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。     

塔里木盆地塔中隆起寒武系深层油气地球化学特征及成因

塔中隆起寒武系碳酸盐岩储层油气资源丰富,然而由于复杂的构造地质背景,油气来源和天然气类型还存在较大争议。通过详细分析ZS1井、ZS1C井和ZS5井寒武系不同层段中凝析油和天然气的组成、碳同位素等特征,并结合寒武系-下奥陶统与中、上奥陶统烃源岩地球化学特征,对其油气来源和天然气成因类型进行了判别。研究结果表明,该区天然气为典型的腐泥型干酪根裂解气,其中寒武系肖尔布拉克组天然气干燥系数大于0.98,N₂含量介于2.5%~4.0%,为过成熟干气,且凝析油族组分与和饱和烃单体烃碳同位素偏重,nC₉-nC₂₀碳同位素介于-28.8‰~-26.3‰,表明油气来源为寒武系-下奥陶统烃源岩。而寒武系阿瓦塔格组和吾松格尔组天然气干燥系数介于0.63~0.78,N₂含量介于0.2%~0.8%,为低成熟湿气,且凝析油族组分和饱和烃单体烃碳同位素相对较轻,nC₉-nC₂₃碳同位素介于-37.25‰~-32.56‰,表明油气来源为中、上奥陶统烃源岩。     

塔里木盆地塔中天然气的地球化学特征及其成因

塔里木盆地塔中天然气的成因十分复杂,长期以来存在不同的认识。对塔中天然气组分和碳同位素的地球化学特征研究表明:塔中的天然气以烃类气体为主,塔中东、西部天然气的组分和碳同位素存在显著差异,塔中东部和I号构造带的天然气具有较高的干燥系数、较重的碳同位素比值和较高的氮含量。研究认为这些差异除了一定程度上受有机质类型和次生变化的影响外,主要取决于有机质热演化程度的差异。塔中东部下古生界有机质成熟度的定型时间较早,紧邻满加尔凹陷的寒武系烃源岩,因此主要聚集了高-过成熟的寒武系烃源岩生成的天然气;塔中西部主要发育中—上奥陶统有机质,且有机质成熟度的定型时间较晚,因此主要聚集了中等成熟的中—上奥陶统有机质生成的天然气。综合分析表明天然气主要生成于不同热演化阶段的干酪根,原油裂解生气在本区不显著。      

塔里木盆地塔中地区天然气气源对比

塔里木盆地塔中地区的天然气碳同位素值与其他地区相比普遍偏低 ,用常规的气源对比方法难以确定其母质来源。选择苯、甲苯、甲基环己烷碳同位素作为有效的气源对比新指标 ,同时应用天然气生物标志物、天然气的δ13 C1—δ13 C4和实际地质资料进行气源综合对比 ,认为 :塔中主垒带上的天然气主要来源于寒武系—下奥陶统烃源岩 ,部分为中、上奥陶统与下奥陶统的混合气 ;塔中北斜坡的天然气主要来源于中、上奥陶统 ,部分来源于寒武系—下奥陶统烃源岩。对塔里木盆地相关气源岩进行热模拟实验 ,建立了Ro 与δ13 C1回归方程 ,应用该方程确定的塔中地区天然气成熟度为 :塔中主垒带上天然气的Ro 值约为 1 .4% ,塔中北斜坡的天然气Ro 值约为 1 .1 % ,烃源区均为塔中地区。图 3表 2参 4(李剑摘 )     

塔里木盆地塔中地区志留系成藏控制因素

在对塔里木盆地塔中地区构造背景和岩石学特征等研究的基础上，分析了塔中地区油气成藏的2个主要控制因素：一是具有有利的区域构造背景；二是发育中、下寒武统一下奥陶统的含泥或泥质泥晶白云岩及泥质泥晶灰岩和中、上奥陶统台缘斜坡灰泥岩、泥质泥晶灰岩2套烃源岩。综合分析表明，塔中地区有利的储集空间为石英含量超过65％的砂岩；该区分布志留系红泥岩段和下石炭统泥岩2个泥岩段等多套区域性盖层，并存在下红色砂泥岩段和柯坪塔格组中段暗色泥岩2套潜在盖层。     

