天然气运移有机-无机地球化学示踪指标——以四川盆地川西坳陷侏罗系气藏为例

以四川盆地川西坳陷侏罗系气藏作为研究实例,通过分析天然气组分和碳同位素组成特征,结合地层水化学特征、储集层中自生矿物碳、氧同位素组成以及流体包裹体特征,提出了C_1/C_2值、N_2含量、芳烃/烷烃值、甲烷碳同位素组成、地层水矿化度及水化学特征参数、储集层中自生方解石碳氧同位素组成、含烃盐水包裹体均一温度及盐度等指示天然气运移相态、运移方向和运移路径的有机-无机地球化学示踪指标,并对天然气的运移过程及机制进行了探讨。研究表明,川西坳陷中侏罗统天然气以水溶相运移为主,随着运移脱溶过程的进行表现出苯/烷烃值增大、甲烷碳同位素组成变重的趋势,同时具有气藏伴生地层水矿化度较低、含气砂岩中自生方解石的碳氧同位素组成偏轻、含烃盐水包裹体均一温度高且盐度较低等特征;上侏罗统天然气则以游离相运移为主。结合区域地质以及水溶气脱溶成藏过程中的相态演化等方面的研究,证明提出的有机-无机地球化学示踪指标可对川西坳陷侏罗系天然气的运移方向及路径进行有效的判识。     

渤海湾盆地济阳坳陷潜山油气藏成藏期次和过程 ——来自储层流体包裹体的证据

渤海湾盆地济阳坳陷古生界潜山油气藏储量巨大,但成藏过程复杂,制约了油气勘探进程.为了探明其油气充注与调整改造过程,以大王庄潜山带为例,利用包裹体岩相学、显微测温及烃包裹体丰度分析等技术,对古生界油气成藏进行了研究.研究区古生界储层烃包裹体发育,奥陶系烃包裹体呈淡黄色、蓝绿色荧光,沿方解石脉及颗粒愈合缝分布,沥青包裹体与...     

渤海湾盆地济阳坳陷浅层天然气成因及其来源

渤海湾盆地济阳坳陷古近系和新近系浅层天然气资源丰富,但对于其成因及来源却一直都存在着争议。为了给该坳陷浅层天然气的勘探提供技术支撑,根据天然气的组分、轻烃指纹以及碳同位素值等测试资料,分析了该区浅层天然气的地球化学特征,明确了浅层天然气的成因类型,进而探讨了浅层天然气的来源。研究结果表明:①济阳坳陷浅层天然气的组分以甲烷为主,干燥系数高(超过95%),属于典型的干气;②轻烃中的正构烷烃含量低、异构烷烃含量高,表现为具有生物降解特征的油型气;③甲烷碳同位素值偏轻(-55.7‰～-42.3‰),乙烷、丙烷碳同位素值出现倒转,同时CO_2碳同位素值偏重,具有典型原油降解气特征以及湿气组分改造的特征。结论认为:①该坳陷浅层天然气为生物成因和热成因改造而形成的混合次生气,是常规油藏生物降解的产物,由原油降解气和油溶释放气组成,并且原油降解气所占比例超过60%;②稠油区的浅层气应作为该坳陷天然气增储上产的重要勘探开发目标。     

四川盆地焦石坝南部地区五峰组—龙马溪组裂缝脉体流体来源及形成时间

页岩裂缝中的脉体记录了古流体活动和裂缝活动的重要信息,对页岩气的富集和保存条件具有重要的指示作用。针对四川盆地焦石坝南部地区五峰组—龙马溪组页岩中裂缝内充填的方解石脉和石英脉,通过岩石薄片观察和阴极发光分析,结合微区原位元素、流体包裹体和碳、氧、锶同位素测试等技术手段分析了成脉流体的来源和形成时间。研究结果表明,焦石坝南部地区五峰组—龙马溪组页岩的裂缝内依次充填了3期脉体,其中,第1期和第3期为方解石脉,第2期为石英-方解石脉。第1期方解石脉的阴极发光颜色为棕黄色,稀土元素总量低,重稀土轻度富集,第2期脉体中方解石的阴极发光颜色为褐黄色,稀土元素总量较高,这2期脉体中方解石的Eu为正异常;结合碳、氧、锶同位素分析,揭示成脉流体来源于五峰组—龙马溪组页岩的层内成岩流体,脉体均形成于相对还原的成岩环境。第3期方解石脉的阴极发光颜色为棕黄色,稀土元素总量高,重稀土高度富集,表现出明显的Eu负异常,成脉流体可能来自混有陆源物质的外源流体。基于2期方解石脉体和1期石英+方解石脉体的形成顺序和岩相学特征,利用方解石脉和石英脉中原生盐水包裹体的均一温度以及埋藏史和热演化史的分析结果,确定3期脉体方解...     

