松辽盆地长岭断陷无机成因CO_2气成藏条件分析

随着深层天然气勘探的进展,在松辽盆地长岭断陷的多个气田中发现了含量不等的CO2气体。通过天然气的CO2碳同位素值和3He/4He值,分析了长岭断陷CO2气体的成因类型,认为长深2、长深4、长深6井区以及松南气田的CO2气体为幔源无机成因为主,而东岭气田的CO2气体为有机成因,这主要受控于断陷内的深大断裂的分布。盆地内地幔隆起导致地壳减薄而发育的低速高导岩浆房、长岭断陷深层"网状结构"的构造拆离带和基底深大断裂则是长岭断陷无机成因CO2气藏形成的有利条件。     

松辽盆地南部无机成因CO2成藏机制研究

CO2碳同位素等地球化学特征显示,松辽盆地南部多处发现的高含量CO2气藏属于无机成因天然气。通过对盆地深部壳慢结构、深部热异常分布及长岭断陷火山活动等的综合研究,认为：松辽盆地深部热流异常的分布区是幔源气体的源头,而中上地壳的低速高导体是把地幔流体中CO2通过壳内火山岩浆活动输送到盆地地层的中转站;长岭断陷在断陷期形成的大规模火山,为盆地晚期幔源气提供了储存空间;无机气具有晚期成藏特征,长岭地区与乾安-前神字井控陷断裂上盘的大型火山岩体是无机成因CO2聚集的主要区域。     

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。     

松辽盆地昌德东CO2气藏形成机制及成藏模式

通过对松辽盆地北部昌德东地区CO2气藏中天然气组分、天然气成因、气藏特征、断裂及火山岩相等研究,探讨昌德东地区CO2气藏的形成机制及成藏模式.研究表明,昌德东地区CO2为幔源成因,烃类气为油型气与无机烃类气混合成因;芳深9井-芳深701井区为CO2气藏,芳深6井-芳深7井区属高含CO2气藏,二者是两个互不连通的气藏系统.松辽盆地深层CO2气藏的形成机制可概括为:深部热流底辟体的顶部是CO2的储集库.基底大断裂向下收敛于拆离带并沟通CO2气源,CO2通过基底大断裂和古火山通道向上输导并在适当圈闭中聚集成藏.运聚通道组合类型的差异以及运移过程中天然气的重力分异作用是导致芳深9井-芳深701井区和芳深6井-芳深7井区气藏中CO2含量差异的根本原因.图5表3参32     

松辽盆地无机成因气藏形成分布特征及勘探方向

松辽盆地特有的深部物质组成及其弧后走滑拉张盆地的区域构造背景,使之发育大量无机成因气藏。无机成因气藏主要发育在NNE、NWW向两组深大断裂周缘,火山活动较强烈,有较充裕无机成因气供给的区域。无机成因烃类气藏主要分布在地壳深部氧逸度低,氢元素丰富的有利区带。无机与有机成因天然气均有相似的流体运移通道,有相似的富集带——NNE向坡折带、坡垒带与洼陷间隆起带及NEE—EW向鼻状隆起带相交接部位。在富含无机成因气的深部热液作用下,形成溶蚀孔隙极为发育的各类储层。同时,CO₂气体对烃源岩中烃类的强烈溶洗及萃取,形成油气混合流体,为油气运移提供了动力,提高了油气运聚效率。由此,常形成有机与无机成藏共生组合。下一步既要继续开展有机与无机成藏共生组合均发育深断陷的勘探,又要积极探索断陷基底的中古生界碳酸盐岩和火山活动较强浅断陷中的无机成因天然气。      

松辽盆地无机成因烃类气藏的幔源贡献

幔源氦对氦含量的贡献值不能完全代表其它组分的幔源贡献。依据松辽盆地的地质条件和勘探成果并通过筛选该盆地实际气藏组分的混合模拟结果，得到了松辽盆地昌德、肇州西和升深2井等3个气藏无机成因的贡献大于80％的结论，说明松辽盆地无机成因的气源是非常巨大的，同时指出，松辽盆地有机成因与无机成因甲烷同位素的判别界限定为－30‰比较合适，天然气样品中单独的^3He/^4He指标得到的幔源拟的贡献值不能化表气藏中无机成因烃类气体的幔源贡献。     

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.     

