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浅层复合(混合)天然气藏广泛存在于含油气盆地中，有效鉴别浅层复合(混合)天然气藏中天然气的成因可为浅层气勘探提供有价值的信息。我国含油气盆地浅层天然气组分及碳同位素组成分布特征表明，浅层天然气在总体上显示相对较高的甲烷含量和相对较低的甲、乙、丙烷碳同位素比值。浅层复合(混合)气藏中天然气的来源决定了气藏不同的复合(混合)类型，如以生物气为主与低温热成因气的复合，以低温热成因气(生物-热催化过渡带气)为主与成熟/高成熟热成因气的复合，以及低熟油伴生气与微生物降解气的复合。浅层复合(混合)气无论是甲烷碳同位素分布特征还是组分组成特征大部分都与生物气与热成因气的混合气相似，但从重烃组分含量，乙、丙烷碳同位素比值及其差值的不同，可以判断浅层复合(混合)气藏中天然气各组分的主要来源。     

次生生物甲烷与生物降解作用的判识——以准噶尔盆地腹部陆梁油气田为例

“次生生物气”是指原油遭受生物降解后生成的天然气,由于其成分几乎全部为甲烷,因此又称为“次生生物甲烷”。以准噶尔盆地陆梁油气田为例,基于天然气组分和稳定碳同位素组成,结合伴生原油的轻烃地球化学特征,系统研究了次生生物甲烷和生物降解作用的判识方法。研究表明：当热成因天然气与次生生物甲烷混合时,甲烷碳同位素组成变轻,天然气组分变干。同时,此类天然气通常与埋深(地温)和生物降解油藏密切相关。通过原油的轻烃化合物特征可以有效判别油藏是否遭受生物降解。次生生物甲烷的生成常常还伴随着原生热成因气中重烃气组分的选择性降解,造成天然气干燥系数变大,重烃气碳同位素组成富集¹³C,甚至发生倒转。目前使用的各类天然气成因判识图版只适用于原生热成因气,使用时必须充分考虑是否存在各类次生改造作用的影响。     

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文章通过四川盆地地震旦系－侏罗系含气层系中天然气的烃类组成、非烃组成及碳氢同位素组成资料的分析，探讨了天然气的成因类型、成熟度、运移和混合作用等。四川盆地天然气的组成特征不仅受母质类型的影响，而且受成熟度的影响。根据碳氢同位素组成，可以将四川盆垢天然气划分为株罗系“浅层”油拌生腐泥型气、上三叠统热成因腐殖型气及中三叠统－震旦系“深层”油裂解腐泥型气等三大类型。根据分析资料推断，川西株罗系、川东卧龙河上三叠统及石碳系的天然气为运移次生成因。三叠系嘉陵江组、二叠系石炭系的天然气普遍具肌位素倒转现象，认为这是由于天然气混合作用的结果。     

松辽盆地深层天然气碳同位素反序及形成机理探讨

松辽盆地深层天然气碳同位素反序现象十分普遍,对其成因的认识一直存在分歧。全面分析、总结了松辽盆地深层昌德、徐深、升平、长岭4个具有碳同位素反序现象的烷烃气组分以及碳同位素组成,结果认为深层烷烃气组分与同位素值不具备典型无机成因气特征,其负碳同位素系列不能作为鉴别无机成因气的充分条件深层煤成气与无机气混合作用可能是碳同位素反序的首要因素,运移过程中的扩散分馏是导致混源模拟与实际测量值出现偏差的主要原因,且制约着盆地深层天然气组分及碳同位素值垂向变化。此外,盆地深层单纯无机成因气组分与碳同位素组成是准确估算深层非生物成因气含量的关键,其研究具有重要理论意义与应用价值。     

四川盆地侏罗系—震旦系天然气的地球化学特征

文章通过对四川盆地震旦系—侏罗系含气层系中天然气的烃类组成、非烃组成及碳氢同位素组成资料的分析,探讨了天然气的成因类型、成熟度、运移和混合作用等。四川盆地天然气的组成特征不仅受母质类型的影响,而且受成熟度的影响。根据碳氢同位素组成,可以将四川盆地的天然气划分为侏罗系“浅层”油伴生腐泥型气、上三叠统热成因腐殖型气及中三叠统—震旦系“深层”油裂解腐泥型气等三大类型。根据分析资料推断,川西侏罗系、川东卧龙河上三叠统及石炭系的天然气为运移次生成因。三叠系嘉陵江组、二叠系和石炭系的天然气普遍具有同位素倒转现象,认为这是由于天然气混合作用的结果。     

