汪家屯气田天然气气源追索新方法

本文根据碳同位素分馏理论，建立了气态烃（Ｃ＿１－Ｃ＿３）的碳同位素差值与分馏反应温度的关系．提出了利用气态烃的碳同位素差值追索气源的方法，并对汪家屯气田的天然气气源进行了追索，与实际较吻合。     

柴达木盆地天然气气源对比

为了确定柴达木盆地不同地区的气源岩，在天然气组分、天然气甲烷至戊烷碳同位素、天然气轻烃组分与天然气轻烃碳同位素分析的基础上，挑选合适的气源对比指标，进行了天然气气源对比。分析总结出2套有效的气源对比指标：一套为盆地级气源对比指标，包括：甲烷碳同位素与甲乙烷碳同位素差交汇关系、天然气乙烷碳同位素与C₂⁺交汇关系、天然气轻烃组分与同位素交汇关系和天然气轻烃碳同位素交汇关系，用于鉴别柴东、柴北缘和柴西不同地区的天然气；另一套为精细级气源对比指标，包括：天然气轻烃庚烷值和天然气轻烃指纹特征，主要用于鉴别柴西或柴北缘不同层位的天然气。根据辨识出的天然气性质，结合气源岩的特征和分布，确定出的气岩对比结果为：柴西北部新近系天然气的主要烃源岩为N₂¹，柴西北部古近系烃源岩为N₁，柴西南部新近系烃源岩为E₃²，柴西南部古近系烃源岩为E₃¹，柴北缘天然气主要烃源岩为J_1＋2，柴东天然气主要烃源岩为Q_1＋2。     

源岩热解气态烃的碳同位素特征及其在气源对比中的应用

人工热演化生成的气态烃的δ¹³C 值同地质体中天然气的δ¹³C 值一样,可以反映源岩母质类型与热演化水平。本文根据8个源岩样的生气模拟实验结果归纳了气态烃产率、碳同位素组成与源岩有机质类型及成熟度间的关系,进而利用源岩热解气态烃与天然气样的δ¹³C 值探索了塔里木与南松辽盆地的气源岩。     

天然气气源对比研究方法进展

一直以来同位素地球化学在气源对比研究中发挥着重要作用，天然气组分碳、氢稳定同位素已经用于判别天然气的烃源岩、源岩热演化程度和成藏过程，稀有气体同位素也已经广泛运用于天然气的来源判别。近年来，又发展了诸如流体包裹体气源对比方法，利用苯、甲苯、二甲苯、甲基环己烷等轻烃单体碳同位素气源对比方法，天然气组分的详细解剖与气源直接对比方法和气源动态综合对比方法等，这些方法促进了天然气气源对比的深入研究。比较系统地介绍了气源对比方法上的发展、创新和今后发展的一些趋势。     

塔里木盆地库车坳陷烃源岩热模拟实验中甲烷碳同位素的二阶分馏

选用塔里木盆地库车坳陷三叠系和侏罗系的煤、黑色泥岩及碳质泥岩等样品进行了260~540℃之间的生烃热模拟实验,模拟温阶为40℃,并对产物中天然气的碳同位素和实验后的固态产物的镜质体反射率进行了测定,得到了模拟气态烃产物中甲烷的碳同位素与模拟产物成熟度Ro的关系。实验表明,在烃源岩由未成熟到过成熟的演化过程中,甲烷碳同位素存在二阶分馏,在未熟到成熟(Ro<1.5%)阶段,甲烷碳同位素随温度(成熟度)的增加由重变轻,而在成熟到过熟阶段,甲烷碳同位素随温度(成熟度)的增加由轻变重,在这2个演化阶段甲烷碳同位素与Ro均呈线性相关。      

热模拟在线同位素技术在气源对比中的应用--以渤中凹陷QHD30-1N-1井、BZ13-1-3井气源对比为例

采用热模拟与同位素仪联机的新技术——热模拟在线碳同位素分析技术，以天然气乙烷碳同位素、岩石热解气乙烷碳同位素为指标，结合烃源岩干酪根碳同位素和成熟度等资料，对渤中凹陷周缘QHD30-1N-1井、BZ13-1-3井的天然气进行精细气源对比，取得了较好的效果。对比试验表明：QHD30-1N-1井煤成气来源于前第三纪地层，BZ13-1-3井的油型气源于沙一段、沙二段烃源岩。     

