徐家围子断陷深层天然气的成因类型研究

松辽盆地深层砾岩和火山岩储层中的天然气地球化学分析表明，气组分以烃类为主，甲烷含量一般大于84.9%,最高达98.63%，表现为高-过成熟干气特征；天然气烷烃碳同位素值变化大，其中甲烷δ¹³C₁为-15.49‰～-54.57‰，一般为-25‰～-28‰，乙烷δ¹³C₂分布在-10.88‰～-4.17‰，一般为-24‰～-27‰，反映深层天然气成因类型复杂、但以煤型气为主的特征。天然气组分碳同位素系列除少部分为正常系列外，大部分具有反转或倒转特征，可能是多套源岩在不同成熟阶段生成的天然气的混合结果。根据天然气重烃分析和源岩吸附气重烃分析，讨论了松辽盆地深层几套烃源岩对天然气成藏的贡献比例。     

德惠断陷有机烃类气与无机CO2气成藏期研究

松辽盆地南部德惠断陷存在着丰富的有机烃类气和无机CO₂气资源,应用烃类气与CO₂气储集层流体包裹体均一温度实测结果与构造演化史分析相结合,确定营城组烃类气藏是二期成藏,时间分别是泉头组沉积末期(103×106a)和嫩江组沉积期(83×106~76×106a);CO₂气藏形成时间存在多解性(98×106a或者是10×106a)。烃类气藏与CO₂气藏的成藏方式截然不同,烃类气是缓慢、持续成藏,CO₂气伴随着幔源构造运动的发生与构造事件密不可分,是瞬间成藏。营城组天然气藏的成藏序次是,烃类气藏先期形成,CO₂气藏后期形成。     

松辽盆地南部深层营城组火山岩气藏成藏条件分析

松辽盆地南部深层火山岩气藏已经逐渐成为油气储量的重要增长点。由于勘探程度较低,火山岩气藏的成藏条件研究还不够深入,在一定程度上制约了勘探的成效。从烃源岩条件、储集条件、盖层条件、输导条件以及圈闭条件入手,系统分析了研究区火山岩成藏条件。结果表明,沙河子组发育的大规模煤系地层可以为火山岩气藏提供充足的气源;深层火山岩发育的裂缝系统沟通早期形成的孔、缝、洞,由此构成了研究区良好的储集体系;松辽盆地南部深层火山岩气藏盖层类型多,保存条件较好,泉头组一段顶部泥岩为较好的区域盖层,登娄库组三、四段及沙河子组泥岩是有利的局部盖层,它们为营城组火山岩内部天然气聚集起到良好的封盖作用;研究区天然气输导通道包括渗透性地层、不整合面以及断裂;营城组火山岩圈闭类型较多,其分布主要与构造位置、断层展布、火山岩体等因素相关。     

松辽盆地莺山断陷深层天然气地球化学特征与各套烃源岩定量贡献

根据莺山断陷深层天然气组成及轻烃指纹、组分碳同位素、烃源岩等地球化学分析资料,对天然气和烃源岩评价认为,营城组和沙河子组天然气主要是腐殖型和腐泥型的混合成因气,具有高—过成熟演化特征;沙河子组为好—中等烃源岩,营城组为中等—好烃源岩,有机质类型以Ⅲ型为主、Ⅰ型和Ⅱ型为辅;侏罗系为好烃源岩或非_差烃源岩,有机质类型为Ⅲ型,处于过成熟演化阶段。根据莺山断陷深层天然气和烃源岩空间分布及地球化学特征,选择营城组、沙河子组、侏罗系丰度高的烃源岩样品,利用烃源岩吸附气轻烃指纹分析及特征参数表征深层各套烃源岩,通过化学模型和智能神经网络数学模拟方法建立烃源岩贡献模板,测试了深层3套烃源岩对每口井天然气的定量贡献,沙河子组烃源岩贡献大于50%,首次认识了莺山断陷深层天然气的定量来源及各套烃源岩的贡献。     

