高石梯—磨溪地区灯影组、龙王庙组天然气气源分析

为弄清四川盆地高石梯—磨溪地区震旦系灯影组、下寒武统龙王庙组天然气的成因,在地质背景研究的基础上,通过对51个天然气样品的地球化学分析,认为该区灯影组和龙王庙组的天然气组分较之威远、资阳构造,具有甲烷含量略高、普遍含微量乙烷、非烃含量略低的特点,属于过成熟油和沥青裂解干气;灯影组天然气的甲烷碳同位素值(δ13 C1)介于-32.43‰~-34.59‰,乙烷碳同位素值(δ13 C2)介于-24.86‰~-28.02‰,龙王庙组天然气的δ13 C1介于-33.36‰~-36.72‰,δ13 C2介于-30.27‰~-32.51‰,二者天然气中的δ13 C1基本一致,但灯影组天然气的δ13 C2明显重于龙王庙组,这是过成熟原油裂解气与沥青裂解气混合所造成的结果。结合26块岩心样品的地球化学分析结果,确定了天然气的气源和成因:灯影组和龙王庙组天然气均为有机成因,其中龙王庙组天然气气源来自下伏下寒武统筇竹寺组页岩;灯影组天然气为混源气,其气源既来自筇竹寺组烃源岩和灯三段黑色泥岩,也有灯四段孔洞、裂缝中沥青裂解气的贡献。     

四川盆地川中古隆起震旦系—寒武系天然气特征及成因

利用高石梯—磨溪地区大量新钻探井和野外露头资料,开展震旦系—寒武系天然气组分、同位素、轻烃组成、烃源岩干酪根碳同位素、储集层沥青生物标志物等地球化学特征研究。研究表明:1震旦系灯影组和寒武系龙王庙组天然气均为典型的干气,以烃类气体为主。但灯影组干燥系数大、烃类组分含量低、非烃组分含量高。非烃气体含量的差异主要表现在氮气、二氧化碳、硫化氢和氦气方面。烃源岩成熟度不同和含硫矿物与烃类反应生成H2S是造成灯影组和龙王庙组天然气组成细微差别的原因。2灯影组和龙王庙组天然气δ13C2值差异明显,主要反映母质类型的差异。3灯影组和龙王庙组天然气甲烷δ2H值差异大,主要反映母质沉积水介质盐度的差异。4下寒武统页岩、灯影组泥岩、陡山沱组泥岩和灯影组碳酸盐岩干酪根碳同位素平均值分别为-32.8‰、-31.9‰、-30.7‰和-27.8‰。5灯影组储集层沥青4-甲基二苯并噻吩/1-甲基二苯并噻吩值介于筇竹寺组和灯影组烃源岩之间。研究认为高石梯—磨溪地区震旦系—寒武系天然气主要为原油裂解气,震旦系天然气来源于震旦系和寒武系烃源岩,寒武系天然气主要来源于寒武系烃源岩。     

四川盆地高石梯—磨溪大气田稀有气体特征

以四川盆地高石梯—磨溪大气田为例,对震旦系灯影组、寒武系龙王庙组天然气稀有气体进行全组分含量和同位素检测,并判别其成因。高石梯—磨溪大气田天然气中稀有气体He含量高于大气中He含量1~2个数量级,其中灯二段天然气中He平均含量为512×10-6,达到工业利用标准;而Ne、Ar、Kr、Xe含量相对较低,低于大气含量值。稀有气体全组分含量总体由震旦系灯二段、灯四段至寒武系龙王庙组逐渐降低。高石梯—磨溪大气田天然气中稀有气体3He/4He值总体为10-8量级,40Ar/36Ar值总体为1 024~9 559,132Xe相对过剩而129Xe相对亏损,表明He、Ar、Xe均为典型壳源成因,且气田深部没有活动性强的深大断裂和通幔断裂,构造活动较为稳定。图5表1参32     

