中国煤层气成藏的两大关键地质因素

煤层气是一种非常规天然气，与常规天然气的主要差异在于地下的赋存形式和成藏机理不同。煤层气藏的形成除了与气源和储集等自身条件有关外，更重要的是与后期保存条件密切相关，而构造演化和水动力条件是煤层气保存的两大关键地质因素。指出：现今埋深相同的煤层，因为其经历的回返抬升时间的早晚、长短及抬升的程度不同，现今煤层气的富集程度也不同，抬升后期一直处于隆起剥蚀的地区，煤层气将不断散失，而发生沉降的地区则有利于煤层气的保存，但易造成煤层气饱和度的降低；煤系中流动的地下水对煤层气的含量和地球化学特征影响很大，在平面上和剖面上，水动力条件强的地区，煤层气的含量小、甲烷碳同位素轻。     

煤层气藏边界类型、成藏主控因素及富集区预测

如何定义煤层气藏、如何界定气藏边界是认识煤层气藏的关键,要评价煤层气富集区首先要找出控制其成藏的主要因素。为此,结合我国含煤盆地的典型煤层气藏特征,围绕煤层气藏边界类型、成藏主控因素进行了探讨,并预测了沁水、鄂尔多斯、准噶尔盆地的煤层气富集区。结论认为：①煤层气藏的边界是煤层气藏划分的前提,煤层气藏主要有5种地质边界类型：水动力边界、风氧化带边界、物性边界、断层边界和岩性边界;②煤层气藏的形成经历了煤层气的生成和吸附、煤层的吸附能力增加和煤层气的解吸-扩散和保存阶段;③保存阶段是成藏的关键,区域构造演化、水动力条件和封闭条件是主要的成藏控制因素。进而在沁水盆地、鄂尔多斯盆地和准噶尔盆地优选出9个煤层气有利富集区：晋城、阳城、安泽、阳泉、大宁-吉县、韩城、吴堡、准南、阜康。     

塔里木盆地满加尔凹陷下古生界烃源岩的再认识

综合考虑下古生界烃源岩的纵向分布特征,认为塔里木盆地满加尔凹陷下古生界烃源岩主要发育中、下寒武统,中、下奥陶统和上奥陶统3套烃源岩.中、下奥陶统黑土凹组烃源岩与中、下寒武统烃源岩的沉积相特征和发育特征相似,有机质丰度高、类型好;上奥陶统烃源岩分布局限、类型差.3套烃源岩具有不同的热演化特征.以满加尔凹陷中西部地区为例,中、下寒武统烃源岩在加里东晚期-海西早期进入生油高峰阶段,中、下奥陶统烃源岩在海西晚期进入生油高峰阶段,上奥陶统烃源岩则在燕山晚期-喜马拉雅期进入生油高峰阶段.满加尔凹陷古生界烃源岩的三分法能更准确地反映下古生界烃源岩的实际分布情况,同时构筑了解决油气来源、油气成藏观点冲突的框架,能更准确认识不同地区海相原油的混源特征.     

四川盆地超深层天然气地球化学特征

对四川盆地38口井超深层(埋深大于6 000 m)天然气组分及其地球化学特征进行分析,以判明超深层天然气成因。四川盆地超深层天然气组分具如下特征:甲烷占绝对优势,含量最高达99.56%,平均86.67%;乙烷含量低,平均为0.13%;几乎没有丙、丁烷,为干气,属过成熟度气。硫化氢含量最高为25.21%,平均为5.45%;烷烃气碳同位素组成为:δ~(13)C_1值从-33.6‰变化至-26.7‰,δ~(13)C_2值从-32.9‰变化至-22.1‰,绝大部分没有倒转而主要为正碳同位素组成系列。烷烃气氢同位素组成为:δD_1值从-156‰变化至-113‰,少量井δD_2值从-103‰变化至-89‰。二氧化碳碳同位素组成为:δ~(13)C_(CO_2)值从-17.2‰变化至1.9‰,绝大部分在0±3‰范围。根据δ~(13)C_1-δ~(13)C_2-δ~(13)C_3鉴别图版,盆地超深层烷烃气除个别井外绝大部分为煤成气。根据二氧化碳成因鉴别图和δ~(13)C_(CO_2)值,判定除个别井外,超深层二氧化碳绝大部分为碳酸盐岩变质成因。龙岗气田和元坝气田超深层硫化氢为非生物还原型(热化学硫酸盐还原成因),双探号井的超深层硫化氢可能为裂解型(硫酸盐热裂解成因)。     

