渤海湾盆地生物气成因类型与成藏条件

近年来在渤海湾盆地发现了多种成因、零星分布的生物气藏,由于地质条件的复杂性,生物气的成因类型不清、成藏条件不明。为查清生物气的成因类型,分析了生物气的地球化学特征,再结合成藏地质背景,将渤海湾盆地生物气划分为来自烃源岩的生物气和原油降解生物气,前者又包括原生生物气和后生生物气,后者划分为原油厌氧降解生物气和喜氧降解生物气,不同成因的生物气常与热成因气混合成藏。基于上述认识,分析了渤海湾盆地生物气成藏的气源条件、储盖条件、圈闭条件和保存条件,认为渤海湾盆地生物气气源充足、储集空间发育且具有合适的圈闭,盖层封堵能力、东营运动后断层活动性和封闭性成为制约渤海湾盆地生物气成藏的关键。     

中国生物气研究之酌议

生物气(包括原生生物气和表生菌解气)可能是一种重要的接替能源,在中国开展生物气研究与勘探已成当务之急。在对国内外生物气研究现状分析的基础上,提出了中国生物气的近期研究对策:通过生物气形成机理与运聚成藏规律研究,探索生物气资源的评价与勘探方法,建立并完善中国生物气地质理论。     

渤海湾盆地济阳坳陷气源岩和原油生物模拟实验研究

通过细菌检测实验,系统分析了渤海湾盆地济阳坳陷生物气源岩中细菌的赋存状况。实验表明,济阳坳陷浅层气源岩中产甲烷菌较为丰富,在2522m深处还有产甲烷菌存在,并且产甲烷菌赋存的源岩与源岩时代无相关关系,只要有适合生物气形成的环境条件,生化作用就可能发生。通过气源岩和原油在不同温度下的生物模拟实验,分析了济阳坳陷生物模拟气产率、组分及碳氢同位素特征,结果表明,无论是气源岩还是原油厌氧降解生成的生物气,都只生成甲烷和二氧化碳;45℃和65℃是生物气生成的高峰期,生物气产率分布范围为每吨TOC产气20~160m3和每吨原油产气10~15m3;生物模拟实验产物的碳同位素值随温度变化差异明显,变化范围为-80.2‰~-41.5‰;生成的二氧化碳的碳同位素值变化与甲烷碳同位素值变化规律相反;生物模拟气中氢同位素的值则比实际生物气的氢同位素值轻,模拟气中氢同位素值主要分布在-300‰~-350‰,而实际生物气的氢同位素值则分布于-240‰~-270‰。      

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分析解剖了中国１４个有代表性的生物气藏（田），总结出控制生物气富集成藏的６项基本地质因素：①有利的生物气生成条件；②未成熟源岩是生物气产生的基础，其规模决定了生物气的生气强度进而控制生物气富集程度；③生物气的储集层物性、储集层规模是制约气藏大小的关④有效的封盖和保存条件是生物气富集的重要因素；⑤早期圈闭及同沉积团闭有利于富集生物气；⑥生物气不间断产生以补偿天然气的散失，这种动态平衡的结果便形成了生     

松辽盆地北部生物气特征及其成因

目前生物气资源占世界天然气资源总量的10%～20%，中国已发现了一些生物气田。文章统计了松辽盆地北部生物气的主要分布地区和层位，针对主要分布生物气的3个地区进行地化特征对比，分析其成因类型。研究结果表明：松辽盆地北部生物气主要分布在西部斜坡区的萨尔图油层和高台子油层、长垣-古龙地区的黑帝庙油层和朝长-王府的葡萄花油层以及扶余油层；各地区生物气组分和同位素特征有各自的特点；其成因主要有3种：①传统的甲烷生物气；②原油菌解生物气；③亚生物气。     

柴达木盆地生物气资源潜力评价

针对柴达木盆地生物气藏形成的特殊地质条件,以地质类比法为主,辅以圈闭地质分析法和盆地模拟法对柴达木盆地生物气资源潜力进行了分析,最终以蒙特卡罗法确定出柴达木盆地生物气总资源量为14755×108m3.在此基础上,结合地质分析,利用PASYS盆地评价系统评价盆地及区带(块)的生物气资源潜力,确定出近期盆地生物气勘探的有利领域为北斜坡和中央凹陷,并提出了相应的有利勘探目标。同时,根据目前生物气勘探认识程度,指出今后盆地生物气勘探的主要目标为寻找潜伏构造圈闭和非构造圈闭气藏。     