东营凹陷页岩油储层中方解石的成因及证据

为明确东营凹陷页岩中方解石矿物成因和储层成岩特征,利用薄片、X衍射、碳氧同位素等分析技术,首次发现了牛页1井页岩中方解石脉具有示顶底构造和机械双晶特征,是地质构造运动产生地应力作用于页岩方解石脉上留痕的直接岩石学证据,为页岩地层地应力的研究提供了载体矿物。通过对研究区页岩中泥晶方解石和亮晶方解石的碳氧同位素对比分析发现:页岩中泥晶方解石的形成主要隶属于与甲烷细菌活动生成生物气有关的碳酸盐,亮晶方解石脉极可能为泥晶方解石溶蚀后再沉淀重结晶的产物。生烃增压等作用形成微裂缝是方解石脉形成的先决条件,有机酸对泥晶方解石的溶蚀和再沉淀是必要条件。根据发现的4个岩石学特征和碳氧同位素证据,阐述了从生烃增压、微裂缝形成、有机质热演化排出有机酸、泥晶方解石被溶蚀、方解石重结晶,直至方解石脉形成的整个同生演化过程,并探讨了页岩与相邻砂岩的碳库来源和砂泥岩协同成岩演化过程。     

玄武岩方解石脉成因及其对储集层质量的影响——以准噶尔盆地玛湖凹陷东斜坡石炭系为例

基于岩心、岩石薄片观察,结合X射线荧光分析、微区原位主微量和稀土元素、碳氧锶同位素组成、流体包裹体等测试分析及盆地模拟,对准噶尔盆地玛湖凹陷东斜坡石炭系玄武岩方解石脉特征及成因进行研究.结果表明研究区脉体发育3期方解石充填:第Ⅰ期贫锰,稀土元素配分曲线平坦,强负铈异常,弱—中等负铕异常,碳同位素组成偏轻,表明其形成受到...     

湘中邵阳凹陷泥盆系佘田桥组古流体特征及其页岩气保存意义

为研究湘中邵阳凹陷泥盆系佘田桥组古流体特征及其对页岩气保存条件的指示,系统采集双地1井裂缝中脉体样品开展了电子探针、同位素地球化学与包裹体分析。研究结果表明,方解石脉δ13C、δ18O与围岩相比较,有方解石脉的碳氧同位素与围岩无明显差异,方解石脉氧同位素值小于围岩且碳同位素值与围岩相当,方解石的碳氧同位素值均远小于围岩的3种情况,分别代表了低水/岩比例的封闭系统、跨层流体混入、大气水混入3种不同的封闭条件。古流体碳氧同位素指示的封闭层段为气显较强层段,表明其长期封闭性相对较好;大气水混入层段往往与构造破碎带相关,且方解石脉低Fe、Mn元素含量指示了破碎带多处于氧化环境。佘田桥组流体活动具有多期次特点,Sm—Nd同位素定年揭示了佘田桥组下部一期垂直脉的形成时间为149 Ma,形成深度为3.2 km,流体含气性差,表明在该阶段页岩气藏已经遭受到较强的破坏。综合研究表明燕山运动的强烈挤压抬升作用使湘中地区构造变形强烈,特别是凹陷边缘地区断裂发育、剥蚀时间早、强度大,构造保存条件不利;凹陷中部变形较弱,保存条件相对有利,但佘田桥组为台地相区,页岩不发育。因此结合邵阳凹陷沉积相和盖层展布,应将凹...     