塔里木盆地主力烃源岩的诸多证据

对塔里木盆地古生界海平面变化及沉积相分析、地震反射特征识别及生烃-成藏配置关系的综合分析表明,下奥陶统上部—中奥陶统是塔里木盆地海相主力烃源岩。主要依据有:1下奥陶统上部—中奥陶统是塔里木盆地震旦系-奥陶系沉积水体最深的层位,沉积有机质相对平均含量最高;2北部坳陷区地震响应表明,下奥陶统上部—中奥陶统下部为一套弱反射或无反射区,具有以泥质岩为主的反射特征,推测为烃源岩,其地震反射特征与下寒武统泥质烃源岩反射特征相似;3海平面变化及沉积相分析表明,下奥陶统上部—中奥陶统烃源岩主要形成于还原环境的饥饿盆地—盆地边缘相环境,据推测分布于整个北部坳陷区;4生烃-成藏配置关系分析表明,塔中及塔北隆起的主要海相原生油藏的成藏期为晚海西-燕山期,与北部坳陷区下奥陶统上部—中奥陶统烃源岩的生油高峰期吻合,而与下寒武统源岩生油高峰期(晚奥陶世—石炭纪)及上奥陶统源岩生油高峰期(白垩纪以来)不配套;5目前在塔中及塔北隆起已发现的油气藏分布特点说明了油气主要来源于北部坳陷盆地相烃源岩分布区。     

塔里木盆地顺南-古城地区奥陶系鹰山组天然气气源与深层天然气勘探前景

顺南-古城地区处于在塔里木盆地顺托果勒低隆起(阿满低隆)、卡塔克隆起(塔中隆起)和古城墟隆起(古城低隆)3个构造单元的汇聚部位.近3年来,在顺南-古城地区的中-下奥陶统鹰山组或中奥陶统一间房组-中、下奥陶统鹰山组(以鹰山组为主)及其毗邻的塔中隆起塔中1号构造下寒武统肖尔布拉克组的碳酸盐岩中,已经有11口探井获得天然气流,天然气产量最高可达165.8×10⁴ m³/d (顺南5井无阻流量)和107.8×10⁴ m³/d (古城9井),显示顺南-古城地区丰富的天然气资源潜力.对顺南-古城地区以及塔中1号构造的11口探井的天然气烃类组分与稳定碳同位素组成的气-气对比表明:天然气干燥系数C₁/C_1-5值达0.99~1.00,属于过成熟干气范畴;天然气碳同位素组成δ¹³C₁-δ¹³C₄值均大于-42.5‰,与塔里木盆地台盆区不同源的典型天然气对比,确认天然气源自寒武系气源层.以顺南4井为例,采用流体包裹体测温-单井地层埋藏史数值模拟-实测地层R_o(镜质体反射率)剖面校正热史的集成技术,厘定中奥陶统一间房组-中、下奥陶统鹰山组(以鹰山组为主)气藏属于一期成藏,天然气充注时间为22～10 Ma(中新世),属于晚期成藏,有利于天然气资源的保存.     

正构烷烃奇偶优势在油源对比中的应用——以塔里木盆地下古生界为例

正构烷烃的组成和碳数分布能反映有机质来源、沉积环境性质和热演化程度。通过正构烷烃色谱特征对比发现,塔中低隆起区上奥陶统烃源岩的正构烷烃具明显的奇碳优势,寒武系—下奥陶统烃源岩的正构烷烃呈现偶碳优势。塔中地区油源对比的结果表明,塔中10-11-12井区的原油主要来源于上奥陶统烃源岩,塔中45井和塔中162井奥陶系原油以寒武系—下奥陶统烃源岩为主要来源。具正构烷烃奇偶优势的原油样品所对应的油源均与油源对比所指示的层位相吻合。所以,正构烷烃奇偶优势的特征可以作为塔中低隆起油源对比的有效途径之一。      

塔中Ⅰ号构造带奥陶系天然气成因

塔中地区的天然气主要聚集于I号构造带附近。研究了塔中Ⅰ号构造带奥陶系天然气的特征,指出该带奥陶系天然气以烃类气为主,干燥系数较高,为0.78~0.99,甲、乙烷碳同位素值分别为-54.4‰~-37.7‰和-42.1‰~-30.8‰,主要是热解成因气;该带西端奥陶系埋深大,构造稳定,天然气保存条件好,因此塔中45井、塔中451井天然气仍存在一定量的生物气。结合塔中下古生界的热演化史和油源对比分析认为,塔中Ⅰ号构造带东段主要聚集了高-过成熟的寒武系烃源岩生成的天然气,其主要来自不同热演化阶段干酪根的裂解,原油裂解气的贡献很小,而塔中Ⅰ号构造西端主要聚集了成熟早期的中-上奥陶统有机质生成的天然气。     

