东海冲绳海槽泥火山发育区甲烷气体来源研究

高沉积速率、构造活动发育和高热流值3个重要地质条件促使了冲绳海槽广泛发育泥火山、气烟囱等烃类流体渗漏构造,前人对该类泥火山及气烟囱的地球物理特征做过较多的研究,但是鲜有研究从地球化学角度揭示渗漏流体来源及形成机制。本研究通过对东海冲绳海槽中部泥火山发育区2个泥火山站位开展海底钻探取样,获取浅表层60 m沉积物并开展孔隙水烃类浓度、甲烷稳定碳、氢同位素研究。通过分析发现,18-01孔孔隙水顶空烃类比值C_1/C_2为960.53～1 120.75,甲烷稳定碳同位素(δ~(13)C_(C H4))为-36.07‰～-56.60‰V-PDB,甲烷稳定氢同位素(δD_(CH4))为-163.94‰～-237.81‰V-SMOW;在18-05孔,孔隙水顶空烃类比值C1/C2为1 064.66～1 546.74,δ13CC H4为-36.10‰～-62.92‰V-PDB,δD_(CH4)为-122.86‰～-282.09‰V-SMOW。系统分析2个站位甲烷气源均为热解成因或以热解成因为主的混合成因。综合分析2个站位泥火山及气烟囱发育的地质背景以及高通量甲烷渗漏的特征认为,深部地层中有机热解成因甲烷流体是通过断层、气烟囱等运移通道,在流体超压的驱动下渗漏、扩散至浅表层地层中,并在海底形成了泥火山以及羽状流等构造。     

北印度洋马克兰增生楔天然气水合物的成藏模式

印度洋北部马克兰增生楔是阿拉伯板块低角度俯冲到欧亚板块之下形成的,平面上具有北部沉积速率高,沉积厚度大,南部逆冲断裂和紧闭褶皱发育,且构造活动具有北部拉张与南部挤压的特征;纵向上具有深部断裂活动强与浅部构造相对稳定的特点。这种复杂的活动大陆边缘具有世界上超低的俯冲角度和良好的水合物成藏条件,因此,平面上水合物矿藏类型多样,其中,下陆坡和增生楔前缘主要受叠瓦状逆冲断层的控制而形成"阶梯式增生楔型"水合物藏,而中陆坡和上陆坡主要受沉积厚度和北部拉张的控制作用而形成"底辟型"和"泥火山型"水合物藏。纵向上马克兰增生楔水合物矿藏具有"二层楼结构"的成藏模式,即深部主要受逆冲断层的控制,而浅部主要受正断层的控制。上述成藏模式可能与阿拉伯板块低角度俯冲有关。     

巴基斯坦马克兰增生楔天然气水合物的主控因素

为了探讨马克兰增生楔天然气水合物的主控因素,对收集的大量文献资料进行了整理和分析,发现马克兰增生楔由西到东、由南往北逆冲断裂的活动性具有逐渐减弱的趋势,BSR的振幅和连续性同样具有逐渐减弱的趋势,因此,马克兰增生楔BSR的产状主要受断裂构造的影响。马克兰增生楔沉积厚度大,SMI界面浅,水合物样品具有气泡结构以及BSR之下存在较厚的游离气表明,该区天然气水合物的气源充足。同时,低角度的北向俯冲造就的E—W向平行排列的南向逆冲断层以及小型正断层等为天然气向上运移提供了通道。由此可知,构造作用是马克兰增生楔天然气水合物的主控因素。     

地中海海岭泥火山的构造特征及其油气意义

地中海海岭泥火山属于典型的活动陆缘泥火山特征,上面覆盖着富含有机质、高沉积速率的沉积物盖层。受板块构造挤压作用的影响,增生楔内断裂和盐底辟构造发育,为地层深部高压的流体和气体的向上运移提供通道。同时,渗透性差的海底碳酸盐盖层和墨西拿期蒸发盐又是理想的油气和天然气水合物捕获体,已经成为海底油气、天然气水合物评估的重要标志地貌。台湾增生楔和地中海海岭有着相似的活动陆缘地质构造特征,具有类似的成油环境及沉积物中流体、气体的迁移机制。通过对比研究,可进一步了解活动板块陆缘增生楔的油气生储意义。     

缅甸安达曼海域中部天然气成因与气源

位于主动大陆边缘的缅甸安达曼海域中部天然气资源丰富,成因多样。天然气成因类型直接影响勘探领域与方向的确定。通过气体组分、CH4和CO2碳同位素资料,对缅甸安达曼海域中部天然气成因类型及气源岩进行了判识。结果表明:上新统部分天然气具有较轻CH4碳同位素,为生物成因气,部分碳同位素较重的天然气属于热成因气;中新统及渐新统天然气CH4碳同位素均较重,属于热成因气;CO2碳同位素显示其存在无机、有机2种成因;此外,还存在少量生物气与热成因气或无机气的混源气。认为该区无机成因CO2与CH4共存体系通过基底断裂来源于地壳深部或上地幔;上新统生物气来自上新统未熟源岩;产于上新统、中新统热成因气,来源于上新统下部、中新统或渐新统上部等深层高-过成熟烃源岩。     