应用有机质降解程度法评价生物气源岩

研究表明,对厌氧阶段有机质降解程度的研究可以用于评价生物气源岩.通过对松辽盆地北部浅层20块生物气源岩样品常规有机地球化学及镜下观察得出,有杌质降解程度与有机质成熟度无相关关系,但与有机质类型相关性极大,Ⅰ类生物气源岩有机质降解程度高达80%以上,Ⅲ类生物气源岩有机质降解程度低,一般低于60%.通过原始藻类有机质在产甲烷菌作用后细菌降解程度、生物气产率(用于计算有机质生物气转化率)实验表明,有机质细菌降解程度与有机质生物气转化率为正相关关系,当有机质降解程度达到80%时,有机质生物气转化率可达40%～50%左右;当有机质细菌降解程度小于10%时,有机质转化率仅为7%.通过有机质降解程度与有机质转化率的关系,可以确定现今未熟生物气源岩原始有机碳的含量.这对评价生物气源岩有重要的意义.     

柴达木盆地-里坪地区上新统狮子沟组生物气成藏研究

通过生物气模拟实验、生物气生成条件及储盖条件分析,建立起柴达木盆地一里坪地区上新统狮子沟组(N23)生物气成藏模式.首先,根据厌氧微生物菌群的检测与计数和模拟生化产气实验,证实一里坪N23天然气为生物气.其次,根据生物气形成机理的特殊性,从沉积相、古气候条件及温度条件分析生物气形成条件,认为一里坪地区N23沉积湖盆总体水体多为微咸至咸水环境,草本植物丰富,奠定了生物气形成的物质基础,高盐度和低温条件减缓了沉积有机质向生物气的转化进程,使生物气的下限深度增加.然后,对储盖层条件进行分析,认为一里坪地区N23生物气储层和盖层条件不错,盖层封盖机理有物性差异封闭和烃类浓度封闭两种.最后,建立了一里坪地区N23生物气动态成藏模式,整个成藏过程可分为游离散失、水溶气藏、纯气藏-水溶气藏和水溶气藏-纯气藏四个阶段.     

南海北部边缘盆地生物气/亚生物气资源与天然气水合物成矿成藏

南海北部边缘盆地天然气资源丰富,迄今在该区浅层及中深层除发现大量成熟-高熟偏腐殖型气（煤型气）资源外,在浅层还发现了大量生物气与亚生物气显示和单独成藏的生物气与亚生物气气藏。为弄清该区生物气与亚生物气资源前景、天然气水合物成因及成矿成藏模式等关键性地质问题,根据历年来天然气勘探所获得的大量地球化学资料,结合该区油气成藏地质条件,深入分析和阐明了南海西北部莺-琼盆地及东北部珠江口盆地生物气与亚生物气的地质、地球化学特征和新近纪及第四纪生物气与亚生物气烃源岩的展布特点。在此基础上,初步预测和估算了莺-琼盆地和珠江口盆地生物气的生成量与资源量。评价结果表明：该区生物气与亚生物气资源丰富,完全可作为南海北部深水区天然气水合物的主要气源;同时,通过南海北部深水区天然气水合物成因类型的地球化学分析,亦进一步证实该区目前勘查发现的天然气水合物,应属“自源扩散型”生物成因成矿的水合物类型,其气源供给主要来自原地或其附近以生物气为主的混合气,而水合物成矿成藏模式则属于原地及其附近近源运聚的 “自源扩散型”成因模式,具有巨大的资源潜力。     

柴达木盆地第四系生物气资源量预测

针对柴达木盆地第四系生物气藏形成的特殊地质条件及相对较低的勘探程度,分别采用地质类比法、成因法和统计法对第四系生物气资源量进行预测,并运用蒙特卡罗法对预测的结果进行汇总,确定第四系生物气资源量为10 420×108m3,可采资源量为5 702×108m3.对相应的评价区带展开生物气潜力分析,确定近期第四系生物气勘探的重点为北斜坡和中央凹陷.根据该区第四系勘探认识程度及生物气剩余资源分布特征分析,认为在进行潜伏构造和岩性圈闭勘探的同时,寻找浅层气藏、低压水溶气藏也是今后第四系生物气勘探的主要目标.     