塔里木盆地满加尔凹陷下古生界烃源岩的再认识

综合考虑下古生界烃源岩的纵向分布特征,认为塔里木盆地满加尔凹陷下古生界烃源岩主要发育中、下寒武统,中、下奥陶统和上奥陶统3套烃源岩.中、下奥陶统黑土凹组烃源岩与中、下寒武统烃源岩的沉积相特征和发育特征相似,有机质丰度高、类型好;上奥陶统烃源岩分布局限、类型差.3套烃源岩具有不同的热演化特征.以满加尔凹陷中西部地区为例,中、下寒武统烃源岩在加里东晚期-海西早期进入生油高峰阶段,中、下奥陶统烃源岩在海西晚期进入生油高峰阶段,上奥陶统烃源岩则在燕山晚期-喜马拉雅期进入生油高峰阶段.满加尔凹陷古生界烃源岩的三分法能更准确地反映下古生界烃源岩的实际分布情况,同时构筑了解决油气来源、油气成藏观点冲突的框架,能更准确认识不同地区海相原油的混源特征.     

Geochemical characteristics of noble gases in natural gas and their application in tracing natural gas migration in the middle part of the western Sichuan Depression, China

Noble gases in natural gas, from Xiaoquan, Xinchang, Hexingchang and Fenggu gas reservoirs in the middle part of the western Sichuan Depression, China, were analysed. Results show that the volume content of crustal noble gases accounts for 97.9% to 99.7% of the total noble gas content, indicating that the noble gases in the study area are very largely derived from the crust. Moreover, the 40Ar time-accumulating effect of source rocks is used to determine the complex relationship between gases and source rocks in this area, and the results agree well with that from analysis of source rock light hydrocarbons. Due to the short migration distance, the separation of 4He and 40Ar is not significant in Xujiahe natural gas and Lower and Middle Jurassic natural gas, so it is difficult to trace natural gas migration. However, this separation characteristic of 4He and 40Ar in Middle and Upper Jurassic natural gas is significant, which indicates that natural gas migration was from the Middle Jurassic to Upper Jurassic formations. In addition, the variation trends of 3He/4He ratio and δ13C1 value indicates that natural gas migration is from the Xujiahe formation to the Jurassic layer in the study area.     

塔中地区志留系原油运移方向研究

利用咔唑类非烃化合物作为油气运移示踪剂,探讨了塔中地区志留系可动油的运移方向。对塔中地区志留系可动油的吡咯类化合物的丰度、参数的变化规律的研究结果表明,塔中地区志留系可动油侧向运移分馏效应不显著,具有近源性特点。志留系可动油主要来源于满西地区和塔中北斜坡的寒武-奥陶系烃源岩,向南东-南的方向首先进入塔中47号构造,然后依次向塔中11、塔中12-50及塔中16号等构造侧向运移。垂向上,志留系可动油有自下而上运移的趋势。油气运移过程受区域构造控制,运移方向与志留系主要断裂走向一致。     

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。     

苏里格气田天然气运移和气源分析

通过分析鄂尔多斯盆地苏里格气田天然气组分、稳定同位素和稀有气体同位素组成指出，该气田天然气以烃类气体为主，气体碳同位素组成偏重；天然气源岩形成于淡水一半咸水沉积环境；天然气主要来源于石炭二叠系煤系烃源岩；天然气碳同位素（δ^13C1，δ^13C2）具有从西南向东北方向变重和^3He／^4He值呈略增加的趋势；反映了天然气具有从东北向西南运移的趋势。根据天然气中^40Ar／^36Ar值，计算了石炭一二叠系源岩中K含量的变化范围，初步确定了煤岩生成天然气的贡献率在65％以上，为主要生气源岩。     