松辽盆地徐家围子断陷火山活动期次与烃源岩演化

徐家围子断陷在断陷期有3次较大规模的火山活动,营城期火山活动持续时间最长。火山活动加速了深层火石岭组、沙河子组、营城组3套主力烃源岩的成熟。烃源岩的埋藏史、热史和生烃史模拟计算结果表明,徐家围子断陷深层火石岭组烃源岩埋深1300 m的R_o值,在约1Ma 时间内迅速达到0.7%。沙河子组以及火石岭组烃源岩埋深约2600 m时,R_o值已经达到1%。泉头组沉积前,沙河子组及火石岭组烃源岩已进入生气高峰。青山口组沉积前,营城组烃源岩处于生气高峰,沙河子组以及火石岭组开始生成干气。此时,登娄库组二段和泉头组一、二段区域盖层业已形成,徐家围子断陷开始形成营城组-泉头组天然气藏。嫩江期末,由于边界断层的活动,营城组-泉头组天然气藏进行再分配。     

松辽盆地三站气田天然气地球化学特征与烃源岩产气贡献

根据天然气组成、轻烃指纹和组分碳同位素分析资料,对松辽盆地三站气田天然气成因类型及演化程度研究后认为,该气田天然气是腐殖型和腐泥型的混合成因气,具有过成熟演化特征。根据三站气田烃源岩空间分布及天然气地球化学特征,选择青山口组、登娄库组、营城组、沙河子组和火石岭组的烃源岩样品,利用烃源岩吸附气轻烃指纹特征参数表征了这5套烃源岩,并通过数学模拟训练方法建立了计算模板,模拟计算了这5套烃源岩对每口井天然气的贡献,结果表明,每套烃源岩对不同井天然气贡献有差别,深层沙河子组烃源岩平均贡献60．5％,中浅层青山口组烃源岩平均贡献9．9％。     

徐家围子地区天然气成藏期次及其模式

利用实测流体包裹体均一温度的分布特征，结合埋藏史和热史，确定出徐家围子地区烃类气体的注入时期。根据该区沙河子-营城组生烃排气期、登二段泥岩盖层封闭形成时期和断裂活动时期，得到徐家围子地区天气藏主要形成于泉头组沉积时期。有断裂沟通的气藏可以形成于泉头组沉积时期。有断裂沟通的气藏可以形成于嫩江组沉积末期，但规模有限。徐家围子地区具有4种天然气成藏模式：沿不整合面运移至其岩风化壳圈闭成藏、沿裂缝运移至源岩内火山岩圈闭成藏、沿断裂运移至古隆起之上各种类型圈闭成藏、沿砂体侧向运移至地层超覆圈闭成藏。     

松辽盆地南部德惠断陷深层天然气地球化学特征及成因

德惠断陷已有40余年的勘探历史,20世纪90年代以来,油气勘探一直没有大的突破。通过对德惠断陷深层天然气的组分及其碳同位素组成的分析并结合具体地质条件研究后表明:德惠断陷二氧化碳组分主要为有机成因;农安气田埋深相对较浅的干气形成除与母质类型有关外更主要的是天然气纵向运移过程中的分馏作用和泉三段的泥岩超压所致,而营城组和沙河子组天然气较干主要是因为来源于高过成熟生烃母质;德惠断陷天然气可以划分为油型气、混合气、煤成气和生物成因气4种类型,但以煤成气为主。认为德惠断陷深层营城组和沙河子组既聚集了部分未曾调整破坏的正常成熟气,又聚集了大量高过成熟阶段的天然气,油气源丰富,有望形成较大规模气藏,是勘探的有利层位。     

