塔里木盆地天然气地球化学特征与成因类型研究

通过统计分析塔里木盆地的234个天然气样品指出：该盆地的天然气主要以烃类气体为主(烃类气体含量为80%以上,占样品总数的84%);古生界和中生界天然气中的非烃气体N₂含量高于新生界,且N₂与烃类气体（C _1-4）之间存在正相关性;古生界和中生界天然气主要为油型气,而新生界天然气则为煤成气,且δ¹³C₂和δ¹³C₃存在一定的正相关性;³He/⁴He值一般为n×10^-8数量级,表现为壳源特征,且³He/⁴He值与天然气类型没有明显关系;古生界和中生界天然气的⁴⁰Ar/³⁶Ar值整体上要略高于新生界(这与形成天然气母质中K丰度有关)。根据以上地球化学参数判定塔里木盆地天然气以有机成因类型为主。     

鄂尔多斯盆地中生界天然气同位素特征及成因类型

鄂尔多斯盆地中生界地层探明了大量的天然气,其成因类型是否与古生界相同,是一个值得探讨的问题。利用碳氢同位素分析结果,确定了中生界天然气的成因类型主要为油型气,与古生界天然气存在很大差异;但由于受构造活动强度的影响,中生界不同构造单元的天然气成因类型又存在一定的差异,陕北斜坡地区构造稳定,主要为油型气,西缘断褶带构造活动强烈,主要为混合气。     

渤海湾盆地东濮凹陷天然气成因及分布特征

针对东濮凹陷高热演化程度区天然气成因复杂,天然气富集规律及勘探潜力认识不清等问题,文中利用聚类分析、生烃模拟实验等手段,对天然气成因类型及分布特征进行了研究。研究结果表明：东濮凹陷存在油型气、煤成气及混合气3大类天然气。其中：油型气包括低熟油型气(R_o介于0.5%～1.2%)、中熟油型气(R_o介于1.2%～1.6%)和高熟油型气(R_o介于1.6%～2.0%),依次分布于构造顶部、斜坡带、洼陷带;煤成气R_o介于2.0%～3.0%,包括源外高熟煤成气和源内高熟煤成气;而混合气主要分布在高热演化烃源灶的大断裂周围。通过对主力生气区分析发现,油型气和煤成气对应的烃源岩主力生气深度分别介于4 000～5 000,5 000～7 000 m,空间上具有接力特征。东濮凹陷天然气富集程度与生烃洼陷的热演化程度关系密切,中、高热演化洼陷(R_o介于1.0%～3.0%)将是渤海湾盆地和东濮凹陷未来天然气勘探的重点领域。     

准噶尔盆地南缘天然气地球化学特征及来源

准噶尔盆地南缘天然气分布较为广泛,在3排背斜带均有分布。该区天然气在组分上以烃类为主,其中甲烷占主导;普遍含有氮气和二氧化碳。准噶尔盆地南缘天然气均为典型热成因气,主要为源自中、下侏罗统成熟-过成熟煤系烃源岩的煤成气,其中第一排背斜带和第二排背斜带天然气均为典型高-过成熟阶段煤成气,第三排背斜带独山子背斜下古近统和呼图壁背斜所有气样也是该类型,第三排背斜带其余煤成气样为典型成熟阶段煤成气。准噶尔盆地南缘煤成气普遍具有碳同位素部分倒转的特征,其主要由于同型不同源（侏罗系不同层位）气的混合,也有部分由于细菌氧化作用（古牧地背斜）或油型气和煤成气的混合（齐古和安集海）。该区油型气样品较少,目前发现的2个油型气样品位于卡因迪克油田白垩系和独山子油气田古近系,分别为成熟和高-过成熟阶段油型气,来自白垩系和二叠系腐泥型烃源岩。齐古背斜二叠系和三叠系中煤成气主要是由断裂下盘埋深较大的下侏罗统八道湾组煤系烃源岩所生成,而侏罗系中煤成气则主要来自中侏罗统西山窑组和下侏罗统三工河组烃源岩,其埋深相对较浅,成熟度相对较低,因此生成的天然气碳同位素值和甲烷含量均相对较小。     