桑植—石门复向斜及邻区古流体特征与油气保存意义

通过对桑植—石门复向斜及相邻地区震旦系—三叠系方解石脉和围岩的碳氧同位素、锶同位素对比,结合方解石脉中流体包裹体测试分析,研究了桑植—石门地区古流体特征及其油气保存意义。下古生界围岩87Sr/86Sr部分高于同期海水,也高于方解石脉,表明围岩在裂隙形成之前受到高~(87)Sr/~(86)Sr流体改造。桑植—石门复向斜北翼温泉附近的方解石脉体具高87Sr/86Sr、低δ13C、低δ18O特征,显示大气水参与了方解石脉沉淀,逆断层可能在形成之初就不具封闭性。流体包裹体盐度和均一温度指示,桑植—石门地区上寒武统娄山关组上覆盖层残余厚度小于3 km,不具封闭能力;中寒武统孔王溪组方解石脉流体包裹体高盐度表明膏盐盖层在研究区广泛分布,在埋深超过2 km条件下对下伏地层具有较好的封盖能力。桑植—石门复向斜田二垭、向家垭、车坊背斜圈闭、桥头、中坪隐伏圈闭保存条件较好,除田二垭背斜外,可以同时将震旦系灯影组、寒武系清虚洞组白云岩作为勘探目的层。     

运用方解石脉包裹体和碳氧同位素评价页岩气保存条件——以中扬子地区寒武系为例

裂缝脉体的碳/氧同位素和包裹体对于研究油气保存条件有着重要的指示意义。为了揭示中扬子地区寒武系页岩气保存条件的差异性,选取该区3口代表不同构造条件和含气性的井(YY1井、YD4井、ZD1井)作为主要的研究对象,基于裂缝脉体包裹体和方解石脉碳/氧同位素测试分析资料开展了对比研究。研究结果表明:①该区寒武系裂缝脉体包裹体主要有液烃包裹体、甲烷包裹体、气液两相包裹体、盐水包裹体4种类型,(液烃+甲烷)包裹体/(气液两相+盐水)包裹体比值与油包裹体丰度一样对油气成藏与保存具有重要的指示意义,YY1井以高演化液烃和甲烷包裹体为主,ZD1井以气液两相和盐水包裹体为主,YD4井介于二者之间,构造条件越复杂古流体中烃类的占比越低,水的比例越高;②Δ~(13)C (δ~(13)C_(围岩)-δ~(13)C_(方解石))值、Δ~(18)O(δ~(18)O_(围岩)-δ~(18)O_(方解石))值的变化范围与保存条件具有相关性,ZD1井的变化范围明显大于YY1井,高度封闭的页岩段Δ~(13)C值、Δ~(18)O值趋近于0,页岩内部跨层流体、外部流体侵入都会导致Δ~(13)C值、Δ~(18)O值变化;③包裹体及方解石脉碳/氧同位素指示YY1井裂缝导致页岩气向上散失,YD4井、ZD1井裂缝导致页岩气向下散失两种不同逸散类型;④初步建立了中扬子地区基于包裹体和方解石脉碳/氧同位素的寒武系页岩气保存条件评价指标。结论认为,中扬子地区寒武系页岩气保存条件由黄陵隆起向江南—雪峰隆起整体逐渐变差,黄陵隆起周缘的寒武系页岩是下一步页岩气勘探的重点。     

曹台变质岩潜山裂缝系统形成的构造期次

在对辽河坳陷大民屯凹陷曹台变质岩潜山裂缝性储集层的发育期次研究中，通过岩心、薄片观察分析裂缝的特征和彼此切割关系，分析裂缝中充填的方解石包裹体性质，确定曹台变质岩潜山的裂缝系统属于被溶蚀作用改造的碎裂缝。有3期构造裂缝系统：早期裂缝系统是燕山期挤压块断构造作用的结果；中期裂缝系统在沙三段沉积期末区域性抬升挤压作用下形成，多具有剪切性质；晚期裂缝系统在东营组沉积期末的强烈抬升影响下形成，明显追踪前期裂缝并切割前期裂缝。碳、氧同位素组成分析表明，裂缝中方解石的生成与海水无关，属于中生代以后的淡水产物。研究区构造运动对形成有效储集空间的建设性作用比破坏性作用更明显。图2表1参9     