松辽盆地北部深层含气系统演化及对天然气成藏与分布的控制作用

利用盖层、源岩及其空间分布特征,将松辽盆地北部深层划分为沙河子组、营城组-登二段和登二段-泉一、泉二段及沙河子组、营城组-泉一、泉二段3个含气系统。由气源岩排气史和盖层封闭性形成史研究得知,沙河子组、营城组-登二段含气系统开始形成于登三段沉积末期,而登二段-泉一、泉二段和沙河子组、营城组-泉一、泉二段2个含气系统均开始形成于泉一、泉二段沉积末期。由断层活动史研究表明,松辽盆地北部深层3个含气系统在泉头组沉积末期-青山口组沉积时期、嫩江组沉积末期、明水组沉积末期和下第三系沉积末期均发生上扩和下廷,使其天然气运聚成藏的空间范围增大,造成天然气运聚出现“多源一层”和“一源多层”的分布模式,不同地质时期出现不同的天然气成藏范围和类型。     

松辽盆地深层天然气成因分析及气源对比——以长岭断陷长深1区块营城组气藏为例

松辽盆地深层天然气勘探前景广阔且已获重大突破,但目前有关其天然气成因的认识尚存在较大分歧。为此,以松南盆地长深1区块下白垩统营城组气藏为例,在综合分析天然气化学组分和天然气的稳定碳、氢、氦同位素的基础上,对天然气地球化学特征进行分析,并进一步开展了气源对比研究。从化学组成上来看,营城组天然气属于低N2、高CO2含量的干气。从成因类型上来看,烃类气体主要为高成熟的腐殖型气,甲烷碳同位素值偏重的主要原因是受到气体扩散作用的影响,同时也略受无机成因烃类气混入的影响;高含量的CO2则为岩浆-幔源成因气。最后,依据δ13C1-Ro相关关系、C7系列化合物分布特征及实际地质分析,判定下白垩统沙河子组烃源岩是营城组天然气的主要气源岩。     

松辽盆地北部深层火山岩气藏形成时期及成藏模式研究

松辽盆地北部深层火山岩气藏可分为火山岩烃类气藏和火山岩CO2气藏。在研究两种气藏类型及特征的基础上，通过气源岩排气期、断裂活动期和盖层封闭能力形成期研究，以及包裹体均一温度资料分析认为，火山岩烃类气藏主要形成时期为泉头组沉积末期--青山口组沉积期，火山岩CO2气藏主要形成于青山口组沉积期，其次为嫩江组沉积末期。成藏模式分析认为，火山岩烃类气藏为源岩内天然气沿裂缝短距离运移聚集于火山岩圈闭中形成，火山岩CO2气藏为幔源CO2气沿深大断裂长距离垂向运移聚集于火山岩圈闭中形成。     

松辽盆地长岭断陷南部天然气成藏与富集特征

松辽盆地长岭断陷南部发育有营城组、沙河子组和火石岭组3套烃源岩,其中沙河子组泥岩有机质丰度高,为区内主力烃源岩。沙河子组主要分布在分割性较强的独立次凹中,生烃凹陷控制了天然气藏的分布,生烃潜力的大小控制了气藏的充满度。该区天然气具有多期充注成藏特点,后期存在二氧化碳气体的充注。天然气的有利富集带位于邻近生烃凹陷的前排构造和岩性圈闭发育带。     

徐家围子断陷沙河子组烃源岩预测方法

徐家围子断陷营城组火山岩和砾岩是深层天然气的主力储层,而气藏的形成受控于烃源岩的分布,下伏地层沙河子组的煤层和暗色泥岩是天然气形成的主力烃源岩,研究烃源岩预测方法,预测烃源岩分布范围是研究烃类气藏的基础.以往的烃源岩预测方法如沉积相法、类比法、井点法等,都是通过井间内插完成的预测,精度不够.由于暗色泥岩和煤层的发育与沉积环境有关,因此主要采用沉积相和波阻抗反演相结合的方法预测沙河子组暗色泥岩和煤层的分布.沙河子组暗色泥岩的西部边界为徐西断层,东部斜坡从南到北都有分布,具有南北走向的条带状分布特征,东西两翼薄中部厚,在断陷内凹陷最发育,厚度可达千米以上;沙河子组煤层主要沿断陷边缘分布.暗色泥岩发育有利于天然气的形成,紧邻煤层发育区气源充足.     

