四川盆地安岳气田龙王庙组气藏天然气有水溶气贡献的迹象

通过有机地球化学手段对四川盆地安岳大气田龙王庙组天然气和储层沥青进行了系统研究,发现天然气甲烷碳同位素较储层沥青明显偏重。这用目前大家普遍认为的油裂解气的观点难以解释,因根据歧化反应碳同位素分馏原理,油裂解生成的甲烷和沥青,甲烷碳同位素会明显轻于沥青。另外,甲烷碳同位素值与H₂S含量也没有明显的相关性,用TSR作用也很难解释气藏中甲烷碳同位素偏重的现象。从气田水中释放出的水溶气甲烷碳同位素较气藏游离天然气的甲烷碳同位素偏重或者重,推断可能是由于地层水水溶相天然气的脱溶,造成龙王庙组气藏中的天然气甲烷碳同位素较储层沥青碳同位素偏重。同时,经激光拉曼测试分析发现大部分烃类包裹体具有液相甲烷特征峰,进一步证实水溶相天然气的存在。通过对气源、地层水、温压环境、构造演化、盖层等地质条件进行分析,提出龙王庙组气藏具有良好的水溶气形成、保存以及晚期随构造抬升水溶气脱气成藏的条件。对比龙王庙组埋深最大时与现今气藏条件下甲烷在地层水中的溶解度,估算出龙王庙组1m³的地层水可释放出6m³的天然气。     

水溶气脱溶成藏——四川盆地须家河组天然气大面积成藏的重要机理之一

近年来四川盆地上三叠统须家河组发现了大量岩性气藏及构造-岩性复合气藏,且普遍含水。通过开展流体性质与特征研究,发现了水溶气脱溶成藏的天然气组分变化依据与碳同位素特征变化依据：远离气源区的水溶气脱溶气藏甲烷含量高、干燥系数较大、异构烷烃与正构烷烃比值大、甲烷与乙烷碳同位素较重。水溶气脱溶成藏主要存在地层抬升减压降温脱溶成藏与水溶气顺层侧向运移减压脱溶成藏两种模式,川中地区具有水溶气脱溶成藏所需的有利条件,即丰富的水溶气资源、地层强烈抬升、流体减压降温及地层水矿化度局部浓缩等。水溶气的脱溶成藏是大川中地区大面积岩性气藏发育及天然气规模聚集的重要成藏机理之一,也是合川—安岳地区须一段烃源岩发育很差而须二段却能形成大规模天然气聚集的重要原因。图6参36     

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以克拉2气田为例，讨论了天然气在地层水中溶解—释放作用对气藏形成的影响，估算了因地层抬升所导致的水溶气释放为游离气的量，分析了影响水溶气与气藏中游离气组分分馏的主要因素。研究表明，天然气在地层水中的溶解—释放作用对克拉2气田天然气组分分馏起重要的作用，主要表现为：①在地层沉降和抬升过程中，由于地层温度、压力的变化，地层水选择性溶解和释放天然气组分；②在大规模水平挤压过程中，C₂+烃类气体随着边底水的迁移而流失；③地层异常高压导致大量C₂+烃类溶解于地层水中，致使气藏中甲烷相对富集。此外，水溶气释放对克拉2气田异常高压的形成也有一定的贡献作用。文章还通过天然气在水中溶解—释放模拟试验，分析了甲烷气体在地层水中因压力变化而释放的过程中碳同位素分馏状况。总结了克拉2气藏水溶气成藏过程及其成藏模式。     

由构造抬升引起的水溶气脱溶成藏问题

阐述了控制天然气在地层水中溶解度的地质因素 ,介绍了水溶气脱溶量的计算方法和天然气在地层水中溶解度的计算公式。通过对存在构造拍升造成水溶气脱溶转化成游离气现象的3个典型气藏实例(西西伯利亚盆地乌连戈伊气田、四川盆地威远气田和塔里木盆地克拉2气田)分析,讨论了游离气气藏中甲烷含量高的组分特征及其主要原因,总结了此类气藏成藏模式,提出了构造抬升造成水溶气脱溶成藏的4个主要控制因素。     

天然气富集的相态转变条件及对成藏的贡献

天然气二次运移的初始相态由于受到源岩有机质类型和演化程度的影响,不同类型的有机质在不同演化阶段排出的天然气相态不同且会发生相态的相互转换,其中水溶相、油溶相和扩散相向游离相的转变才有利于天然气的富集成藏.水溶相和油溶相天然气向游离柑天然气转变需要埋深变浅、温度和压力降低,而扩散相天然气向游离相天然气转变则需要遇到浓度盖层或气藏,南此研究了水溶相、油溶相和扩散相大然气向游离相天然气转变及对成域贡献量的方法,并对水溶相、油溶相和扩散相天然气向游离相天然气转变量对成藏贡献进行了研究.结果表明,水溶相、油溶相和散相向游离相转变的天然气均可成为天然气富集成藏的重要组成部分.     