天然气组分碳同位素倒转成因分析及地质应用

为促进稳定碳同位素倒转现象在天然气地质勘探中的应用,通过调研大量国内外相关文献,系统地梳理和归纳了天然气烷烃组分稳定碳同位素序列倒转的成因及原理,包括有机成因气与无机成因气混合、细菌氧化降解作用、不同类型天然气（油型气和煤成气）混合、不同源或不同期天然气（如原生气与次生气）混合、高温及高压作用（气层气和水层气混合、硫酸盐热氧化还原反应、瑞利分馏作用）以及天然气运移扩散效应等。分析认为,碳同位素倒转现象在天然气地质勘探中具有广阔的应用前景,包括判识天然气的成因及来源,研究母质成熟度及天然气次生变化,反映气藏的地质特征（如成藏期次和沉积环境）,以及判断天然气远景区等。     

天然气混源作用对同位素判源的影响

同位素参数是判断天然气来源的重要标志，但混源作用能引起这些参数的改变。混源作用能导致甲烷及其同系物碳同位素排列特征（正序，反序）发生部分或全部的变化，这将影响到对生物成因和非生物成因天然气的判别；混源作用以及可能伴随的扩散、分馏作用可引起甲烷、尤其是乙烷碳同位素值的变化，进而影响油型气和煤型气的区分以及混合比的计算。同位素判源的这种局限性在研究混合来源气藏的成因时有必要加以注意。图３表１参７（邓春萍摘）     

莺歌海盆地浅层天然气生物降解及混源特征

利用天然气地化识别技术研究了莺歌海盆地浅层天然气生物降解及混源特征。研究结果表明 ,该区天然气遭受生物降解后 ,除正构烷烃浓度降低、被降解组分碳同位素变重外 ,在降解作用微弱的天然气中还检测出生物成因的烯烃。在莺歌海盆地中央泥底辟带 ,存在母质类型相似、但处于不同演化阶段的多套气源岩 ,具有生成不同成熟度天然气的物质基础。该区普遍存在由生物气 (或低成熟气 )与热成因气 (有的已被生物降解 )混合而成的混合天然气 ,泥拱活动产生的 (微 )裂隙为天然气运移及混合提供了主要通道。随气藏埋深变浅 ,生物气 (或低成熟气 )的比例增大 ,混合天然气的δ13C1变轻。由于生物降解作用将热成因气中的CO2 转化为甲烷 ,混合作用补充了富烃的新烃气 (生物气和低成熟气 ) ,从而改善了热成因气的品质 ,有利于该区富烃天然气的形成     

柴达木盆地西部坳陷区混源气判识

通过柴达木盆地西部坳陷区13个油气田的34个天然气样品组分和碳同位素值分析,运用天然气的甲烷、乙烷和丙烷碳同位素组成判识,柴达木盆地西部坳陷区天然气可划分为腐泥型原油伴生气,混合型原油伴生气,煤型气和混合成因气等4种类型混源气。西部坳陷区的大多数天然气属同源同阶的腐泥型原油伴生气、混合型原油伴生气或煤型气,由生物气或未熟混合型原油伴生气和低熟混合型原油伴生气复合而成的混合成因气仅分布于尕斯断陷亚区尕斯库勒油田浅层(上第三系),跃进二号西交点,以及油砂山油田和昆北断阶带乌南油田。     

渤海湾盆地廊固凹陷天然气成因类型及分布规律

基于天然气组分以及组分同位素分析结果,结合凹陷烃源岩有机地球化学特征与地质背景,对廊固凹陷天然气的成因类型及其分布规律进行了研究。结果表明,廊固凹陷浅层(1 900m)与中深层(1 900m)天然气的地球化学特征存在很大的差异,具有不同的成因类型。浅层天然气藏以次生型生物改造气藏为主,是热成因气的湿气部分遭受细菌降解而产生的次生生物气与残留热成因气(主要为甲烷)混合而成。其主要特征为:气体干燥系数大于95%,但重烃气含量较高(ΣC_(2~+)0.5%);甲烷稳定碳同位素组成较轻(δ~(13)C_1值分布在-60‰~-50‰之间);异构丁烷含量增加,丙烷含量明显减少;很多气样稳定碳同位素序列在丙烷处发生局部倒转。深层天然气主要为偏腐殖型热成因气,而且大多数天然气为干酪根初次裂解气。深层天然气以低—中等成熟度(RO值范围为0.5%~0.8%)为主,主要来自成熟度相当的沙三下亚段烃源岩;而曹家务、固安地区深度超过4 000m的4个气样以及别古庄地区奥陶系潜山气藏成熟度较大(RO值范围为1.1%~1.5%),来自深层的沙四段—孔店组烃源岩。廊固凹陷深层天然气的分布受控于烃源岩干酪根类型以及热成熟度,浅层天然气的分布则主要与沟通深部热成因油气的断裂活动强度有关。固安、柳泉、郎东等地区浅层是次生型生物改造气藏的主要分布区与有利勘探带,固安—旧州地区大兴断层深部的砾岩体以及别古庄地区的潜山是深层热成因天然气的有利勘探区带。     

