含水饱和度对灰岩热解生成CO2气产率和碳同位素的影响

以琼东南盆地的前第三系1块基底灰岩样品为替代样品,应用热模拟实验方法,进行了一系列不同含水条件下的热解实验,并对实验产物CO₂的产率和碳同位素进行了分析,探讨了莺歌海盆地基底灰岩的生气情况。结果表明,水的存在与否、含水量的多少均对灰岩热解生成CO₂有重大影响。水可以促进灰岩热解生成CO₂气体,并能够极大地降低灰岩的热解温度。与无水条件相比,含水条件下灰岩热解产物CO₂的碳同位素明显变轻。通过与前人钙质泥岩热解实验对比,并结合莺歌海盆地实际地质资料,研究认为莺歌海盆地CO₂气藏可能主要来源于中新统海相钙质泥岩,而前第三系基底灰岩的贡献很少。     

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。     

东濮凹陷CO2气源岩及地球化学特征

东濮凹陷在下古生界奥陶系风化壳与下第三系Es¹₃地层发现了高含CO₂气层(显示)。通过气源对比分析证实,该凹陷文留构造文33块、文269块Es¹₃中的有机气体是来源于下第三系碎屑岩地层生成的油型气,其CO₂则是石炭系—二叠系的煤在二次生烃中伴生的CO₂与下古生界奥陶系灰岩高温分解生成的无机CO₂混合而成。对东濮凹陷这2类CO₂气源岩进行高温模拟实验发现,石炭系—二叠系的煤生气能力是奥陶系灰岩的9倍,煤生成的气体70％~80%为甲烷,少量为CO₂;而灰岩所生气中95%以上为CO₂气;单位质量的煤与灰岩生成的气体中CO2体积相当,煤是东濮凹陷最重要的气源岩。     

川东北地区石炭系与二叠系-三叠系天然气地球化学特征对比研究

川东北地区石炭系黄龙组与二叠系长兴组—三叠系飞仙关组气藏的天然气地球化学特征对比研究表明，该区天然气总体为高—过成熟的干气，C _2⁺含量普遍较低，其中二叠系长兴组—三叠系飞仙关组气藏的天然气相对石炭系黄龙组的天然气更加偏干。川东北地区二叠系长兴组—三叠系飞仙关组的天然气中非烃气体含量相对明显偏高，分布范围介于0.1%～77.8%之间，以高含H₂S和CO₂为特点，而石炭系黄龙组天然气中非烃气体含量较低，其H2S的含量分布范围在0.01%～4.8%之间,绝大部分天然气的H₂S含量在0.5%以下。川东北地区石炭系黄龙组与二叠系长兴组—三叠系飞仙关组气藏的天然气重烃（C₄—C₁₂）分布特征也具有明显差异。川东北地区二叠系长兴组—三叠系飞仙关组的天然气CH ₄、C₂ H₆的碳同位素组成相对石炭系黄龙组天然气偏重；二叠系长兴组—三叠系飞仙关组的天然气CH₄、C₂H6的碳同位素组成大部分为正序分布，而石炭系黄龙组的天然气CH₄、C₂H₆的碳同位素组成基本为反序分布。     

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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。     

X油藏注气混相驱可行性实验研究

针对X底水油藏油井注水后综合含水上升过快的问题,利用HB70/300型高压物性分析仪开展了该区块原油相态特征实验、注气相态特征实验,并运用细管法开展了注CO₂最小混相压力实验。对比分析了CO₂和N₂两种性质气体注入前后原油的相态特征变化,确定了该区块原油注CO₂最小混相压力,为X油藏注气提高采收率可行性提出依据。实验结果表明,X油藏原始地层压力为46.01 MPa,原油饱和压力为11.06 MPa,注N₂后饱和压力上升迅速,在原始地层条件下难以实现混相,表现出典型的非混相特征;注CO₂后饱和压力上升较平缓,细管法测得的最小混相压力为28.03 MPa,说明利用CO₂可实现CO₂的混相驱替,而且最终的驱替效果比较理想。说明该油藏可开展注CO₂混相驱,为进一步的开发方案调整提供了依据和合理的建议。      