鄂尔多斯盆地东缘本溪组8#煤层方解石脉体成因

针对鄂尔多斯盆地东缘本溪组8#煤层方解石脉体成因不清的问题,综合运用显微岩相学、同位素地球化学和流体包裹体等方法,开展方解石脉发育期次分析以明确成脉流体来源和形成时间。研究结果表明,研究区8#煤层中发育2期方解石脉体(C1和C2),C1方解石脉的成岩流体主要为源于围岩母岩的地层卤水和富生物气有机流体,C2方解石脉的流体来源主要与有机质脱羧作用形成的液态烃类流体有关,同时C1和C2方解石脉的形成均受到早白垩世构造热事件导致的深部热液流体影响。结合研究区烃类成藏史和埋藏史分析,明确C1方解石脉的形成时间在晚三叠世—早侏罗世期间,C2脉体形成时间为晚侏罗世—早白垩世。结合研究区8#煤层勘探生产实践,方解石脉发育区域煤层气富集程度较高,具有良好的勘探开发前景。研究成果对于煤层气富集区域的勘探具有重要的参考意义。     

塔里木盆地顺南—古城地区方解石脉流体来源及其对油气成藏的启示

钻井揭示塔里木盆地顺南—古城地区奥陶系碳酸盐岩方解石脉发育,为探讨该区断裂带流体属性及油气成藏事件提供了重要素材。在详细的岩心观察基础上,开展了方解石脉的流体包裹体以及灰岩基质与方解石脉的地球化学特征对比研究。方解石脉具有多类型的烃类包裹体,包括沥青包裹体、三相烃包裹体、油水液相包裹体以及富气包裹体。方解石脉中与烃类包裹体共生的盐水包裹体具有较高的均一温度（130~160 ℃）。贫¹⁸O（δ¹⁸O =-13.1‰~-8.7‰）、富⁸⁷Sr（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.708 879~0.710 432）、偏高稀土元素总量和正铕异常表明构造成因方解石脉主要来源于围岩的溶解以及成岩—成烃流体,未发现大气淡水参与的迹象。方解石脉中富含烃类包裹体可能表明研究区北东向走滑断裂带是油气运移与聚集的重要通道。     

应用方解石激光原位U-Pb同位素定年确定多旋回叠合盆地油气成藏绝对时间——以塔里木盆地塔河油田为例

多旋回叠合盆地油气成藏绝对时间一直是油气成藏研究需要解决的一个重大难题。以塔里木盆地塔河油田为例,在油包裹体观察和荧光光谱分析的基础上,通过阴极发光和微量元素分析划分方解石脉体形成期次,对不同期次方解石脉体进行激光原位U-Pb同位素定年获得油气充注绝对时间。研究结果表明,塔里木盆地塔河油田奥陶系储层方解石脉体中发育黄色和蓝白色荧光两种类型油包裹体。阴极发光和微区微量元素的差异性指示存在两期方解石脉体,其中发育黄色荧光原生油包裹体,两期方解石的年龄分别对应两期黄色荧光原油的充注时间。方解石脉体激光原位U-Pb同位素定年结果显示,第一期黄色荧光原油的充注时间为329.7Ma±1.6 Ma,第二期充注时间为249.3 Ma±2.6 Ma～220.5 Ma±7.3 Ma。激光原位U-Pb同位素定年技术结合烃类流体包裹体分析可以很好地用于确定多旋回叠合盆地油气成藏时间,对重建油气成藏动态过程具有重要作用。     

鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩脉流体包裹体碳氧同位素分析

研究了鄂尔多斯盆地流体包裹体的CO₂成因及其与油气演化的关系,应用同位素分馏方程计算了奥陶系碳酸盐岩脉流体包裹体中CO₂的碳同位素值和H₂O的氧同位素值.结果表明,其碳、氧同位素值分别为-1.64‰~-11.15‰和-22.12‰~-33.06‰.该包裹体的CO₂以无机成因为主,其碳同位素组成形成于100℃~160℃的条件下,对应于油气演化的成熟-高成熟阶段.     

