水溶气脱溶成藏——四川盆地须家河组天然气大面积成藏的重要机理之一

近年来四川盆地上三叠统须家河组发现了大量岩性气藏及构造-岩性复合气藏,且普遍含水。通过开展流体性质与特征研究,发现了水溶气脱溶成藏的天然气组分变化依据与碳同位素特征变化依据：远离气源区的水溶气脱溶气藏甲烷含量高、干燥系数较大、异构烷烃与正构烷烃比值大、甲烷与乙烷碳同位素较重。水溶气脱溶成藏主要存在地层抬升减压降温脱溶成藏与水溶气顺层侧向运移减压脱溶成藏两种模式,川中地区具有水溶气脱溶成藏所需的有利条件,即丰富的水溶气资源、地层强烈抬升、流体减压降温及地层水矿化度局部浓缩等。水溶气的脱溶成藏是大川中地区大面积岩性气藏发育及天然气规模聚集的重要成藏机理之一,也是合川—安岳地区须一段烃源岩发育很差而须二段却能形成大规模天然气聚集的重要原因。图6参36     

中国中西部富氦气藏氦气富集机理——古老地层水脱氦富集

氦气是天然气中的伴生资源,是重要的稀缺战略物资,但对其富集机理研究却比较薄弱。针对富氦气藏中的氦气如何富集这一备受关注的难点问题,采用地球化学研究方法,在分析中国主要富氦气藏中氦气富集的基础上,认为氦气之所以在少数气藏中富集,是因为气藏额外捕获了古老地层水中释放出的氦气。古老地层水溶解的氦气释放到气藏,是富氦气藏中氦气富集的主要机理。首次提出富氦气藏的形成经历过“多源供氦、主源富氦”的观点,氦源来自烃源岩、储集层中U和Th的放射性衰变,以及地层水中溶解的来自其他岩石U和Th的衰变,主源是古老地层水中溶解的氦气,来自古老地层中U和Th经长时间的衰变积累的水溶氦。当溶有氦气的古老地层水与游离气或气藏相遇,由于水中氦气的分压远高于游离气或气藏中氦气的分压,根据亨利定律,水中的氦气几乎完全可以释放到气藏中,形成富氦气藏。     

库车坳陷煤成油、气的分布及控制因素

塔里木盆地库车坳陷中生界煤系烃源岩主要以生气为主，该坳陷油气藏类型共有5种：纯干气气藏、湿气气藏、凝析气藏、油气共存的油气藏、纯油藏。烃源岩以镜质组和惰性组为主，贫壳质组，形成气藏还是油藏主要取决于地质因素，而不是由显微组分决定的；干气气藏是因为圈闭形成后捕获了下伏高-过成熟的煤系烃源岩生成的干气而形成的；湿气藏和凝析气藏是因为圈闭捕获了成熟阶段煤系烃源岩生成的湿气或凝析气；油藏主要形成于盖层封闭性稍差地区、有断裂破坏地区，原来的湿气或凝析气藏中天然气大量散失，少量的油得以保存，形成小规模的残余煤成油藏或油气藏。     

中国煤层气地球化学特征及成因

煤层气地球化学特征及其成因对于煤层气藏形成和分布规律的认识及煤层气资源评价具有重要意义,煤生烃及后期改造是煤层气化学组分和碳同位素等地球化学特征的重要影响因素,根据地球化学特征可判识其成因。通过大量的煤层气组分及其碳同位素数据分析了中国煤层气地球化学特征;结合成煤演化过程,分析了原生煤层气地球化学特征的变化规律;根据煤后期改造作用的类型分析了次生作用对煤层气地球化学特征的影响。提出煤层气地球化学特征受后期改造影响较大,主要包括解吸作用、次生生物作用和水溶解作用。     

四川盆地安岳气田龙王庙组气藏天然气有水溶气贡献的迹象

通过有机地球化学手段对四川盆地安岳大气田龙王庙组天然气和储层沥青进行了系统研究,发现天然气甲烷碳同位素较储层沥青明显偏重。这用目前大家普遍认为的油裂解气的观点难以解释,因根据歧化反应碳同位素分馏原理,油裂解生成的甲烷和沥青,甲烷碳同位素会明显轻于沥青。另外,甲烷碳同位素值与H₂S含量也没有明显的相关性,用TSR作用也很难解释气藏中甲烷碳同位素偏重的现象。从气田水中释放出的水溶气甲烷碳同位素较气藏游离天然气的甲烷碳同位素偏重或者重,推断可能是由于地层水水溶相天然气的脱溶,造成龙王庙组气藏中的天然气甲烷碳同位素较储层沥青碳同位素偏重。同时,经激光拉曼测试分析发现大部分烃类包裹体具有液相甲烷特征峰,进一步证实水溶相天然气的存在。通过对气源、地层水、温压环境、构造演化、盖层等地质条件进行分析,提出龙王庙组气藏具有良好的水溶气形成、保存以及晚期随构造抬升水溶气脱气成藏的条件。对比龙王庙组埋深最大时与现今气藏条件下甲烷在地层水中的溶解度,估算出龙王庙组1m³的地层水可释放出6m³的天然气。     