松辽盆地高含CO

对松辽盆地高含CO₂气藏储层包裹体及其气体组分的地球化学特征研究发现,储层中CO₂包裹体不发育,包裹体中CO₂的地球化学特征和气藏中气体的地球化学特征有比较大的差别,包裹体中的CO₂显示有机成因,而气藏中的CO₂显示无机成因;但包裹体中与气藏中的烃类气体的同位素特征却比较一致。造成包裹体上述特征的原因一是无机幔源CO₂的充注速度快,包裹体来不及生长;二是在CO₂充注以前,储层已经被烃类气体所饱和,在储层缺水的地质环境下不适宜包裹体的形成。最后结合地质特征认为,CO₂的充注发生在烃类气体充注以后。     

莺歌海盆地天然气气源及运移的地球化学特征

依据收集的莺歌海盆地20多个天然气样(其储层深度分布在1280m～2664m),分析了该盆地天然气组分及同位素组成。指出:天然气中烃类气以甲烷为主,气体偏干,C₁/∑C_(1-5)多数大于0.95;甲烷碳同位素偏重,δ¹³C₁为—37‰～—31‰,δ¹³C₂值均大于—28‰,为Ⅲ型母质形成的天然气特征,δ¹³C₂<δ¹³C₃<δ¹³C₄,且三者相互间差值小,天然气演化程度高。根据莺歌海盆地地层埋深与镜质体反射率(R_o),说明这些气体应从下部运移而来。通过对地层埋深与R_o和Ⅲ型母质有关的δ¹³C₁与R_o的关系,进行天然气垂向运距的计算,追索源岩的可能埋深在3364～3982m或更深部位。其天然气除源于莺歌海盆地莺-黄组外,其下层上第三系梅山组将成为盆地供气的重要来源之一。天然气中氦同位素³He/⁴He值为10^-7～10^-8,主要源于地壳,氩同位素具低比值⁴⁰Ar/³⁶Ar为302～326),呈上第三系特征,表明莺歌海盆地的天然气主要源于上第三系深部层有机母质达到高成熟阶段形成的天然气,并经中-长距运移在浅部储层聚集成藏。     

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为了解柴达木盆地上第三系灰色钙质泥岩生成油气的能力，对其进行了生烃热压模拟实验。结果显示该岩石在实验条件下，生油率比较低，250 ℃时每吨有机碳总生油率最高为46.3 kg，每吨有机碳排出油最高为33.7 kg，显然不能作为生油岩；而总气体和CO₂气体产率随模拟温度的升高迅速增加，在500 ℃时的最高产率分别为18537 m3/t和17224 m3/t，氢气产率在500 ℃时最高为811 m3/t，烃气产率在400 ℃时最高为162.5 m3/t，说明在高热演化阶段或遇高温烘烤（岩浆侵入）时，可以生成大量CO₂气和一定量烃气，故可以作为气源岩。该结果对柴达木盆地以及富含该类岩石并经历高热演化作用或岩浆侵入活动强烈盆地的油气及CO₂气藏的勘探具有重要启示。     

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鄂尔多斯盆地上古生界天然气一直被认为是油型气和煤成气二源混合气。通过区域构造特征、盆地演化、地震活动和地球化学等分析，发现上古生界天然气藏沿深大断裂分布,具有生烃期与构造活动时间相吻合的特点，以及部分井天然气中CO₂、N₂、He含量非常高、甲烷同系物碳同位素发生反转、CO₂碳同位素和3He/4He高异常等特征，从而认为上古生界天然气是油型气、煤成气和深源无机气三源混合而成。中生代晚期盆地深大断裂的强烈活动导致深源流体上涌并与古生界天然气发生混合，并且其中的H₂对烃源岩生烃起到加氢作用，促进了其生烃演化，扩大了天然气的丰度。     

文33-204CO_2气藏成因初探

文 33-2 0 4气藏是一个 CO2 含量极高的天然气藏 ,其 CO2 含量高达 89.2 8%。通过天然气化学组分、气源类型等资料的对比分析 ,研究该区气藏的形成条件、构造发育与油气聚集的关系 ;应用重力分异作用、CO2 和烃气在油、水中的溶解度差异特征等 ,分析文 33-2 0 4CO2 气藏的成因 ,认为 :该气藏中气和第三系生成的天然气有重大差别 ,其与下伏煤成气有直接的亲缘关系 ,气藏属煤成气藏。文 33-2 0 4CO2 气藏的发现 ,证明文南地区还存在另一气源 ,即 C— P系煤成气源 ,为天然气勘探提供了一个新领域。     