中扬子京山地区方解石脉成因及其对油气保存的指示意义

野外观察中扬子京山地区逆冲推覆带和冲断褶皱带内奥陶系、二叠系和三叠系发育多期沿裂缝分布的方解石脉。通过稀土元素（REE）,电子探针,氧同位素,流体包裹体分析及盆地模拟对方解石脉成因进行了研究。奥陶系和三叠系方解石脉REE呈现轻稀土元素（LREE）富集,重稀土元素（HREE）亏损,明显的正铕（Eu）异常,说明成脉流体受到了热液流体的影响;二叠系方解石脉REE总量低,LREE低度富集,HREE配分曲线平坦,中等程度负铈（Ce）异常,显示成脉流体为大气淡水成因。根据电子探针Fe,Mn元素分析,部分奥陶系方解石脉成因与其围岩碳酸盐溶解有关;二叠系方解石脉成因主要与大气淡水淋滤碳酸盐成分有关,三叠系方解石脉成因与其他层位海相碳酸盐成分有关。利用氧同位素温度和流体包裹体均一温度,结合研究区虚拟井的埋藏史和热史模拟结果,推测3套地层裂缝方解石脉体形成深度约在2 000~2 500 m,形成时间约为距今150~60 Ma。综合方解石脉地球化学特征分析认为,燕山期构造挤压抬升作用伴随的热液流体、成岩流体及地表水下渗作用使京山地区油气保存条件遭受了一定程度的破坏。     

延长组砂岩中碳酸盐胶结物氧碳同位素组成特征

碳酸盐胶结物中氧碳同位素组成研究有助于阐明成岩过程中流体-岩石相互作用的机理。为此，综合运用岩石学、矿物学和地球化学方法，对鄂尔多斯盆地三叠系延长组砂岩中普遍存在的不同期次碳酸盐胶结物的成因机理和物质来源进行了系统研究。结果表明，研究区早期碳酸盐胶结物主要为方解石，其碳同位素值相对较重，为-0.3‰～-0.1‰，氧同位素值较轻，分布范围为-22.1‰～-19.5‰，与碱性湖水中碳酸钙发生过饱和沉淀有关。铁方解石的碳同位素值相对较轻，为-8.02‰～-3.23‰，氧同位素值也较轻，分布范围为-22.9‰～-19.7‰，它的形成明显与早成岩阶段晚期-晚成岩阶段早期的有机质脱羧基作用有关，属于成岩阶段中晚期产物，可以作为指示烃类在油气储层中正在发生显著运移的标型自生矿物。晚期铁白云石的碳同位素值相对较重，为-1.92‰～-0.84‰，氧同位素值变化较大，分布范围为-20.5‰～-12.6‰，它的形成与晚成岩阶段中晚期形成的碱性成岩环境及古代海相碳酸盐岩岩屑提供的碳有关。     

中扬子海相碳酸盐岩中方解石脉成岩环境研究

通过对中扬子京山县城周边露头碳酸盐岩中方解石脉的普通薄片、阴极发光以及碳氧同位素等资料分析,认为该区露头三叠系裂隙中充填放射状和等轴粒状的方解石且阴极发光强度有差异,二叠系和奥陶系裂隙中主要为等轴粒状方解石,阴极发光与围岩相似。方解石脉的δ13C_PDB位于－6.76‰～4.01‰之间,δ18O_PDB在－17.95‰～－5.67‰之间,基本为海水潜流带—混合水潜流带沉积环境。三叠系方解石脉基本上为沉积碳酸盐岩,二叠系和奥陶系部分方解石脉受后期成岩流体的影响,其中二叠系有机质成熟产生的流体对该层系方解石脉的形成有一定影响。      

塔里木盆地奥陶系鹰山组多类型白云岩储层成因机制

塔里木盆地奥陶系鹰山组是油气勘探重要领域之一,发育多类型白云岩储层,其成因机制是较为关注的问题之一。基于构造-沉积背景分析、薄片鉴定、阴极发光与扫描电镜等分析手段,结合原位微区碳氧同位素、全岩碳-氧-锶同位素和流体包裹体等数据,分别解剖了浅埋藏型、岩溶型与热液改造型白云岩储层的显微岩石学与地球化学特征。浅埋藏白云石化相关储层的白云石自形程度好,不同产状白云石具有较一致的碳氧同位素组成,反应了相似的白云石化流体来源特点。岩溶型白云岩储层表现为去白云石化作用与大气淡水成因方解石的胶结,具有贫¹⁸O和富放射性⁸⁷Sr特征。热液改造型白云岩储层通常以萤石和石英等热液矿物为典型标志。热液流体通常具有高温高盐度特点,形成储集空间的过程中相关白云石与方解石胶结物以贫¹⁸O和Eu正异常为特征。白云岩储层的多成因特点决定其发育分布受岩相、局部构造位置和流体性质等多因素的控制。