柴达木盆地东坪—牛东地区天然气地球化学特征及来源探讨

以柴达木盆地东坪—牛东地区天然气组分及碳同位素数据为基础,分析了天然气地球化学特征及成因和来源。研究区烃类气体以甲烷为主,重烃(C₂₊)含量低,介于0.5%~6.5%之间。东坪地区天然气干燥系数>97%,为干气;牛东地区天然气干燥系数介于90.3%~98.1%之间,具有干气、湿气共存的特点。天然气δ¹³C₁值介于-17.58‰~-36.4‰之间,δ¹³C₂平均>-29‰,其中东坪3区块烷烃碳同位素倒转,呈现无机成因气的特征,结合CO₂含量与δ¹³C_CO2值的关系,以及研究区发育高成熟侏罗系煤系源岩的地质背景,综合研究认为天然气为有机成因的煤型气。通过天然气成熟度和流体包裹体研究,结合阿尔金山前东段的成藏模式,认为牛东地区天然气来源于昆特依凹陷下侏罗统煤系源岩,存在2期充注:第一期以油为主;第二期以高成熟天然气为主。东坪地区天然气来源于坪东—一里坪凹陷下侏罗统煤系源岩,存在4期高成熟和过成熟天然气的充注,并导致了烷烃碳同位素的倒转。     

东方1—1气田天然气组成的不均一性与幕式充注

莺歌海盆地东方１１气田天然气的主要组成（烃气、ＣＯ２和Ｎ２）在侧向上和垂向上的变化很大。烃类气（生物气除外）主要来自成熟—高成熟的中新统烃源岩;无机成因ＣＯ２可能主要是气源岩进入高成熟晚期以后,其中的钙质成分热分解或与粘土矿物反应的产物;Ｎ２则为有机成因且较无机ＣＯ２生成早。天然气组成的不均一性和同位素变化表明,该气田储集层之间存在泥岩隔层,各断块之间互不连通,甚至同一断块的个别单元储集层在横向上亦局部存在非渗透带。据此,结合流体包裹体信息及烃源岩的生气演化史,认为该区地质历史时期中至少发生过４期天然气充注：第一期充注为生物气,第二期、第三期充注以ＣＨ４、Ｎ２热成因气为主,第四期充注以无机ＣＯ２为主并伴生高熟烃气。这一幕式充注过程与由于盆地深部超压释放引起的底辟活动密切相关。     

莺歌海盆地高温超压大型优质气田天然气成因与成藏模式——以东方13-2优质整装大气田为例

针对莺歌海盆地东方13-2大型优质高温超压气田天然气成藏特征存在认识不清等问题,开展了天然气成因、来源及成藏过程与成藏模式的系统分析。研究认为,东方13-2气田天然气以烃类气为主,CO2含量低;甲烷、乙烷及CO2碳同位素特征表明天然气为高成熟煤型气,CO2为有机和无机混合成因;天然气轻烃C6、C7系列中环烷烃含量最高,且环己烷占优,生源母质以陆源高等植物为主。东方13-2优质大气田分布于DF底辟外围区,具有"上中新统黄流组一段大型海底扇储层、优质浅海相泥岩封盖和断裂(裂隙)输导"三元时空耦合控藏特征。DF底辟外围区主要聚集了早期充注的烃类气,CO2含量低,且烷烃气碳同位素组成表明天然气呈"高效运聚"成藏特点,是今后莺歌海盆地天然气勘探主要方向。     

莺歌海盆地高温高压天然气地球化学特征及底辟翼部高效成藏模式

莺歌海盆地是新生代高温高压盆地,底辟与热流体活动强烈,深部的天然气在在底辟构造的浅层圈闭中聚集成藏。2010年前钻探8个底辟构造共11口井,没有发现商业气藏,故底辟构造带中、深层能否寻找到大中型优质天然气田一直是争论的焦点。为此,对该区天然气生烃动力学、储层分布及封盖条件进行了分析研究。结果认为:①该区存在浮力作用下游离相缓慢充注成藏、水溶相缓慢充注析出成藏和混相幕式聚集成藏3种天然气充注机理;②底辟核部高温高压带早期成藏经后期多次改造,形成以烃类为主的大型天然气藏的可能性小,底辟翼部则有早期成藏晚期保存完好的原生型天然气藏,非底辟区推测为水溶气析出成藏区;③存在底辟核部区及其周缘半封闭超压系统"混相改造型"成藏、底辟翼部"气相渗滤型"成藏、非底辟带封闭型超压系统"水溶相脱溶型"成藏等3种模式。结论认为,之前失利的主要原因是钻在了底辟构造的核心部位,并用地球化学特征进一步佐证了底辟构造翼部才是高温高压天然气成藏的良好场所。经过勘探实践,最终发现了东方13-1/13-2大气田。     