黄骅拗陷天然气地质特征与成因类型

黄骅拗陷具有多种天然气资源。本文重点讨论了区内天然气的地质特征及其成因类型。对纯天然气、气顶气、伴生气、凝析气和CO₂气等五种气藏的特征和成因进行了探讨,认为既有有机成因气,也有无机成因气及二者的混合气,其中有机成因的烃类气可分为生物气、浅层混合气、热成气和深层混合气等四种成因类型。      

天然气氢同位素分析及应用

气相色谱—高温裂解—质谱在线分析方法可用于测定天然气氢同位素组成.通过实验优选了质谱仪离子源参数和色谱工作条件,探讨了H₃+因子、色谱柱流速、涂碳等因素对分析结果的影响.参考标准气连续多次测定结果表明天然气氢同位素在线分析具有良好的重现性.应用该方法分析了四川盆地部分天然气样品.依据天然气单体氢同位素组成的差异,结合已知地质文献资料进一步验证了川西侏罗系浅层气藏为高成熟或过成熟陆相煤成气天然气藏,川东地区气藏甲烷氢同位素大于-135‰,明显重于川西地区,反映典型的海相成因天然气特征.      

普光气田天然气地球化学特征及气源探讨

依据10余口探井60多个气样的化学成分和碳同位素组成数据,并结合烃源岩和储层沥青资料,研究了四川盆地东北部宣汉-达县地区普光气田的天然气地球化学特征、成因及来源,结果表明：普光气田飞仙关组、长兴组天然气为高含硫化氢的干气,其化学成分表现出古油藏原油裂解气的特点;普光气田的烃类气以甲烷为主,干燥系数基本上都在0.99以上,富含非烃气体（CO₂和H₂S平均含量分别达5.32%和11.95%）;普光气田天然气甲烷碳同位素较重,在－29‰~－34‰之间（表征其高热演化性质）,乙烷δ¹³C值主要在－28‰~－33‰之间（表征其属油型气）;普光气田天然气与邻近的川东北其他气田的同层位天然气具有同源性,而与石炭系气藏天然气在化学成分、碳同位素组成上有所不同,意味着各有不同的气源;普光气田储层沥青在生物标志化合物组合和碳同位素组成上反映出其与上二叠统龙潭组泥质烃源岩具有良好的生源关系;天然气乙烷碳同位素与各层系烃源岩干酪根碳同位素值对比结果揭示普光气田天然气主要来自二叠系烃源层。     

川西坳陷天然气地球化学及成藏特征

川西坳陷广泛发育上三叠统煤系烃源岩,为煤成气成藏提供了充足的气源。天然气以低含非烃气为特征,不同气藏天然气干燥系数差别明显,组分运移分馏现象明显。天然气成因类型主要是煤成气,只有中坝气田雷口坡组气藏为油型气,并含有少量H2S气体。川西坳陷经历了多期成藏,但主要成藏期发生在燕山期,后经过喜马拉雅期的逆冲断裂作用,浅层储集层被改造,形成次生气藏。气藏分布明显受古隆起控制,并且在构造强活动带发育浅层次生气藏,隐伏断裂在次生气藏形成过程中起重要作用。天然气主要分布在中、上组合,受储集条件控制,气藏形态主要呈透镜体。图6表1参19     

吐哈盆地雁木西油田天然气成因分析

雁木西油田所产天然气在吐哈盆地有一定的特殊性，主要表现为含有一定量的硫化氢气体，部分样品的氮气含量高、甲烷含量低、烃类碳同位素值较重，并且重烃碳同位素值发生了倒转。探讨这些特殊性有助于全面认识吐哈盆地的天然气来源、成因与分布规律等，为此在天然气地球化学特征分析的基础上，结合具体的地质条件对天然气的来源、成因进行了系统地分析并取得了如下认识：①雁木西油田的原油溶解气分布在鄯善群和白垩系油藏中，成因上为腐殖型天然气，由烃类和非烃类组成；②烃类气体由甲烷和重烃组成，不同组分的含量与干燥系数均在较宽的范围内变化，但都表现为湿气特征；③非烃类气体主要由N₂、H₂S、CO₂等组成，其中CO₂含量普遍较低；④烃类气体、部分非烃气体及其伴生的原油主要来自侏罗系烃源岩，部分高含量的氮气为大气来源，硫化氢与深部石炭系海相碳酸盐岩有关；⑤部分天然气遭受了次生变化，烃类碳同位素值偏重、重烃碳同位素值倒转均与细菌的生物降解作用有关。     

