勘探开发具有重要意义。系统研究了营城组储层中次生流体包裹体的成分和均一温度,旨在揭示天然气气藏的来源和充注特征。研究结果表明该储层中发育了富CH₄和富CO₂两类流体包裹体。富CH₄流体包裹体均一温度出现频率最高的区间包括：160～163℃、185.2～225℃和233～243.4℃,说明存在3期含烃流体;富CO₂流体包裹体均一温度为235.2～269.1℃,为一期充注。均一温度高于烃源岩沙河子组地层的最高埋深温度（230℃）的富CO₂流体包裹体和高温富CH₄流体包裹体内的天然气可能来源于深部。流体包裹体主要成分和气藏天然气主要成分对比表明,本区天然气充注存在3种充注方式：①一期天然气充注形成;②多期混合充注形成;③前期充注被后期天然气充注取代形成。     

松辽盆地二氧化碳成因判识与分布规律

运用CO₂碳同位素、³He/⁴He和CO₂/³He比值判断松辽盆地高含量的CO₂皆为幔源成因。松辽盆地CO₂的分布具有极大的不均匀性,研究结果表明,松辽盆地CO₂在含量上具有"两端元"的分布特征;受区域盖层和储层性质的控制,CO₂在层位上主要富集于白垩系营城组和泉头组四段地层中;在平面上CO₂呈多个点状或狭长带状局限分布,明显受控于深大断裂,与基底大断裂和火山岩体具有较好的成生关系。常规烃类气和幔源CO₂因同受基底大断裂控制,并共享某些圈闭和储层要素而耦合混杂分布在一起。幔源CO₂运聚通道组合类型在很大程度上决定了火山岩气藏中烃类气和CO₂相对含量的大小以及含CO₂天然气的赋存层位。     

松辽盆地深层CO2气成藏主控因素分析

通过分析松辽盆地深层CO2气藏的成藏基本特征,指出松辽盆地深层CO2气成藏的主控因素为：基底断裂、火山岩体和盖层。基底断裂以及与基底断裂连通的分支断裂控制CO2气向上运移的通道;火山岩相控制火山岩储集性能的好坏;盖层质量的好坏控制CO2气藏的保存,并重点分析了CO2气藏中CO2的含量与断裂之间的关系,为松辽盆地深层CO2气的勘探指明了方向。     

松辽盆地南部深层火山岩气藏分布及成藏模式

松辽盆地南部深层火山岩气藏已经逐渐成为油气储量的重要增长点。由于勘探程度较低,火山岩气藏的分布及模式研究还不够深入,在一定程度上制约了勘探的成效。在深入分析已发现油气藏的平面分布和纵向分布特征的基础上,总结了分区带东、中、西3个断陷带的成藏模式。在深化地质认识的基础上,总结火山岩气藏的分布,概括不同区带的火山岩气藏的成藏模式,进而指明火山岩气藏的勘探思路,为进一步落实一批大中型火山岩气藏提供依据。     

松辽盆地北部深层火山岩气藏形成时期及成藏模式研究

松辽盆地北部深层火山岩气藏可分为火山岩烃类气藏和火山岩CO2 气藏。在研究两种气藏类型及特征的基础上 ,通过气源岩排气期、断裂活动期和盖层封闭能力形成期研究 ,以及包裹体均一温度资料分析认为 ,火山岩烃类气藏主要形成时期为泉头组沉积末期—青山口组沉积期 ,火山岩CO2 气藏主要形成于青山口组沉积期 ,其次为嫩江组沉积末期。成藏模式分析认为 ,火山岩烃类气藏为源岩内天然气沿裂缝短距离运移聚集于火山岩圈闭中形成 ,火山岩CO2 气藏为幔源CO2 气沿深大断裂长距离垂向运移聚集于火山岩圈闭中形成     

火山岩体对火山岩气藏的控制作用——以松辽盆地深层徐家围子断陷兴城和升平火山岩气藏为例

以松辽盆地深层徐家围子断陷兴城和升平火山岩气藏为解剖对象,研究了火山岩体对火山岩气藏的各种控制作用,包括对火山岩气藏的纵-横向分布、气-水关系、盖层、气藏类型等多个方面的控制。正是由于其控制作用,火山岩气藏分布纵向延伸空间大,在4000～5000m深度仍能发现气藏,并具有多套气藏叠置的特征;横向上呈串珠状分布的特点。火山岩气藏气-水关系十分复杂,主要受火山岩体及火山喷发期次的控制。每个火山岩体具有独立的气-水系统,而同一火山岩体及同口井中则存在多套气-水系统。火山岩气藏具有自储、自盖的特征,从而使气藏对区域盖层要求弱化。火山岩气藏的类型总体有4大类,以构造-岩性复合气藏为主,主要受岩性控制,在构造高部位聚集;而低幅背斜-岩性复合气藏则是火山岩气藏特有的一种气藏类型,它是火山喷发过程中形成的一种特殊的背斜构造。     