塔里木盆地氦气地球化学特征及有利勘探区

基于对塔里木盆地多个构造单元天然气中氦气相对含量及同位素组成特征,结合地质背景与典型富氦气藏分析该盆地氦气地球化学特征及有利勘探区。研究表明：塔里木盆地富氦天然气显示良好,总体上台盆区富氦天然气显示优于前陆区;塔里木盆地氦气以壳源成因为主;该盆地天然气中氦气相对含量与氮气相对含量具有一定的正相关关系,氮气相对含量高的气藏中氦气相对含量一般较高。塔里木盆地氦气勘探普查可以重点关注氮气相对含量高的气藏。氦在地质体中可能主要以水溶形式发生运移,富集成藏与地层水关系密切。受到不同物质在水中分压差异影响,结合亨利定律分析,地层水在富氦天然气聚集过程中可以起到“提氦泵”的作用。良好的输导体系以及优质的氦源是富氦气藏形成的基础;塔里木盆地多个区块具有良好的富氦天然气显示,尤其是在沙雅隆起、卡塔克隆起、麦盖提斜坡、巴楚隆起等构造单元,该系列构造单元具有良好的氦源以及天然气成藏条件,有利于富氦天然气聚集,该系列构造单元是塔里木盆地氦气勘探的优先考虑区块。大顺北地区天然气勘探前景好,并且该构造单元是“十四五”海相天然气勘探重点区块,也应该加强对该区的氦气勘探普查工作。     

渤海湾盆地东濮凹陷桥口—白庙地区古近系沙河街组天然气成因

通过分析渤海湾盆地东濮凹陷桥口—白庙地区古近系沙河街组天然气的组分、稳定碳同位素特征,对其天然气成因类型、成熟度和混源比例进行了研究,取得以下认识:桥口—白庙地区古近系沙河街组天然气成因复杂,有煤成气、油型气和混合气3种天然气类型;桥口地区烷烃气中甲烷含量明显低于白庙地区,而重烃气含量较高;白庙地区天然气成熟度普遍高于桥口地区,前者为成熟—高成熟阶段的烃源岩生成,后者为成熟早期—成熟阶段生成;桥口地区的桥14井、桥73井和桥76井为典型的油型气,主要来源于沙三段腐泥型有机质。白庙地区靠近兰聊断层的白3井和白8井,天然气为典型的煤成气,来源于石炭系—二叠系煤系地层。桥口地区的混合气以油型气为主,白庙地区的混合气则以煤成气为主。2个地区混合成因气具有多套烃源岩层位来源,石炭系—二叠系煤系、古近系腐泥型、腐殖型烃源岩均有贡献。     

多元天然气成因判识新指标及图版

为解决深层—超深层和非常规领域天然气勘探中面临的高演化、多元天然气成因和来源判识等关键性技术难题,通过实验新技术以及地质资料综合分析,完善了多元天然气成因判识方法体系。建立了腐泥型有机质不同演化阶段干酪根降解气和原油裂解气、聚集和分散型液态烃裂解气,N_2、CO_2有机和无机成因,惰性气体壳源和幔源成因,He、N_2、CO_2、天然气汞含量判识煤成气和油型气等多元天然气成因判识新指标及图版。通过在主要含气盆地的应用,明确了四川、塔里木和松辽盆地复杂气藏天然气成因和来源,有效支持四川盆地震旦系—寒武系古老碳酸盐岩、塔里木盆地库车坳陷深层、松辽盆地深层火山岩等领域的天然气勘探。     