四川盆地乐山-龙女寺古隆起震旦系天然气成藏史

应用天然气生成和同位素分馏的化学动力学方法对四川盆地乐山-龙女寺古隆起震旦系天然气成藏史进行研究。结果表明：①高石梯-磨溪含气构造为继承性隆起,有利于天然气的高效聚集,震旦系灯影组主要聚集191 Ma以来所生天然气,早期所生天然气未运聚成藏或散失,成藏参与率约为79%;②资阳构造圈闭受燕山期构造运动影响逐渐演化成威远构造的斜坡,构造运动调整过程中剩余未裂解原油运移至新的构造高部位——威远构造继续裂解,资阳和威远气田分别聚集构造调整前后（106～104 Ma）所生天然气;③威远气田构造圈闭由于形成较晚,捕捉到的原油裂解气有限,成藏参与率约为51%,低于高石梯-磨溪地区;④资阳-威远地区构造反转过程中资阳古隆起中天然气会大量散失,尽管高石梯-磨溪地区天然气生成结束的时间早于资阳-威远地区90 Ma,不利于保存,但其气藏充满度却高于资阳-威远地区。     

四川盆地高石梯—磨溪古隆起构造特征及对特大型气田形成的控制作用

应用四川盆地最新地质、地震、钻井及露头等资料,对高石梯—磨溪古隆起地质结构、地质演化进行研究,探讨安岳震旦系—寒武系特大型气田形成的控制因素。高石梯—磨溪古隆起为一主要与桐湾运动有关的近南北向巨型同沉积古隆起构造,其核部高石梯—磨溪地区震旦系灯影组顶面及相邻层系自震旦纪至今一直处于隆起高部位,并发育独立统一的巨型圈闭构造,其发育时期、地质结构、演化历史等构造特征明显有别于加里东期乐山—龙女寺古隆起。高石梯—磨溪古隆起控制安岳震旦系—寒武系特大型气田的形成与分布,主要表现为:古隆起西侧紧邻绵竹—长宁克拉通内裂陷寒武系麦地坪组、筇竹寺组烃源岩中心,且自身也发育震旦系灯影组和寒武系筇竹寺组烃源岩;控制了震旦系灯四段、灯二段和寒武系龙王庙组优质储集层的形成与展布;发育3套储盖组合,为震旦系—寒武系大规模古油藏原位裂解形成特大型气藏提供了条件。     

四川盆地威远构造震旦系灯影组气烟囱特征及其地质意义

四川盆地威远构造震旦系灯影组气藏充满度仅为25%,与早寒武世拉张槽相隔的高石梯-磨溪构造灯影组则为充满度近100%的特大型整装气田。两者的区域背景和生储盖组合条件相近,但气田充满度出现很大差异。威远构造2D和3D地震剖面存在较多震旦系—三叠系管状异常特征,有的出露地表或隐伏浅层之下,分析可能为气烟囱特征。其主要特征包括：①受气烟囱效应影响,威远构造地表三叠系嘉陵江组出露附近河流中有大量气苗;②上覆寒武系遇仙寺组气藏、洗象池组气藏及二叠系阳新统气藏的天然气非烃气体中的氮、氩、氦成分与威远气田震旦系灯影组天然气成分相似,具有灯影组气藏天然气上窜特征;③威远构造震旦系—二叠系压力系数均为1.0左右,高石梯-磨溪构造灯影组压力系数也为1.0左右,但其上覆层位均为超压。威远构造气烟囱表明,震旦系灯影组气藏封闭系统基本失效,保存条件较差,天然气垂向运移,直接影响现今气藏的规模。     

四川盆地高石梯—磨溪地区震旦系—寒武系大型气藏特征与聚集模式

四川盆地震旦系—寒武系具有良好的油气成藏条件,但由于地层时代早、经历构造运动次数多,大型气田勘探难度增大。自1964年发现威远震旦系大型气田后,历经49年的艰苦探索,于2013年在磨溪地区寒武系龙王庙组发现了中国迄今为止单个规模最大的整装特大型气田——安岳气田,探明天然气地质储量4 404×108 m3,且高石梯—磨溪地区震旦系灯影组和寒武系龙王庙组气藏的三级储量之和超过万亿立方米。天然气组分、轻烃、储层沥青丰度等证据均表明这些天然气主要为原油裂解型干气,甲烷含量为82.65%~97.35%,乙烷含量为0.01%~0.29%;低氮(0.44%~6.13%)、低氦(0.01%~0.06%),中—低含硫化氢为主(0.62~61.11g/m3)。气藏压力由震旦系的常压(压力系数为1.07~1.13)逐渐增高至寒武系龙王庙组的高压(压力系数为1.53~1.70),气藏温度137.5~163.0℃;气藏圈闭类型包括构造型、构造-地层和构造-岩性复合型。桐湾期大型继承性稳定古隆起、大面积分布的古老烃源岩、大面积孔洞型优质储层、大型古油藏裂解及良好保存条件的有效配置造就了震旦系—寒武系天然气的规模富集。根据古油藏原油裂解之前的古构造格局、沥青丰度及现今气藏分布特点,将裂解气藏聚集类型划分为聚集型、半聚半散型和分散型3类。上述认识对四川盆地震旦系—寒武系天然气勘探领域的拓展具有重要指导意义。     