徐家围子断陷沙河子组致密气地球化学特征及成因

随着松辽盆地非常规天然气勘探的深入,徐家围子断陷沙河子组致密气成为盆地深层天然气勘探新的热点并不断取得突破。为明确沙河子组致密气成因和分布规律,综合天然气组分、稳定碳同位素、包裹体测温等多种手段,对沙河子组致密气地球化学特征和成藏期次进行分析。结果表明:沙河子组天然气以甲烷为主,重烃含量低,普遍含有少量N_2和CO_2,其中δ~(13)C_1分布范围较大,为-33.24‰～-18.00‰,δ~(13)C_2偏重且分布相对集中,为-26.90‰～-15.26‰;碳同位素分布总体呈正序列,部分样品出现δ~(13)C_2大于δ~(13)C_3的倒转现象;沙河子组烃类气为煤型气,存在青山口组末期、嫩江组时期2次成藏过程,嫩江组期生成的高成熟度煤型气与青山口组末期相对低成熟度煤型气的混合是造成烃类气中δ~(13)C_2大于δ~(13)C_3的主要原因;CO_2为无机成因气,分布在基底断裂附近,是营城期火山活动时岩浆脱气作用的产物。     

徐家围子断陷深层烃源岩生烃条件研究

松辽盆地徐家围子断陷4套烃源岩中沙河子组暗色泥岩和煤层最为发育，其平均有机碳值分别为1.59%和32.8%，原始生烃潜力较大；有机质类型以Ⅲ型为主，少量为Ⅰ型和Ⅱ型，以生气为主；断陷边部烃源岩大都处于高成熟阶段，断陷中部沙河子组烃源岩R_o全部大于2.0%，处于过成熟阶段。徐家围子断陷从火石岭组沉积开始，大地热流值逐渐升高，白垩纪末期达到最大值2.3 HFU，然后地层逐渐冷却，大地热流值降至现今的1.75 HFU。徐深1井沙河子组暗色泥岩到现今的累积生气强度达到38×10⁸m³/km²，达到形成大气田的气源条件。距今90 Ma和80 Ma出现2次显著的生气高峰，对应泉头组沉积时期和姚家组沉积时期，区域盖层已经完全具有封闭能力，对天然气的后期保存比较有利。     

松辽盆地北部深层火山岩气藏形成时期及成藏模式研究

松辽盆地北部深层火山岩气藏可分为火山岩烃类气藏和火山岩CO2 气藏。在研究两种气藏类型及特征的基础上 ,通过气源岩排气期、断裂活动期和盖层封闭能力形成期研究 ,以及包裹体均一温度资料分析认为 ,火山岩烃类气藏主要形成时期为泉头组沉积末期—青山口组沉积期 ,火山岩CO2 气藏主要形成于青山口组沉积期 ,其次为嫩江组沉积末期。成藏模式分析认为 ,火山岩烃类气藏为源岩内天然气沿裂缝短距离运移聚集于火山岩圈闭中形成 ,火山岩CO2 气藏为幔源CO2 气沿深大断裂长距离垂向运移聚集于火山岩圈闭中形成     

松辽盆地北部双城地区白垩系营城组—登娄库组石油勘探突破及地质意义

基于钻井地质、地球化学、地球物理和生产测试资料,采用含油气系统研究方法,对松辽盆地北部双城地区白垩系营城组—登娄库组含油组合烃源岩、储集层、盖层特征以及烃类生成、圈闭演化和石油充注过程进行剖析。研究表明,研究区烃源岩分布在营城组,有机质主要来源于低等水生生物和藻类,丰度达到优质生油岩级别;原油具有轻质、高凝固点和高蜡的特征,与营城组烃源岩具有良好的亲缘关系。储集层包括登娄库组砂岩和营城组砂砾岩两套;直接盖层为登四段泥岩。石油于姚家组—嫩江组沉积期生成,分别于嫩江组沉积期和古近纪—新近纪聚集成藏。圈闭经历了营城组沉积末期、泉头组沉积末期和嫩江组沉积末期3期演化,形成构造和构造-岩性两类油藏。稳定的构造背景、良好的生储盖组合、近距离运移、晚期充注为油藏形成的有利因素。     

