塔中地区下奥陶统油气地球化学特征及成因

通过多种地球化学分析方法,对塔中地区下奥陶统油气地球化学特征与成因进行详细研究,结果表明,下奥陶统原油是以低分子量轻质馏分为主、生物标志物含量极低的高-过成熟原油,以芳烃中含有高-超高丰度的含硫芳烃-二苯并噻吩（DTBs）而显著不同于中上奥陶统等上部层系。依据单体烃碳同位素特征,结合烃类组成与分布,认为下奥陶统原油为来自寒武系-下奥陶统和中上奥陶统的混源油,前者的贡献总体高于后者。下奥陶统原油中较高丰度的硫醇化合物、丰富的四氢噻烷、高含量H2S（近10%）伴生气以及超高丰度的含硫芳烃的存在,表明其经历了硫酸盐热化学还原作用、热化学作用等复杂的油气成藏后作用,这些作用改造了油气藏中的烃类并对油气藏的保存可能产生重要的影响。     

塔里木盆地塔中地区天然气成因及其差异

通过对塔中天然气组分和碳同位素地球化学特征的系统分析,发现塔中天然气气态烃组分基本上呈正碳同位素系列,δ~(13)C_1-30‰,为有机成因烷烃气。通过ln(C_2/C_3)-ln(C_1/C_2)关系及参数C_2/iC_4与C_2/C_3关系的研究,认为奥陶系天然气属原油裂解成因天然气;石炭系天然气既有干酪根裂解气,也有原油裂解气。塔中东、西部不同的烃源岩和成熟度导致塔中东、西部天然气组分和碳同位素存在显著差别,西部天然气主要来源于中-上奥陶统烃源岩,东部天然气可能主要来自高-过成熟的寒武系烃源岩。硫酸盐热化学还原作用在区域上存在强弱之分,偏东部井区较西部井区强。     

不同硫酸盐引发的热化学还原作用对原油裂解气生成的影响

由于反应途径或机制不同于裂解反应,硫酸盐热化学还原作用(TSR)很可能会改变油藏中原油的热稳定性和裂解气产量。为了阐明TSR作用对原油裂解气生成的影响,利用黄金管热模拟装置开展了一系列不同硫酸盐和原油的升温热解实验。非烃气体,包括H₂S的大量生成表明,石膏和硫酸镁的加入引发了原油的TSR反应,其中,石膏参与的TSR作用对烃类气体的产量和生成活化能无明显影响;相对而言,硫酸镁参与的TSR反应引起了最终甲烷产量约13.1% 的降低和大分子气态烃(C₂₊)稳定性的明显降低;氯化镁的加入导致了硫酸镁体系中H₂S产量进一步的增加和烃类气体产量进一步的降低。可以证实,在硫酸镁热解体系中,C₂₊与活性结构HSO₄^-发生了氧化还原反应,这也是导致烃类气体产量降低的重要原因。因此,TSR作用对裂解气生成的影响很大程度上受控于地层水中的硫酸盐类型和活性结构的浓度。     

塔中地区顺西区块中、上奥陶统异常体与圈闭评价

顺西区块位于塔里木盆地塔中低凸起的西北围斜区,中、上奥陶统内地质异常体广泛发育,有丘形体、透镜体、楔形体。古地理条件分析和钻探资料揭示,该区具备成礁环境和水下浊积沉积条件,结合其地球物理特征综合分析,认为这些异常体分别为生物礁、灰泥丘、礁滩复合体、沟谷充填沉积体。其中,生物礁丘圈闭具备有利的生储盖组合和成藏条件,是有利的钻探目标,一旦突破,将开辟塔中地区勘探新领域。图4表2参12     

塔中地区中上奥陶统异常体特征

为搞清塔中地区中上奥陶统地质异常体属性及含油气特征,通过对异常体地球物理特征、沉积环境、层序特征分析及与已钻探证实的异常体对比等方法,初步认为异常体可能是生物礁、砂岩透镜体、海底浊积扇、火成岩体等,并认为异常体圈闭是油气聚集的有利场所,是塔中地区具有较大勘探潜力的前景区。     

塔中地区热液改造型白云岩储层

塔里木盆地寒武系-下奥陶统以深灰色的粉-细晶白云岩发育为特征,在塔中等地区局部可见浅灰色-白色的中-粗晶白云岩.中-粗晶白云岩中的流体包裹体均一温度主峰区间为160~200℃,盐度为6.88%~14.15%;氧同位素δ¹⁸O_PDB值为-10.91‰~-7.65‰,平均为-8.98‰,与粉-细晶白云岩δ¹⁸O_PDB值相比,具有明显偏轻的特征.根据白云石与水之间的氧同位素分馏系数计算出形成中-粗晶白云岩流体的δ¹⁸O_SMOW值为+4.2‰~+10.2‰,据此判断该流体为岩浆热液流体.中-粗晶白云岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.709 098~0.709 236,平均为0.709 171,高于粉-细晶白云岩和下古生界正常海相碳酸盐岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值.锶同位素组成特征也表明了中-粗晶白云岩的形成与热液流体作用有关.再结合其产状特征,可以推测塔中地区中-粗晶白云岩是粉-细晶白云岩在热液作用下发生重结晶作用的结果.重结晶形成的中-粗晶白云岩不但有丰富的晶间孔隙,而且还发育有大量的因热液溶蚀作用而形成的溶蚀孔隙,是良好的油气储集层,在塔里木盆地下古生界深层油气勘探中应该给予足够的重视.     