柴达木盆地天然气中稀有气体同位素特征

为了确定柴达木盆地勘探新层系，测试并分析了该盆地5个油气田的8个天然气样品的氦、氩同位素比值，探讨了其在大地构造背景、大地热流和气源方面的示踪意义。研究结果如下：①柴达木盆地8个天然气样品³He/⁴He值分布在2.0×10^-8～5.48×10^-8的范围，总体平均为3.7×10^-8，均在10^-8量级，体现了典型的壳源成因氦同位素的特征。②据³He/⁴He计算的大地热流值较低，分布于41.2~48.2 mW/m²之间，平均44.9 mW/m²，低于东部地区大地热流平均值73 mW/m²，表明该盆地具有较稳定的构造背景。③根据天然气⁴⁰Ar/³⁶Ar的年代积累效应，结合烃源岩分布特征推测，柴达木盆地东部凹陷区伊克雅乌汝构造伊深1井天然气应源于上第三系；西部坳陷区尕斯油田尕斯8-6井和尕斯475井天然气应源于下第三系；碱山构造碱1井天然气应源于侏罗系，碱山构造碱2井的天然气应源于上第三系；北缘块断带南八仙油气田仙试1井的天然气应源于侏罗系；南八仙油气田仙试8井和马北构造马北1井的天然气可能主要源于侏罗系。     

也谈威远气田的气源——与戴金星院士商榷

四川威远气田是我国储层最老的气田，有关该气田气源的争论从未停止，有主张无机成因的、有主张有机成因的。其中后者又有3种不同观点：①来自震旦系灯影组白云岩；②来自寒武系九老洞组泥页岩；③既来自灯影组又来自九老洞组。主张有机成因者的判断依据如下：①花岗岩裂隙气与灯影组天然气的碳同位素组成；②花岗岩矿物包裹体中气相组分与灯影组天然气组分的比较；③灯影组天然气中的氦含量及³He/⁴Ne比值；④灯影组天然气中的⁴⁰Ar/³⁶Ar比值等。文章分析认为，威远气田灯影组天然气的来源应是地壳深部，可能一部分与花岗岩有关，另一部分与上地幔有关。     

北部湾盆地福山凹陷CO2气成因探讨

北部湾盆地福山凹陷油气钻探中发现了高含CO₂气的天然气气藏。对CO₂气稳定碳同位素、伴生稀有气体氦和氩同位素进行了分析研究，结果显示，福山凹陷CO₂气稳定碳同位素偏重，(13C_CO2为-5.01～-10.08‰，绝大多数样品大于-7.0‰，为无机成因CO₂气特征；伴生稀有气体氦同位素³He/⁴He值为(4.74~5.03)×10^-6，R/Ra值为3.38～3.59；伴生稀有气体氩同位素⁴⁰Ar/³⁶Ar值为1881～2190，也显示出幔源或壳幔混合CO₂气的特征。综合判定认为，福山凹陷CO₂为壳幔混合成因。始新统流沙港组岩浆岩体分布特征与CO₂气藏分布范围基本一致，也表明幔源-岩浆可能是福山凹陷CO₂气的主要来源。与南海北部边缘盆地其它地区如珠江口盆地西部、琼东南盆地东部CO₂气成因一致，都为幔源-岩浆来源，或壳幔混合来源。     

东濮凹陷文留潜山储层预测

以东濮凹陷文留潜山地震资料和2口井的钻井资料为基础,对该区文古1井、濮深1井的测井曲线进行归一化处理及环境校正;综合运用声波、自然伽马、中子孔隙度、井径、密度和双侧向测井等测井曲线,对2口井的储层进行了划分;并利用应用软件,形成了波阻抗、孔隙度、道积分、反射强度、峰值振幅、反射频率、相干切片等属性数据体.利用这些属性分别对5个层段的地层进行了储层预测,划分出有利储层的分布区.     

