吐哈盆地台北凹陷天然气地球化学特征及成因分析

根据天然气组分组成及碳、氢同位素特征,分析了吐哈盆地台北凹陷天然气的地球化学特征、成因及来源.研究区烃类气体以甲烷为主,主要分布在60％～80％之间,重烃气(C2+)含量较高,集中在20％～40％之间,天然气干燥系数(C1/C1-5)变化较大,集中在60％～80％之间,为典型的湿气;非烃气体总体含量低,主要为N2和CO2,其中雁木西地区较高含量的N2主要来源于大气氮.天然气δ13C1值偏低,集中在－41‰～－39‰之间,δ13C2值大于－29‰,主频率为－28％～－26‰,δ13 C3值、δ13nC4值集中在－26‰～－24‰之间,表明台北凹陷天然气主要为煤成气.天然气δD1值分布在－239.6‰～－111.8‰之间,主频率为－240‰～－230‰,表明研究区气源母质主要形成于陆相淡水沉积环境,且天然气成熟度不高.雁木西油田部分样品天然气湿度较大且碳、氢同位素发生倒转,主要是生物降解作用所致.天然气主要处于未熟 低熟阶段(Ro≤0.8％),气源对比表明,台北凹陷天然气主要来源于中侏罗统西山窑组未熟—低熟烃源岩,其次为下侏罗统八道湾组成熟烃源岩.     

各类天然气的成因鉴别

在丰富的原始资料基础上，综合国内外有关献，提出了鉴别各类成因（有机的、无机的、生物气的、油型气的、煤成气的）烷烃气和二氧化碳的4类21个指标，从而达到判别各类成因天然气的目的。     

吐哈盆地雁木西油田天然气成因分析

雁木西油田所产天然气在吐哈盆地有一定的特殊性，主要表现为含有一定量的硫化氢气体，部分样品的氮气含量高、甲烷含量低、烃类碳同位素值较重，并且重烃碳同位素值发生了倒转。探讨这些特殊性有助于全面认识吐哈盆地的天然气来源、成因与分布规律等，为此在天然气地球化学特征分析的基础上，结合具体的地质条件对天然气的来源、成因进行了系统地分析并取得了如下认识：①雁木西油田的原油溶解气分布在鄯善群和白垩系油藏中，成因上为腐殖型天然气，由烃类和非烃类组成；②烃类气体由甲烷和重烃组成，不同组分的含量与干燥系数均在较宽的范围内变化，但都表现为湿气特征；③非烃类气体主要由N₂、H₂S、CO₂等组成，其中CO₂含量普遍较低；④烃类气体、部分非烃气体及其伴生的原油主要来自侏罗系烃源岩，部分高含量的氮气为大气来源，硫化氢与深部石炭系海相碳酸盐岩有关；⑤部分天然气遭受了次生变化，烃类碳同位素值偏重、重烃碳同位素值倒转均与细菌的生物降解作用有关。     

伊通盆地天然气成因类型与成藏

在评价伊通盆地烃源岩的基础上,分析了天然气地球化学特征和成因,并利用Basinflow软件模拟天然气运移方向,判断天然气有利聚集区。研究结果表明,伊通盆地存在古近系双阳组、奢岭组和永吉组3套烃源岩,以双阳组烃源岩有机质丰度最高,有机质类型主要为Ⅱ₁型和Ⅱ₂型,少部分为Ⅲ型和Ⅰ型。天然气主要以湿气为主,成熟度在1.3%以下,属于原油伴生气。天然气成因判别结果指示伊通盆地天然气主要为油型气,少部分为混合成因气,气源岩母质类型主要为Ⅱ₁型和Ⅱ₂型。天然气运移与聚集模拟结果表明,伊通盆地万昌构造带和五星构造带二号断层上升盘是汇集流聚集地区,而且具有双源供烃的特征,是最有利的天然气聚集区。     

埃塞俄比亚欧加登盆地天然气成因及来源

在一个含油气盆地的勘探开发早期阶段,研究天然气的成因及来源非常重要,可以为油气勘探潜力评价和资源评价提供理论依据.欧加登盆地勘探程度低,迄今发现了3个气田,天然气成因及来源一直缺乏系统研究和认识,为此对欧加登盆地气田的天然气组分、同位素特征、轻烃组分及烃源岩等特征进行综合分析研究.结果表明:①欧加登盆地天然气组分含量以...     