塔里木盆地喀什凹陷油气来源及其成藏过程

塔里木盆地喀什凹陷目前发现的最为重要的烃源岩分布于下石炭统和中、下侏罗统。下石炭统为Ⅱ型海相烃源岩，中、下侏罗统以湖相的Ⅱ- 型扬叶组烃源岩为主，其次为下侏罗统煤系烃源岩，油气源对比表明，喀什凹陷的克拉托、杨叶等油苗主要源自中侏罗统杨叶组的湖相烃源岩，阿克1井天然气主要源自石炭系Ⅱ型烃源岩。成藏过程研究表明，阿克1井天然气主要聚集了石炭系烃源岩在R0值为1.5%-1.8%阶段生成的天然气，具有晚期阶段聚气的特征，这是造成阿克1井天然气碳同位素组成偏重的主要原因。侏罗系烃源岩生成的烃类在上新世早期形成油藏，在上新世晚期受到破坏形成地表油苗或油砂。图7参26     

塔里木盆地煤系有机质热模拟实验中液态烃特征研究

通过对塔里木盆地满加尔凹陷侏罗系演化程度较低的(RO=0.40%)煤岩和煤岩加水进行了从250～550℃(50℃为一温阶,恒温72h)的热模拟实验,用氯仿抽提获得了赋存在固体残余物中的可溶液态有机物,即饱和烃、芳烃和非烃。实验结果表明:煤岩在各演化阶段的液态物产率均低于煤岩原样;饱和烃随演化程度升高逐步增加,而芳烃减少,反映出非烃沥青质,甚至不溶有机质向相对稳定的饱和烃转化以及芳烃随演化程度升高的高聚合作用;沥青质随演化程度升高亦有增大的趋势,而非烃比例变化不大,反映出高温下非烃向饱和烃和沥青质转化的两极分化作用;烷/芳值随着演化程度的升高而增加,反映出高演化期芳烃的聚合作用。在煤岩加水热模拟实验中,液态烃产率随温度升高而逐步增加且芳烃是主体产物。在实验的低温阶段,水的加入使得煤岩样中可溶有机质向气态和不溶有机质转化,从而使得可溶有机质组分呈降低趋势,而在高温阶段时煤岩加水后可溶有机质有所增加。在煤岩加水热模拟实验中,烷/芳值均小于1,再一次说明了水对芳烃缩聚的抑制作用及对烷烃形成的促进作用。     

应用XPS研究镜煤中有机硫的存在形态

应用 XPS方法研究了鄂尔多斯盆地西北缘乌达矿区 9煤层、1 2煤层和 1 5煤层手选镜煤的有机硫赋存状态 .结果表明 ,煤中有机硫的存在形式是多样的 ,这主要取决于成煤母质、沉积环境和泥炭堆积后的成岩变化 .在泥炭堆积过程中 ,由于菌类和藻类低等生源的大量输入 ,是导致9煤层有机硫以噻吩型 ( 5 0 .67% )为主的主要原因 ;从 9煤层 ( Ro,ran=0 .96% )到 1 5煤层 ( Ro,ran=1 .0 9% )随着煤级增高 ,有机硫表现出以噻吩型为主的趋势 ;1 5煤层含有较高的硫砜型硫( 8.42 % ) ,这可能与该煤层中壳质组含量稍高 (φ(壳质组 ) =1 .6% )有关     

海相碳酸盐岩有机岩石学研究若干进展

本文根据碳酸盐岩中分散有机质的具体特点，从有机岩石学角度，阐述海相碳酸盐岩有机岩石学研究的最新进展，主要包括有机质成熟度，生源研究，有机质赋存状态研究，有机质丰度评价，揭示碳酸盐岩有机质差异演化以及对有机质类型的研究等。     

水动力对煤层甲烷碳同位素的影响

通过对全国主要煤层气盆地水文地质条件、煤层气含量分布、煤层气地球化学特征进行全面的研究，结果发现在平面和剖面上，煤系水动力条件强的地区，不仅煤的含气量相对较低，煤层气甲烷碳同位素变轻的程度也较大；相反水动力较弱的地区或滞流水区，煤层气的含量相对较高，甲烷碳同位素变轻的程度也相对较小。在煤级相似的煤层中，煤层气的含量与甲烷碳同位素有较大的相关性，煤层含气量含越低，甲烷碳同位素就越轻。据此提出，流动的地下水是煤层甲烷碳同位素变轻的根本原因。     

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通过对塔里木盆地满加尔凹陷侏罗系演化程度较低 (Ro=0 .4% )的煤岩及煤岩中的显微组分镜质组进行了从 2 5 0～ 5 5 0℃的热模拟实验 ,发现无论是煤岩还是镜质组 ,热模拟气体组分中氮主要在低温阶生成 ;3 0 0℃时达到最大 ;反映了煤岩在未成熟阶段 ,相当于Ro<0 .6% ,大量蛋白质发生水解作用而产生氨基酸 ,氨基酸很不稳定 ,在黏土矿物的作用下生成NH3,而NH3被进一步氧化生成氮。镜质组在 45 0℃时仍有少量氮的生成 ,由于部分含氮化合物在热催化作用下降低了氨基断裂所需的活化能而生成NH3,NH3在黏土矿物的作用下生成氮。因此 ,在煤岩热演化过程中从未成熟到成熟都有氮的生成 ,特别是未成熟阶段 ,从而为油气的勘探与开发提供科学依据