四川盆地黄龙组烷烃气碳同位素倒转成因的探讨

20世纪80年代后期至21世纪初,黄龙组成为四川盆地勘探开发热点,也是其主力储量层和产层,2008年天然气产量为68.1×10⁸m³,占四川盆地年总产量的45.8%。黄龙组天然气的地球化学特征主要表现为氦同位素是典型的壳源型,R/Ra多数为0.01;硫化氢含量低,平均值为0.27%;属于干气,甲烷平均含量为96.71%,重烃气含量低,平均为0.71%。总的看来,黄龙组天然气是低碳优质能源。该烷烃气碳同位素发生倒转,即δ¹³C₁>δ¹³C₂<δ¹³C₃。通过综合分析有机成因烷烃气碳同位素倒转的4种成因,确定黄龙组烷烃气碳同位素倒转的原因是其志留系烃源岩先期形成的具有轻的δ¹³C₂的伴生气和后期形成的具有重的δ¹³C₂的裂解气混合。     

松辽盆地无机成因气碳同位素判识指标探讨

国内外典型无机气δ13C1变化范围大(-3.2‰～-29.99‰),因而不同学者在无机气的δ13C判识指标上分歧也较大,直接影响了对天然气成因的判识。对松辽盆地大量不同类型不同层位的岩石样品进行了模拟实验,分析了岩石模拟产物δ13C1和δ13C2随温度的变化关系以及产物δ13C系列关系。模拟实验结果表明:松辽盆地岩石模拟产物δ13C1和δ13C2随模拟温度增加而变重,δ13C1最重可达-18.5‰,而盆地典型无机气δ13C1最重为-16.7‰。因此,根据模拟实验、盆地典型无机气特征等初步确定了松辽盆地无机气与有机气的判识界限值:δ13C1大于-19‰一般为无机气;同时根据盆地实际地质特征指出,对于δ13C1在-20‰～-30‰的天然气来说,单体碳同位素系列是否完全倒转是判识其成因的最有效的指标。无机气与有机气的δ13C判识指标,应围绕特定的盆地进行,这样才能更有效地识别无机成因气。     

关于烃气成因类型及碳同位素应用问题

本文将烃类天然气按成因分为:生物成因气、热解成因气和无机成因气。在概述各类成因气的特征中,着重综述了确定无机成因气的根据。强调:在应用δ~(13)C_1值划分烃气成因类型时,应与其它指标综合使用;在确定无机成因气时,~3He/~4He值比其它指标更为可靠。     

中国有机烷烃气碳同位素系列倒转的成因

所谓烷烃气碳同位素系列是指依烷烃气分子中碳数顺序递增,δ¹³C值依次递增或递减。递增者称正碳同位素系列,递减者叫负碳同位素系列。当烷烃气的δ¹³C值不按正、负碳同位素系列规律,排列出现混乱时,谓之碳同位素系列倒转。致使倒转的原因有有机烷烃气和无机烷烃气的混合;煤成气和油型气的混合;同型不同源气或同源不同期气的混合和烷烃气中某一或某些组分被细菌氧化。倒转可由其中一种原因,也可由两种或更多种原因所致。     

利用天然气的碳同位素比值建立热成因气模型

利用同位素模型预测甲烷、乙烷和丙烷的δ~(13)C值(干酪根/油生成气态物的程度指标),并用于指示Ⅱ型干酪根的生气特征。通过把气体的多组份动力学模型与同位素模型相结合,可得到气体组份转化率与生成温度之间的相关性。δ~(13)C_1,δ~(13)C_2和δ~(13)C_3之间的关系式利用天然气的热解模型进行限制。通过西得克萨斯Delaware和Val Verde盆地海相腐泥型页岩(Ⅱ型干酪根)生成的气体数据对同位素模型进行验证与校对。这些气体相对不受运移和生物气的混合影响,所以,气体碳同位素比值的变化能初步反映成熟度的演化程度。因此,这些数据对解释气体生成温度和来源于Ⅱ型干酪根的气体δ~(13)C值是有实际价值的。     

利用天然气的碳同位素比值建立热成因气模型

利用同位素模型预测甲烷、乙烷和丙烷的δ13C值(干酪根/油生成气态物的程度指标),并用于指示I型干酪根的生气特征.通过把气体的多组份动力学模型与同位素模型相结合,可得到气体组份转化率与生成温度之间的相关性.δ13C1,δ13C2和δ13C3之间的关系式利用天然气的热解模型进行限制.通过西得克萨斯Delaware和Val Verde盆地海相腐泥型页岩(I型干酪根)生成的气体数据对同位素模型进行验证与校对.这些气体相对不受运移和生物气的混合影响,所以,气体碳同位素比值的变化能初步反映成熟度的演化程度.因此,这些数据对解释气体生成温度和来源于I型干酪根的气体δ13C值是有实际价值的.     