四川盆地磨溪—高石梯地区2014年勘探取得重要新进展

<正>2014年,中国石油西南油气田公司按照"加强前期、注重技术、突出重点、积极有效"的勘探工作方针,扎实推进四川盆地高石梯一磨溪地区油气勘探工作,继2013年高效探明我国规模最大的海相碳酸盐岩整装气藏——磨溪区块寒武系龙王庙组气藏后,2014年对该区古生界—震旦系的勘探成果进一步扩大。1)震旦系灯影组勘探获得重要新进展。继磨溪—高石梯地区灯影组台缘带北端磨溪22井2013年获日产105.8×10~4 m~3高产工业气流之后,2014年台缘带南端高石7井再获新突破,该井灯四段测试获日产气105.65×10~4 m~3;同时台缘带上已完钻探井,灯     

川中古隆起下古生界——震旦系勘探发现与天然气富集规律

近期川中古隆起震旦系灯影组、寒武系龙王庙组的天然气勘探获得重大新突破,古隆起东段发现了一个纵向3套产层、平面连片叠置的特大型气田。已探明龙王庙组天然气储量超过4400×108m3,控制灯四段气藏含气区面积7500km2。研究认为:川中古隆起特大型气田具有产层年代老、埋藏深度大、含气层系多、气藏类型多、规模大等特征,其形成得益于多套广覆式优质烃源岩与大面积岩溶储层互层叠置、大型稳定古隆起存在、古今构造圈闭叠合,更为关键的是古隆起继承性发展与各成藏要素演化匹配。川中古隆起东段高部位是天然气富集有利区,其中,高石梯—磨溪西部南北向带状区为灯影组天然气富集高产区,磨溪—龙女寺古、今构造叠合区为龙王庙组天然气富集高产区。     

川中古隆起龙王庙组特大型气田战略发现与理论技术创新

2011年以来,在四川盆地川中古隆起磨溪—高石梯地区发现震旦系、寒武系特大型气田,主力含气层系包括震旦系灯影组灯二段、灯四段及寒武系龙王庙组,地质储量规模超过万亿立方米。在简要回顾川中古隆起大气区战略发现历程的基础上,系统阐述川中古隆起龙王庙组特大型气田的形成条件及油气富集规律,指出大型古隆起背景、大型网状供烃系统、规模化的颗粒滩储集层以及区域性的储盖组合是特大型气田形成的重要条件;针对龙王庙组超深、高温、高压等复杂地层条件,分别在测井、地震、钻井、储集层改造等方面进行了技术攻关,并形成了相应的配套成果,应用效果良好,展示了四川盆地震旦系—寒武系巨大的油气勘探潜力。     

川西北地区泥盆系天然气沥青地球化学特征及来源示踪

四川盆地西北部地区首次在中泥盆统观雾山组白云岩储层中获得工业气流,天然气来源备受关注。应用地球化学分析技术开展了泥盆系天然气、沥青、油砂及烃源岩地球化学特征综合研究。结果表明：泥盆系天然气是以烃类气体为主的二次裂解型干气,甲烷含量>94%,含痕量乙烷、丙烷及少量的氮气、二氧化碳等非烃气体;天然气δ¹³C₁值为-32.3‰~-31.9‰,δ¹³C₂值为-28.6‰~-28.4‰,δ²H₁值为-141‰~-138‰,为以腐泥型为主的混合型气。泥盆系井下沥青正构烷烃和烷基环己烷均具双主峰特征,生物标志化合物分布正常;野外剖面的沥青、油砂遭受强烈的生物降解作用。沥青、油砂与烃源岩的饱和烃、芳烃生物标志物特征对比表明,泥盆系油气来源于下寒武统筇竹寺组和下二叠统烃源岩,以筇竹寺组为主。研究成果对川西北地区天然气的进一步勘探部署和决策具有重要的指导意义。     