松辽盆地南部无机成因CO2成藏机制研究

CO ₂碳同位素等地球化学特征显示,松辽盆地南部多处发现的高含量CO ₂气藏属于无机成因天然气。通过对盆地深部壳幔结构、深部热异常分布及长岭断陷火山活动等的综合研究,认为：松辽盆地深部热流异常的分布区是幔源气体的源头,而中上地壳的低速高导体是把地幔流体中CO ₂通过壳内火山岩浆活动输送到盆地地层的中转站;长岭断陷在断陷期形成的大规模火山,为盆地晚期幔源气提供了储存空间;无机气具有晚期成藏特征,长岭地区与乾安—前神字井控陷断裂上盘的大型火山岩体是无机成因CO₂聚集的主要区域。     

松辽盆地长岭凹陷深层气田成藏差异性及其成因

近年来松辽盆地南部长岭凹陷断陷层的勘探取得了较大进展,发现了腰英台深层气田、东岭油气田和达尔罕、达北、东英台、前神字井等含气构造。不同地区天然气组分含量存在明显差异,烃类及非烃类气体组分含量与距深大断裂的距离密切相关。通过天然气碳同位素研究发现,形成气藏的气源包括断陷层有机烃类气体和幔源无机二氧化碳或氮气,并且有机成因气的成熟度在不同地区的差异较大。在分析了不同油气田(含气构造)气体组分和碳同位素组成等差异性的基础上,从成藏期和输导体系2个方面探讨了造成气藏差异性的主要原因,指出不同地区烃源岩演化的阶段性决定了不同气藏中天然气成熟度的差异,输导体系的不同决定了不同油气田(含气构造)气体组分的差异。     

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松辽盆地自1994年发现肇州西和昌德两个无机烷烃气藏以来,近几年生产实践中发现了一批无机成因烷烃气和幔源CO2气井,对老井资料复查地发现一些井中有无机成因烷烃气的存在,使松辽盆地无机成因烷烃气的分布有所扩大。在松辽分轩的气藏中无机成因烷烃气、幔源CO2气与生物成因的烷烃气、CO2气的组合模型有以下几种：纯无机成因烷烃气藏,纯幔源CO2气藏、无机成因烷烃气与幔源CO2气的混合气藏、无机成因烷烃气与有机成因CO2气的混合气藏、下部为无机成因烷烃气上部为有机成因烷烃气的叠合气藏等五种。证明松辽盆地存在着无机成因与有机成因烷烃气与CO2气,并且具有商业价值。     

松辽盆地无机成因气及气源模式

松辽盆地发现了万金塔、乾安、孤店和昌德东4个二氧化碳气藏,并在徐家围子地区发现了无机烃气的踪迹,同时在盆地北部发现多处氦气异常,主要为幔源成因,证实了幔源气体在该区存在的普遍性.对气藏成藏条件和深部壳幔结构的研究表明,松辽盆地存在多种类型无机"气源",由于赋存的地质条件和演化过程不同,不同气源脱气的方式、脱出气体的类型、脱气量也大不相同,共有4种主要的模式:地幔物质沿超岩石圈断裂直接脱气模式;热流底辟体脱气模式;火山—岩浆成因模式;碳酸盐岩热变质成因模式.松辽盆地热流底辟体、壳内岩浆房和火山岩在空间上叠置,且已发现的无机二氧化碳气富集区与这三者密切相关,表明热流底辟体脱气模式和火山—岩浆成因模式是无机成因气主要的"气源"模式.     