天然气中4He丰度分析及应用

自制天然气中稀有气体纯化富集装置,并与四极杆质谱计联机使用,用于天然气中4He丰度的分析。通过空气标准的反复多次分析,求得该分析系统4He的灵敏度;同时验证了该系统具有较好的重现性。与Mat271大型质谱仪进行天然气样品分析的数据比对,结果基本一致,误差小于10%。应用该方法分析了四川盆地普光和建南气田部分天然气样品,结果表明,天然气中放射性成因的4He丰度对天然气源岩时代和气藏形成的年代研究具有一定指示意义。      

柴达木盆地天然气中稀有气体同位素特征

为了确定柴达木盆地勘探新层系，测试并分析了该盆地5个油气田的8个天然气样品的氦、氩同位素比值，探讨了其在大地构造背景、大地热流和气源方面的示踪意义。研究结果如下：①柴达木盆地8个天然气样品³He/⁴He值分布在2.0×10^-8～5.48×10^-8的范围，总体平均为3.7×10^-8，均在10^-8量级，体现了典型的壳源成因氦同位素的特征。②据³He/⁴He计算的大地热流值较低，分布于41.2~48.2 mW/m²之间，平均44.9 mW/m²，低于东部地区大地热流平均值73 mW/m²，表明该盆地具有较稳定的构造背景。③根据天然气⁴⁰Ar/³⁶Ar的年代积累效应，结合烃源岩分布特征推测，柴达木盆地东部凹陷区伊克雅乌汝构造伊深1井天然气应源于上第三系；西部坳陷区尕斯油田尕斯8-6井和尕斯475井天然气应源于下第三系；碱山构造碱1井天然气应源于侏罗系，碱山构造碱2井的天然气应源于上第三系；北缘块断带南八仙油气田仙试1井的天然气应源于侏罗系；南八仙油气田仙试8井和马北构造马北1井的天然气可能主要源于侏罗系。     

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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。     

塔里木盆地深层海相轻质油/凝析油的成因机制与控制因素

塔里木盆地是中国蕴含丰富海相凝析油的克拉通含油气盆地,目前已在塔北隆起、塔中隆起及其斜坡区的震旦系—三叠系发现6个大型海相凝析油气藏,这些油气藏呈现出轻质油、高含蜡凝析油气、干气—轻质油—挥发性油多种类型油气藏围绕烃源岩有序聚集的特点。基于烷烃损失量计算、凝析油中烃类分子成熟度参数和天然气同位素组成的分析,提出塔北隆起满深—顺北地区轻质油和塔中隆起西部地区凝析油气藏是烃源岩在高成熟度演化阶段的产物,明确轮古东—吉拉克—桑塔木地区和塔中东段凝析油气藏是气洗分馏作用的产物。多套烃源岩差异生烃形成多期油气充注是塔里木盆地海相凝析油气藏的物质基础;晚期天然气对早期油藏的改造,导致液态烃组分与天然气发生溶解-解溶作用;构造抬升或断裂活动导致的地层温度和压力条件改变,决定了油气藏的相态。叠合盆地的多期构造活动、多源灶的多阶段供烃以及盆地在晚期的持续深埋作用,共同控制了塔里木盆地海相轻质油和凝析油气藏的富集和分布。气洗分馏作用机制不仅可为叠合盆地拓展轻质油/凝析油勘探领域提供新思路,也有助于预测盆地深层斜坡区油气的物理性质、评价深层天然气的勘探潜力。     

塔里木盆地寒武-奥陶系碳酸盐岩基本特征与勘探方向

塔里木盆地寒武-奥陶系碳酸盐岩发育 3 套沉积旋回构造,经历了 4 次构造运动改造,形成大隆大坳的稳定构造格局,具礁滩型、不整合型、白云岩型 3 类储集层,经加里东运动期、晚海西运动期、喜马拉雅运动晚期 3 期充注形成油气藏。寒武-奥陶系碳酸盐岩次生溶蚀孔洞是主要储集空间。油气围绕古隆起广泛分布,礁滩体储集层受陡坡与缓坡型两类沉积相带控制。古生代形成的古隆起斜坡区是油气勘探的主攻方向,塔中古隆起、轮南及其周缘奥陶系是油气勘探现实领域,英买力—哈拉哈塘、麦盖提斜坡是碳酸盐岩勘探的重要接替领域,古城、塔东、轮南深层、塔中—巴楚深层寒武系白云岩是碳酸盐岩勘探的有利领域。