利用天然气的碳同位素比值建立热成因气模型

利用同位素模型预测甲烷、乙烷和丙烷的δ~(13)C值(干酪根/油生成气态物的程度指标),并用于指示Ⅱ型干酪根的生气特征。通过把气体的多组份动力学模型与同位素模型相结合,可得到气体组份转化率与生成温度之间的相关性。δ~(13)C_1,δ~(13)C_2和δ~(13)C_3之间的关系式利用天然气的热解模型进行限制。通过西得克萨斯Delaware和Val Verde盆地海相腐泥型页岩(Ⅱ型干酪根)生成的气体数据对同位素模型进行验证与校对。这些气体相对不受运移和生物气的混合影响,所以,气体碳同位素比值的变化能初步反映成熟度的演化程度。因此,这些数据对解释气体生成温度和来源于Ⅱ型干酪根的气体δ~(13)C值是有实际价值的。     

利用天然气的碳同位素比值建立热成因气模型

利用同位素模型预测甲烷、乙烷和丙烷的δ13C值（干酪根／油生成气态物的程序指标），并用指标Ⅱ型干酪根的生气特征，通过把气体的多组份动力学模型与同位素模型相结合，可得到气体组份转化率与生成温度之间的相关性，δ13C1，δ13C2和δ13C3之间的关系式利用天然气的热解模型进行限制，通过西得克萨斯Delaware 和Val Verde盆地海相腐泥型页岩（II型干酪根）生成的气体数据对同位素模型进行验证与校对，这些气体相对不受运移和生物气的混合影响，所以气体碳同位素比值的变化能初步反映成熟度的演化程度，因此，这些数据对解释气体生成温度和来源于II型干酪根的气体δ13C值是有实际价值的。     

碳同位素在克拉玛依油区油源对比中的应用

根据W. J. STAHI.提出的同位素类型曲线进行油源对比的理论,我们在克拉玛依油区采集了18个原油样品,进行了其各族组分饱和烃、芳烃、非烃、沥青质的δ¹³C%₀的同位素质谱分析。同时。分别采集了中下石炭统包古困组(C_1-2)、上石炭统一二叠系风成城组(C₃-P)、上三叠统下白碱滩纽(T₃¹)的可能生油层的19个岩样,进行氯仿沥青抽提物和干酪根δ¹³C%_o值的测定。并绘制了有关的碳同位素类型曲线。发现克拉玛依原油具有同一油源的特征。并与凤成城组(C₃-P)有成因关系。而与包古图组(C_1-2)和下白碱滩组(T¹₃)无成因关系。     

应用碳同位素动力学模拟评价天然气的成因

简要介绍天然气形成过程中碳同位素分馏的理论基础、动力学参数模拟计算、碳同位素动力学模拟应用于天然气评价等方面的最新成果。揭露了几个值得注意的问题:天然气碳同位素特征不仅受母源、成熟度的影响,而且与运聚条件、沉积盆地增温速率有关;累积聚集气与阶段聚集气在碳同位素特征存在明显差别;碳同位素分馏动力学模型在不同盆地会存在差异,不仅取决于气源条件,还与聚集历史、沉积-构造史有关。我国天然气藏成因复杂,具有多期、多源的特点,对这类天然气的成因研究与评价提供了新思路。     

开展“深源”成油气藏的研究

针对“无机成油说”近几年在某些国家的重新掘起,作者在充分研究国际有关文献的基础上,结合我国含油气盆地的某些控制因素与地质事实,为我国石油普查勘探方向提出某些建设性意见.     

黄骅拗陷油气生成与初次运移的探讨

引言黄骅拗陷是中新生代的断陷盆地,沉积于厚约6000～8000米第三系,是黄骅拗陷主要的生储油岩建造。经过十多年的勘探开发,已成为我国主要含油气区之一。为了发展勘探,扩大油气资源,进一步明确有效生油层系,预测新的含油气区,本文着重对黄骅拗陷下第三系生油岩的油气生成深度(温度)、时间、油气演化与初次运移作一初步讨论。     

塔里木盆地原油碳硫同位素特征及油源对比

以碳、硫同位素在石油生成演化过程中的分馏作用为基础,对塔里木盆地原油、油源对比进行了探讨。原油的δ¹³C继承了生物母质的δ¹³C值,海相原油的δ¹³C小于-32‰或大于-24‰,陆相原油的δ¹³C为-32‰~-24‰。原油中有机硫来源于源岩中的硫酸盐,温度高于成熟原油(80~120℃)的δ³⁴S与油源岩中硫酸盐的δ³⁴S接近,但原油δ³⁴S似要比相应的硫酸盐δ³⁴S轻3‰~4‰。根据碳、硫同位素特征和原油其它物理化学特性可以将塔里木盆地原油分为4种。第1种为寒武—奥陶纪原油,其δ³⁴S为21‰~26‰,δ¹³C小于-32‰,为典型的海相原油,并可细分为寒武纪原油(δ³⁴S在24‰~26‰)和奥陶纪原油(δ³⁴S为21‰~22‰)。第2种为石炭—二叠纪原油,其δ³⁴S为5‰~7‰,δ¹³C小于-32‰,亦为海相原油,如沙3井原油,但母质类型较差。第3种为三叠—侏罗纪原油,δ³⁴S在10‰~14‰,δ¹³C在-26‰左右,为典型的陆相原油。第4种则是前3种原油的混合相原油,δ³⁴S介于海相原油与陆相原油之间,-C—O和C—P两种海相原油混合,其物理化学性质仍为海相原油特征,而-C—O与T—J原油混合则具有混合相原油的性质,没有发现C—P原油与T—J原油的混合油。     