塔里木盆地轮南低凸起天然气分布规律与成藏期次

系统分析了塔里木盆地轮南低凸起天然气地球化学特征和有机包裹体均一化温度等资料,对天然气成因、分布规律和成藏期次进行了研究。结果表明:该区烃类气体主要为海相高成熟-过成熟腐泥型干气,可分为原油裂解气、干酪根裂解气和混合气3种成因类型;轮古东斜坡带产出特征明显的原油裂解气,轮古西斜坡带和中部斜坡带主体为干酪根裂解气,其他地区为混合气;烃类气体碳同位素序列倒转是由不同成熟度天然气混合与扩散分馏机制双重作用所致;氮气主要来源于高成熟－过成熟海相烃源岩热解,CO₂有壳源无机成因和有机成因两种来源;稀有气体同位素特征表明,轮南断垒带有少量幔源气混入,其他地区为典型的壳源气。奥陶系油气存在3期充注,分别为加里东晚期-海西早期、海西晚期和喜马拉雅中晚期,石炭系油气主要在喜马拉雅中晚期富集成藏。     

莺-琼盆地天然气成藏条件及地球化学特征

研究莺一琼盆地天然气成藏条件以及地球化学特征，认为该盆地天然气成藏条件良好：高温环境促进了有机质的热演化作用，缩短了烃源岩的成熟时间；储盖组合好，孔隙型的储集层利于天然气富集，具有超压的盖层提供了优异的封闭性能；圈闭多，类型丰富；构造活动提供了天然气运移的通道；烃源岩晚期排烃的特征保证了气田不会因为长时间的扩散而损失。天然气地球化学特征揭示：莺一琼盆地天然气中烷烃碳同位素普遍较重，以煤成气为主；莺歌海盆地由于具有流体幕式充注的特点，混有生物成因气。CO2成因比较复杂，莺歌海盆地既有壳源有机成因CO2，又有壳源无机成因和壳幔混合成因CO2；琼东南盆地CO2为无机成因，包括壳源无机成因CO2和幔源无机成因CO2。图7表1参31     

莺歌海盆地流体压裂与热流体活动及天然气的幕式运移

深入分析和探讨莺歌海盆地底辟高压流体压裂的成因演化３个阶段（超压流体囊形成、龟背拱张和压裂刺穿）及其特点,并对流体压裂刺穿过程中伴生的热流体活动特征进行追踪研究,提出以黏土矿物演化、镜质体反射率、储集层流体包裹体均一温度等地化指标的异常响应以及“模糊带”或“气烟囱”等地震信息作为热流体活动的识别标志。在此基础上,通过对底辟浅层气田天然气组成及碳同位素组成的非均质性、储集层包裹体的均一温度等的综合分析,发现至少存在３期来自深部中新统烃源岩的天然气充注,进而结合高压流体压裂的成因机理,初步建立了研究区底辟构造带的流体压裂一天然气幕式运移模式。     

塔河油田天然气特征对比与成因分析

塔河油田东西部奥陶系天然气地球化学特征存在明显的差异.依靠多年勘探开发及研究积累的大量天然气分析测试数据,结合塔河油田油气成藏地质条件与主要油气成藏期次,从天然气组分特征及碳、氢同位素特征等方面进行研究,认为塔河油田西部地区奥陶系储层天然气以溶解气或伴生气为主,以甲烷碳同位素较轻为特征,其成因主要为原油初期裂解.塔河中部主体区奥陶系储层天然气主要以伴生气为主,部分是凝析气,为与原油同期次充注的成熟-高成熟天然气.塔河东部地区奥陶系储层天然气具有高干燥系数和甲烷碳、氢同位素较重的特征,成熟度高于塔河中、西部地区,部分天然气出现甲烷、乙烷碳同位素倒转,表明天然气具两期充注成藏特征.第一期天然气充注成藏时间与塔河中部主体区油气成藏时间一致;第二期充注以过成熟裂解气为主,为原油裂解气与干酪根裂解气的混合气,充注成藏期为喜马拉雅期晚期.不同成因的天然气及不同期次天然气的混合叠加,是形成塔河油田不同地区天然气特征差异的主要因素.     

