塔里木盆地海相天然气乙烷碳同位素分类与变化的成因探讨

分析塔里木盆地海相天然气碳同位素组成 ,发现天然气的乙烷碳同位素值域分布范围较大 ( - 43‰～- 2 9‰ ) ,并且具有很强的母质继承性。据此并结合天然气甲烷碳同位素组成变化特征 ,将该盆地海相天然气分成 4类。第一类 :δ13 C1值小于 - 40‰ ,δ13 C2 值小于 - 3 7‰ ,主要来源于寒武系—下奥陶统腐泥型母质 ,分布于塔中主垒带、英买力和东河塘地区 ;第二类 :δ13C1值小于 - 40‰ ,δ13 C2 值大于 - 3 4‰ ,主要来源于中、上奥陶统偏腐殖型母质 ,分布于塔中北斜坡、巴楚、东河塘及雅克拉等地区 ;第三类 :δ13 C1值大于 - 40‰ ,δ13 C2 值为 - 3 9‰～ - 3 5‰ ,主要来源于寒武系—下奥陶统腐泥型母质 ,并受热成熟作用影响 ,主要分布在轮南—吉拉克地区 ;第四类 :δ13 C1值大于 - 40‰ ,δ13 C2值大于 - 3 5‰ ,主要来源于寒武系—下奥陶统腐泥型母质 ,同时混入有中、上奥陶统或石炭系偏腐殖型母质生成的气 ,主要分布于桑塔木断垒带及解放渠东—吉拉克地区。图 1表 3参 4(梁大新摘 )     

莺歌海盆地乐东气田天然气成藏条件及富集模式

乐东气田是莺歌海盆地乐东区中-浅层大型气田,其气藏类型为底辟穹隆背斜控制的构造-岩性气藏。为研究其底辟构造特殊的天然气富集模式,分析了该区天然气的成藏条件：乐东22 1/15 1气田所属构造位于中央坳陷带生烃凹陷内,烃源条件优越,底辟上拱为天然气聚集提供了富集场所,同时深部高压型复式地温-地压系统又为天然气向浅部正常温压系统运移提供了动力,天然气沿着与底辟活动有关的断裂-微裂隙垂向运移至浅部滨海砂岩和风暴砂岩储层中。在此基础上,根据该区底辟构造与天然气的空间配置关系,结合生烃动力学、碳同位素动力学等研究方法,探讨了该区底辟构造与天然气富集的关系。结果表明：①底辟构造决定了天然气的空间配置关系,天然气聚集在底辟成藏条件配置好的顶部及两侧的构造、岩性圈闭中;②底辟构造的发育演化过程与油气生成及运聚成藏等均具有成因联系和耦合关系。结论认为：该区的天然气藏为晚期富集,具有多源混合-幕式成藏的特点;其油气充注过程可分为3期,与底辟构造的期次幕式活动相匹配。     

论乙烷碳同位素在天然气成因类型研究中的应用

本文利用加水热压模拟实验的方法研究了碳酸盐岩、泥岩、油页岩和煤热解气中乙烷碳同位素随成熟度的演化规律,发现腐泥型热解气和腐殖型热解气的乙烷同位素具有明显的母质继承性,其分布具有明显的区别。即腐泥型热解气的乙烷碳同位素小于-29‰,而腐殖型热解气的乙烷碳同位素大干-29‰;从我国天然气乙烷碳同位素的统计结果看也有这-规律。因此,无论从模拟实验的范果,还是从实际统计的结果均说明以乙烷碳同位素-29‰可以作为区分腐泥型天然气和腐殖型天然气成因类型的标准。笔者应用这一标准研究了塔里木盆地天然气的成因类型,取得了良好的效果。      

莺歌海盆地盆地结构及天然气成藏模式研究

莺歌海盆地是在地幔隆起拉伸作用和沿红河断裂的走滑作用双重机制控制下,在红河断裂带向海延伸部分的基础上发展起来的,具有断陷坳陷双重结构.莺歌海盆地的演化经历了断陷形成期和坳陷形成期两个阶段,在不同的演化阶段热沉降和红河断裂活动所起的作用是不同的.莺歌海盆地天然气成藏可划分为中央底辟带成藏模式和莺东斜坡带成藏模式.底辟热流体的活动为盆地中央天然气成藏提供了聚集场所和动力条件,高压封存箱内的天然气以涌流方式多次向上释放并聚集成藏.而莺东斜坡带上的天然气藏是盆地深部生成的天然气在水溶对流机制的驱动下运移到斜坡带上并在储盖配置良好的部位聚集的结果.     

