鄂尔多斯盆地东部奥陶系盐下天然气地球化学特征及其对靖边气田气源再认识

在鄂尔多斯盆地东部龙探1井盐下马五₇储层获得了低产天然气。测试资料显示,其甲烷含量为96.871％,C₂⁺重烃组分含量仅为2.396％,具高演化干气特征;非烃组分含量很低,应属储层中的正常天然气;甲烷的碳同位素组成偏轻,δ¹³C₁值为-39.26‰,代表了奥陶系原生过成熟油型气的特征;C₂⁺重烃组分的单体烃碳同位素显著偏重,分布于-19.27‰～-23.78‰之间,与高演化的煤成气相似。仅从空间配置关系判断,上古生界煤成气混入的可能性很小,因而,次生因素——TSR反应等是造成重烃组分碳同位素偏重的主要原因。以龙探1井马五₇天然气为油型气端元,甲烷碳同位素组成作为主要指标,进行靖边气田奥陶系天然气主要气源的判识,得出了靖边气田奥陶系风化壳天然气的主要气源应是上古生界煤系的认识。     

������˹����Ϲ�������Ȼ���Ƿ����Դ��——�������ʿ��ȶ

对鄂尔多斯盆地上古生界存在幔源成因无机气以及盆地的构造特征有利于幔源气上涌的观点进行置疑。鄂尔多斯盆地构造稳定，断裂主要集中在周缘，而且以挤压性质为主，并不利于幔源气的上涌；通过对天然气地球化学特征的分析，上古生界的天然气主要是上古生界石炭—二叠系煤系为烃源岩的煤成气组成：大部分甲烷的δ13C₁＜－30‰，显示有机成因，而部分δ13C₁＞－30‰是由于高成熟或者过成熟煤成气甲烷较重的结果；烷烃气虽发生单项碳同位素倒转，属于煤系不同源气或同源不同期煤成气的混合结果，烷烃气均为有机成因；部分二氧化碳气藏具有δ13C_CO2≥－8‰，为无机成因，是碳酸盐岩水解或者酸溶作用的结果；对盆地中氦的分析结果表明主要为壳源成因     

鄂尔多斯盆地下古生界烃源岩与天然气成因

基于鄂尔多斯盆地古生界154口井天然气样品地球化学特征及成因的分类研究,结合盆地下古生界733块烃源岩样品有机质丰度评价,探讨盆地下古生界天然气来源问题。通过分析天然气样品的烷烃气碳同位素组成,结合其地质背景,将盆地下古生界天然气成因及来源分为3个大类4个亚类:1源于上古生界煤系的煤成气;2下古生界自生自储的油型气;3源于上古生界煤系与古生界灰岩的混合气,又可分为正碳同位素系列混合气和负碳同位素系列混合气2个亚类。烃源岩样品TOC、有机显微组分分析表明,盐下样品平均TOC值为0.3%,TOC值大于0.4%的样品占28.2%,其干酪根类型为腐泥型,指示较强的生烃潜力。鄂尔多斯盆地下古生界天然气以来源于上古生界煤系的煤成气为主,在盆地中东部盐下的储集层中发育下古生界自生自储油型气,且其发育一定规模的有效烃源岩,可作为下古生界天然气气源。     

长庆气田奥陶系风化壳气藏中油型气成分的来源

鄂尔多斯盆地石炭系海相烃源岩与下奥陶统碳酸盐岩的对比结果表明,石炭系海相烃源岩虽然不如下奥陶统碳酸盐岩厚,但其生烃能力远高于后者,与奥陶系风化壳储集层的配置情况也好于后者,并且产物也具油型特征,表明奥陶系风化壳气藏的油型气成分来自石炭系海相烃源岩;奥陶系风化壳气藏的天然气是以上古生界煤成气为主、上古生界石炭系油型气为辅的混合气。这一观点既能够很好地解释鄂尔多斯盆地中部古生界自上而下气藏序列天然气成分及碳同位素组成的差异,还可以更好地说明为何风化壳气藏天然气以煤成气为主。     