济阳坳陷花沟-高青气田CO_2气成因与成藏机制——兼对莺歌海盆地CO_2气成因的质疑

花沟 高青气田是济阳坳陷唯一的纯气田 ,存在着多种类型的天然气藏 ,以CO2 气藏为主。气藏围绕青城凸起分布 ,天然气组成呈东西分区特点 (烃类气藏分布于东部—北部 ,西部以CO2 气藏为主 ) ,这与凸起东邻博兴生烃洼陷以及西部火山活动强烈有关。西部气藏中CO2含量高达 70 %以上 ,δ13CCO2 值范围为 - 3 4‰～ - 4 5‰ ,He气含量大于 1% ,3He/ 4He比值为3 5 5× 10 - 6 ～ 4 4 9× 10 - 6 ,为岩浆 幔源成因 ;花 5 0 1井馆陶组气藏CO2 含量大于 30 % ,而N2 含量大于 5 0 % ,系幔源成因为主的CO2 N2 气藏。有利于形成CO2 气藏的大地构造环境是地幔隆起和超壳断裂 岩浆活动带。花沟 高青气田CO2 气藏正处于上新世—中新世玄武岩分布区内 ,每一期岩浆的侵入和喷出就是一次成气期和可能的成藏期。上新世是本区最主要的非烃类气体的成藏期。在岩浆活动以前形成并与气源断裂直接连通的构造为CO2 气聚集的有利圈闭。与此相比 ,莺歌海盆地CO2 气不大可能是含钙砂泥岩的热解产物 ,其形成很可能与中新世岩浆热液活动有关     

松辽盆地火山岩储层天然气藏He同位素组成累积效应

地质演化过程中,天然气藏储层中放射性元素衰变产生的3 He和4 He会在气藏中逐渐积累,使气藏中He同位素组成(3 He/4 He)产生变化。以松辽盆地徐家围子断陷和长岭断陷深层火山岩储层天然气藏为研究对象,对火山岩储层天然气和储层流体包裹体中的He同位素进行研究。当火山岩储层无Li元素含量异常时,放射成因3 He产率很低,基本可以忽略,放射性元素衰变产生的3 He不会影响CH4/3 He值和CO2/3 He值2项地球化学指标。当火山岩储层中放射性元素丰度高于沉积岩层中时,在地质历史中会产生更多的4 He,对气藏中He同位素的影响较大。营城组火山岩每克岩石每年生成4 He约为5.1×10-12cm3。在不考虑扩散的情况下,Xs1-1井营城组火山岩初始的3 He/4 He值为3.51×10-6,即R/Ra值为2.51,现今R/Ra值为1.1,当R/Ra值减小到初始值的43.8%时,幔源He的比例相应从原来29.9%减少到目前的10.75%,即幔源He的比例减小到原始的1/3。     

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本文依据斯塔尔追踪气源层的原理和方法,建立了松辽盆地生物气。腐泥气和腐植气三种成因天然氢δ~13C_1-R_0关系方程。经气源时比确定,肇州西气藏的气源层为登娄库组,阿拉新气藏的气源层为嫩江组,升平-宋站气藏的气源层为青山口组一段。     

渭河盆地地热水水溶烃类天然气成因与来源研究

渭河盆地地热水富含烃类天然气,甲烷含量一般在10％左右,最高可达82.44％。碳同位素分析结果表明,烃类天然气具有正碳同位素系列特征,其中位于户县-西安新生代沉积凹陷的地热水伴生天然气δ_¹³C₁值小于-55‰,具有生物成因气的特征,而其他地区地热水伴生烃类天然气δ_¹³C₁值在-38.7‰ ～ -27.2‰之间,为热解成因天然气。天然气源岩分析显示,渭河盆地古近系张家坡组深水湖相沉积岩系,是渭河盆地生物气的重要源岩。分布于渭河断裂之北、构成渭河盆地基底的古生界,与出露于鄂尔多斯盆地南缘铜川-韩城（即渭北隆起）一带的古生界相当,是渭河盆地热解天然气的主要气源岩。     

松辽盆地古龙凹陷凝析气藏判断及其分布

针对古龙凹陷地区缺乏高压PVT相图的情况,首先通过试油成果中气油比的特征区分出油藏和气藏两种类型,然后在油气配方合成井流物的摩尔组成基础上,借助于Φ值法、Z值法和PR状态方程计算PVT相图进行综合分析,判断出古109井区葡萄花油层是一个带油环中等凝析油含量的凝析气藏.根据凝析气藏的成藏机理,预测了该区凝析气藏分布的有利区带.     