天然气相态的转变及对成藏的作用

通过天然气各种相态存在的地质条件分析 ,深入研究了天然气各种相态相互转换的地质条件及其对成藏的作用。过饱和及欠饱和是水溶相和油溶相天然气向游离相天然气相互转变的条件 ,浓度梯度和过饱和气源的不断补给是游离相天然气和扩散相天然气相互转变的条件。水溶相、油溶相和扩散相天然气向游离相天然气的转变有利于天然气的聚集成藏。游离相天然气向水溶相、扩散相和油溶相天然气的转变不利于天然气的聚集成藏。     

琼东南盆地水溶气脱气成藏机制探讨

以天然气地球化学为指导,从地质和成藏演化角度分析了水溶气运移成藏的条件及过程,深度剖析了水溶气对琼东南盆地崖13-1、13-4构造天然气成藏的贡献。研究认为,崖南凹陷崖城组煤系烃源岩生成的天然气在深部高温、高压条件下大量溶于地层水,在异常压力的驱动下一部分向崖13-1低凸起运移;另一部分向崖城凸起长距离运移。运移过程伴随着温度压力的下降,因而水溶气会逐步脱溶成为游离天然气,其组分特征表现为干燥系数偏低、同位素偏轻。气-水界面下的饱和地层水则会在开发过程中,不断释放天然气,保持气田持续高产。     

塔里木盆地和田河气田水溶气成藏过程

塔里木盆地和田河气田的天然气具备水溶气成藏地球化学特征和理想的水溶气成藏条件。喜马拉雅运动晚期和田河气田圈闭形成，巴楚断隆以南的西南坳陷寒武系高一过成熟烃源岩生成的天然气在深部高温、高压条件下大量溶解于水中。随着断裂的开启，在异常压力驱使下，水溶气沿断裂从深部寒武系运移至气田东部的奥陶系和石炭系圈闭中，由于压力和温度降低，水溶气释放形成游离气气顶，气水界面下部的水体继续自气田东部高压区向西部低压区沿不整合面长距离运移，运移过程中压力不断降低。导致水溶气不断释放，变成游离相天然气，在运移路径上成藏，形成条带状、串珠状分布的和田河气田。由此造成气田西部井区天然气偏干、甲烷碳同位素组成偏重、CO2含量明显偏高，一系列的水溶气运移参数自东部井区向西部明显增大。图6参27     

温、压控制水溶气释放的模拟实验方法研究

在研究影响天然气在地层水中溶解能力各种因素的基础上,分析了造成水溶相天然气释放的地质条件。通过物理模拟实验,不仅证明水溶气在运移过程中析出的游离气量的大小主要受温度、压力的控制,并获得了温度、压力变化时,单位体积饱和天然气的地层水析出游离气量的回归方程,为估算气藏中水溶释放气贡献量研究基础数据提供了计算方法。      

一种计算气藏中水溶释放气贡献量的方法

水溶释放气是气藏形成的重要组成部分，在研究影响天然气在地层水中溶解能力各种因素的基础上，分析了造成水溶相天然气释放的地质条件。通过物理模拟实验，获得了温度、压力变化时，单位体积饱和天然气的地层水析出游离气量的回归方程。并以松辽盆地阿拉新气田为例计算水溶气释放量对气藏形成的贡献量。     

泥岩盖层对各种相态天然气封闭性演化阶段划分及意义

在泥岩盖层对各种相态天然气封闭机理及形成条件研究的基础上,针对不同类型泥岩盖层对各种相态天然气封闭性演化阶段进行了研究.以松辽盆地北部三肇凹陷泉一段、泉二段、登二段和青山口组3套泥岩盖层为例,通过划分其对不同相态天然气封闭性演化阶段,研究其对各种相态天然气的封闭特征;通过其封闭性形成时期与沙河子组-营城组气源岩大量排气期之间的匹配关系,研究了它们在该区天然气聚集与保存中的作用.     

四川盆地威远气田水溶气脱气成藏地球化学证据

目前,对于四川盆地威远气田的形成过程和天然气来源在认识上还存在着较大分歧。为此,针对该气田天然气的甲烷碳同位素值异常偏重的现象,首先分析了气藏的地质特征和天然气的地球化学特征:气田主力气层是震旦系灯影组,天然气以甲烷为主,含微量乙烷和痕量丙烷;气藏含水饱和度较高,普遍含有保存很好的原生水。进一步根据天然气中H_2S含量与甲烷碳同位素值的关系,判断该区天然气甲烷碳同位素值偏重并非由硫酸盐热化学还原反应(TSR)造成。最后根据该区天然气的甲烷碳同位素值和邻区的对比结果,结合构造演化背景,判断认为,威远气田的天然气主要来自水溶气,并非过去认为的自邻区经侧向运移而来。结论认为:①由于水中释放出的甲烷碳同位素值较重,水溶气的脱气成藏造成了威远气田天然气甲烷碳同位素值偏重的现象;②伴随喜马拉雅期构造运动,威远地区大幅度抬升,形成构造圈闭,在高温、高压状态下溶解在水中的天然气发生减压脱溶,释放出的气体在圈闭中成藏,进而形成了威远气田;③经计算,威远气田圈闭下的水中释放出的天然气数量与该气田的探明储量相当,印证了该气田水溶气脱气成藏的观点。     