吐哈盆地雁木西油田天然气的选择性生物降解作用

对吐哈盆地雁木西油田原油与原油溶解气地球化学特征进行了对比和分析,探讨了微生物对天然气降解作用的选择性.雁木西油田的天然气均为湿气,不同组分的相对含量和烃类组分碳同位素比值都有较大的变化范围,部分天然气的烃类组分碳同位素比值明显地变大.生物降解作用的选择性与这些变化有极为密切的关系.由于不同的微生物对不同组分的降解能力和强度不同,因而造成了不同剩余烃类组分的碳同位素比值不同,部分烃类碳同位素比值甚至发生倒转.烃类碳数越小,越易发生生物降解作用,较容易发生生物降解作用的组分是甲烷、乙烷和丙烷等较轻的烃类,其次是正丁烷、正戊烷等较重烃类,发生生物降解作用的烃类最高碳数可以达到14.异丁烷、异戊烷等异构烷烃抵抗生物降解作用的能力较强.     

吐哈盆地"煤成油"问题再认识

吐哈盆地被认为是典型的煤成油盆地。通过煤岩的富氢显微组成、模拟生烃特征、特殊的油气成藏规律及不同地区预测资源量与探明油气资源量之间的对比分析发现,吐哈盆地侏罗系煤岩并不具有大规模生、排液态烃并形成商业性油田的能力。结合其他地质、地球化学证据,认为台北凹陷中侏罗统油气并不是严格意义上的“煤成油”。而是深层湖相与煤系的“混源油”。     

东非坦桑尼亚盆地深水区天然气地球化学特征与成因

近几年东非大陆边缘盆地（坦桑尼亚盆地、鲁武马盆地）海域发现了一系列大型气田,可采储量达38 000×108 m3。为了了解气田的地球化学成因,研究了盆地的构造演化特征,即坦桑尼亚盆地经历了卡鲁裂谷期、马达加斯加裂谷期和马达加斯加漂移期三期构造演化。其中,马达加斯加裂谷期形成了下侏罗统-中侏罗统局限海相优质烃源岩烃源岩,其生、排烃期在早白垩晚期-渐新世。该文详细分析了坦桑尼亚盆地深水区天然气组分、天然气碳、氢同位素特征,探讨了天然气的成熟度,判识了天然气的成因类型,研究结果认为深水区天然气为高成熟-过成熟油型气,天然气成熟度R_o处于1.2%~2.6%之间,与侏罗统-中侏罗统烃源岩成熟度相匹配。因此,认为天然气的气源为下-中侏罗统烃源岩。     

吐─哈盆地天然气成因类型探讨

吐哈盆地的天然气依据成因可划分为油型气、煤型气、混源气和生物改造气4种类型。油型气主要产于托克逊凹陷及哈密凹陷,具有δ¹³C₃-δ¹³C₂值高、δ¹³C₂<-2.88%和演化程度较高等特征；煤型气主要富集于台北凹陷(鄯善油田、巴喀油田例外),具δ¹³C₁低、重烃气碳同位素重、δ¹³C₂>-2.88%等特征；混源气仅分布于鄯善油田及丘陵油田东块,具δ¹³C₁<δ¹³C₂<δ¹³C₃>δ¹³C₄的碳同位素“倒转”分布特征；生物改造气仅见于巴喀油田及丘陵油田陵4井区,具有密度小、干燥系数大、iC₄/nC₄及C₂/C₃值高、δ¹³C₂>δ¹³C₃等特点。     

