徐家围子断陷烷烃气碳同位素反序机制

松辽盆地徐家围子断陷深层天然气甲烷碳同位素重,且烷烃碳同位素序列大部分为倒转和反序。关于这些碳同位素反序的天然气是有机成因还是无机成因,一直存在争议。为此,进行了一系列烃类生成和合成实验。利用徐家围子断陷幔源二氧化碳进行了费-托合成实验,其烃产物大部分未发生碳同位素反序。选取松辽盆地深层沙河子组低成熟烃源岩,开展了生气模拟实验,并在对模拟产物进行化学组成和碳同位素测定的基础上,根据模拟实验温度条件与地质条件的差异,客观地选定了化学组成和碳同位素特征均与徐家围子断陷深层天然气一致的端元气,进行泥岩和煤生成的烃气产物在理论上的混合。混合结果表明,两种有机成因的端元气,在一定的混合比例区间内,会发生碳同位素倒转和反序。因此,无机合成的烃气碳同位素并不一定反序,而有机成因天然气混合也可能出现碳同位素反序现象。对生气模拟实验结果、现代火山泉水逸出气以及研究区源岩生烃条件综合分析表明,徐家围子断陷深层天然气以有机成因气为主。     

徐家围子断陷无机成因气证据及其份额估算

松辽盆地徐家围子断陷发育各种成因天然气,其无机成因烷烃气具有典型的负碳同位素系列(δ13C1δ132δ13C3δ13C4),并且甲烷碳同位素组成大于-30‰,R/Ra大干0.5.根据二源混合(无机成因气与热成因气的混合)模拟计算结果,无机成因气端元组分与煤成气或油型气混合后,大部分混合气都需要无机成因气所占比例高于80%才能发生负碳同位素系列,混合气的甲烷碳同位素组成远远偏重于徐家围子断陷无机成因甲烷的碳同位素组成主峰值.因此,认为徐家围子断陷无机成因烷烃气不可能完全是二源混合的结果.另外,煤成气与油型气之间的混合模拟说明有机成因气之间的混合无法产生负碳同位素系列,进一步佐证了徐家围子断陷深层天然气负碳同位素系列的无机成因.     

中国东部天然气分布特征

中国东部天然气成因类型多,主要为有机成因的烷烃气、无机成因的烷烃气和无机成因的CO23种类型.目前发现的有机成因烷烃气大气田主要分布在大陆架上的莺琼盆地(崖13-1气田、乐东22-1气田和东方1-1气田)、珠江口盆地(番禺30-1气田)、东海盆地(春晓气田)和台西盆地(铁砧山气田),天然气乙烷碳同位素较重,δ13C2值大于-28‰,成因类型为煤成气;无机成因的烷烃大气田分布在松辽盆地的深层(如兴城气田等),天然气具有甲烷碳同位素较重(δ13C1值大于-30‰)、负碳同位素系列和R/Ra＞0.5等特征;CO2气田(藏)分布较广,从北部的松辽盆地至南部的莺琼盆地均有分布,共发现有35个CO2气田(藏),这些气田(藏)具有CO2含量均大于60%,δ13Cco2值大于-8‰的分布特征.     

松辽盆地深层天然气碳同位素倒转数值模拟

松辽盆地深层天然气资源丰富,在烃类气体成因认识上存在以有机成因为主与以无机成因为主的巨大争议,持无机成因观点者的一个主要论点就是松辽盆地深层天然气的碳同位素发生了倒转。选取松辽盆地深层不同类型有机成因烃类气体和典型的无机成因烃类气体,进行不同成因气体不同比例混合的碳同位素数值模拟,结果发现：不同类型的有机成因烃类气体混合不会产生甲烷及其同系物碳同位素完全倒转,而在不同类型的有机烃类气体中加入一定量的无机成因烃类气体,混合气体中甲烷及其同系物碳同位素都会发生完全倒转。气体混合碳同位素数值模拟结果表明：①松辽盆地深层天然气碳同位素倒转是因为无机气混入的结果;②仅凭天然气负碳系列同位素不能完全断定某种气体为无机成因。     