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讨论了近年南盘江盆地勘探发现的两个含烃非烃类气藏的成因地质特征。根据天然气组分和同位素组成特征的分析认为，它们的形成条件非常相似，主要由来自壳源的无机成因非烃气与来自沉积地层的有机烃混源成藏。区域地质与成藏因素的分析认为，较强的区域构造变动、火成岩体的发育为非烃气藏的形成提供了区域地质背景条件和气源，大断裂的通源条件、大型穹状背斜的聚源和控气条件以及埋藏地腹一定深度的良好保存条件是形成这类含烃非烃气藏的主控因素。     

中国生物成因气的类型划分与研究方向

生物成因气直接来源于微生物对有机质的改造,是经微生物作用所形成的富含甲烷的气体,其可以大规模和大范围地生成。依据生物气的形成途径和成因机理,可将广义生物成因气划分为早期生物成因气、低熟气、晚期生物成因气、原油降解次生生物气和浅层油气次生蚀变改造型天然气等5类,其分别属于原生型生物气和次生型生物气。运用天然气组分特征和碳同位素组成等地球化学指标,可以对生物气进行类型识别。由于生物成因气主要分布在浅层,易于开采,而且天然气性质好,勘探成本较低,认为应加大生物气的勘探力度。指出虽然目前在我国已经发现了约30个生物气藏,但除柴达木盆地外,大多以小型气田为主,且对生物气形成机理和富集规律还没有完全掌握;而对生物气的准确评价,不仅可以为浅层气来源提供依据,丰富有机地球化学理论,还可以以此追索油气运移的路径轨迹、发现新的隐蔽油藏和烃源岩等,因此生物气地质地球化学研究工作的深入开展,将会大大拓宽油气勘探的领域。     

深部流体对天然气成藏影响

深部流体是地球内部物质和能量交换最活跃的组分,超临界状态存在的深部流体中含有大量的气体,通过地震、火山或以其他各种构造通道向地球的浅部运移。上升过程中由于物理化学条件变化(主要是温度和压力降低),其中的挥发分首先从岩浆中析出,在合适的构造部位直接聚集成藏;同时流体上升过程中带出的大量地球深部的物质或能量为天然气形成提供有利条件。中国东部郯庐大断裂带气藏天然气碳同位素及稀有气体地球化学特征表明,深部流体直接或间接对天然气形成以及运移有重要的影响。国外一些天然气形成的模拟实验结果也显示以二氧化碳和水为主的流体在深部油气的无机合成、运移和富集中起着重要的作用。深入研究深部流体与天然气形成之间的关系可以为天然气勘探提供重要的方向和目标,将对天然气成因及来源产生重要的理论和实践意义。      

松辽盆地北部大庆长垣浅层气成藏特征分析

近年来,松辽盆地在大庆长垣黑帝庙油层取得了浅层气勘探的新突破,发现了一系列新的气藏。为了认清该区浅层气成藏特征,通过开展精细地质研究并结合组分同位素分析、浅层气成因类型划分图版研究,分析了大庆长垣浅层气藏形成条件、划分了气藏成藏组合、分析了浅层气的成因类型与气藏类型,总结了气藏主控因素。结果表明,大庆长垣浅层气具有较好的形成条件,其环境条件、物质条件均较好;该区浅层气发育有下部、中部和上部3套含气组合,下部含气组合分布在嫩江组二段,为大庆长垣北部主要含气层;中部含气组合分布在嫩江组三段,为大庆长垣南部主要含气层;上部含气组合分布在嫩江组四段,含气程度一般。大庆长垣各地区浅层气成因不同,杏树岗地区与喇嘛甸地区为典型的原油伴生气,来自下伏油藏;葡南地区主要为原油菌解气,重烃组分混入油型气;敖南地区为原油菌解气与油型气的混合气。大庆长垣浅层气气藏类型主要为构造气藏,浅层气成藏主要受原油及气源岩、构造与储层和断裂控制。 