莺歌海盆地天然气差异输导特征及成藏意义

莺歌海盆地为典型的伸展-转换型盆地,其独特的地质条件决定了天然气具有差异输导特征,这种差异输导体现在盆地尺度、区带尺度和输导体尺度上,中央底辟构造带为泥一流体底辟树型输导系统,深部天然气沿底辟断裂垂向远距离运移到底辟顶部及其周缘的浅层及中深层砂体中成藏。输导体主要以垂向断裂和裂隙为主,莺东斜坡带则为复合输导系统,输导体为砂体、不整合和断裂组成;莺东斜坡输导特征分段性明显,从北段、中段到南段输导性能逐渐增强,具有明显差异输导特征。伸展-转换型盆地的这种差异输导特征对天然气运聚成藏及天然气富集具有明显的控制作用,泥一流体底辟树型输导系统决定了中央凹陷、带天然气具有环底辟优势聚集分布的特征,复合输导系统影响莺东斜坡带天然气运聚则具有多样性,天然气各段差异聚集特征明显。     

三塘湖盆地天然气成因及成藏分析

通过研究三塘湖盆地马朗凹陷中上三叠统-中下侏罗统煤系烃源岩有机质类型(主要为Ⅲ型)及其演化程度(RO为0.5%~0.6%)和天然气特征(高含量烃类成份,高干燥系数,甲烷碳同位素较轻,乙烷和丙烷碳同位素较重),认为该凹陷天然气符合煤成生物-热催化过渡带气特征,并指出该套源岩从白垩纪开始进入煤成生物-热催化过渡带气生成阶段,其气源贡献可延续至第三纪末乃至更晚。     

莺歌海盆地乐东气田天然气地化特征和成藏史

莺歌海盆地乐东气田储层流体存在明显的非均质性,天然气主要成分为甲烷、二氧化碳和氮气。热成因烃气来源于中新统梅山组-三亚组泥岩,氮气是烃源岩中的有机质在成熟-高成熟阶段的生成物,无机二氧化碳气可能来自深埋沉积地层中碳酸盐矿物热分解及其与粘土矿物反应生成的二氧化碳,或许有部分前第三系碳酸盐岩热解成因二氧化碳和少量幔源二氧化碳加入。依据化学组成和碳同位素资料初步确定乐东气田至少存在3期天然气的注入,依次是生物气、热成因富烃气和无机二氧化碳,天然气的成藏时间大约距今1.2～0.1 Ma。沟通烃源岩的底辟断裂为天然气向上运移提供了良好的通道,由于高压流体的幕式排放诱发底辟断裂周期性开启和封闭,从而造就了莺歌海盆地底辟带气田的多源混合-幕式成藏特点。     

莺歌海盆地高温超压大型优质气田天然气成因与成藏模式——以东方13-2优质整装大气田为例

针对莺歌海盆地东方13-2大型优质高温超压气田天然气成藏特征存在认识不清等问题,开展了天然气成因、来源及成藏过程与成藏模式的系统分析。研究认为,东方13-2气田天然气以烃类气为主,CO2含量低;甲烷、乙烷及CO2碳同位素特征表明天然气为高成熟煤型气,CO2为有机和无机混合成因;天然气轻烃C6、C7系列中环烷烃含量最高,且环己烷占优,生源母质以陆源高等植物为主。东方13-2优质大气田分布于DF底辟外围区,具有"上中新统黄流组一段大型海底扇储层、优质浅海相泥岩封盖和断裂(裂隙)输导"三元时空耦合控藏特征。DF底辟外围区主要聚集了早期充注的烃类气,CO2含量低,且烷烃气碳同位素组成表明天然气呈"高效运聚"成藏特点,是今后莺歌海盆地天然气勘探主要方向。     

莺歌海盆地地温—地压系统特征及其对天然气成藏的意义

莺歌海盆地是一个典型的高温高压新生代伸展—转换型盆地，其烃源岩热演化、天然气运聚成藏都与温压场特征密切相关。尝试运用整体、耦合的观点和地温—地压系统理论，在详细分析莺歌海盆地地温场和地压场分布特征的基础上认为，莺歌海盆地中央泥底辟带发育高压型复式地温—地压系统，而莺东斜坡带则发育单一型地温—地压系统。结合中央泥底辟带和莺东斜坡带天然气藏的分布特征，分析了不同地温—地压系统模式对天然气运聚的影响和控制作用，探讨了在不同地温—地压系统模式下天然气成藏的意义，指出了中央泥底辟带和莺东斜坡带不同的地温—地压系统模式对应的天然气运聚模式。     

莺歌海盆地滨化及天然气分布

通过对莺歌海盆地半地堑及坳陷发育、沉降曲线的分段性、沉降中心迁移的阶段性等进行分析，把莺歌海盆地划分为三个构造层。盆地经历了张裂阶段和裂后阶段，其演化和印度板块与欧亚板块的碰撞有关，具独特的发育特征和油气分布规律。盆地内发育三套生储盖组合。中央泥底壁构造带分布众多的泥拱背斜及鼻状构造并邻近油气源，是最有利的构造带。     