塔河地区下古生界热液流体及储层发育主控因素探讨——以S88和TS1井为例

S88及TS1井是塔河油田钻遇下古生界巨厚白云岩地层的典型钻井。对这2口井的岩样进行岩心观察、矿物鉴定、流体包裹体测温及地球化学研究表明,S88井奥陶系蓬莱坝组及TS1井寒武系下丘里塔格组白云岩地层除受原地盆地流体的影响外还可能存在深部热液流体的影响,流体性质以高温、富⁸⁷Sr且携带热化学硫酸盐还原作用产物(H₂S和CO₂)的酸性流体为主。热液流体的运移导致这2口井深部储层次生溶蚀孔洞的发育,使得储集物性得到改善。研究还表明,这2口井疏导层的存在为深部热液流体的向上运移及进入储层提供关键通道。S88井热液流体对储层的影响主要受控于岩相和裂缝的发育程度,白云岩段储层好于灰岩段,裂缝发育段储层优于不发育段;TS1井白云岩储层的发育主要受控于岩性组合,下部井段的膏盐层与白云岩层的共生可能是其岩石物性优于上部纯白云岩井段的主要原因。     

塔中地区顺西区块中、上奥陶统异常体与圈闭评价

Shunxi Block is located in the northwest slope of Tazhong Uplift. Many geologic anomalous bodies are developedin the Middle-Upper Ordovician System and can be divided into mound, lens and wedge bodies according to their shapes. The study of paleogeology and drilling data suggests that Tazhong Area has the conditions of growing reefs and submarine turbidity sediment. Combined with the study of their geophysics characters, the anomalous bodies are considered to be reefs, calcilutite mounds, lime-mud lumps or canal-filling lenses, in which the traps formed from reefs or moulds are of better combination of source rock, reservoir and cap rock, and are favorable play targets. As long as the breakthrough is made, the anomalous body traps will be the new significant exploration areas of oil and gas in Tazhong Area, Tarim Basin.     

塔里木盆地塔中地区上奥陶统油气相态及其控制因素

在塔中地区上奥陶统已发现7个油气藏,油气相态分布复杂。结合油气藏形成与分布的地质和地球化学条件,综合分析了塔中地区油气相态的分布特征和主控因素。结果表明：塔中地区上奥陶统油气藏由西向东,从未饱和凝析气藏过渡为饱和凝析气藏|由北向南,从凝析气藏过渡为未饱和油藏。原油规则甾烷既有呈C₂₇≤C₂₈29的“反L型\"的中—下寒武统烃源岩特征,又有呈C₂₇>C₂₈29“V”字型中—上奥陶统烃源岩特征,表明主要来自中—下寒武统和中—上奥陶统烃源岩的混源。天然气干燥系数和甲烷碳同位素表明目前正处于高成熟—过成熟阶段,与中—上奥陶统烃源岩处于成熟阶段不匹配,表明主要来自中—下寒武统。由于天然气甲烷碳同位素值普遍偏低,Ln(C₁/C₂)与Ln(C₂/C₃)两者大都呈正相关关系,天然气可能是以原油裂解气为主。油气相态分布主要受控于温度、压力、多期成藏和多期改造。早期温压较低.又经历了2次构造抬升,使得早期的油气藏遭到破坏,临界温度和压力发生改变,形成未饱和油藏。晚期地层埋深持续增大,形成高温高压,同时原油裂解成气对早期油藏气侵,形成未饱和凝析气藏。中—下寒武统优质储盖组合可能是塔中地区未来寻找天然气的重要领域。     

塔中西北部上奥陶统丘状地震反射异常体的成因

塔中地区上奥陶统良里塔格组富含礁滩沉积体,由于礁体具有丘状外形,因此人们普遍将其北西部台缘外带的丘状地震反射体解释为生物礁。本文通过地震地质综合分析,认为上奥陶统生物礁个体较小,其厚度小于1/8波长,宽度小于1个菲涅尔带半径,在常规地震资料中不能直接辨别,真正的礁滩沉积体总是隐伏于代表大套灰岩层顶面的极强反射波(T₇⁴)及其之下的1~2个弱反射波之中。那些位于极强反射波(T₇⁴)之上,内部为低频强振幅层状反射波结构的丘状体,其地层结构表现为灰岩(或泥质灰岩)与泥岩互层,为低能与高能过渡带的沉积环境的产物,内含礁滩沉积体的概率也很低。精细解释表明,此类丘状体是低倾角逆断层构造、斜坡滑塌堆积及浊积扇等非礁滩沉积体的地震响应。     