渤海湾盆地东濮凹陷天然气成因及分布特征

针对东濮凹陷高热演化程度区天然气成因复杂,天然气富集规律及勘探潜力认识不清等问题,文中利用聚类分析、生烃模拟实验等手段,对天然气成因类型及分布特征进行了研究。研究结果表明：东濮凹陷存在油型气、煤成气及混合气3大类天然气。其中：油型气包括低熟油型气(R_o介于0.5%～1.2%)、中熟油型气(R_o介于1.2%～1.6%)和高熟油型气(R_o介于1.6%～2.0%),依次分布于构造顶部、斜坡带、洼陷带;煤成气R_o介于2.0%～3.0%,包括源外高熟煤成气和源内高熟煤成气;而混合气主要分布在高热演化烃源灶的大断裂周围。通过对主力生气区分析发现,油型气和煤成气对应的烃源岩主力生气深度分别介于4 000～5 000,5 000～7 000 m,空间上具有接力特征。东濮凹陷天然气富集程度与生烃洼陷的热演化程度关系密切,中、高热演化洼陷(R_o介于1.0%～3.0%)将是渤海湾盆地和东濮凹陷未来天然气勘探的重点领域。     

准噶尔盆地南缘天然气地球化学特征及来源

准噶尔盆地南缘天然气分布较为广泛,在3排背斜带均有分布。该区天然气在组分上以烃类为主,其中甲烷占主导;普遍含有氮气和二氧化碳。准噶尔盆地南缘天然气均为典型热成因气,主要为源自中、下侏罗统成熟-过成熟煤系烃源岩的煤成气,其中第一排背斜带和第二排背斜带天然气均为典型高-过成熟阶段煤成气,第三排背斜带独山子背斜下古近统和呼图壁背斜所有气样也是该类型,第三排背斜带其余煤成气样为典型成熟阶段煤成气。准噶尔盆地南缘煤成气普遍具有碳同位素部分倒转的特征,其主要由于同型不同源（侏罗系不同层位）气的混合,也有部分由于细菌氧化作用（古牧地背斜）或油型气和煤成气的混合（齐古和安集海）。该区油型气样品较少,目前发现的2个油型气样品位于卡因迪克油田白垩系和独山子油气田古近系,分别为成熟和高-过成熟阶段油型气,来自白垩系和二叠系腐泥型烃源岩。齐古背斜二叠系和三叠系中煤成气主要是由断裂下盘埋深较大的下侏罗统八道湾组煤系烃源岩所生成,而侏罗系中煤成气则主要来自中侏罗统西山窑组和下侏罗统三工河组烃源岩,其埋深相对较浅,成熟度相对较低,因此生成的天然气碳同位素值和甲烷含量均相对较小。     

�Ϻ�������Ե���CO2�ɲ���������

在获取大量地质地化资料的基础上，重点对CO₂成因及运聚成藏的主要控制因素进行了深入的剖析与探讨。研究表明，莺歌海盆地壳源型及壳幔混合型CO₂形成及富集成藏，主要受控于泥底辟热流体晚期分层分块多期的局部上侵活动与沉积巨厚的上新统—中新统海相含钙砂泥岩的物理化学综合作用，且其运聚分布规律亦具多期和分层分区的特点；琼东南盆地东部及珠江口盆地火山幔源型成因CO₂则主要受控于幔源型火山活动与沟通深部气源的基底深大断裂的发育展布程度,其运聚富集规律与幔源型火山活动及深大断裂的发育展布密切相关，CO₂气源主要来自地壳深部幔源火山活动所伴生的大量CO₂。因此,根据壳源型岩化成因CO₂与火山幔源型成因CO₂不同成因及成藏条件，可以追踪其气源,分析和预测天然气尤其是CO₂运聚分布规律,为天然气勘探部署及决策提供依据，减少和降低勘探风险。     

鄂尔多斯盆地奥陶系原生天然气地球化学特征及其对靖边气田气源的意义

通过对鄂尔多斯盆地余探1井奥陶系天然气气源分析,来重新认识靖边气田风化壳气藏气源。余探1井奥陶系烃源岩地球化学特征及天然气碳同位素对比分析发现,中奥陶统乌拉力克组有机碳含量(TOC)在0.30%~1.16%,平均为0.51%,暗色泥岩厚度52.59 m,可以成为有效烃源岩;天然气甲烷的碳同位素组成明显偏轻,δ¹³C₁值在-39.11‰~-38.92‰,乙烷的碳同位素较偏重,δ¹³C₂在-27.26‰~-27.17‰,如果根据乙烷碳同位素来判别,应具有煤成气特征。然而,烃源岩热模拟实验计算的天然气成熟度(R_o=1.86%~1.89%)与烃源岩实测的热成熟度(R_o=1.83%~1.92%)基本一致,都具高热演化特征。从气藏储、盖配置关系上看,气藏上覆奥陶系泥岩厚度大,上古生界煤成气难以混入;天然气偏轻的甲烷碳同位素特征与碳酸盐岩生油岩的甲烷热解气碳同位素组成相似。这些证据表明,余探1井奥陶系天然气应具有油型气的特征。以余探1井奥陶系天然气作为鄂尔多斯盆地油型气端元,对靖边气田中-北部及南部地区天然气碳同位素组成对比分析,结果表明:(1)甲烷碳同位素应作为判识鄂尔多斯盆地奥陶系天然气气源的主要指标,δ¹³C₁小于-38‰是靖边气田风化壳气藏油型气的判别标志;(2)靖边气田整体仍以高成熟混合型煤成气为主,但油型气混入比例南部地区大于中部及北部地区;(3)乙烷次生裂解作用可能是造成奥陶系油型气乙烷碳同位素偏重的主要原因。     