中国生物成因气的类型划分与研究方向

生物成因气直接来源于微生物对有机质的改造,是经微生物作用所形成的富含甲烷的气体,其可以大规模和大范围地生成。依据生物气的形成途径和成因机理,可将广义生物成因气划分为早期生物成因气、低熟气、晚期生物成因气、原油降解次生生物气和浅层油气次生蚀变改造型天然气等5类,其分别属于原生型生物气和次生型生物气。运用天然气组分特征和碳同位素组成等地球化学指标,可以对生物气进行类型识别。由于生物成因气主要分布在浅层,易于开采,而且天然气性质好,勘探成本较低,认为应加大生物气的勘探力度。指出虽然目前在我国已经发现了约30个生物气藏,但除柴达木盆地外,大多以小型气田为主,且对生物气形成机理和富集规律还没有完全掌握;而对生物气的准确评价,不仅可以为浅层气来源提供依据,丰富有机地球化学理论,还可以以此追索油气运移的路径轨迹、发现新的隐蔽油藏和烃源岩等,因此生物气地质地球化学研究工作的深入开展,将会大大拓宽油气勘探的领域。     

柴达木盆地一里坪地区上新统狮子沟组生物气成藏研究

通过生物敢模拟实验,生物气生成条件及储盖条件分析,建立起柴达木盆地一里坪地区上新统狮子沟组（N2^3)生物气成藏模式,首先,根据厌氧微生物菌群的检测与计数和模拟生化产气实验,证实一里坪N2^3天然气为生物气,其次,根据生物气形成机理的特殊性,从沉积相,古气候条件及温度条件分析生物气形成条件,认为一里坪地区N2^3沉积湖盆总体水体多为微咸至咸水环境,草木植物丰富,奠定了生物气形成的物质基础,高盐度和低温条件减缓了沉积有机质向生物气的转化进程,使生物气的下限深度增加,然后,对储盖层条件进行分析,认为一里坪地区N2^3生物气储层和盖层条件不错,盖层封盖机理有物性差异封闭和羟类浓度封闭两种,最后,建立了一里坪地区N2^3生物气动态成藏模式,整个成藏过程可分为游离散失,水溶气藏,纯气藏一水溶气藏和水溶气藏一纯气藏的四个阶段。     

准噶尔盆地生物气—过渡带气的成因及成藏条件

本对准噶尔盆地生物气－生物－热催化过渡带气（简称“过渡带气”）的成因及成藏条件进行研究,研究结果表明生物气－过渡带气的成因为：（1）甲烷菌利用未成熟的株罗系有机质生成生物气;（2）甲烷菌利用二叠系生成的原油降解生成生化甲烷气;（3）株罗系有机质的力化学降解生成过渡带气,生物气－过渡带气的成藏条件;（1）储层发育,物性较好。（2）盖层较发育,封闭条件好;（3）早期圈闭有利富集生物气－过渡带气;（4）生物气－过渡带气的生成补偿与散失达到动态平衡。     

中国生物气-低熟气藏形成条件与潜力分析

根据文献资料统计分析，生物气-低熟气资源约占世界天然气资源的14．5％。生物气一低熟气气藏的形成与分布的特点为：①气藏分布符合“源控论”，气藏距气源岩较近。②有机质以腐殖型为主并保存良好，时代新、沉降幅度较大并具还原水介质条件的沉积盆地有利于生物气形成，气候寒冷、水介质微成对有机质保存有利。③盆地内构造活动相对平静、盖层稳定发育、不整合面少的区块有利于形成生物气一低熟气气藏。④气藏有多种圈闭类型，以古隆起或同沉积构造最为有利。⑤三角洲滨海相、滨浅湖（海）相沉积生储盖层组合优越，有利于形成生物气一低熟气气藏。对比中国及世界的地质条件，推测中国的生物气一低熟气资源量约为6万亿m^2，是具重要价值的找气新领域。根据中国4个生物气低熟气气田的勘探实例，认为中国的中、新生代陆相沉积盆地生成生物气低熟气资源潜力巨大，应加强相应的研究和勘探工作。图2表2参13     