异常孔隙流体压力对各种相态天然气的间接封闭作用

在异常孔隙流体压力形成机制及条件的基础上,对异常孔隙流体压力在封闭各种相态天然气的作用方面进行了研究。指出:异常孔隙流体压力不能直接对游离相天然气进行封闭,但可使泥岩盖层毛细管封闭能力增强,间接地对封闭游离相天然气起作用;异常孔隙流体压力也不能直接对水溶相天然气进行封闭,但可通过使泥岩盖层吸附阻力增强,间接地对水溶相天然气起作用;异常孔隙流体压力也不能直接对扩散相天然气进行封闭,但可通过形成异常含气浓度,间接地对封闭扩散相天然气起作用。     

泥岩盖层对各种相态天然气封闭能力综合评价方法

为了研究泥岩盖层对各种相态天然气封闭能力综合评价方法, 在研究其对各种相态天然气封闭机理的基础上, 利用游离相、水溶相和扩散相天然气在外加压力和浓度作用下通过泥岩盖层的 渗滤和扩散速度, 分别建立了泥岩盖层对游离相、水溶相和扩散相天然气封闭能力评价参数Vs, Vw, Vd。以此为基础, 通过Vs, Vw, Vd 的加权平均建立了泥岩盖层对各种相态天然气封闭能力的综合评价方法, 并将其应用于滨北地区青山口组泥岩盖层对各种相态天然气封闭能力的综合评价中, 结果认为青山口组泥岩盖层主要为中等能力封闭区, 仅在盆地北部讷河和东部绥棱以东局部地区为差封闭区, 其对各种相态天然气封闭能力差是造成该区扶余和杨大城子油层天然气显示差的重要原因 之一。     

乌尔逊凹陷大一段泥岩盖层封闭能力及其研究意义

在盖层对各种相态油气封闭机理及其影响因素分析的基础上,系统研究了乌尔逊凹陷大一段泥岩盖层对各种相态油气的封闭特征,证实该泥岩盖层对整个凹陷游离相油气具有好的毛细管直接封闭能力,在凹陷中部具有好的异常孔隙流体压力的间接封闭能力,向凹陷边部变为较好和中等异常孔隙流体压力的间接封闭能力;在凹陷的大部分地区对水溶相天然气和扩散相天然气具有好的封闭能力,在凹陷边部具有较好封闭能力。而且证实泥岩盖层对各种相态油气封闭能力的形成均早于南一段源岩大量排烃期,可以封闭住南一段源岩生成排出的各种相态油气,有利于其在南二段中聚集成藏,这是造成该段油气富集的根本原因。     

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��There are two kinds of coal-formed gas the coalseries gas and the gas in coal bed, and each has its own chemical composition and carbon isotope characteristics of methane.The gas in coal bed is rich in ¹²C, because of the exchange of carbon isotope between the gas in coal bed and the CO₂ or the organism reaction.The coal-series gas is formed from the organic matter dispersed in coal-series and rich in ¹³C.The research of carbon isotope of methane has important significance for the clarification and origin of the coal-formed gas as well as for the resource esti mation.     

焦石坝地区龙马溪组页岩解吸气地球化学特征及地质意义

通过对焦石坝地区龙马溪组页岩岩心进行解吸以分析其气体组分和碳同位素组成,研究了四川盆地志留系龙马溪组页岩气碳同位素倒转现象。结果表明,解吸气相对井口气组分明显偏湿、碳同位素值明显偏重;各组分碳同位素值随解吸时间变重：不同样品δ¹³C₁值最大变重幅度12.3 ‰ ~23.9 ‰ ,而不同样品δ¹³C₂值最大变重幅度仅0.8 ‰ ~2.3 ‰ ,即甲烷碳同位素值相对重烃变化更明显,与前人页岩岩心解吸实验结果一致。研究结果认为：地层状态下页岩气可能并未发生碳同位素倒转,岩心解吸过程中观察到的δ¹³C₁值比δ¹³C₂值变化更明显,不是不同组分扩散速率差异造成,而主要是由于甲烷与乙烷处于不同解吸阶段导致,即乙烷处于其解吸早期阶段而甲烷处于其解吸较晚阶段;生产过程中吸附作用引起的烷烃气不同组分相态差异与所处解吸阶段差异可能是导致四川盆地龙马溪组页岩气碳同位素完全倒转的主要原因,但不能否认干酪根裂解气与原油裂解气的混合对页岩气碳同位素倒转做出的部分甚至大部分贡献。     

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。