莺歌海盆地乐东10区新近系黄流组储层天然气充注与超压演化史

莺歌海盆地乐东10区新近系黄流组储层异常高压极其发育,压力系数最高可达2.3,超压的发育和演化与天然气成藏关系密切。基于流体包裹体岩相学观察,通过流体包裹体显微测温和激光拉曼光谱分析恢复黄流组储层气包裹体捕获压力,研究储层天然气充注和压力演化的关系。莺歌海盆地乐东10区黄流组储层发育纯CO₂气包裹体、富CH₄气包裹体、CO₂-CH₄混合气包裹体,对应两期CO₂和两期烃类气体充注。两期CO₂充注时间分别在2.0 Ma和1.0 Ma,包裹体中碳同位素显示两期CO₂为无机成因。两期烃类气体充注时间均晚于两期CO₂充注时间,分别是在1.8 Ma和0.4 Ma。黄流组储层超压经历了先增后降的过程。在2.0～1.0 Ma,两期CO₂和一期天然气的充注使黄流组储层压力逐渐升高,第二期CO₂充注到黄流组储层中之后,最大压力系数达到2.43。第二期烃类气体充注对应的黄流组储层剩余压力和压力系数都低于第二期CO₂充注时期,可能指示了在第二期CO₂充注之后,存在天然气泄漏的现象,使储层压力在1.0～0.4 Ma降低。莺歌海盆地乐东10区黄流组储层天然气充注与压力演化的关系对认识天然气成藏规律具有重要意义。     

松辽盆地梨树断陷金山地区天然气地球化学特征及其地质意义

金山地区位于梨树断陷的东南斜坡带上,是重要的天然气勘探区。通过对金山地区已发现油气藏的天然气地球化学特征研究,认为金山地区天然气有2种不同类型的成因:(1)金2井天然气CO₂含量高,为非烃气藏,CO₂为无机成因气,烷烃气干燥系数高,为干气,属无机与有机的混合成因气,有机成因气主要为油型气;(2)其余各井天然气非烃含量低,为烷烃气藏,烷烃气中CH₄含量较低,为典型湿气,属成熟-高成熟煤型气。     

莺歌海盆地泥底辟活动期次分析

莺歌海盆地是中国近海最重要的天然气探区之一，具有超高温及异常高压的独特地质条件，中央坳陷形成了众多巨型泥底辟构造，根据对地震资料的高分辨率层序地层学解释，精细研究泥底辟构造分布区的地层结构，分析泥底辟活动期次，分析结果表明，莺歌海盆地的泥底辟构造发育具有不同期、不同步及纵向叠置等特点，泥底辟活动具有多源、多幕的特征，而多期幕式活动直接导致了油气的的多期幕式充注。     

莺歌海盆地高温超压气藏控藏要素与成藏模式

南中国海莺歌海盆地上中新统黄流组一段高温超压、高产岩性气藏天然气成藏主控因素有3点：①重力流沉积优质储层;②气藏处于盆地东、西部物源交汇区西侧,上覆优质浅海相泥岩盖层;③气藏位于底辟构造外围,其下部存在沟通深部中中新统梅山组、下中新统三亚组超高压、高成熟烃源岩的断裂/裂隙系统。莺歌海盆地高温超压气藏成藏模式有2种：①岩性型,气藏分布于底辟背斜翼部、外围甚至向斜底部,圈闭形成早,气藏不受底辟构造控制;②背斜型,气藏分布于底辟背斜上,构造定形、天然气聚集受控于晚期的底辟活动,气藏受底辟构造控制。其中,岩性气藏储层孔渗好,规模大。     

莺歌海盆地中央底辟带油气成藏条件分析

莺歌海盆地位于海南岛以西、中南半岛以东的海域,总体呈NW-SE向。该盆地由中央底辟带和斜坡带两个构造单元组成。底辟带发育中新统(莺黄组、梅山组和三亚组)及渐新统(崖城组)两套烃源岩,生油门限深度在2800～3000m之间;主要圈闭由底辟流体上拱形成,底辟活动的幕式发育决定了油气幕式运移。不同的油气运移动力形成了不同类型的油气藏:中新统源岩在高温高压及欠压实作用下,形成高压囊,使上覆地层破裂,产生高角度断层和裂隙,烃类气沿此形成深部及浅部气藏;另外,本区深部的无机成因CO₂气在高压作用下,排驱断裂附近的烃类气,一方面对原有气藏进行破坏,另一方面在远离断裂的两翼形成含少量CO₂气体的新的烃类气藏。     