阳信洼陷生物气成藏条件研究

随着渤海湾盆地济阳坳陷阳信洼陷阳101井沙一段获得工业气流，首次揭示了济阳坳陷陆相断陷盆地生物气。文章从生物气地化性质、生物气形成、气源岩评价、储集层类型、圈闭类型以及后期保存等方面进行了综合研究。低温、咸化、还原沉积环境是该区生物气形成的有利地质要素，优质的生物气源岩提供了生物气物质基础，多类型储层构成了生物气的有利储集条件，多类型圈闭和良好的后期保存组成了生物气成藏、富集的重要因素。评价结果认为中部隆起构造带、东部披覆构造带以及南部斜坡构造带生物气具有勘探潜力，为下步寻找一批生物气储量提供了地质依据。     

辽河坳陷东部凹陷煤系成因生物气特征及勘探突破

辽河坳陷东部凹陷是我国最早发现生物气的地区之一,勘探早期由于中深层勘探效果较好,对浅层生物气一直未重视,缺乏对浅层生物气源岩和分布规律的正确认识。在对已钻井发现浅层气（藏）地球化学特征开展系统分析基础上,以碳同位素值等为重要指标,将东部凹陷浅层气划分为原生生物气、生物—过渡带气、改造型生物气和混合气4种类型;进一步探讨了浅层气成因,认为研究区内浅层生物气主要为煤系地层成因;深化研究形成了浅层生物气分布明显受煤系地层、碎屑岩优质储层、沙河街组沙三上亚段和沙一段两套区域性封盖层等因素控制,构造晚定型、油气晚期充注成藏有利于形成浅层气的规模富集等地质认识。以此为指导,发现了高产工业气流井与规模储量,开辟了辽河坳陷煤系成因生物气勘探新局面。     

生物气研究新进展与勘探策略

生物气是厌氧环境下特殊的生物一产甲烷菌的代谢产物，形成途径主要有乙酸发酵和CO2还原两种。对于生物气形成，沉积有机质的丰度、类型并不重要，同生水溶解有机碳及无机碳均可为微生物活动提供碳源和能源，因此，需重新建立生物气源岩评价体系。在总结生物气形成有利地质因素的基础上初步分析认为，生物气勘探成功的关键是识别生物气聚集过程并建立合适评价方法；地质构造和地下水流动与生物气化学分析相结合，可以有效确定勘探目标。图1参47     

松辽盆地滨北地区生物气资源量预测

松辽盆地滨北大部分地区中浅层的烃源岩有机质成熟度较低，常规油气资源将相当有限，生物气是通过微生物食物链反应而成气，在埋藏很浅的时候就开始形成生物气，因此成熟度较低恰好是适合生物气的生成条件。文章对源岩的发育、分布、埋深、地层温度、母质输入类型、稳定碳同位素组成等特征进行分析后认为，滨北地区有形成生物气的良好条件，应用同柴达木盆地和莺琼盆地进行类比的方法，确定生化甲烷产气率和生物气聚集系数，通过对滨北地区生物气资源量的计算，认为滨北地区不仅具有生物气的生成条件，而且具有一定的资源潜力。     

曲靖盆地浅层生物气成藏要素及运聚特征初步分析

曲靖盆地是区域性走滑构造应力作用下形成的第三纪箕状断陷湖盆残留盆地。研究了构成曲靖盆地生物气系统的气源岩、储集层、盖层等成藏基本要素（尤其是气源岩埋藏史）和该生物气的运聚特点、含气系统在剖面上的特征以及构造演化对成藏的控制作用等，认为由于受构造抬升影响，造成储层、盖层破坏和含气圈闭规模较小，该盆地生物气藏的资源潜力有限，生物气勘探前景并不十分乐观。     

南海北部边缘盆地生物气和亚生物气资源潜力与勘探前景分析

南海北部边缘莺―琼盆地及珠江口盆地白云凹陷天然气资源丰富,天然气成因类型多,是一个具有多种勘探领域和颇大资源潜力的大气区。由于勘探及研究程度尚低,在该区浅层及中深层勘探中所发现的天然气藏多以成熟―高成熟的热成因腐殖型气(煤型气)为主,但也发现了一些生物气及亚生物气(生物―低熟过渡带气)气藏且具较高的产量和一定的储量规模、资源潜力及勘探前景广阔。认为这是一个非常值得重视与关注的天然气勘探新领域,只要加大勘探投入力度和天然气地质综合研究的深度,在该区生物气勘探领域获得突破是指日可待的