塔里木盆地天然气成因类型及成藏条件

近年来在塔里木盆地油气勘探过程中,天然气勘探获得很大突破。塔里木盆地天然气有多种成因类型,这与塔里木盆地发育多套源岩有关。该盆地主要发育有三套重要的烃源岩,寒武系烃源岩由于处于高—过成熟阶段在晚近期以形成天然气为主,中、上奥陶统烃源岩则由于其特殊的生烃母质而既能生油又能生气,侏罗系则由于其Ⅲ型烃源岩而以生成天然气为主。气源对比结果表明,塔里木盆地目前发现的天然气主要源自这三套重要的烃源岩。塔里木盆地广泛发育多套储集体和五套区域盖层是形成大型、特大型天然气藏的必要条件。因此,从生成、聚集和保存等方面说明塔里木盆地具备形成大中型天然气藏的条件,是一个富含天然气的盆地。     

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莺歌海盆地存在中新统和渐新统两套重要烃源岩。其中，中新统海相烃源岩有机质丰度中等、成烃母质以陆源高等植物为主又有浮游植物的贡献，被认为是区内底辟浅层气田的主要烃源岩。盆地内高的地温条件和中新统源岩富含偏腐殖混合型－腐殖型有机质决定了其以生气为主的特点，通过热模拟实验并结合已知气田天然气主要成分的共生关系、分布特征和地质条件，深入探讨了该区烃气、氮气和二氧化碳等生成的先后顺序及其相互关系，建立了中新统烃源岩天然气生成演化模式，以期为本区的天然气勘探提供有价值的地球化学信息。     

中国近海天然气富集带及气源岩形成的主要控制因素

东海盆地西湖凹陷、珠江口盆地珠二坳陷、琼东南盆地和莺歌海盆地天然气地质储量占中国近海天然气总地质储量的70%以上,这几个盆地或凹陷构成了中国近海重要的天然气富集带。这些盆地或凹陷天然气主要为煤型气,天然气来源与腐殖型和腐泥腐殖型烃源岩密切相关,主要烃源岩为海陆过渡相煤系烃源岩,其次为陆源有机质海相烃源岩,有机质均主要来源于陆生高等植物。主要烃源岩形成期,东海盆地西湖凹陷和南海北部具有湿热的气候条件,有利于高等植物的生长和发育。在这种有利的气候条件下,河流三角洲体系是控制富气盆地烃源岩形成的主要因素,河流三角洲体系的发育有利于生物生长的营养物质输入,有利于陆生高等植物有机质的输入,有利于三角洲煤系烃源岩的发育,也有利于海相烃源岩的发育,河流-三角洲体系的发育程度决定了烃源岩的发育程度和生烃潜力。     

四川盆地二叠系烃源岩及其天然气勘探潜力(二)——烃源岩地球化学特征与天然气资源潜力

四川盆地二叠系发育中二叠统海相碳酸盐岩和上二叠统海陆交互相碎屑岩两套烃源岩,由于其热演化程度高,造成对烃源岩原始生烃潜力及天然气资源潜力认识不清。为此,通过研究该盆地内探井及盆地周缘剖面大量二叠系烃源岩样品的地球化学特征及生烃潜力随成熟度的变化规律,探讨了二叠系烃源岩的原始生烃潜力以及在地质历史时期生排烃量、干酪根与原油裂解生成天然气的资源潜力。研究结果表明:(1)上二叠统龙潭组泥岩和碳质泥岩总有机碳含量高、原始生烃潜力大,是二叠系中最主要的油气烃源岩,龙潭组煤层也是非常重要的气源岩,上二叠统大隆组有机碳含量和生烃潜力也很高,是四川盆地北部重要的油气源岩,中二叠统碳酸盐岩烃源岩总有机碳含量与原始生烃潜力低,是次要的油气源岩;(2)二叠系烃源岩在地质历史时期生成原油3 290×10~8 t,生成天然气420×10~(12) m~3,龙潭组烃源岩对原油和天然气的贡献率分别为80%和85%;(3)二叠系烃源岩形成的古油藏原油资源量为580×10~8 t,原油裂解气资源量为4.45×10~(12) m~3,干酪根直接生成的天然气资源量约为2.10×10~(12) m~3,天然气资源总量可达6.55×10~(12) m~3,其中原油裂解气占70%。结论认为,四川盆地北部和中部—东南部是二叠系的两个生烃中心,也是最有利的二叠系油气成藏和天然气勘探区域,古油藏是最具天然气资源潜力的勘探目标。     