松辽盆地北部主要烃源岩天然气扩散损失量估算

在多气源条件下天然气扩散机制及其扩散系统划分的基础上,建立了一套多气源条件下的天然气扩散损失量的估算方法。在松辽盆地北部天然气扩散系统划分的基础上,通过天然气扩散损失量各计算参数的确定,利用所建立的多气源条件下天然气扩散损失量计算方法,估算松辽盆地北部4套主要烃源岩天然气扩散至地表的损失量,约为39.46×10¹²m³,占烃源岩生气总量的27.3%,表明扩散作用是天然气资源评价不可忽视的重要因素。     

Origin, migration, and accumulation of carbon dioxide in the East Changde Gas Field, Songliao Basin, northeastern China

CO₂ reservoirs are widely distributed within the Yingcheng Formation in the Songliao Basin, but the extreme horizontal heterogeneity of CO₂ content causes difficulties in the exploration and exploitation of methane. Former studies have fully covered the lithology, structure, and distribution of the reservoirs high in CO₂ content, but few are reported about migration and accumulation of CO₂. Using the East Changde Gas Field as an example, we studied the accumulation mechanisms of CO₂ gas. Two original types of accumulation model are proposed in this study. The fault-controlled accumulation model refers to gas accumulation in the reservoir body that is cut by a basement fault (the West Xu Fault), allowing the hydrocarbon gas generated in the lower formation to migrate into the reservoir body through the fault, which results in a relatively lower CO₂ content. The volcanic conduit-controlled accumulation model refers to a reservoir body that is not cut by the basement fault, which prevents the hydrocarbon gas from being mixed in and leads to higher CO₂ contents. This conclusion provides useful theories for prediction of CO₂ distribution in similar basins and reservoirs.     

松辽盆地南部天然气的分布特征

松辽盆地南部天然气的分布极其广泛,已在16个层段63个出气点150余口井获工业气流,目前已探明8个气田。在对出气点、气田和气顶深入分析的基础上,总结出了气藏在纵向上和平面上的分布规律,气藏与油藏、气顶油藏的伴生关系,以及天然气控制因素和储集层特征。研究认为,天然气在纵向上可划分为5套含气组合,其中深部煤型气占主导地位。长期发育的继承性大型构造,极易形成多套含气层系,并呈现出自下而上由气顶油藏渐变为气藏的特点。天然气在平面上可分为2区6带。由盆地中心向周边阶地天然气由全部是溶解气变为溶解气与气顶气、气藏气共存。在某些区域性单斜构造背景下,天然气的分布呈现出随构造抬升自下而上由油藏渐变为气顶油藏、气藏的特点。已探明气藏多数为岩性构造复合型气藏。气藏的储渗空间为孔隙型,多数属于低渗气藏。松辽盆地南部还具有得天独厚的丰富的二氧化碳资源。     

松辽盆地东部物源的发现及其石油地质意义

松辽盆地白垩纪发育六大物源及11条主要水系,但对是否存在东部物源一直存在很大的争议。通过对分析化验、钻井及露头等资料的综合研究,在东南隆起带发现一支来自榆树方向的水系并命名为榆树水系。研究表明,榆树水系母岩来源于张广才岭印支期及加里东期花岗岩,该水系从泉头组到嫩江组一致继承性发育,主要以河流和三角洲沉积为主。榆树水系的发现彻底改变了前人关于松辽盆地东部无物源及无水系的认识。因此,这一发现为在松辽盆地东部寻找石油天然气储层开辟了新的领域,具有极为重要的石油地质意义。     

对应分析确定松辽盆地北部深层火成岩岩性

松辽盆地北部深层火成岩地层岩性复杂，从基性到酸性火成岩均有出现，不仅有火山熔岩，也有火山喷发岩，对众多的火成岩样品所对应分析，依据对应分析结果，认识并选择出那些对识别火成岩岩性重要的测井曲线，总结了不同火成岩的测井响应特征，对58块火成岩样品的测井数据进行主因子分析，提取第一和第二主因子，依据第一和第二主因子的大小，用模糊聚类方法识别火成岩岩性，取得了较好的效果。     

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通过对松辽盆地北部天然气的烃类和非烃类组成、甲烷碳同位素、分子量、重烃气浓度、甲烷系数、重烃系数等资料的分析，研究了盆地北部不同地区天然气化学组成特征和物理性质。同时根据天然气地化特征，对盆地北部天然气的成因类型进行了划分，并探讨了生物甲烷气、成熟—高成熟油型气、高成熟煤型气和过成熟煤型气的化学组成及分布规律。研究结果表明：生物甲烷气埋深浅、碳同位素轻、气组分甲烷含量高、氮气含量高；油型气主要分布于盆地中部含油组合（萨、葡、高油层），甲烷碳同位素重于生物气，轻于煤型气，烃气成分变化较大，受各种因素的影响，表现出不同的干湿性；高成熟和过成熟煤型气主要分布于深部含油气组合（扶余油层以下），碳同位素重，气组分甲烷含量高，天然气分子量低