徐家围子断陷深层天然气地球化学特征及成因

以试气井段为单位对徐家围子断陷深层天然气进行分析,探索各气藏天然气组成及碳同位素的分布规律。研究表明:乙烷碳同位素在平面上存在明显差异,断陷边部乙烷碳同位素较重,具有煤型气特征,断陷中部乙烷碳同位素较轻,达到油型气标准;天然气C_5以上的重烃碳同位素异常轻,可能来源于原油裂解;碳同位素反序的天然气不一定是无机成因,复杂的碳同位素序列可能是油型气和煤型气混合造成;无机成因烃气数量甚微,不可能单独成藏。     

松辽盆地天然气成因探讨(为庆祝《新疆石油地质》创刊30周年而作)

松辽盆地徐家围子断陷的天然气成因备受争议,焦点是有机成因气还是无机成因气.费托合成烃的反应可以发生如光合作用那样的碳同位素分馏作用,但未必显示碳同位素的反序分布.热液条件下费托反应在自然界更普遍,但其碳氢同位素的动力学分馏特征尚不十分清楚,碳同位素组成用于油气物源示踪识别仍有很大的不确定性.松辽盆地深部地壳特征表明,中地壳有一低速高导层,地幔流体CO2、H2可在此进行费托合成烃的反应,这种超临界的流体的反应可形成烃和烃类化合物.根据这一思路,松辽盆地深部(不仅仅是火山岩,还有花岗岩等基底岩石)有更多的天然气尚待勘探与发现,也可在其他盆地寻找大油气田.     

长岭断陷无机成因天然气的判别与分布特征

通过对松辽盆地长岭断陷烷烃气和CO2碳同位素资料的分析,认为该地区存在无机成因天然气。烃类气体中具有重碳同位素异常(δ13 C1>-30‰)和负碳同位素系序(δ13 C1>δ13 C2>δ13 C3>δ13 C4)的同位素分布特征,CO2碳同位素分布在-4.63‰～-16.7‰,部分天然气表现出无机成因烃类气体的特点。3 He/4 He值为0.88Ra,指示有幔源氦的存在,说明该区天然气可能是壳幔混源。长岭断陷天然气藏中不仅无机成因烷烃气由北向南逐渐减少,且幔源CO2也表现出从西北向东南含量明显减少,与区域构造、断裂走向和火山岩密切相关等与无机成因烷烃气相似的分布特征。     

天然气中烷烃气碳同位素研究的意义

天然气中烷烃气的碳同位素值蕴含丰富的科学信息,为研究其重要理论及实践意义,分析、总结了国内外学者对烷烃气中单组分（甲烷、乙烷）碳同位素值的研究成果。结果认为：依据δ¹³C₁-R_o回归方程能对勘探目的层天然气的类型或成熟度作出推断;煤成气的δ¹³C₂基本上重于-28.0‰,油型气的δ¹³C₂基本上轻于-28.5‰,而介于-28.0‰~-28.5‰之间是上述两类气的共存区,且以煤成气为主。此外,还重点讨论了烷烃气碳同位素系列所反映的油气地质和地球化学信息,认为具有正碳同位素系列的烷烃气属于有机成因气,负碳同位素系列的烷烃气基本上属于无机成因气;但在沉积盆地中个别出现的负碳同位素系列是由于正碳同位素系列次生改造（扩散分馏、相态转换分馏）所致,其烷烃气不是无机成因的。     

松辽盆地北部深层天然气的化学组成特征

本文通过对松辽盆地北部深层天然气中的烃类气体的组成和碳同位素分析,探讨了松辽盆地北部不同地区深层天然气碳同位素变化范围,同时对盆地北部深层气的化学组成特征及气源进行了分析。     