川西北低成熟沥青产气特征及生烃动力学应用

选择川西北矿山梁地区低成熟沥青,采用封闭金管-高压釜体系,以20℃/h和2℃/h的升温速率进行生烃热模拟实验,分析了气体产物组分、产率和烃类气体碳同位素组成及变化特征。结果表明,沥青具有较强的产气潜力,是一种重要的生气有机母质;甲烷、乙烷和丙烷气体的碳同位素值分别为-50.85‰~-37.53‰、-37.93‰~-13.75‰和-37.10‰~-6.45‰。低演化阶段出现δ¹³C₂>δ¹³C₃,之后,不同碳数烃类气体碳同位素组成关系为δ¹³C₁ <δ¹³C₂ <δ¹³C₃。沥青热模拟甲烷最终碳同位素值为-37.53‰,轻于川中威远地区震旦系-寒武系常规天然气(-32.3‰~-34.7‰)和页岩气(-35.1‰~-37.3‰)的甲烷碳同位素值。川中威远地区常规天然气可能为具较重甲烷碳同位素的干酪根裂解气与具较轻甲烷碳同位素的原油裂解气的混合气。而页岩气中则可能富含更多的原油裂解气,干酪根裂解气相对较少。将生烃动力学结果应用到川中高科1井可见,早-中侏罗世,寒武系烃源岩进入主生油期,生成原油排出,部分进入到震旦系继续生气,侏罗纪进入主生气期及其在早白垩世后期进入生气末期,气态烃转化率达94%,比残留在寒武系中的沥青多约20%。     

曾母盆地中部地区天然气与凝析油地球化学特征及成因

在广泛收集和总结前人资料的基础上,依据曾母盆地中部地区10个天然气样品的地球化学组成及碳同位素组成特征,系统分析了天然气地球化学特征及成因;同时对与天然气相伴生的凝析油的生物标志化合物特征进行分析,探讨了其油源。研究表明,曾母盆地中部地区天然气中烃类气体以甲烷为主,干燥系数(C₁/C _1-5)值介于0.68~0.97之间,既有干气也有湿气,天然气碳同位素具有正序列排列特征,其中δ¹³C₁值介于-45.6‰~-31.5‰之间,δ¹³C₂值介于-32.7‰~-24‰之间,δ¹³C₃值介于-30.1‰~-23.4‰之间,为干酪根初次裂解的有机成因气,既有油型气,又有煤型气;而非烃类气体以CO₂和N₂为主,含量介于11.44%~80.18%之间,且CO₂碳同位素值较高,介于-10.8‰~-2.4‰之间,为无机成因;与天然气伴生的凝析油具有较高的姥植比,高含量的奥利烷和双杜松烷,与盆地内发育的煤系泥质烃源岩地球化学特征具有较好的可比性,表明凝析油油源为煤系烃源岩。     