天然气成因类型及其鉴别

中国经过20年天然气科技攻关，已形成天然气成因类型及其鉴别标志的理论体系和方法。天然气成因类型可划分为有机成因气、无机成因气、混合成因气3大类。有机成因气根据演化程度划分为生物气、生物一热催化过渡带气、热解气和裂解气，根据母质类型划分为煤成气（包括煤成热解气和煤成裂解气，在天然气资源中占主导地位）和油型气（主要是原油伴生气，包括油型热解气和油型裂解气）；无机成因气以二氧化碳为主，分为岩石化学成因和幔源成因两种主要类型；混合成因气是两种或两种以上成因类型气混合而成的天然气，常见的主要有3类（同一烃源岩不同热演化阶段生成天然气的混合，不同烃源岩生成天然气的混合，有机成因气和无机成因气的混合）。常用的天然气成因类型鉴别指标有天然气组分、烷烃气碳同位素、二氧化碳碳同位素和轻烃参数，其中，碳同位素是判别各类成因天然气最有效和最实用的指标。图1表2参41     

塔里木盆地天然气碳、氢同位素地球化学特征

库车坳陷天然气甲皖的氢同位素组成分布为-185‰- -156‰，除DW105-25井为-156‰外，其余9个样品相对较轻，基本轻于-170‰，而Dw105-25井的δ^12C-值为-28．5‰，也相对较重；库车坳陷天然气乙皖氢同位素组成分布为-139‰～-113‰。塔中地区和塔东地区天然气甲烷氢同位素组成分布为-168‰～-151‰，范围相对较小。轮南地区天然气甲炕氢同位素分布为-190‰～-140‰．分布范围较广，乙炕氢同位素组成分布为-187‰～-145‰，与甲炕的分布范围相近．大多数样品同时出现甲烷、乙烷的碳、氢同位素组成序列倒转的现象。塔西南地区的阿克1井天然气甲皖的碳同位素组成为-23．0‰。氢同位素组成为-131‰，均较重，这可能与深部物质的参与有关。     

吐哈盆地天然气成藏地质条件与富集因素分析

吐哈盆地是我国西北主要的侏罗系含煤盆地,近年来不仅在天然气勘探上迟迟未能取得重大突破,而且发现的天然气田数量及储量规模均远小于油田的数量及储量规模,明显有悖于“含煤盆地贫油富气”的地质规律。为此通过对吐哈盆地天然气成藏地质特征及油气分布规律的解剖分析和探讨,认为煤系源岩成熟度相对较低,天然气转化率较小且明显滞后于液态烃的生成,是造成吐哈盆地“油气共生、油多气少”的主要原因;煤系源岩的热演化程度及油气藏后期的保存条件是盆地大、中型气田形成、富集的关键因素;台北凹陷中部的胜北、丘东和小草湖等地区,煤系源岩发育、热演化程度较高、且后期构造活动相对较弱,应是盆地下一步天然气勘探的最有利地区。     

吐哈盆地天然气特征及分布

吐哈盆地中下侏罗统煤系烃源岩发育,侏罗系以分布轻质油为特色,绝大多数气藏为凝析气藏,且轻质油藏溶解气油比大,油溶气丰度很高;在台北凹陷,油气并存为油气分布的重要特点,气藏的分布与油气分异有一定的关系;目前发现的气藏层位均为侏罗系,其上的地层中没有气藏分布可能与盖层封闭性差有关。另外,埋深较大的侏罗系及三叠系中与烃源岩互层或很近的砂岩中存在规模很大的致密砂岩气藏;分布广泛的煤层吸附气也是重要的潜在天然气资源。     