中国中、新生代陆相沉积盆地中油气的生成

我国中、新生代陆相地层中蕴藏着丰富的油气资源。在我国潘钟祥教授于1941年首先提出了陆相可以生成石油,解放后三十年来,随着我国油气勘探开发的工作的迅速发展,在陆相生油研究上也积累了丰富的资料,取得了长足的进展。如果我们注意到,世界上在中、新生代地层中,集中了油、气储量的80～90%,而这又正是一个湖沼大量发育的时代,那么,如此丰富的油气资源究竟有多少源于陆相沉积的问题,也值得重新认识了。     

碳、氢同位素组成研究在油气运移上的意义

在多产层、多源岩、构造复杂断层发育的油气区,油气运移是十分复杂的。在这样地区,研究油气的碳、氢同位素组成,是探索油气运移方向,确定某产层油气来自何源岩的最有效手段之一。本文根据有关油气区不同源岩形成油气的碳、氢同位素组成对比,确定了鄂尔多斯盆地摆宴井油田延安组延10油层中不同源的油气,石油是由延长组生成运移来的,其溶解气主要是由石炭二叠系含煤地层生成的煤成气运移来的;同时指出苏北盆地周庄气藏并非是自生自储的生化气,而是阜宁组生成的油型热解气;四川盆地纳溪气田香溪群含煤地层中产层聚集的煤成气不是自生自储,而主要是由下伏嘉陵江组生成油型气运移来的。     

松辽盆地北部深层原油的碳同位素特征及成因探讨

松辽盆地北部深层烃源岩大部分处于高成熟—过成熟阶段,仅在4口井发现了深层原油.松辽盆地深层泥质烃源岩干酪根碳同位素比较重,但由于其脂肪支链上富集¹²C,因此生成的烃类碳同位素却比较轻.随成熟度的增加,深层烃源岩干酪根碳同位素略微变重.受母质类型的影响,深层烃源岩干酪根碳同位素比青山口组一段大约轻7‰.碳同位素对比结果表明,芳深1井和芳深2井原油来自昌德地区东部的沙河子组泥质烃源岩,升深1井和宋3井原油可能主要为煤岩所生.     

大庆长垣伴生气中二氧化碳的成因研究

与20世纪80年代相比,大庆长垣伴生气中CO2含量增加了约一个数量级,2003年伴生气中CO2的含量(总外输)已达2.87%,并且CO2的含量有继续升高趋势。通过对伴生气3个样品的CO2碳同位素的测定,其1δ3CCO2值均大于+3‰,与徐家围子地区幔源CO2的地球化学特征有明显的差异,认为其成因应属碳酸盐岩的热变质成因,因为松辽盆地的沉积地层为陆相沉积,不含有碳酸盐岩地层,伴生气中CO2很可能是由盆地基底的石炭―二叠系碳酸盐岩热变质作用的产物。     

热模拟在线同位素技术在天然气地学研究中的应用

热模拟在线碳同位素分析技术是天然气地学研究的新手段,它能有效地揭示烃源岩在不同热演化阶段所生成天然气的碳同位素特征。为了建立动态的天然气地学研究技术平台。扼要介绍了该技术的实验方法,并探讨了该技术在天然气地学研究中的若干应用。     

塔里木盆地天然气碳,氢同位素成因分类及其分布规律

根据天然气碳、氢同位素组成特征，将塔里木盆地天然气划分为海相成因天然气，陆相成因天然气和海陆相混合气三大类。海相天然气分布在满加尔古生界海相生油气凹陷的南北两侧，塔中隆起和塔北隆起以南；陆相天然气分布在库车中生界陆相生油气坳陷及塔北隆起以北；海陆相混合气分布在塔北隆起中段雅克拉构造和东河塘部分井、巴什托普背斜群５井（Ｃ）中。柯克亚背斜天然气来源比较复杂，以陆相煤型气为主，可能混有海相油气。     

深水海洋气泡流的动力学模型

介绍了深水条件下海洋气泡流的动力学模型,阐述了天然气水合物在天然气从深海到大气的传输过程中的重要作用。被天然气水合物包裹的气泡的动力学模型是在普通气泡模型的基础之上,引入一个参数值,通过模型模拟得到的数据确定的,可以用来描述水合物外层对气体分子和水分子扩散的抑制作用。