鄂尔多斯盆地奥陶系原生天然气地球化学特征及其对靖边气田气源的意义

通过对鄂尔多斯盆地余探1井奥陶系天然气气源分析,来重新认识靖边气田风化壳气藏气源。余探1井奥陶系烃源岩地球化学特征及天然气碳同位素对比分析发现,中奥陶统乌拉力克组有机碳含量(TOC)在0.30%~1.16%,平均为0.51%,暗色泥岩厚度52.59 m,可以成为有效烃源岩;天然气甲烷的碳同位素组成明显偏轻,δ¹³C₁值在-39.11‰~-38.92‰,乙烷的碳同位素较偏重,δ¹³C₂在-27.26‰~-27.17‰,如果根据乙烷碳同位素来判别,应具有煤成气特征。然而,烃源岩热模拟实验计算的天然气成熟度(R_o=1.86%~1.89%)与烃源岩实测的热成熟度(R_o=1.83%~1.92%)基本一致,都具高热演化特征。从气藏储、盖配置关系上看,气藏上覆奥陶系泥岩厚度大,上古生界煤成气难以混入;天然气偏轻的甲烷碳同位素特征与碳酸盐岩生油岩的甲烷热解气碳同位素组成相似。这些证据表明,余探1井奥陶系天然气应具有油型气的特征。以余探1井奥陶系天然气作为鄂尔多斯盆地油型气端元,对靖边气田中-北部及南部地区天然气碳同位素组成对比分析,结果表明:(1)甲烷碳同位素应作为判识鄂尔多斯盆地奥陶系天然气气源的主要指标,δ¹³C₁小于-38‰是靖边气田风化壳气藏油型气的判别标志;(2)靖边气田整体仍以高成熟混合型煤成气为主,但油型气混入比例南部地区大于中部及北部地区;(3)乙烷次生裂解作用可能是造成奥陶系油型气乙烷碳同位素偏重的主要原因。     

四川盆地中侏罗统沙溪庙组天然气地球化学特征及成因

四川盆地中侏罗统沙溪庙组是低油价形势下四川盆地天然气勘探的重要领域,但盆地内不同地区天然气来源尚不明确,影响下一步勘探部署决策,为此开展侏罗系沙溪庙组天然气地球化学特征及成因研究。结果表明：①沙溪庙组天然气属于干酪根降解气,甲烷含量>84%,含少量乙烷、丙烷等烃类气体及少量的氮气、二氧化碳等非烃气体,不含硫化氢,不同区域的天然气成熟度存在差别;②天然气δ¹³C₁值为-39.2‰~-31.2‰、δ¹³C₂值为-32.8‰~-22.3‰、δ¹³C₃值为 -28.7‰~-19.5‰,天然气碳同位素未发生倒转,川西地区为煤成气,川中地区为油型气,川东地区为煤成气和油型气混合气,以油型气为主;③不同区域天然气δ¹³C₁值、δ¹³C₂值的差异,与其来源于不同类型烃源岩贡献比例大小有关。川西、川西南地区主力烃源岩为须五段煤系烃源岩,川中地区为下侏罗统湖相烃源岩,川东地区天然气来源于须五段和下侏罗统烃源岩。研究结果对四川盆地侏罗系沙溪庙组下一步天然气勘探部署决策具有重要的指导意义。     

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鄂尔多斯盆地上古生界天然气一直被认为是油型气和煤成气二源混合气。通过区域构造特征、盆地演化、地震活动和地球化学等分析，发现上古生界天然气藏沿深大断裂分布,具有生烃期与构造活动时间相吻合的特点，以及部分井天然气中CO₂、N₂、He含量非常高、甲烷同系物碳同位素发生反转、CO₂碳同位素和3He/4He高异常等特征，从而认为上古生界天然气是油型气、煤成气和深源无机气三源混合而成。中生代晚期盆地深大断裂的强烈活动导致深源流体上涌并与古生界天然气发生混合，并且其中的H₂对烃源岩生烃起到加氢作用，促进了其生烃演化，扩大了天然气的丰度。     