鄂尔多斯盆地中部气田奥陶系风化壳混源气成藏分析

鄂尔多斯盆地中部气田奥陶系风化壳具有同时捕集上古生界煤成气和下古生界油型气的地质条件,为煤成气和油型气混源成藏。为了确定中部气田混源气的混合比例,并探讨其成藏特征,将上古生界煤成气和下古生界油型气作为2个端元,利用甲烷、乙烷碳同位素组成和体积分数与母质成熟度的经验关系式,建立了两源混合比例动态判定模型。由该模型可知,不同井中两端元气的混合比例相差很大,煤成气和油型气比率分别为22%~84%和16%~78%。这一结果表明,奥陶系风化壳气藏是由多个相互分隔的小气藏组成的;上古生界煤成气进入风化壳的方式,早期以整体顶渗为主,后期转为从侵蚀沟侧向侵入。     

川东北地区富含H2S天然气烃类与CO2碳同位素特征及其成因

虽然近年来对川东北地区富含H₂S天然气的地球化学特征、成因及来源开展了广泛研究并积累了丰富的地质、地球化学资料,但由于该地区特殊的地质环境和复杂的天然气形成演化条件,天然气成因与来源问题一直备受关注并存有争议。川东北地区天然气中H₂S含量与烃类组分组成、甲烷、乙烷和CO₂碳同位素组成之间的关系表明,飞仙关组—长兴组富含H₂S的天然气主要是原油在硫酸盐催化下裂解的产物,可能主要来源于下志留统烃源岩;高含H₂S天然气中富集重碳同位素CO₂的生成,与天然气中H₂S含量的降低有关,是H₂S溶蚀储层碳酸盐岩的结果。     

黄骅坳陷中生代构造运动对上古生界煤系烃源岩生烃演化的控制

近期,渤海湾盆地黄骅坳陷港北、乌马营和歧北等古潜山内幕与上古生界煤系有关的原生气藏勘探取得重大发现,揭示其巨大的油气资源潜力。为了深入认识该坳陷中生代构造运动对上古生界煤系烃源岩生烃演化的控制作用,采用构造解析、埋藏—热史分析、岩心薄片观察以及盆地生烃模拟等手段,综合分析了中生代构造体制与演化、盆地迁移过程、煤系烃源岩地球化学特征和生烃史,研究了中生代盆地沉降、迁移及岩浆活动对煤系烃源岩生烃的影响。研究结果表明:①黄骅坳陷中生代发生了多期、多类型的构造运动,构造事件主要有三叠纪克拉通抬升—沉降运动、侏罗纪差异压陷—压扭运动、白垩纪火山活动和伸展抬升运动;②盆地迁移过程为由南向北,孔店隆起为南、北迁移的重要界限;③黄骅坳陷上古生界煤系烃源岩经历两次生烃过程,存在着早期油气藏;④沧东凹陷上古生界煤系晚侏罗世末进入有效生烃门限,歧口凹陷上古生界煤系烃源岩早白垩世末进入生烃门限;⑤中生代构造运动对烃源岩一次生烃演化的控制主要体现在中生代各时期盆地迁移事件控制烃源岩一次生烃序列、岩浆岩局部加热事件促使烃源岩中有机质加速生烃和异常成熟等两个方面。结论认为,该研究成果明确了中生代构造运动对上古生界煤系烃源岩一次生烃演化的控制作用,对华北地区中生代构造运动、原型盆地恢复、煤系生烃演化研究以及油气勘探等都具有参考价值。     