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松辽盆地存在着中浅层和深层两套气源岩,在不同部位形成不同演化阶段的天然气。现已发现近距离运移的高成熟气、低成熟气、生物降解气、深层气、深源混合气、浅层次生气等六种成因类型的天然气。文中论述了各类天然气的组分特点和气藏形成的地质条件,指出了寻找气藏的有利地区和层位。     

双城-太平川地区稀有气体同位素特征

通过对松辽盆地东部天然气中稀有气体及二氧化碳同位素组成的测试，探讨了天然气组分中氦和二氧化碳的成因及其地质意义，并对该区天然气气源岩年龄进行了估算。研究表明，该区天然气中壳源氦占绝对优势，大部分天然气中氦的含量达到了工业开采价值，可以形成氦的气藏。天然气气源岩年龄分别为早白垩世和早-中侏罗世，大部分天然气中的二氧化碳为有机成因。另外，该区的大地热流值相对偏低，说明在松辽盆地下部上地幔整体隆起幅度较高，中、新生代构造活动强，岩浆活动强烈的情况下，该区的构造活动相对较弱，岩浆活动不强烈。     

断裂对松辽盆地庆深大气田的控制作用

庆深气田是我国东部陆上目前发现最大的天然气田,赋存于松辽盆地早白垩世断陷盆地之中,在气藏形成过程中,断裂起到了非常重要的作用。搞清断裂与气田的关系,对于在东部老油田之下的深层,开辟勘探新领域和天然气勘探的新局面有着十分重要的指导意义。通过深入分析断裂与徐家围子断陷、烃源岩、火山岩储层、圈闭、成藏的关系,初步得出了庆深大气田的形成与分布受断裂控制的结论:1.深大断裂控制着盆地边界和深层构造格局,盆地中发育的一系列深大断裂,将盆地分割成东西分带、南北分块的构造格局;2.控陷断裂控制着烃源岩沉积及平面展布,烃源岩主要发育在控陷断裂一侧;3.断裂控制着火山岩的分布范围并且改善其储层物性;4.断裂控制着圈闭类型及其展布方向,深层构造圈闭多沿断裂带呈串珠状分布;5.断裂控制着天然气的成藏。     

松辽盆地无机成因气富集规律研究

文章通过松辽盆地无机成因气类型、分布规律及成藏特征研究，认为松辽盆地无机成因气的富集主要受两方面因素控制：即热流底辟体、壳内岩浆房、火山岩和区域深大断裂制约着无机气分布区；无机成因气主要分布在莫霍面埋藏较浅部位，并与深大断裂、壳内岩浆房、火山岩和热异常相伴产出。松辽盆地共有4期无机气释放时期：即断陷期、坳陷期、构造反转期及新生代释放期，后3期为主要成藏时期，具有晚期成藏的特征；火山岩圈闭和气源断层控制的位于区域性盖层之下的圈闭为无机气聚集的有利目标区。     

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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。     

南海北部边缘盆地CO2成因及充注驱油的石油地质意义

在获取大量地质、地球化学资料的基础上,对南海北部边缘盆地CO₂的成因及充注驱油特征进行了分析,结果表明:南海北部边缘盆地CO₂可划分为壳源型岩石化学成因、壳源型有机成因、壳幔混合型及火山幔源型成因4种成因类型;其中,莺歌海盆地壳源型及壳幔混合型CO₂运聚成藏主要受控于泥底辟热流体晚期分层分块多期局部上侵活动与上新统—中新统海相含钙砂泥岩的物理化学综合作用;琼东南盆地东部及珠江口盆地火山幔源型CO₂成藏主要受控于幔源型火山活动及沟通深部气源的基底深大断裂的展布;CO₂运聚成藏中,其充注驱油过程主要受运聚输导条件及气源供给等诸多地质关键因素的制约和控制.由于CO₂充注驱替往往导致油气藏中油气再分配或重新组合,并引起原来的油气产出及产状特征发生变化,故容易形成新的油藏或气藏.因此,可以将CO₂充注驱油特征作为判识油气成藏动态过程的示踪标志,用于预测油气运聚状态,追踪油气分布特征.     

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。     

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松辽盆地万金塔气藏以产二氧化碳气为主,次为甲烷。其δ～(13)C_((CO)_2)为-4.04‰～-8.83‰,δ～(13)C_1为-42.07‰～-45.70‰,～3He/～4He为6.8×10～(-6)。以此地化特征与松辽盆地其它地区的煤成气、油型气及国内外典型的无机成因气进行对比,并结合地质资料,确认万金塔气藏中的二氧化碳气主要是通过大断裂来自于地幔岩浆,属无机成因;甲烷及其同系物是有机成因的。