阜新盆地无机成因气探讨

评价盆地天然气资源的首要问题是确定天然气的来源。指出,阜新盆地是断陷型裂谷盆地,其中具有沟通地幔和岩石圈的深大断裂,地幔物质沿该深大断裂将大量无机成因天然气带入地球浅部聚集;聚集的天然气具有甲烷含量高、甲烷碳同位素和二氧化碳碳同位素值高3、H e/4H e值较高等特点。认为盆地存在有源于地幔的无机成因气,这种无机气与浅部地层的有机成因气混合后可以形成气藏。     

松辽盆地北部天然气组分碳同位素组成特征和成因类型及其气源探讨

通过松辽盆地北部大量天然气组分碳同位素组成分析,研究了盆地北部不同地区、不同油层和不同成因天然气的碳同位素组成变化范围及特征,并对盆地北部天然气的成因类型和气源以及分布进行了探讨。     

松辽盆地北部天然气组分碳同位素组成特征和成因类型及其气源探讨

通过松辽盆地北部大量天然气组分碳同位素组成分析,研究了盆地北部不同地区、不同油层和不同成因天然气的碳同位素组成变化范围及特征,并对盆地北部天然气的成因类型和气源以及分布进行了探讨。     

松辽盆地深层天然气成因分析及气源对比——以长岭断陷长深1区块营城组气藏为例

松辽盆地深层天然气勘探前景广阔且已获重大突破,但目前有关其天然气成因的认识尚存在较大分歧。为此,以松南盆地长深1区块下白垩统营城组气藏为例,在综合分析天然气化学组分和天然气的稳定碳、氢、氦同位素的基础上,对天然气地球化学特征进行分析,并进一步开展了气源对比研究。从化学组成上来看,营城组天然气属于低N2、高CO2含量的干气。从成因类型上来看,烃类气体主要为高成熟的腐殖型气,甲烷碳同位素值偏重的主要原因是受到气体扩散作用的影响,同时也略受无机成因烃类气混入的影响;高含量的CO2则为岩浆-幔源成因气。最后,依据δ13C1-Ro相关关系、C7系列化合物分布特征及实际地质分析,判定下白垩统沙河子组烃源岩是营城组天然气的主要气源岩。     

松辽盆地深层煤型气与气源岩地球化学特征

对松辽盆地深层天然气组分和碳同位素组成等地球化学特征进行了系统的分析,认为深层天然气具有多种来源,煤型气在盆地中广泛存在,多个气田具有煤型气的特征或有煤型气的混入,如盆地北部升平气田、盆地南部小合隆及小城子气田等.这些气田天然气的乙烷碳同位素组成均大于-28‰,甲基环己烷碳同位素组成大于-22‰.深层主要烃源岩层系有机质类型主要为Ⅲ型,只有极少部分为Ⅱ型.主力烃源岩层沙河子组有机碳含量平均为1.99%,有机质丰度较高,是良好的气源岩.对钻遇沙河子组煤的井进行的单井沉积相系统研究表明,松辽盆地深层煤主要形成环境为三角洲平原的泥炭沼泽、扇三角洲扇间洼地、滨浅湖、湖泊间湾、湖泊后期淤浅及泛滥盆地环境,构造部位主要分布于断陷边部尤其是箕状断陷的斜坡部位,在湖泊中心区也偶见分布.     

塔里木盆地和准噶尔盆地烷烃气碳同位素类型及其意义

将烷烃气碳同位素划分为正碳同位素系列(是有机成因烷烃气的表征)、负碳同位素系列(是无机成因烷烃气的表征)和烷烃气碳同位素倒转(是次生改造气的特征)等3种类型.塔里木盆地和准噶尔盆地发育着大量正碳同位素系列的原生型煤成气和油型气,也有大量碳同位素倒转的次生型的有机成因烷烃气,但无原生型负碳同位素系列无机成因烷烃气,仅有个别次生改造型负碳同位素系列,它们是由有机成因烷烃气改造来的.认为烷烃气碳同位素倒转的成因有4种:①同源不同期气或同型不同源气的混合;②煤成气和油型气的混合;③烷烃气中某一或某些组分被细菌氧化;④有机烷烃气和无机烷烃气的混合.     