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文章主要是对柴达木盆地中东部地区上第三系狮子沟组（N₂3）生物气及其源岩地球化学特征、形成条件进行综合分析，并结合生物气成因模拟实验结果，利用盆地模拟系统，确定该层段生物气资源潜力，明确勘探前景。研究表明，狮子沟组气样组分中甲烷含量为98.01％，乙烷和丙烷含量极低，δ13C₁值为-67.3‰，δ13C_CO2值为-13.7‰，为生物气的特征； 而N₂3层段稳定快速的沉积／沉降、沉积时寒冷的气候条件和高盐度的水体环境为生物气的形成提供了有利条件，其有机质类型以Ⅱ₂（腐泥腐殖型）和Ⅲ（腐殖型）型为主，有机碳含量相对较高，平均为0.36％；盆地模拟结果表明本区N₂3层段生物气生气强度一般为（1500～9 000）×106m3/km2，初步估算生物气地质资源量为4267×108m3。2001年在本区的伊克雅乌汝构造钻探伊深1井，于N₂3层段首次获得生物气工业气流，并上交预测储量295×108m3，展示了良好的勘探前景。     

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??A low productivity carbon dioxide gas reservoir was found at the well depths of 2573-2594 m of Maokou Formation-Qixia Formation?? Permian?? in well Yang-1 in Yangba Seg of Nanpanjiang Basin. It is very important for natural gas exploration in the region to find out the origins of the gas reservoir?? because this well is the first regional exploration well in the basin. On the basis of analyzing the geochemical characteristics of the natural gas?? the genesis and origins of the natural gas in the reservoir were investigated by means of the organic geochemical and organic petrological analyses of the cores of well Yang-1 and the rock samples of peripheric outcrops?? and of the thermal simulation experiments of the carbon dioxide gas source rocks. The comprehensive analysis results indicated that the hydrocarbon in the natural gas in well Yang-1 was the overmature coal??type cracking gas and came from the Permian coal measure hydrocarbon source rocks?? according to the He and Ar isotopic ratios?? the natural gas was mainly the crustal source gas?? and the carbon dioxide was mainly the petrochemical genesis?? being formed by the low temperature ????300?棩 hydrolysis of the Carboniferous-Permian carbonate rocks.     

东濮凹陷文古2井天然气地球化学特征及成因研究

在对天然气地球化学特征研究的基础上,对文古2井天然气碳同位素、氦同位素、氩同位素与华北地区煤成气、油型气的这些同位素进行了类比,并结合地质背景综合分析了天然气的成因。指出天然气组成以烃类气体为主,非烃含量低,其中,烃类气体甲烷含量高达93.36%,非烃以CO2为主,含量0.84%;组分中富含重碳同位素,其中甲烷-29.6‰、乙烷-24.3‰、丙烷-21.4‰、丁烷-25.7‰;稀有气体氩同位素比值为1 411.8。通过气源对比认为,文古2井天然气属煤成气,是上古生界煤系源岩在高成熟-过成熟阶段的产物,气藏类型为“自生自储”型。     

有机酸盐环空保护液在元坝海相气藏的应用

元坝海相气藏具有埋藏深、高温、高压、高含硫化氢、中含二氧化碳等特性,气井生产中硫化氢、二氧化碳的存在使环空腐蚀环境极为恶劣。针对高含硫气井环空特殊的腐蚀环境,以有机酸盐为基液,添加高效咪唑啉类抗H2S和CO2缓蚀剂、铁离子稳定剂、除氧杀菌剂、助排剂、pH值调节剂,形成一套可控密度为1.59 g/cm3、抗温160℃有机酸盐环空保护液。室内评价实验表明:有机酸盐环空保护液抗高温稳定性强、腐蚀速率远低于设计要求0.076 mm/a,杀菌能力达99%以上。应用于元坝海相气藏3口超深井,取得较好效果,其中,元坝204-1H井酸压测试累计产气量133.92×104 m3/d,试气测试过程中,环空油、套管柱均无渗漏,环空保护液对油管外壁和套管内壁起到防腐作用,确保了油套管长期安全使用。     

文南油田文88块天然气驱技术可行性研究

针对文南油田高温高压低渗、特低渗油藏开发难度大,水驱动用状况差、单井产能低等特点,选择了文南油田文88块沙三中油藏开展注气混相驱提高采收率研究,从文南油田文88断块的地质条件出发,根据油藏地质特征、采出程度以及驱替类型,将文88块2口井氮气试注作为先导性试验,以注氮气试验所得到的实践数据为依据,对文南油田文88块深层低渗油藏注天然气驱技术的可行性进行研究。结果表明,文南油田有广泛的天然气资源基础,可以为天然气驱提供较为充足的气源;天然气驱是文南油田提高原油采收率的主攻方向,有着很大的应用前景和潜力;对文88块深层低渗透油藏开展注天然气驱提高采收率在技术和经济上是可行的。