莺歌海盆地乐东10区CO2包裹体特征及其流体充注史

莺歌海盆地新生界富含天然气,近年来在盆地中深层勘探取得了突破;而乐东10区气田的发现,引起了对非底辟构造的中深层岩性气藏天然气运移成藏问题的关注。乐东10区块中新统黄流组天然气藏富含CO₂,为了查明CO₂在天然气藏中的运移特征和期次,以包裹体岩相学为前提,结合激光拉曼光谱分析对其进行了研究。该区包裹体主要包括盐水包裹体、二氧化碳包裹体、气相甲烷包裹体、混合气包裹体、含混合气的盐水溶液包裹体五种类型。使用激光拉曼分析和显微测温技术,定量分析了CO₂包裹体的均一温度和密度等参数;结合CO₂流体包裹体捕获条件、沉积特征、埋藏史以及CO₂同位素值,认为该区CO₂为两期幕式充注：第一期为1.4~0.9 Ma充注的高密度无机成因CO₂;第二期为0.7~0.4 Ma充注的中密度无机成因CO₂。     

琼东南盆地崖城区泄压带流体活动特征及成岩响应

基于琼东南盆地西部崖城地区10余口钻井的实测钻井资料,以及流体包裹体、激光拉曼探针、古压力热动力学模拟、有机地球化学、阴极发光、铸体薄片和碳酸盐胶结物碳氧同位素组成等多项测试分析,剖析了超压顶界面分布以及附近的泄压带流体活动特征,同时揭示了流体活动造成泄压带岩场响应。研究区泄压带可能位于超压顶面附近地层;地层测试、泥浆密度、测井曲线和速度谱资料确定了崖城区现今超压顶面深度主要分布在3 000~4 000 m,而且由构造高部位向低部位加深;各井超压顶面附近的泄压影响范围不同,具体范围可由镜质体反射率R_o得到。现今超压顶面与古超压顶面（泄压流体排放期）深度变化较小。泄压带流体具有相对高温高压、含有酸性和烃类等特征,流体活动使得泄压带成岩场的温压条件和孔隙流体介质发生变化从而影响了水-岩作用;主要表现为：①泄压带地层的R_o和黏土矿物出现提前转变趋势;②有机质T_max异常小和S₁/（S₁+S₂）异常大;③泄压带储层发生的热流体酸性溶蚀导致次生孔隙带发育;④长石颗粒钠长石化,自生石英和碳酸盐胶结物异常发育,其为深部超压有机流体排放的产物。总之,研究区超压顶面附近的泄压带可能为天然气与优质储层及盖层耦合有利聚集带,是今后琼东南盆地天然气勘探的现实区域。     

松辽盆地长岭断陷老英台—达尔罕凸起CO2分布特征及成因分析

松辽盆地长岭断陷老英台凸起区广泛分布CO₂气层或与烃类气体伴生的CO₂,其含量和组成非均质性明显,不同井区或同一井区不同层位气层中CO₂的相对含量及同位素组成均可能存在明显差别,表明其成因十分复杂。揭示研究区CO₂的成因机理,不仅具有理论意义,对研究区天然气勘探也具有重要的现实意义。根据CO₂组成、同位素分布特征,结合伴生烃类气体分析,可知研究区深层CO₂既有无机成因,也有有机成因,或者两者混合成因。其中,CO₂含量相对较高的营城组气层中的CO₂主要为无机成因气,而CO₂含量较低的登娄库组气层中的CO₂为有机成因或有机—无机混合成因。登娄库组有机成因CO₂与烃类气为同期成藏;营城组CO₂有与烃类气同期形成的,但大规模的无机成因的CO₂为新近纪之后晚期成藏的。     

中国东部二氧化碳气田(藏)的地化特征及成因分析

中国东部油气区发现众多无机成因CO₂气田(藏),CO₂含量一般大于60%,甲烷等烷烃气含量较低,一般小干10%.本文通过二氧化碳碳同位素组成,R/Ra值等地化参数分析,并结合相关气藏地质特征,指出除莺歌海盆地CO₂气田(藏)为变质成因外,中国东部其它CO₂气田(藏)主要为幔原火山─—岩浆成因.     

特低渗油藏水驱后二氧化碳气水交替驱见效特征

为明确特低渗透油藏水驱后CO₂气水交替驱见效特征,通过动静结合的方法,结合物理模拟实验获得的驱替动态数据和高温高压相态系统测定的CO₂在油水中的溶解度静态数据,开展水驱后CO₂气水交替驱动态特征研究。结果表明,CO₂驱过程中适当增加气油比可产出溶解CO₂的油气,在油藏条件下为单相油带,该阶段对驱油效果的贡献率为71.98%。建议油藏方案设计时可适当增大第1周期CO₂段塞的尺寸,并选择在气窜临界点交替水驱,可有效提高CO₂的利用率,并改善驱油效果。该研究结果对气水交替驱注入参数的优选具有一定的指导意义。