徐家围子断陷深层天然气的成因类型研究

松辽盆地深层砾岩和火山岩储层中的天然气地球化学分析表明，气组分以烃类为主，甲烷含量一般大于84.9%,最高达98.63%，表现为高-过成熟干气特征；天然气烷烃碳同位素值变化大，其中甲烷δ¹³C₁为-15.49‰～-54.57‰，一般为-25‰～-28‰，乙烷δ¹³C₂分布在-10.88‰～-4.17‰，一般为-24‰～-27‰，反映深层天然气成因类型复杂、但以煤型气为主的特征。天然气组分碳同位素系列除少部分为正常系列外，大部分具有反转或倒转特征，可能是多套源岩在不同成熟阶段生成的天然气的混合结果。根据天然气重烃分析和源岩吸附气重烃分析，讨论了松辽盆地深层几套烃源岩对天然气成藏的贡献比例。     

鄂尔多斯盆地富县古生界天然气成因及气源综合识别

近年来,鄂尔多斯盆地南部（简称鄂南）古生界天然气勘探取得重要进展,展示了良好的勘探前景,但鄂南古生界天然气成因及气源研究相对薄弱,直接制约了下一步的勘探部署。为此通过系统开展富县古生界天然气组分、烷烃气碳氢同位素、稀有气体组分和同位素等地球化学分析,查明了鄂南富县古生界天然气中甲烷占绝对优势,含有一定量的重烃,非烃气CO₂、N₂含量相对较高,显示其为过成熟阶段生成的干气。鄂南富县古生界天然气以典型油型气为主,煤型气为辅,甲烷和乙烷的碳同位素组成存在倒转现象可能为油型气与煤型气的混合造成,上古生界天然气烷烃气碳同位素组成普遍比下古生界天然气偏重,可能混有相对较多的煤型气。综合运用烃源岩干酪根碳同位素—岩石脱附气碳同位素—天然气乙烷碳同位素、天然气甲烷氢同位素、稀有气体Ar同位素定年等综合地球化学手段,推断出鄂南富县古生界天然气可能主要来源于下古生界马家沟组烃源岩。     

��������޻�������Ȼ������̽����̽��

地球化学特征显示,松辽盆地在多处发现的高含量CO2气藏属于无机成因天然气,徐家围子地区发现的具重碳同位素和负碳同位素系列的烃类气体说明盆地不内不仅存在无机成因的CO2气藏,而且也极有可能形成无机成因的烃类气藏。盆地深部地质研究表明,地幔上隆、地壳减薄、地壳中发育的“网状”结构以及部分深大断裂的发育,使松辽盆地具备了形成无机成因气的条件,也说明盆地内现在发现的无机成因天然气可能来源于地球深部。 地球内部不同圈层内发育的流体是无机成因天然气 形成的基础。松辽盆地古中央隆起带两侧、西部凹陷区是无机成因天然气发育的有利地区;沿嫩江大断裂带和幔源岩浆底劈带是寻找无机烃类气体的有利地区。     

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。     

松辽盆地杏山凹陷深层天然气地球化学特征及富集规律

为明确松辽盆地杏山凹陷深层天然气成因和富集规律,综合利用76 口井天然气组分和碳同位素对深层天然气地球化学特征进行了系统分析.结果表明:火石岭组具有埋深大、甲烷含量低、重烃含量高、碳同位素组成最轻的特征;登娄库组埋藏浅、甲烷含量高、重烃含量低、碳同位素组成最重;营城组介于二者之间.各层位天然气成因类型不完全一致,火石岭...