中扬子宜昌地区下寒武统水井沱组页岩现场解吸气特征及地质意义

中扬子宜昌地区下寒武统水井沱组页岩具有良好的气体显示，是四川盆地外页岩气新的勘探区。通过对2口页岩气探井共64块水井沱组页岩的含气性现场解吸，测定了解吸气含量、气体组分、解吸气碳和氢稳定同位素组成，分析了解吸气组分变化、解吸过程中气态烃和二氧化碳同位素的变化，同时探讨了页岩气赋存状态、气体稳定同位素倒转特点及其地质意义。研究结果表明：水井沱组页岩现场解吸气含量为0.32~5.48 m³/t，连续含气量大于2 m³/t的地层厚44.05 m，含气性与TOC有很强的正相关性；解吸气甲烷含量为81.90%~95.48%，乙烷含量为0.78%~3.95%，含微量丙烷，为典型的干气；非烃气体中氮气含量稍高，平均约为6.7%，二氧化碳含量低于1%，不含H₂S；吸附气占50%~60%，游离气占40%~50%。解吸早期吸附性弱的CH₄和N₂先脱附出来，吸附性强的C₂H₆和CO₂后脱附出来，至解吸结束仍有相当量的C₂H₆和CO₂未脱附出来。解吸过程中碳、氢同位素均发生变化，δ¹³C_CH4变化范围为-39.92 ‰~-25.86 ‰，δ¹³C_C2H₆为-41.57 ‰~-39.34 ‰，δ¹³C_C3H₈为-40.89 ‰~-35.46 ‰，δ¹³C_CO2为-23.42 ‰~-19.23 ‰；δD_CH4为-136.90 ‰~-128.00 ‰，δD_C2H₆为-160.45 ‰~-155.30 ‰；由于同位素的质量分馏效应，解吸过程中残留的甲烷碳同位素增大了5.15 ‰~13.33 ‰，甲烷氢同位素增大1.64 ‰~8.90 ‰，乙烷碳、氢同位素和二氧化碳的碳同位素基本不变。气体碳同位素分馏还受页岩物性的影响，大的孔隙体积引起更显著的甲烷碳同位素分馏效果，同时还引起乙烷体积含量的差异。利用解吸半量体积所取气样的同位素值代表全部气体的平均值，δ¹³C_CH4平均值为-33.19 ‰，δ¹³C_C2H₆平均值为-40.04 ‰，δ¹³C_C3H₈平均值为-39.07 ‰，页岩气表现出δ¹³C_CH4 > δ¹³C_C2H₆且δ¹³C_C3H₈ > δ¹³C_C2H₆、δD_CH4 > δD_C2H₆的同位素"倒序"特征。与威远地区下寒武统筇竹寺组类似，宜昌地区水井沱组页岩气同样处于气态烃同位素反转阶段的早期，具有多源复合热成因气的特点。     

济阳坳陷深层裂解气成因鉴别及其成藏差异性

济阳坳陷深层裂解气藏成因较为复杂,影响了深层天然气的认识和勘探。利用天然气组分和碳同位素等鉴别了原油裂解气和干酪根裂解气,进一步分析了2类成因的成藏差异性。原油裂解气表现为Ln(C₂/C₃)值随Ln(C₁/C₂)值增大而增大;干酪根裂解气随Ln(C₁/C₂)值的增大,Ln(C₂/C₃)值基本不变。在有机质类型和热演化程度大致相当的情况下,原油裂解气δ¹³C₁值、δ¹³C₂值、δ¹³C₃值与相应的干酪根裂解气的最大差值分别为-12.4‰、-8.8‰和7.5‰;随着δ¹³C₁值或(δ¹³C₁-δ¹³C₂)值的增大,干酪根裂解气(δ¹³C₂-δ¹³C₃)值快速减小,而裂解气(δ¹³C₂-δ¹³C₃)值变化微弱。干酪根裂解气藏表现为早期油气扩散、断裂活动停止和后期天然气充注,原油裂解气藏体现为早期油气充注、岩性侧向封堵和后期古油藏裂解的成藏规律。2种裂解气成因开启了深层天然气勘探的新思路,并指出了其勘探方向,对深层勘探具有重要的指导意义。     

四川盆地东北地区下寒武统海相页岩气成因: 来自气体组分和碳同位素组成的启示

通过对四川盆地东北地区下寒武统海相页岩的现场解吸,获取气样并进行了组分和稳定碳同位素分析。结果表明,页岩气的甲烷含量介于96.39 % ~98.83 % ,其他组分含量较少;各组分相对含量随着解吸时间和累积解吸气量呈现规律性变化,该变化规律可能为泥页岩对不同气体吸附能力的差异所致。页岩气甲烷稳定碳同位素组成(δ¹³C₁)在-32.20 ‰ ~-29.50 ‰ 之间,乙烷稳定碳同位素组成(δ¹³C₂)介于-37.70 ‰ ~-36.60 ‰ ,所有气样均有δ¹³C₁>δ¹³C₂的"逆序"特点,这可能是在高成熟阶段,液态烃裂解气与早期生成的干酪根裂解气混合作用所致。随解吸时间增加,δ¹³C₁约有2.3 ‰ 的分馏,这可能与气体在解吸过程中的扩散作用有关。     