塔里木盆地顺南4井中硅化热液的地质与地球化学特征

塔里木盆地顺南4井奥陶系鹰山组灰岩取心段中发现有明显的热液蚀变现象和交代硅化特征,溶蚀缝洞、疏松硅质灰岩/硅质岩、热液脉体以及粗大石英晶簇异常发育。通过对取心岩样的地质特征观察,针对热液脉体(方解石脉和石英脉)以及硅质岩样品进行了系统采样,用来进行包裹体测温与测盐、稀土元素和微量元素分析。结果表明,热液流体具有混合性质,由岩浆活动提供热源,地层水提供主要的流体来源,岩浆热液与地层卤水混合后形成了中-低温、高盐度的硅化热液。稀土元素(REE)分析显示,铕异常δEu值为0.040~0.118,平均值为0.069,呈强烈负异常,指示了还原的成岩环境。Sm/Nd值为0.169~0.256,平均值只有0.194,可见成岩流体应该属于壳源流体。样品REE平均值配分曲线与地壳REE配分曲线趋势高度相似,表明热源来自壳源岩浆,且从其贫Mg²⁺的特征来看属于上地壳(硅铝层)。微量元素特征中Ba/Sr值为0.43~19.76,平均值为6.70,变化范围较大,亦反应出流体的相对复杂性,U/Th值为0.35~4.76,平均值为2.14,Th/U值为0.21~2.88,平均值为1.03,Th/U-Y/Ho的相关性均显示硅化热液属于低温型热液。     

四川盆地焦石坝南部地区五峰组—龙马溪组裂缝脉体流体来源及形成时间

页岩裂缝中的脉体记录了古流体活动和裂缝活动的重要信息,对页岩气的富集和保存条件具有重要的指示作用。针对四川盆地焦石坝南部地区五峰组—龙马溪组页岩中裂缝内充填的方解石脉和石英脉,通过岩石薄片观察和阴极发光分析,结合微区原位元素、流体包裹体和碳、氧、锶同位素测试等技术手段分析了成脉流体的来源和形成时间。研究结果表明,焦石坝南部地区五峰组—龙马溪组页岩的裂缝内依次充填了3期脉体,其中,第1期和第3期为方解石脉,第2期为石英-方解石脉。第1期方解石脉的阴极发光颜色为棕黄色,稀土元素总量低,重稀土轻度富集,第2期脉体中方解石的阴极发光颜色为褐黄色,稀土元素总量较高,这2期脉体中方解石的Eu为正异常;结合碳、氧、锶同位素分析,揭示成脉流体来源于五峰组—龙马溪组页岩的层内成岩流体,脉体均形成于相对还原的成岩环境。第3期方解石脉的阴极发光颜色为棕黄色,稀土元素总量高,重稀土高度富集,表现出明显的Eu负异常,成脉流体可能来自混有陆源物质的外源流体。基于2期方解石脉体和1期石英+方解石脉体的形成顺序和岩相学特征,利用方解石脉和石英脉中原生盐水包裹体的均一温度以及埋藏史和热演化史的分析结果,确定3期脉体方解...     

中国高含硫化氢天然气的形成及其分布

含硫化氢天然气是天然气资源的重要组成部分,也是硫磺的重要来源之一。中国高含硫化氢天然气资源丰富,主要分布在渤海湾盆地陆相地层的赵兰庄气田、罗家气田和四川盆地海相地层的渡口河、罗家寨、中坝、威远、卧龙河等气田。这些气田中硫化氢含量一般为5％～92％左右,主要分布在富含膏盐层的油气区中,硫化氢主要为硫酸盐热化学还原作用形成的,赵兰庄气田早期可能存在微生物还原作用形成的硫化氢;膏盐层的分布位置对硫化氢的生成量和形成条件具有一定的控制作用。表2参41     

中国高含硫化氢天然气的形成及其分布

The hydrogen sulfide bearing gas is the important constitute of natural gas resources, while that with high H2S content is also one of the important sources of sulfur. The resources of natural gas with high H2S content are very rich in China and mainly distribute in the continental gas fields of Zhaolanzhuang and Luojia, Bohai Bay Basin, and the marine gas fields of Dukouhe, Luojiazhai, Zhongba, Weiyuan and Wolonghe. The H2S in the above gas fields, with the contents vary from 5% to 92%, mainly distribute in oil&gas areas with rich minerals of sulfate (gypsum). According to the analysis, the rich H2S in the areas are mainly generated due to TSR. Besides, in the early forming periods of Zhaolanzhuang Gas Field, there maybe exist the H2S that sourced from the deoxidization of microbe. Finally, it can be concluded that the distribution of evaporates has some controlling effects on the generation amount of H2S and its formation conditions.     