“威远气田的气源以有机成因气为主”——与张虎权等同志再商榷

有机成因烷烃气具有以下规律：碳同位素值δ¹³C₁＜δ¹³C₂＜δ¹³C₃＜δ¹³C₄，一般δ¹³C₁＜－30‰；CH₄/³He为10⁹～10¹²。有机成因二氧化碳的δ¹³C_CO2＜－10‰。威远气田天然气的δ¹³C₁值从－31.96‰～－35.7‰，均小于－30‰，δ¹³C₁＜δ¹³C₂，CH₄/³He为1.1734×10¹⁰～2.8811×10¹⁰。其δ¹³C_CO2值从－11.16‰～－15.81‰，均小于－10‰。加之，威远气田烷烃气和二氧化碳占气体组成的主要区间为89.84%～97.16%。因此，威远气田的天然气以有机成因为主。     

莺-琼盆地天然气成藏条件及地球化学特征

研究莺一琼盆地天然气成藏条件以及地球化学特征，认为该盆地天然气成藏条件良好：高温环境促进了有机质的热演化作用，缩短了烃源岩的成熟时间；储盖组合好，孔隙型的储集层利于天然气富集，具有超压的盖层提供了优异的封闭性能；圈闭多，类型丰富；构造活动提供了天然气运移的通道；烃源岩晚期排烃的特征保证了气田不会因为长时间的扩散而损失。天然气地球化学特征揭示：莺一琼盆地天然气中烷烃碳同位素普遍较重，以煤成气为主；莺歌海盆地由于具有流体幕式充注的特点，混有生物成因气。CO2成因比较复杂，莺歌海盆地既有壳源有机成因CO2，又有壳源无机成因和壳幔混合成因CO2；琼东南盆地CO2为无机成因，包括壳源无机成因CO2和幔源无机成因CO2。图7表1参31     

准噶尔盆地天然气赋存形式及气藏类型

本文根据现有资料对准噶尔盆地天然气的赋存形式及气藏类型进行了初步总结。认为盆地的天然气有三种赋存形式,即溶解气、气顶气和凝析气。主要分布在盆地西北缘和台3断块内。按控制气藏形成的主要因素,可将区内气藏分为构造气藏、岩性气藏和火成岩气藏等三类。     

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??Based on the available data, the existing forms of natural gas and gas reservoir types in Zhungeer Basin are primarily summarized in this paper. It is considered that in this basin there are three existing forms of natural gas, i.e. dissolved gas, gas-cap gas and condensate gas. They are mainly dispersed over the northwest edge and in Tai-3 Fault Block. According to the main factors controlling the formation of gas reservoir, the gas reservoirs within this region may be divided into three types, i.e. stractural, lithological and igneous rock ones.     

鄂尔多斯盆地中北部上古生界气田天然气气源与运聚研究

采用生烃动力学和碳同位素动力学的方法,通过对苏里格气田、榆林气田和神木气田的剖析,认为这3个气田的气源主要来自其南部或西南部的石炭-二叠系的煤系地层;烃源岩生烃始于150Ma左右,出现在定边及以南的气源岩区,并存在由南向北、由西向东推进的趋势;天然气区域运移方向是由西南向东北,局部运移方向是由下向上.在这种地质地球化学背景下,苏里格气田、榆林气田和神木气田开始充注的时间分别为150、140和120Ma左右.在此基础上,进一步总结了该区天然气运聚规律.     

吐哈盆地煤层气勘探前景

自从美国在低煤阶的粉河盆地取得了煤层气勘探突破之后,低煤阶含煤盆地已不再成为煤层气勘探的“禁区”。据专家估算,我国低阶煤中拥有煤层气资源量约16×1012m3,占全国煤层气资源量的47%.吐哈盆地是我国主要的低煤阶盆地之一,通过对该盆地煤层发育特征、煤层气含量与成分、煤层的等温吸附特征、煤储集层特征等煤层气基本地质特征的研究,指出吐哈盆地具有雄厚的煤层气勘探基础,煤层气资源潜力大,勘探领域广阔,勘探前景看好,将成为吐哈盆地常规油气勘探的一种重要替补类型。