������˹�����Ȼ���ɲ�����

鄂尔多斯盆地天然气资源丰富，含气层系多，具有上、下古生界复合含气的特征，已发现4个储量达到1×１０１１m3以上的大型气田。通过对生烃、沉积、储层、圈闭保存条件等的综合研究，认为上古生界具有煤系地层“广覆式”生气特色，三角洲分流河道中粗粒石英砂岩是上古生界高效储层的主要岩石类型，圈闭以大型岩性圈闭为主，天然气成藏条件优越，勘探领域广阔，仍具有发现大型气田的地质条件；下古生界具有混源气特征，白云岩风化壳岩溶储层是主要储集岩类型，圈闭以古地貌—岩性复合圈闭为主，勘探潜力较大。     

侧向供烃成藏——鄂尔多斯盆地奥陶系膏盐岩下天然气成藏新认识

鄂尔多斯盆地下古生界奥陶系发育巨厚的膏盐岩地层,其中尤以下奥陶统马家沟组马五6亚段膏盐岩分布范围为最广,具有良好的区域封盖条件。近期钻探及研究证实,该盆地东部奥陶系盐下的自身海相烃源层生烃能力总体较差,在米脂盐洼中心的盐下难以形成"自生自储型"工业气藏。但针对盐洼西侧的膏盐岩下油气成藏条件的进一步研究结果则表明:邻近古隆起东侧地区马五7—马五10亚段与上古生界煤系烃源岩直接接触,形成"供烃窗口";燕山运动使得盆地本部构造反转,东高西低的构造格局有利于上古生界煤系烃源岩生成的天然气经由"供烃窗口"进入膏盐岩下白云岩储集体后,会进一步沿着马五7—马五10亚段白云岩输导层向东侧上倾高部位运移;膏盐岩下白云岩中岩性相变带的存在也为天然气区域性的聚集提供了有利遮挡条件。结论认为,位于盐洼西侧的盆地中部地区奥陶系膏盐岩下具有上古生界煤系烃源岩侧向供烃成藏的潜力,有望开启该盆地奥陶系膏盐岩下天然气勘探的新局面。     

鄂尔多斯盆地古生界天然气地球化学特征与成因

鄂尔多斯盆地古生界天然气地球化学特征与成因复杂,下古生界气源存在争议。为更好地把握盆地古生界天然气的整体地球化学特征和变化规律,在系统收集、整理和解析前人资料基础上,对全盆地700余个天然气样品的地球化学资料进行了综合分析,并结合对天然气成源、成烃和成藏等关键要素的分析,探讨了天然气的成因。结果表明,鄂尔多斯盆地上古生界天然气主体为受成熟度控制的煤型气,由东北向西南方向成熟度升高,盆地南部上古生界地层存在上、下古生界天然气的混合。下古生界天然气以海相碳酸盐岩层系油型气为主,其中上组合具有上古生界煤型气—下古生界油型气两源复合成藏特征,中—下组合天然气是相对独立的油型气藏,以地质条件和有机质热演化程度为基础受不同程度的次生改造作用,造成了其碳同位素组成的显著异常。研究证明了盆地下古生界存在包括碳酸盐岩在内的海相烃源的规模贡献,在盆地的不同位置,上、下古生界天然气存在不同程度的混合。     

南黄海盆地中—古生代海相地层油气保存条件

南黄海盆地中—古生代海相地层发育齐全且厚度较大,油气多源多期成藏,具备形成大型油气藏的物质基础,但一直未获得实质性的油气勘探突破。研究认为,多期构造事件造就了该叠合盆地复杂的构造格局,其良好的静态油气保存条件受到不同程度的后期叠加改造或破坏,油气保存条件成为关乎该区海相油气勘探能否取得突破的关键要素。为此,从构造运动与烃源岩条件、盖层特征、岩浆活动、水文地质地球化学特征等多个方面对该盆地海相地层的油气保存条件进行了综合分析。结果表明:(1)多期构造事件造就了该盆地复杂的构造格局,2个主要阶段(中—古生代海相盆地稳定演化阶段和中—新生代构造变格与成盆阶段)控制了区域烃源岩的发育及演化,呈现出差异性油气保存的特点;(2)相对较弱的构造改造及品质较好的厚层烃源岩发育、纵向上良好的盖层封盖性能、较弱的岩浆活动、相对封闭性的水文地质条件是该区海相地层油气保存有利区需要同时具备的前提条件。结论认为:该盆地中部的崂山隆起构造稳定、断裂活动及岩浆活动较弱,油气保存条件较为优越,发育多个油气地质条件良好且生储盖组合完整的大型构造圈闭,是该区海相古生界油气勘探最为有利的远景区带。     