莺歌海盆地东方1-1气田成藏条件及其启示

由于莺歌海盆地众多底辟构造具有相似的成因联系,为研究其底辟构造特殊的天然气成藏条件,通过储层成岩作用、地层水化学分析等,对东方1-1气田进行了剖析,揭示出该气田的成藏地质条件与底辟运动及深部热流体活动息息相关,即：底辟运动为产生背斜构造创造了条件,深部热流体促进了有机质热演化,与底辟运动相伴生的断层与垂向裂隙为深部气源向浅部运移提供了快速通道,多期且具继承性的底辟活动使得天然气成藏期晚,近断层处热流体活动较强烈,临滨亚相粉细砂岩是良好储层,同时具有明显的含气地震信息异常。该盆地内其他底辟构造与东方1 -1气田具有类似的成藏地质条件,在东方1-1气田成功开发的启示下,促进了一批与底辟运动有关的天然气田的发现。     

莺歌海盆地演化及天然气分布

通过对莺歌海盆地半地堑及坳陷发育、沉降曲线的分段性、沉降中心迁移的阶段性等进行分析,把莺歌海盆地划分为三个构造层。盆地经历了张裂段和裂后阶段。其演化和印度板块与欧亚板块的碰撞有关,具独特的发育特征和油气分布规律。盆地内发育三套生储盖组合。中央泥底辟构造带分布众多的泥拱背斜及鼻状构造并邻近油气源,是最有利的构造带。     

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。     

莺歌海盆地浅层天然气生物降解及混源特征

利用天然气地化识别技术研究了莺歌海盆地浅层天然气生物降解及混源特征。研究结果表明 ,该区天然气遭受生物降解后 ,除正构烷烃浓度降低、被降解组分碳同位素变重外 ,在降解作用微弱的天然气中还检测出生物成因的烯烃。在莺歌海盆地中央泥底辟带 ,存在母质类型相似、但处于不同演化阶段的多套气源岩 ,具有生成不同成熟度天然气的物质基础。该区普遍存在由生物气 (或低成熟气 )与热成因气 (有的已被生物降解 )混合而成的混合天然气 ,泥拱活动产生的 (微 )裂隙为天然气运移及混合提供了主要通道。随气藏埋深变浅 ,生物气 (或低成熟气 )的比例增大 ,混合天然气的δ13C1变轻。由于生物降解作用将热成因气中的CO2 转化为甲烷 ,混合作用补充了富烃的新烃气 (生物气和低成熟气 ) ,从而改善了热成因气的品质 ,有利于该区富烃天然气的形成     

莺歌海盆地的CO2天然气的初步研究

在已获CO₂天然气地质地化资料的基础上,重点剖析了CO₂天然气地化特征及成因类型,追踪和判识了CO₂气的气源,初步探讨了CO₂气的分布特征及控制因素,指出了本区CO₂气属壳源型岩石化学成因的无机CO₂,主要来自莺黄组中下部及梅山组含钙海相泥岩所提供的气源,与深部火山-慢源的CO₂气源无关,且不存在CO₂随深度增加而富集的规律,预测中深部是勘探烃类气为主气藏的重要领域。     

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。     

莺歌海盆地浅层天然气生物降解及混源特征

利用天然气地化识别技术研究了莺歌海盆地浅层天然气生物降解及混源特征。研究结果表明，该区天然气遭受生物降解后，除正构烷烃浓度降低，被降解组分碳同位素变重外，在降解作用微弱的天然气中还检测出生物成因的烯烃。在莺歌海盆地中央泥底辟带，存在母质类型相似，但片地不同演化阶段的多套气源岩，具有生成不同成熟度天然气的物质基础。该区普遍存在由生物气（或低成熟气）与热成因气（有的已被生物降解）混合而成的混合天然气，泥拱活动产生的（微）裂隙为天然气运移及混合提供了主要通道。随气藏埋深变浅，生物气（或低成熟气）的比例增大，混合天然气的δ^13C变轻。由于生物降解作用将热成因气中的CO2转化为甲烷，混合作用补充了富烃的新烃气（生物气和低成熟气），从而改善了热成因气的品质，有利于该区富烃天然气的形成。     

莺歌海盆地高温高压天然气地球化学特征及底辟翼部高效成藏模式

莺歌海盆地是新生代高温高压盆地,底辟与热流体活动强烈,深部的天然气在在底辟构造的浅层圈闭中聚集成藏。2010年前钻探8个底辟构造共11口井,没有发现商业气藏,故底辟构造带中、深层能否寻找到大中型优质天然气田一直是争论的焦点。为此,对该区天然气生烃动力学、储层分布及封盖条件进行了分析研究。结果认为:①该区存在浮力作用下游离相缓慢充注成藏、水溶相缓慢充注析出成藏和混相幕式聚集成藏3种天然气充注机理;②底辟核部高温高压带早期成藏经后期多次改造,形成以烃类为主的大型天然气藏的可能性小,底辟翼部则有早期成藏晚期保存完好的原生型天然气藏,非底辟区推测为水溶气析出成藏区;③存在底辟核部区及其周缘半封闭超压系统"混相改造型"成藏、底辟翼部"气相渗滤型"成藏、非底辟带封闭型超压系统"水溶相脱溶型"成藏等3种模式。结论认为,之前失利的主要原因是钻在了底辟构造的核心部位,并用地球化学特征进一步佐证了底辟构造翼部才是高温高压天然气成藏的良好场所。经过勘探实践,最终发现了东方13-1/13-2大气田。