川中须家河组致密气运移地球化学示踪

致密气成藏研究近年来备受关注,天然气在致密储集层中能否大规模运移是所关注的焦点之一。从天然气地球化学角度,以川中须家河组典型致密气藏为研究对象,用天然气组分参数对川中须家河组致密气进行地球化学示踪研究,来回答天然气能否在致密储集层中发生大规模运移的问题。川中须家河组气藏平面上大面积断续分布,纵向多个独立气藏互相叠加。研究表明,在横向上,川中须家河组相邻气田之间,相同层系的天然气组分参数有明显差异,天然气没有发生横向运移现象。在纵向上,须家河组内上、下气藏之间天然气地球化学特征具有明显差异,这种差异不符合天然气运移分馏规律,说明天然气也未发生明显的垂向运移。换言之,须家河组致密气是原地或近距离聚集成藏,天然气没有经过大规模运移。     

华北克拉通北缘中元古界杨庄组碳酸盐岩地球化学特征及其地质意义

为探究燕山地区中元古界杨庄组碳酸盐岩物源及其构造沉积环境,采集研究区碳酸盐岩样品进行常微量元素(主要是稀土)地球化学测试,结合地质背景,通过地球化学分析得出如下结论:样品稀土含量(平均50.8×10-6)远高于纯白云岩(小于10×10-6),Al2O3与∑REE+Y呈显著正相关,且PAAS标准化稀土配分模式图呈平坦页岩型(除Eu的正异常),说明杨庄组碳酸盐岩受到显著陆源碎屑混染。杨庄组经历海侵海退旋回沉积,与Sr/Ba值和∑REE+Y值变化曲线相对应,暗示海平面升降控制陆源碎屑输入量;通过La/Sc-Th/Co、La/Yb-∑REE+Y和TiO2-Zr等关系图解和元素地球化学特征分析,结合华北克拉通北缘岩浆活动和构造演化,认为研究区的陆源碎屑最可能源于华北元古代大陆裂谷背景下形成的的酸性长英质火成岩类;杨庄组沉积相总体为潮上-潮间带,海水氧化性较强,不利于烃源岩的发育。     

四川盆地中部地区海相储层煤成气来源

四川盆地中部地区(川中地区)海相的三叠系雷口坡组、嘉陵江组、飞仙关组及二叠系长兴组都发育有气藏,多年来对于这些气藏中天然气的来源仍有较大分歧,特别是雷口坡组气藏,气源具体来自哪一套烃源岩仍不明朗。采用天然气地球化学研究方法,结合地质背景对川中地区二叠系和三叠系气藏天然气进行组分和同位素对比研究,认为雷口坡组四段天然气有不少样品为煤成气,天然气来自上覆须家河组烃源岩,还有部分天然气来自下伏雷口坡组烃源岩;雷口坡组一段和嘉陵江组天然气与长兴组、飞仙关组天然气同源。在龙岗地区,长兴组、飞仙关组天然气主要来自下伏龙潭组煤系烃源岩。在磨溪气田龙潭组在一些地区可能相变为吴家坪组,以腐泥型有机质为主,生成的天然气为油型气,相应的上覆长兴组、飞仙关组、嘉陵江组和雷一段储集层中的天然气为油型气。     

塔里木古生界克拉通盆地海相油气富集规律与古隆起控油气论

塔里木古生界克拉通盆地海相油气分布十分复杂,大油气田形成及分布主要受古隆起、有效烃源岩分布以及后期构造变动三大因素控制。其中最重要的是古隆起及其斜坡,原因是古隆起及其斜坡是克拉通盆地各种成藏条件的最佳耦合区。塔里木克拉通古隆起可划分为继承型、残余型、叠加型、衰亡型4种类型。长期发育的大型继承性古隆起与残余古隆起及其斜坡是油气最富集的地区。古隆起控油、斜坡富集,隆起高部位油气易发生调整破坏、斜坡部位有利于富集保存,这是塔里木克拉通区油气藏形成和分布的重要规律。多期成藏、多期调整是塔里木克拉通区油气藏形成的重要特点。晚加里东-早海西期是克拉通区原生油藏最主要的成藏时期;晚海西期既是原生油气藏形成的主要时期,又是早期油气藏发生调整形成次生油气藏的重要时期;燕山期,特别是喜马拉雅期则是早期油气藏发生调整改造、定型定位及破坏的主要时期。据此认为,"晚期成藏论"并不适用于塔里木多旋回古老海相克拉通盆地。因此,古隆起及其斜坡,特别是大型继承性古隆起与残余古隆起及其斜坡是寻找大、中型油气田的最有利地区。据此提出了"古隆起控油气论"。     

四川盆地须家河组水溶气的长距离侧向运移与聚集特征

四川盆地水溶气的脱溶成藏是众多地质工作者研究的重要问题,但仅有少数人找到了不同地区水溶气脱溶成藏的证据。经过对大量天然气的组分特征、同位素特征及成藏条件的研究,认识到川中地区上三叠统须家河组确实存在水溶气的长距离侧向运移与脱溶成藏事件,并从天然气性质的变化特征、同位素特征等方面找到了支持这一观点的证据。该区水溶气的长距离侧向运移存在气源区的超高压、非均质致密储层、强烈侧向压差等3个有利条件,同时也具备顺层压差驱动下的水溶气幕式运移、运移过程中的断续脱气与聚集、天然气聚集规模受连通储集体大小控制等3个重要运聚特点。水溶气的脱溶成藏具有运移距离越远、成藏越晚、天然气越干、越富集重同位素¹³C或²H等特征。水溶气的脱溶成藏也解释了川中地区须家河组气藏普遍含水且气水关系复杂现象的原因。丰富的水溶气资源也是四川盆地未来天然气发展的重要新类型与新领域,值得重视。