鄂尔多斯盆地中央古隆起东侧奥陶系中组合天然气成因与来源

随着鄂尔多斯盆地奥陶系天然气勘探工作的不断深入,中央古隆起东侧奥陶系马家沟组五段5亚段-马家沟组五段10亚段中组合天然气勘探取得了重要进展,但目前有关天然气成因与来源的研究还很薄弱。根据天然气地球化学特征、古油藏发育特征等分析结果,并结合天然气成藏地质背景,厘定了鄂尔多斯盆地中央古隆起东侧奥陶系中组合天然气的成因与来源。研究表明,鄂尔多斯盆地奥陶系中组合天然气为上古生界煤系烃源岩生成的煤型气与下古生界碳酸盐岩烃源岩生成的油型气的混合气,并以上古生界煤型气为主。现今气藏天然气组分中甲烷主要来自上古生界煤系烃源岩,上组合以及中组合少部分天然气的乙烷较多来自下古生界油型气,中组合大部分天然气乙烷及重烃仍来自上古生界煤系烃源岩。     

塔里木盆地油气资源及勘探方向

近年来,塔里木盆地的生油研究取得很大进展,根据塔里木盆地烃源岩分布和成熟度研究的结果,作者主要讨论了以下几个问题：①塔里木盆地总资源量可能略低于以前的估算,并且减少的可能只是原油资源量;②塔里木是一个富含天然气的盆地,富气的根本原因是三套烃源岩中两套源岩在晚近期以生气为主;③烃源岩的分布和成熟度决定了台盆区的勘探重点是中、西部地区;④侏罗系源岩是塔里木盆地成为大气区的重要物质基础,应加强在北、西、南方向环绕塔里木盆地以侏罗系为源岩的勘探     

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南海西部大气区包括莺歌海盆地、琼东南盆地和珠江口盆地西部的珠三坳陷,是一个快速沉降的新生界沉积盆地。研究成果表明,南海西部大气区的天然气资源十分丰富,具备形成大气田和万亿立方米以上天然气区的地质条件：①巨厚的以海相和海陆过渡相或湖沼相为主的烃源岩地层,烃源岩母质类型以主要的偏腐残混和型和腐殖型干酪根为主,平均有机碳含量为０．５％￣５％;②多套烃源岩和晚期快速沉降构成自渐新世以来多源组合、多期叠加,     

楚雄盆地烃源岩特征及资源潜力分析

楚雄前陆盆地是西南地区重要的含油气远景盆地。从油气生成的角度,系统评价了该盆地6套11组烃源岩层系、5类烃源岩的有机质丰度、类型、热演化,认为该区具备油气形成的良好条件,其中三叠系煤系烃源岩是主力源岩。通过热模拟试验建立了烃源岩的产烃率图版,计算了盆地内各层系烃源岩的生烃强度,三叠系煤系烃源层生烃强度最大。楚雄盆地天然气资源量达15000×108m3,具备形成大、中型气田或油田的地质条件,油气勘探前景好。     

鄂尔多斯盆地海相烃源岩系发育特征与勘探新领域

鄂尔多斯盆地油气勘探已进入储量发现高峰期,围绕延长组烃源岩的石油资源和来自上古生界煤系地层的天然气资源基本探明。随着盆地油气勘探的深入,急需寻找新的油气勘探接替领域。研究认为,古老海相烃源岩发育2套：即中上奥陶统海相碳酸盐岩烃源岩系和中上元古界海相碎屑岩烃源岩系。中上奥陶统海相烃源岩在不同海域有不同的特征。中奥陶统海相烃源岩发育于盆地东部华北海台内盐坳周边,以泥灰岩为主,单层厚度薄,但层系多,有机质丰度差-中等,高成熟度,有规模生烃潜力,对奥陶系盐下自源气藏有重要贡献。上奥陶统海相烃源岩主要发育于盆地西部和南部“L”型秦祁海槽斜坡相带,以泥页岩、泥灰岩为主,有机质丰度中等,累计厚度大,在天环凹陷上达到高-过成熟生气阶段,分布范围有限,在盆地西缘逆冲带上盘处于成熟生油阶段,生烃潜力较大。而中上元古界海相泥岩烃源岩系在邻区为有效烃源岩,以泥板岩为主,厚度大,有机质丰度中等,高过成熟度。在盆地本部甘陕裂陷槽新钻井中也有部分揭示。围绕2套海相烃源岩系分布的奥陶系海相碳酸盐岩和中上元古界深层海相层系是未来天然气勘探的2个新领域,其中5个有利勘探区带天然气勘探潜力大,有望形成天然气勘探接替区带。     