TSR对气态烃组分及碳同位素组成的影响——高温高压模拟实验的证据

选用高含硫原油、Ⅱ型干酪根、Ⅲ型干酪根以及硫酸镁作为反应物,设计了3组共6个反应体系,以对比发生硫酸盐热还原作用(TSR)与否对烃类组分及碳同位素的影响。模拟实验利用黄金管—高压釜限定系统完成,6个反应体系具有完全相同的反应温度和压力,反应结果具有可对比性。模拟实验结果证实:①TSR反应导致气态产物中H₂S和CO₂含量的明显增加;②TSR反应导致气态天然气组分变干,即碳数越多的气态烃越容易发生TSR反应,甲烷很难作为反应物参与TSR反应;③TSR反应导致气态烃碳同位素变重,而CO₂碳同位素变轻;④TSR导致甲烷碳同位素变重最多,乙烷、丙烷碳同位素变重相对较小,即δ13C₂与δ13C₁差值变小。TSR反应导致的天然气组分及碳同位素的变化影响了油气源对比的经验公式及判断指标,因此在高含硫天然气区进行气源对比时应考虑TSR的影响。      

天然气组分及其碳同位素扩散分馏作用模拟实验研究

为了探讨扩散引起的天然气组分及其碳同位素的分馏效应与岩石物性之间的关系,建立了相应的扩散分馏作用地质模式。通过自行设计的天然气成藏物理模拟仪,选择了不同物性的岩芯及其组合进行了天然气组分及其碳同位素扩散分馏作用模拟实验。实验研究结果表明:岩石的孔隙度和渗透率越低,扩散运移引起的分馏效应越明显;乙烷以上的重烃碳同位素几乎不发生分馏作用,但其组分组成仍存在一定程度的分馏现象。利用天然气组分及其碳同位素的上述变化规律,可以追踪天然气的运移路径,也可用于气源对比研究。     

天然气的成熟度

利用气态烃的碳同位素差值(δ~(13)Cn-δC_1)可直接确定天然气的成熟度,然后利用它与储层及邻层中有机质成熟度的对比,可识别原生气及外源气。本方法改进了 James 的方法,一是成熟度由 LOM 改为 R_0表征,二是用同位素逆转现象建立过成熟期指标,并从此法探索川南 Tc 及川西 Jc 的气源。     

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阿克1井气藏是塔里木盆地西南坳陷新近发现的气藏。其天然气甲烷碳同位素值为－23.0‰，干燥系数超过0.999，说明气藏是烃源岩在高－过成熟期阶段聚气的产物。研究结果表明；喀什凹陷白垩系－第三系和二叠系烃源岩不发育，不会是该气藏的烃源岩；侏罗系在晚第三纪强烈构造运动之前仅达到成熟阶段，难以满足晚期聚气的条件，并且阿克1井气藏所在地区中侏罗统湖相烃源岩干酪根碳同位素值较轻、下侏罗统煤系烃源岩以薄层状分散于厚层砂岩中，也不大可能是该气藏的主要烃源岩；而石炭系干酪根碳同位素值、成熟度、生烃史等均与阿克1井天然气对比良好，应是阿克1井的主要气源岩。     

鄂尔多斯盆地东部上古生界不同含气组合天然气地球化学特征

通过对鄂尔多斯盆地东部上古生界110个天然气样品组分及碳同位素的分析,认为下部含气组合本溪组、太原组及山西组气藏以干气为主,具有甲烷含量高、重烃低、干燥系数大、非烃略高的特点;中部含气组合盒8气藏以湿气为主,干气为辅,干燥系数具有2个主峰(0.93～0.94,0.98～0.99),重烃含量较高,非烃含量低;上部含气组合千5气藏天然气甲烷含量最高,重烃含量略低,干燥系数为0.96～0.99,非烃含量最低。不同含气组合中甲烷碳同位素值比较重,乙烷、丙烷碳同位素具有典型的煤成气的特点。烃源岩干酪根碳同位素、烃源岩及盖层中脱附烃组分均表明,气源岩具有典型的煤系烃源岩的特征,不同含气组合中的天然气来自下伏煤系气源岩。      

川西坳陷侏罗系红层天然气成因类型与上三叠统油气同源性探讨

川西坳陷油气资源丰富，近年来在浅，中，深层取得了重大勘探突破，油气储量，产量急剧上升，已形成立体勘探规模，本继承前人先进理论，探讨红层气源成因类型，追索红层天然气烃源岩，有机碳，资源量的宏观证据，揭示深部须家河组气源运移机制，强调红层浅部与深部油气属于同源关系，由此印证，除前人已作出的结论外，并提出了近几年的远源气新资料。     