合肥盆地构造演化及油气系统分析

合肥盆地位于华北板块南缘 ,面积约为 2× 1 0 4km2 ,迄今尚未发现油气藏。盆地印支面 (侏罗系底 )上、下构造层具有明显差异 ,上构造层为陆相盖层 ,主要表现为张性构造 ;下构造层为海相层系 ,主要表现为压性构造。盆地经历了前中生代基底形成期和中、新生代陆相盆地发育期 ,现今盆地总体表现为中央隆起、四周凹陷的格局。按照“主力烃源岩—主要储集层—主要成藏期”的命名原则 ,盆地可划分为 3个油气系统 :Pz J1—Pz J (K1)—T3 K、K1—K—K2 E和Pz—Pz K2 E—E。最有利勘探区为大桥凹陷 ,其次为朱巷斜坡。由于盆地内古生界缺乏钻井标定 ,烃源岩条件不清 ,侏罗系及白垩系以河湖相砂泥岩为主 ,缺少良好的膏盐岩区域盖层 ,且曾遭燕山期等多次构造运动的改造和破坏 ,不利于油气保存 ,加之中、新生界缺乏构造圈闭 ,因此 ,总体而言盆地油气勘探存在较大风险。图 3参 2 2     

鄂尔多斯盆地3条油藏大剖面对风险勘探的意义

鄂尔多斯盆地大致经历了6个演化阶段,主要发育3套烃源岩、2条不整合面及多套储盖组合,形成以下古生界奥陶系气藏、上古生界石炭-二叠系气藏、中生界三叠系-侏罗系油藏为代表的3大含油气系统.深入分析盆地内部3条油气藏连井剖面(吴忠-米脂;固原-宜川;包头-澄城)可知:烃源岩控制油气藏的规模与展布;中生界油藏位于生烃坳陷内部或...     

塔北地区中,新生界油气藏的形成,分布及勘探远景

塔里木盆地北部中、新生界油气藏形成条件较好,在库车凹陷具有形成大油气田的基本石油地质条件,在组合条件较好的其他地区,可形成中、小型油气田(藏)群.本区中、新生界油气田(藏)的分布具三种模式.区内已在震旦系至上第三系的九个层系内发现了规模不等的油气藏,其中80%集中在中、新生界内(主要分布在古隆起及斜坡带),表明塔里木盆地北部中、新生界有广阔的油气勘探远景.     

鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界天然气成因及来源

天然气成因及来源研究对天然气勘探开发具有重要作用,可以为天然气的运移成藏提供理论依据。通过对鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界天然气组分、碳同位素、轻烃及烃源岩等特征进行综合分析研究,探讨该区上古生界天然气成因及来源。结果表明:临兴地区上古生界天然气组分含量以甲烷为主,重烃和非烃含量较低,主要属于干气;天然气δ^13C1值、δ^13C2值和δ^13C3值分别介于-45.6‰^-32.9‰、-28.9‰^-22.3‰和-26.2‰^-19.1‰之间,总体表现出正碳序列变化趋势,并且δ^13C1值均小于-30‰,具有典型的有机成因气特征。轻烃组成特征上具有一定的相似性,C7系列表现出甲基环己烷优势;C5-7系列主要表现出异构烷烃优势。该区上古生界天然气主要属于成熟煤成气,含有少量煤成气与油型气的混合气;石盒子组天然气藏主要是由山西组烃源岩生烃增压扩散运移至近源或远源储层内充注成藏;太原组天然气藏主要来自于太原组自身的烃源岩,在源岩内自生自储成藏。     

塔里木盆地油气勘探若干地质问题

从塔里木盆地演化的特殊性入手,分析了克拉通盆地的活动性和前陆盆地的再生特点;通过油源对比认为,塔里木盆地是我国唯一在下古生界找到海相成因工业性油藏（而不仅是气藏）的地区,提出了海相油藏“多期成藏,晚期保存”的观点;并对塔里木盆地油气资源气多于油作了总体估计;分析了前陆区和台盆区寻找大油气田的主要难点,指出非构造圈闭勘探和碳酸盐岩储集层预测是制约台盆区油气勘探的两大因素;强调塔里木盆地寻找大油气田的努力要坚持下去     