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传统观点认为由于奥陶系没有陆生高等植物出现，故而不会出现腐殖型有机质。首次在塔里木盆地塔中北斜坡中、上奥陶统泥灰质烃源中发现了类似于腐殖型有机质的海相偏腐殖型烃源岩。生物学、有机岩石学及核磁共振分析表明，奥陶系偏腐殖型烃源岩以宏观藻为主要生烃母质，其产物主要为凝析油和天然气。该类烃源岩主要是发育在灰泥丘沉积模式的丘间洼地和层状生物灰泥丘沉积亚相中的泥质灰岩类。该类烃源岩及其产物具有独特的生物标志化合物特征：较高的姥植比值、三环萜烷中低碳数部分含量较高及丰富的重排甾烷等。由该类烃源岩所生成的天然气的地化特征也较为特殊：较高的氮气含量、偏轻的甲烷碳同位素值和较高的干燥系数等。由于具较高的有机质丰度和生烃潜力，故该类烃源岩是塔中地区重要的气源岩。     

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区东胜气田氦气成因来源及富集规律

近期勘探发现,鄂尔多斯盆地杭锦旗地区东胜气田上古生界多口井天然气中氦气含量达到0.1%以上,具有较好的工业开发价值。基于天然气地球化学特征的系统分析,发现氦气含量分布介于0.045%～0.487%之间,氦气以微量组分赋存于以烃类气体为主的烃类—富氦气藏中。杭锦旗地区上古生界煤系烃源岩中U、Th元素含量高于基底岩石,基底岩石中石英砂岩—石英岩U、Th元素含量稍高于片麻岩—花岗片麻岩;研究发现片麻岩—花岗片麻岩解析氦气丰度含量要高于石英砂岩—石英岩,煤系烃源岩解析氦气丰度远低于基底岩石,这主要与其生成的大规模烷烃气的稀释以及地质时代年轻有关,说明烃源岩作为潜在氦源岩所生成的氦气含量较低,无法形成具有工业价值的含氦气藏。东胜气田上古生界天然气伴生氦气³He/⁴He值介于(1.83～6.25)×10^-8之间,系统对比研究发现其来源于基底发育的太古界—中元古界变质岩—花岗岩系,氦气所赋存的天然气为典型煤型气,来源于石炭系—二叠系煤系烃源岩,与伴生氦气具有不同的来源,二者具有异源同储成藏特征,伴生氦气在运移、聚集与成藏过程中与上古生...     

南堡凹陷深层火山岩天然气成因与成藏模式

南堡凹陷深层火山岩油气藏具有较大勘探潜力,其天然气以烃类气体为主,甲烷含量主要在70%～90%,重烃含量在4%～27%,为湿气;非烃含量较低。天然气中甲烷碳同位素主要分布在−35‰～−43‰,乙烷碳同位素主要分布在−28‰～−24‰。这些天然气相当于有机质在镜质体反射率 R_o为 1.0%～1.5%阶段形成的天然气,为烃源岩在成熟-高成熟阶段生成的油型气,与凝析油或原油伴生,因此天然气碳同位素偏重。南堡凹陷深层火山岩天然气以凝析气为主,结合单体烃碳同位素,对天然气和伴生凝析油的成因与来源进行了分析,结果表明,南堡凹陷深层火山岩油气同源,沙河街组一段（简称沙一段）以下天然气主力源岩主要为沙河街组三段（简称沙三段）烃源岩,以凝析气为主;沙一段及以浅地层天然气主力源岩主要为沙一段烃源岩,以油为主。沙一段厚层泥岩是一套优质烃源岩,处于生烃高峰,同时形成烃浓度封闭,又是区域优质盖层。这些来自于凹陷深部烃源岩生成的高成熟油气,主要通过继承性发育的深大断裂运移到火山岩复合岩性圈闭中聚集成藏,火山岩油气成藏受火山岩单体和火山岩相双重控制。     

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我国气源岩分布面积广，煤系地层多，可形成丰富和多种类型的天然气及其气藏，已发现的气藏可划分为４大类１２亚类。但是，目前我国天然气探明程度仅有百分之几，已发现的气田以探明储量小于１００亿ｍ＾３的为主，且 在平欠能源消费结构中仅占２％，发展我国天然气勘探的是：继续发展对四川、陕甘宁、塔里木、吐－哈、柴达木、琼东南－莺歌海、东海等７个已形成或初步形成的气区的勘探；积极开辟和探索准噶尔盆地腹部，西北侏罗系     