四川盆地高石梯-磨溪地区下二叠统气源示踪

以天然气、烃源岩及储层沥青的地球化学特征为主要依据,通过天然气-天然气、储层沥青-烃源岩、天然气-烃源岩3个方面对比,深入探讨四川盆地高石梯-磨溪地区下二叠统天然气来源。研究表明,四川盆地高石梯-磨溪地区下二叠统天然气主要来源于筇竹寺组泥岩。其5项证据分别为:下二叠统天然气乙烷碳同位素小于-30.5‰,甲、乙烷碳同位素倒转是由高演化程度烃源岩所致;多数下二叠统天然气与龙王庙组天然气特征最为相似;GS18,NC1井下二叠统天然气特征与寒武系相似,说明上下层气源一致;高石梯-磨溪地区下二叠统储层沥青地球化学特征与筇竹寺组泥岩最为相似;筇竹寺组泥岩主要为下二叠统供气,这一认识符合干酪根油气生成理论和同位素分馏规律。     

丰谷须家河组天然气地球化学特征与气源对比

川西坳陷丰谷地区具有良好的天然气成藏条件和有利的生、储、盖组合,对该地区的天然气地球化学特征进行了分析和气源追踪.通过天然气组分、碳同位素、天然气干燥系数等地球化学特征分析以及有机碳同位素、萜/藿烷烃指纹、孕甾烷及升孕甾烷的对比,认为丰谷地区须家河组天然气属于典型的腐植气;须二上亚段气藏天然气为自生自储和下生上储,气源主要来自须二段砂泥互层和马鞍塘—小塘子组烃源岩;须四上亚段储层沥青主要来自须三段和须二段烃源岩;须四中亚段气源则主要来自须三段烃源岩.     

吐哈盆地烃源岩分子碳同位素地球化学判识

烃源岩中残余烃单体分子系列碳同位素分析技术在油气勘探研究中发挥了巨大的作用，通过对吐哈盆地四套主力烃源岩中残余烃单体分子系列碳同位素分馏模式的探讨，特别是对煤系地层中煤岩与煤系泥岩残余烃单体分子系列碳同位素分馏模式差异原因的分析，认为煤系泥岩和煤岩由于沉积环境、母源输入的差异，煤系泥岩更富含腐泥组分导致其单体分子系列碳同位素相对富^12C，为煤成烃油源对比提供了技术保证。     

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 )     

千米桥奥陶系潜山天然气气源对比

为判明黄骅坳陷千米桥奥陶系潜山天然气藏的气源问题，对大港地区不 同层位烃源岩进行热模拟实验。采用气源综合动态对比思路，根据对模拟得到的产气率、轻烃、轻烃碳同位素的研究，对千米桥奥陶系潜山天然气进行动态气源对比。对比结论：板桥凹陷和歧口凹陷沙三段烃源类均可为千米桥奥陶系潜山供气，认为潜山凝析油主要来源于烃源岩成熟阶段，天然气主要来源于烃源岩高成熟阶段。     

有机质碳同位素的成熟分馏作用及地质意义

本文以各种热模拟实验产物的稳定碳同位素分析为基础,对有机质热演化产物的油、油族组份。气态烃、残渣的稳定碳同位素动力分馏机制进行探讨。同时提出区分低演化凝析油(煤系产物)与高成熟凝析油(原油裂解产物)的新方法,为识别天然气成因类型提供了新的途径。      

煤生烃过程中成熟度引起的碳同位素分馏效应

通过半封闭体系下的生排烃热模拟实验研究了3种煤在不同热解温度下的碳同位素分馏效应。研究结果表明,煤的有机质类型不同,成熟度造成的热解烃的碳同位素分馏效应也有差别,腐植煤的热解烃基于成熟度的碳同位素分馏效应大,而煤本身的碳同位素值随成熟度的变化不大。在较高成熟度时,二次裂解的概率大大增加,导致热解烃尤其是残留烃的正构烷烃单体碳同位素组成明显变重。同一烃源岩在不同温度下的热解烃正构烷烃单体的碳同位素组成曲线具有很大的相似性,说明在油源对比中正构烷烃单体碳同位素值曲线的形状和其数值一样都是重要的对比依据。      

高—过成熟气源岩评价的若干问题

对于一次连续生烃的烃源岩．无论是碳酸盐岩还是泥岩，气源岩还是油源岩，其有机碳含量的下限值均为0．5％，但该下限值不适用于多旋回残留盆地烃源岩的二次生烃评价。根据热模拟生烃实验，建立了不同成熟阶段烃源岩二次生烃有机碳丰度下限值的计算方法。应用天然气生聚散动态平衡原理探索识别气源岩的方法，在气源岩R0值大于2．5％的地区，古油藏中的沥青和原油裂解成为气源，古油藏分布决定晚期次生气藏分布。一般情况下，水溶气藏和天然气藏的形成和破坏是同步的，水溶气要成为晚期次生气藏的有效气源，其前期的保存条件很重要。表7参18