川东北元坝—通南巴地区二叠系—三叠系天然气地球化学特征及成因

依据天然气组分、碳同位素和稀有气体等资料对川东北元坝—通南巴地区二叠系—三叠系天然气地球化学特征及成因进行了系统研究。结果表明,(H_2S+CO_2)与(H_2S+CO_2+∑C_n)比值可以作为表征热化学硫酸盐还原作用(TSR)程度的参数。元坝地区长兴组至须家河组二段、通南巴地区飞仙关组至须家河组四段天然气δ~(13)C_2变化幅度大于δ~(13)C_1,且δ~(13)C_2值介于-24.4%。~-36.7‰,表明存在油型气和煤型气混合,理论上各层系天然气碳同位素均应呈倒序分布,但元坝地区长兴组、飞仙关组和通南巴地区嘉陵江组天然气受TSR影响,仍表现为δ~(13)C_1δ~(13)C_2或δ~(13)C_1δ~(13)C_2δ~(13)C_3的正序分布。元坝地区须家河组三段、四段天然气δ~(13)C_2值大多重于-28%。,以煤型气为主,表现为δ~(13)C_1δ~(13)C_2δ~(13)C_3的正序分布。天然气稀有气体氦同位素R/R_a值分布于0.00881~0.02510,表现出典型的壳源特征,源于TSR的酸性气体和源于烃源岩热演化的有机酸对碳酸盐岩的溶蚀是该地区二氧化碳形成以及δ~(13)C_(CO_2)变重的主要原因。气-气及气-源综合对比表明,元坝—通南巴地区天然气成因类型可以划分为龙潭型(A1型)、混合型(A2型)和须家河型(B型),龙潭型和混合型主要来源于上二叠统龙潭组烃源岩,其中混合型混有少量须家河组来源气,须家河型主要来源于其自身层系的烃源岩。     

塔里木盆地玉北地区奥陶系缝洞充填方解石地球化学特征及其储层流体分析

塔里木盆地玉北地区奥陶系碳酸盐岩储层的成因是该地区油气勘探研究的关键问题。通过分析玉北地区奥陶系碳酸盐岩缝洞方解石的充填特征和地球化学特征,并结合区域构造背景,探讨了影响储层发育的流体期次、性质和作用类型。该区奥陶系缝洞充填方解石样品的稀土配分曲线呈现淡水和海水2种流体特征,由东向西分布的井中样品锶同位素比值逐渐减小,且高角度缝方解石的锶同位素值明显高于孔洞和水平缝洞方解石中的,显示了不同区域、不同产状样品中流体性质的差异。因此,玉北地区奥陶系碳酸盐岩成岩系统具有一定开放性,由东向西淡水改造的程度逐渐减弱,这与加里东中期—海西早期东强西弱的构造活动特征相吻合,断裂活动强度影响了流体对储层的改造过程。     

塔中地区深部流体对碳酸盐岩储层的改造作用

塔中地区岩石及原油的稀土元素分析、二氧化碳碳同位素分析以及储层流体包裹体测温证实了深部流体的存在。盆地基底以下的深部流体通过深大断裂及火山活动进入盆地内,通过物质和能量交换对碳酸盐岩储层进行溶蚀和交代,使碳酸盐岩储集层的孔、渗结构发生改变,从而形成深埋改造型的优质碳酸盐岩储层。塔中西部地区沿大断裂及火山活动区发现的萤石矿带是深部流体作用的产物,是塔中45油田的主要储集层类型。深部流体的来源及活动范围与深大断裂以及火山活动密切相关,深大断裂以及火山岩发育区可以作为寻找深部流体改造型储层的标志。     

塔中地区深部流体对碳酸盐岩储层的改造作用

塔中地区岩石及原油的稀土元素分析、二氧化碳碳同位素分析以及储层流体包裹体测温证实了深部流体的存在。盆地基底以下的深部流体通过深大断裂及火山活动进入盆地内,通过物质和能量交换对碳酸盐岩储层进行溶蚀和交代,使碳酸盐岩储集层的孔、渗结构发生改变,从而形成深埋改造型的优质碳酸盐岩储层。塔中西部地区沿大断裂及火山活动区发现的萤石矿带是深部流体作用的产物,是塔中45油田的主要储集层类型。深部流体的来源及活动范围与深大断裂以及火山活动密切相关,深大断裂以及火山岩发育区可以作为寻找深部流体改造型储层的标志。