四川盆地中侏罗统沙溪庙组天然气地球化学特征及成因

四川盆地中侏罗统沙溪庙组是低油价形势下四川盆地天然气勘探的重要领域,但盆地内不同地区天然气来源尚不明确,影响下一步勘探部署决策,为此开展侏罗系沙溪庙组天然气地球化学特征及成因研究。结果表明：①沙溪庙组天然气属于干酪根降解气,甲烷含量>84%,含少量乙烷、丙烷等烃类气体及少量的氮气、二氧化碳等非烃气体,不含硫化氢,不同区域的天然气成熟度存在差别;②天然气δ¹³C₁值为-39.2‰~-31.2‰、δ¹³C₂值为-32.8‰~-22.3‰、δ¹³C₃值为 -28.7‰~-19.5‰,天然气碳同位素未发生倒转,川西地区为煤成气,川中地区为油型气,川东地区为煤成气和油型气混合气,以油型气为主;③不同区域天然气δ¹³C₁值、δ¹³C₂值的差异,与其来源于不同类型烃源岩贡献比例大小有关。川西、川西南地区主力烃源岩为须五段煤系烃源岩,川中地区为下侏罗统湖相烃源岩,川东地区天然气来源于须五段和下侏罗统烃源岩。研究结果对四川盆地侏罗系沙溪庙组下一步天然气勘探部署决策具有重要的指导意义。     

东部盆地群下白垩统烃源岩特征与页岩气勘探潜力

为了研究中国东北地区东部盆地群下白垩统烃源岩的特征与页岩气勘探潜力,对三江盆地、鸡西盆地、通化盆地、柳河盆地和红庙子盆地进行了野外样品采集、烃源岩地球化学与岩矿测试,同时统计了其他盆地烃源岩的地球化学参数。结果表明,东部盆地群下白垩统的烃源岩有机质丰度和类型主要受沉积相的控制,有机质成熟度受莫霍面埋深的影响。下白垩统沉积时研究区北部水体较浅,泥岩累积厚度大、粉砂质含量高,有机质丰度达到了差-中的标准,干酪根主要为Ⅱ₂-Ⅲ型,目前处于成熟-高熟阶段。研究区南部水体相对较深,泥岩平均累计厚度为233~446 m,但泥岩质纯,有机质丰度较高,主要发育Ⅰ-Ⅱ₂型干酪根,目前处于低熟-成熟阶段。东部盆地群下白垩统烃源岩脆性矿物含量较高,脆性较大,主要发育粘土矿物间孔缝、粒内孔和有机孔,具有微孔-中孔的孔喉结构,常规油气和页岩气勘探均具有良好的前景。     

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保山盆地是云南第三系沉积盆地的典型代表，面积２４５ｋｍ２。烃源岩的发育与成熟度是这类盆地油气远景的重要控制因素。保山盆地母岩含有一定的有机质，泥岩有机碳含量在１０％～２０％之间，以上第三系上新统羊邑组二段有机碳含量最高，有机质丰度与岩性关系密切，不同的有机质丰度指标对烃源岩级别的反映有差异；岩石热解结果、干酪根的性质、生物标志化合物组成分布特征等反映出的有机质类型是以腐泥腐殖型和腐殖型为主，处于未成熟和低成熟阶段；保山盆地半深湖—深湖相主要发育于盆地中部坳陷带，这是该盆地主力烃源岩的分布范围；现今处于１４００ｍ之下的半深湖—深湖相的范围是保山盆地成熟烃源岩的范围；保山盆地天然气以生物气为主，具有产生生物气（细菌气）的优越条件。在保山盆地也可能找到生物—热催化过渡带气。     

塔里木盆地深层海相轻质油/凝析油的成因机制与控制因素

塔里木盆地是中国蕴含丰富海相凝析油的克拉通含油气盆地,目前已在塔北隆起、塔中隆起及其斜坡区的震旦系—三叠系发现6个大型海相凝析油气藏,这些油气藏呈现出轻质油、高含蜡凝析油气、干气—轻质油—挥发性油多种类型油气藏围绕烃源岩有序聚集的特点。基于烷烃损失量计算、凝析油中烃类分子成熟度参数和天然气同位素组成的分析,提出塔北隆起满深—顺北地区轻质油和塔中隆起西部地区凝析油气藏是烃源岩在高成熟度演化阶段的产物,明确轮古东—吉拉克—桑塔木地区和塔中东段凝析油气藏是气洗分馏作用的产物。多套烃源岩差异生烃形成多期油气充注是塔里木盆地海相凝析油气藏的物质基础;晚期天然气对早期油藏的改造,导致液态烃组分与天然气发生溶解-解溶作用;构造抬升或断裂活动导致的地层温度和压力条件改变,决定了油气藏的相态。叠合盆地的多期构造活动、多源灶的多阶段供烃以及盆地在晚期的持续深埋作用,共同控制了塔里木盆地海相轻质油和凝析油气藏的富集和分布。气洗分馏作用机制不仅可为叠合盆地拓展轻质油/凝析油勘探领域提供新思路,也有助于预测盆地深层斜坡区油气的物理性质、评价深层天然气的勘探潜力。