鄂尔多斯盆地富县古生界天然气成因及气源综合识别

近年来,鄂尔多斯盆地南部（简称鄂南）古生界天然气勘探取得重要进展,展示了良好的勘探前景,但鄂南古生界天然气成因及气源研究相对薄弱,直接制约了下一步的勘探部署。为此通过系统开展富县古生界天然气组分、烷烃气碳氢同位素、稀有气体组分和同位素等地球化学分析,查明了鄂南富县古生界天然气中甲烷占绝对优势,含有一定量的重烃,非烃气CO₂、N₂含量相对较高,显示其为过成熟阶段生成的干气。鄂南富县古生界天然气以典型油型气为主,煤型气为辅,甲烷和乙烷的碳同位素组成存在倒转现象可能为油型气与煤型气的混合造成,上古生界天然气烷烃气碳同位素组成普遍比下古生界天然气偏重,可能混有相对较多的煤型气。综合运用烃源岩干酪根碳同位素—岩石脱附气碳同位素—天然气乙烷碳同位素、天然气甲烷氢同位素、稀有气体Ar同位素定年等综合地球化学手段,推断出鄂南富县古生界天然气可能主要来源于下古生界马家沟组烃源岩。     

银根-额济纳旗盆地烃源岩特征及油气富集规律

基于对银根-额济纳旗盆地上古生界、侏罗系和白垩系烃源岩地球化学特征的系统评价,分析了盆地内各凹陷的油气来源和富集规律。盆地上古生界石炭系—二叠系暗色泥岩整体已达到过成熟阶段,中生界凹陷内已发生浅变质—变质作用,油气保存条件较差,油气资源和勘探潜力小;中—下侏罗统发育一套煤系烃源岩,在盆地腹部及南部凹陷中已达成熟阶段,具有一定生烃潜力;白垩系巴音戈壁组烃源岩的有机质丰度高、类型较好,是盆地的主力烃源岩层系,且油源对比结果证实,盆地已发现的油气均来源于该套烃源岩。银根-额济纳旗盆地的油气成藏过程可划分为早白垩世晚期油气成藏和早白垩世末期调整改造2个阶段,油气的富集主要受巴音戈壁组烃源岩的热演化程度和晚期构造活动强度共同控制。银根-额济纳旗盆地腹部是其油气富集的最有利区,中西部是油气勘探的有利区,中东部的油气成藏条件较差。     

������˹��ر���������̽��������

油气化探在鄂尔多斯盆地北部上古生界天然气勘探开发中显示出良好的应用前景和较好的经济效益，化探方法对寻找气藏具有明显的指向作用。针对目前方法较多、没有系统理论认识的情况，作者通过对油气化探方法分析原理和应用实践进行系统分析研究，总结出如下认识：①酸解烃方法是目前在鄂尔多斯盆地北部寻找上古生界气藏的最有利方法，但应用时应排除土壤碳酸盐含量的干扰；②野外合理采样、室内注重层位、岩性等数据的校正，可最大限度的排除干扰因素的影响；③盆地北部的地球化学背景场与其特殊的地貌有着紧密联系，总体表现为北高南低形态；④化探异常形态最有利的是复合环状和环中环状，异常整体分布呈北东—南西向，与主要目的层的储层展布特征基本一致；⑤油气化探在鄂尔多斯盆地北部的实践结果证明，它对寻找上古生界气藏具有明显的指向作用和较高的成功率。     

断裂对松辽盆地庆深大气田的控制作用

庆深气田是我国东部陆上目前发现最大的天然气田,赋存于松辽盆地早白垩世断陷盆地之中,在气藏形成过程中,断裂起到了非常重要的作用。搞清断裂与气田的关系,对于在东部老油田之下的深层,开辟勘探新领域和天然气勘探的新局面有着十分重要的指导意义。通过深入分析断裂与徐家围子断陷、烃源岩、火山岩储层、圈闭、成藏的关系,初步得出了庆深大气田的形成与分布受断裂控制的结论:1.深大断裂控制着盆地边界和深层构造格局,盆地中发育的一系列深大断裂,将盆地分割成东西分带、南北分块的构造格局;2.控陷断裂控制着烃源岩沉积及平面展布,烃源岩主要发育在控陷断裂一侧;3.断裂控制着火山岩的分布范围并且改善其储层物性;4.断裂控制着圈闭类型及其展布方向,深层构造圈闭多沿断裂带呈串珠状分布;5.断裂控制着天然气的成藏。