准噶尔盆地东部侏罗系烃源岩和天然气地球化学特征及低熟气勘探前景

对准噶尔盆地东部侏罗系烃源岩有机地球化学特征进行了研究,结果显示准噶尔盆地东部侏罗系烃源岩有机碳含量分布范围广泛,TOC为0.13%~81.06%,烃源岩评价为差—中等生油潜力,但生气潜力较大;镜质体反射率Ro分布和与热演化程度相关的生物标志化合物参数(OEP值、CPI值、甾烷和藿烷异构化参数、甲基菲指数等)表明大多数烃源岩处于未成熟—低成熟热演化阶段;有机质类型以III型为主,部分八道湾组和西山窑组烃源岩为II2型。此外,对准噶尔盆地东部侏罗系天然气组分和碳同位素组成分析结果表明,侏罗系天然气以烃类气体为主,甲烷含量为65%~98%,C1/C1-5为0.62~0.98,以湿气为主,碳同位素组成分布范围较广,其中甲烷同位素组成δ13 C1值为-50.7‰~-28.2‰,乙烷δ13 C2为-32.5‰~-23.7‰,丙烷δ13 C3值为-30.6‰~-21.6‰,以煤型气为主,仅三台—北三台地区天然气显示为油型气-煤型气混合的特征。在对准噶尔盆地东部地区侏罗系煤系烃源岩和天然气样品分析的基础上,通过与吐哈盆地典型低熟气区烃源岩和天然气地球化学特征对比认为准噶尔盆地东部阜东和三台—北三台地区已形成一定规模的低熟气聚集,具有巨大的勘探潜力,是准噶尔盆地低熟气有望取得突破的重点地区。     

塔中Ⅰ号坡折带顺西区块顺7井油气地球化学特征及来源

在塔中Ⅰ号坡折带顺西区块顺7井的中、下奥陶统鹰山组获得了凝析油与天然气。凝析油具有饱和烃含量高、芳烃含量低、非烃沥青质含量低的特点,饱芳比和非沥比分别为13.51和18.50。凝析油Pr/Ph比为1.16,庚烷值和异庚烷值分别为33%和3.8,为高成熟凝析油。在生物标志物组成上,由于成熟度较高,藿烷系列基本消失,三环萜烷以C₁₉三环萜烷为主峰。凝析油具有较重的碳同位素,全油碳同位素值为-29.6‰,与公认的寒武系生源的塔东2井原油具有相近的碳同位素值,因而凝析油可能来源于寒武系烃源岩。顺7井天然气为湿气,天然气甲烷碳同位素值仅为-51.7‰,与TZ45井奥陶系天然气甲烷碳同位素值相近;天然气组分同位素值分布呈现正碳同位素序列。该天然气的来源可能为上奥陶统烃源岩。     

川东北元坝—通南巴地区二叠系—三叠系天然气地球化学特征及成因

依据天然气组分、碳同位素和稀有气体等资料对川东北元坝—通南巴地区二叠系—三叠系天然气地球化学特征及成因进行了系统研究。结果表明,(H_2S+CO_2)与(H_2S+CO_2+∑C_n)比值可以作为表征热化学硫酸盐还原作用(TSR)程度的参数。元坝地区长兴组至须家河组二段、通南巴地区飞仙关组至须家河组四段天然气δ~(13)C_2变化幅度大于δ~(13)C_1,且δ~(13)C_2值介于-24.4%。~-36.7‰,表明存在油型气和煤型气混合,理论上各层系天然气碳同位素均应呈倒序分布,但元坝地区长兴组、飞仙关组和通南巴地区嘉陵江组天然气受TSR影响,仍表现为δ~(13)C_1δ~(13)C_2或δ~(13)C_1δ~(13)C_2δ~(13)C_3的正序分布。元坝地区须家河组三段、四段天然气δ~(13)C_2值大多重于-28%。,以煤型气为主,表现为δ~(13)C_1δ~(13)C_2δ~(13)C_3的正序分布。天然气稀有气体氦同位素R/R_a值分布于0.00881~0.02510,表现出典型的壳源特征,源于TSR的酸性气体和源于烃源岩热演化的有机酸对碳酸盐岩的溶蚀是该地区二氧化碳形成以及δ~(13)C_(CO_2)变重的主要原因。气-气及气-源综合对比表明,元坝—通南巴地区天然气成因类型可以划分为龙潭型(A1型)、混合型(A2型)和须家河型(B型),龙潭型和混合型主要来源于上二叠统龙潭组烃源岩,其中混合型混有少量须家河组来源气,须家河型主要来源于其自身层系的烃源岩。