中国南方中、古生界油气系统及勘探选区

中国南方经历了多期构造运动的强烈改造,中、古生界油气系统成因及演化复杂,按照"动态演化"综合分析思路将其分成原生、再生烃(二次生烃)及复合油气系统三大类。加里东期、海西期及印支期是原生油气系统的主要形成期,燕山期是除四川盆地外的广大南方地区原生油气系统的主要破坏与改造期;喜马拉雅期是再生烃油气系统及复合油气系统的主要形成期,也是四川盆地原生油气系统的主要改造期。指出川东北大巴山前缘及石柱复向斜西侧高陡背斜带、川西北上三叠统一下侏罗统煤成气藏、苏北盆地阜宁-盐城-海安-兴化-宝应地区、江汉盆地沉湖地区、江西鄱阳盆地南部凹陷、川中乐山-龙女寺隆起下古生界及楚雄盆地北部凹陷为南方中、古生界油气勘探有利区。     

孤北斜坡带煤成气成藏条件分析

孤北斜坡带石炭-二叠系煤系地层分布广泛，煤质优良，演化程度适中，具有形成煤成气藏的物质基础，已有多口井发现了煤成气藏。早期对研究区煤成气资源评价、勘探目标评价的研究取得一些水平较高的成果，但同时也存在一些问题有待深入研究，如煤成气成藏条件、控制因素、下步勘探方向等。文章在系统分析该地区构造特征、气源、储层、盖层条件及成藏控制因素的基础上，阐述了孤北煤成气的成藏条件，指出研究区煤成气成藏的3个主控因素，①储层沉积微相控制储层物性，是获得高产的重要条件；②中生界底部含煤层系控制石炭-二叠系煤成气藏的分布；③构造控制气藏富集。通过总结研究区煤成气的成藏条件和主控因素，指明孤北斜坡带南部是近期煤成气钻探方向，并结合地震资料评价了有利勘探目标。     

天然气藏形成过程定量化研究

塔里木盆地是叠合型盆地，克拉通盆地阶段的古隆起（古生界）经历了早期形成、发展和后期改造的漫长过程，与之有关的油气藏具有多次充注、多期成藏的特点。塔北隆起南斜坡吉拉克地区的油气藏的形成，既与早期形成的古油藏有关，又有晚期高成熟气的再次充注。根据气藏全烃组分与成熟度之间的内在关系，建立了它们间的关系图版，将该理论图版与实际气藏烃体系全烃组分相结合，研究有几次主要成藏期和每一期不同相态烃类流体注入的比例问题。首先通过气藏不同烃体系组成的成熟度效应定性确定气藏的成藏期次，然后根据气藏全烃组分数值与理论烃体系全烃组分数值间的拟合计算，定量化解释不同成藏期次充注的烃体系。吉拉克轮南５９井石炭系凝析气藏以Ｒｏ值为２．６％的烃体系为主，轮南５７井三叠系凝析气藏是Ｒｏ值为１．８％的烃体系（贡献率７３．４６％）与Ｒｏ值为２．６％的烃体系（贡献率２６．５４％）分别注入而形成。结合实际地质情况分析认为：吉拉克凝析气藏有２次主要成藏期，晚期干气的注入方向是从轮南５９井区石炭系指向轮南５７井区三叠系。图５表３参６（王孝陵摘）     

天然气中氮的来源及塔里木盆地东部天然气中氮地球化学特征

氮气 ( N₂ )是天然气中最常见的非烃组分之一。天然气中的 N₂ 依其成因与来源特征总体可分为大气来源、源岩有机质的生物降解或热分解成因、沉积岩含氮矿物的高温热解成因、地壳深部和上地幔来源等。不同来源 N₂ 的地球化学特征有一定的差异。对塔里木盆地天然气中 N₂ 的地球化学特征研究表明 ,该盆地天然气中的 N₂ 主要来源于有机质的热解 ;由于源岩热演化程度和母质类型的不同而造成该盆地内不同地区天然气的 N₂ 同位素组成具有明显差异。