四川盆地东北部马路背地区上三叠统须家河组天然气地球化学特征及气源

依据天然气化学组分及碳、氢同位素等地球化学资料,分析了四川盆地东北部马路背地区上三叠统须家河组天然气地球化学特征、天然气成因及来源。研究表明,马路背地区须家河组天然气组分以甲烷为主,含量介于92.60%~99.04%,平均为97.59%,干燥系数普遍高于0.990 0,平均为0.992 2,热演化程度较高;与邻区须家河组天然气对比,马路背地区须家河组天然气碳同位素明显具有甲烷碳同位素偏重、乙烷碳同位素偏轻的特征,δ¹³C₁值介于-33.70‰~-28.60‰,平均为-30.88‰,δ¹³C₂值介于-36.40‰~-28.90‰,平均为-33.11‰,甲烷和乙烷碳同位素多表现为倒转分布。天然气成因鉴别及气-源对比研究表明,马路背地区须家河组天然气为Ⅲ型和Ⅱ型干酪根生成的煤型气和油型气的混合热成因气,天然气主要来源于上三叠统须家河组煤系烃源岩及上二叠统吴家坪组海相烃源岩,甲烷和乙烷碳同位素倒转正是煤型气及油型气混合所致。马路背地区须家河组天然气高产富集与该区海相、陆相烃源岩双源供烃及深大断裂有效沟通海相、陆相多套优质烃源岩关系密切,沟通海相、陆相烃源岩的通源断裂在该区天然气成藏富集及后期调整改造方面具有重要作用。     

松辽盆地长岭断陷天然气地球化学特征及气源分析

长岭断陷下白垩统营城组和登娄库组获得高产工业性气流或良好的气显示,生储盖组合配置比较有利,勘探前景十分广阔。在对长岭断陷部分探井天然气样品的化学组分和碳同位素组成特征剖析的基础上,综合多种天然气成因判别标准以及典型图版,探讨了天然气的成因类型,并结合研究区地质背景和烃源岩发育特征,与徐家围子断陷天然气成因加以对比,对其气源进行初步判识。研究结果表明,长岭断陷天然气烃类气体主要为甲烷,重烃含量低,干燥系数大于0.95,处于高成熟—过成熟阶段,烃类气体碳同位素值偏高,并存在同位素倒转现象,非烃气体包括CO2和N2,不同构造带天然气成分差别大。烃类气体属于腐殖型裂解气,CO2以无机成因为主。气源分析表明,研究区烃类气主要来源于沙河子组腐殖型烃源岩的裂解气,其次为营城组,火石岭组或更深层源岩的贡献较小。     

徐家围子断陷烷烃气碳同位素反序机制

松辽盆地徐家围子断陷深层天然气甲烷碳同位素重,且烷烃碳同位素序列大部分为倒转和反序。关于这些碳同位素反序的天然气是有机成因还是无机成因,一直存在争议。为此,进行了一系列烃类生成和合成实验。利用徐家围子断陷幔源二氧化碳进行了费-托合成实验,其烃产物大部分未发生碳同位素反序。选取松辽盆地深层沙河子组低成熟烃源岩,开展了生气模拟实验,并在对模拟产物进行化学组成和碳同位素测定的基础上,根据模拟实验温度条件与地质条件的差异,客观地选定了化学组成和碳同位素特征均与徐家围子断陷深层天然气一致的端元气,进行泥岩和煤生成的烃气产物在理论上的混合。混合结果表明,两种有机成因的端元气,在一定的混合比例区间内,会发生碳同位素倒转和反序。因此,无机合成的烃气碳同位素并不一定反序,而有机成因天然气混合也可能出现碳同位素反序现象。对生气模拟实验结果、现代火山泉水逸出气以及研究区源岩生烃条件综合分析表明,徐家围子断陷深层天然气以有机成因气为主。