钻孔岩心游离气对天然气水合物成因的指示意义

中国是世界上少数几个同时在海域和陆域冻土区取得天然气水合物找矿突破的国家,这为我国天然气水合物成矿气源研究提供了良好的研究条件。本文通过对南海神狐海域及祁连山冻土区不同层位、不同赋存状态的水合物气体数据进行分析,研究了各层位烃类气体的地球化学特征,并探讨其成因。研究结果表明,海域和陆域钻孔岩心游离气与水合物气具有基本一致的气体组分特征和同位素特征,表明气体成因类型相同。同一钻孔中,气体随埋深不同表现出不同的气体组分特征,甲烷碳同位素显示负偏,均表明气体存在垂向运移。岩心游离气对水合物成因类型判识具有指示意义,可作为判识水合物或潜在水合物成因类型的一种有效方法。     

西沙海槽潜在天然气水合物成因及形成地质模式

西沙海槽具备良好的热解成因气及断层通道、深部异常压力等运移条件,分析海底表层沉积物所含甲烷气来源可以很好地指示潜在天然气水合物成因.西沙海槽海底表层沉积物所含甲烷气以热解成因气为主,可能混有少量生物成因气.表层沉积物所含甲烷气为断层渗逸-自由扩散作用双重运移结果,主要有3种来源：（1）直接来自于下部断层通道中气态烃的释放;（2）来自于动态变化的水合物分解,再由渗滤作用或沿浅部微小断层向上运移;（3）来自于原地少量的生物气.不同地区有不同的气体来源,这是海底表层沉积物甲烷高值区与下部断层相关性较大而与BSR区域并非完全一致的原因.甲烷气来源及运聚条件综合分析表明,潜在天然气水合物以热解成因为主,为断层-渗滤综合地质模式.     

地中海东部泥火山结构中烃类气体的来源迁移以及在水体中的行为

在被动大陆边缘的陆地和海底环境，常常可以发现泥火山结构的存在。泥火山的喷发主要由于沉积物深部形成的高压所诱发，而这种高压主要是由过度的气体和水体压力的积聚引起。这种情况下，气体、水体和沉积物被活化，沿着沉积物（通常是断裂）向上迁移，形成泥穹丘。     

下扬子地区官地1井下寒武统海相泥页岩孔隙发育特征及影响因素

以下扬子陆域地区官地1井下寒武统幕府山组海相泥页岩岩心样品为研究对象,综合运用场发射扫描电镜、X衍射分析、气体吸附、高压压汞和有机地球化学分析等实验测试手段,系统研究了官地1井幕府山组泥页岩孔隙结构特征和孔隙发育影响因素。研究表明：(1)官地1井幕府山组泥页岩矿物组成以石英、方解石胶结物和黏土矿物为主,其总有机碳含量较高,有机质类型以I型干酪根为主且均处于过成熟阶段;(2)泥页岩孔隙类型主要为基质孔隙（粒间孔隙和粒内孔隙）、有机质孔隙和微裂隙,其中以有机质孔隙含量居多,而粒间孔隙面孔率占比最高;(3)有机质丰度对有机质孔隙的孔径和比表面积具有一定的影响,压实作用则构成过成熟阶段孔隙演化的主要因素,而刚性矿物具有一定的支撑作用并对有机质孔隙的保存具有积极意义;(4)分形维数与总有机碳含量和比表面积相关性较好,而与孔隙体积相关性弱,反映孔壁粗糙程度及孔隙结构复杂程度受有机质丰度影响。     

在沉积物搬运过程中气体水合物的自然赋存作用

自然界中赋存的气体水合物在海底沉积物是处于半固结状态,具有储存大量的气体和水的潜能。当水合物的平衡条件被打破时,能释放出气体和水。因此,水合物能给巨大的沉积物搬运提供潜在的形成机制。在海底低水温和正常静水压力条件下,大部分陆坡和所有海隆、深海平原在靠近海底沉积物的孔隙不处在饱和或近饱和状态下,烃类气体将形成水合物。水合物的气体既可能是原地微生物成因气,也可能是来自较深部沉积物的热解气。稳定水合物沉积物的平衡条件可能遭到破坏,例如由连续沉积或者海平面下降所引起,其中任何一种情况出现使部分固体气－水混合物开始分解。释放出气体和水的体积超过水合物自身的体积,如果大量水合物分解,那么其内部压力能猛烈地骤增,原来部分稳定的沉积物转化为富含气体和富含水的低密度泥岩。当内部压力由于气体压缩或者浮力作用变得非常大时,其上覆沉积物隆起甚至破裂,而非致密的气侵泥岸可以向上运移。与水合物有关非常大时,其上覆沉积物隆起甚至破裂,而非致密的气侵泥岸可以向上运移。与水合物有关的这些现象可以引起泥底辟、泥火山、泥滑坡或浊流,这取决于沉积物的结构和海底地形。     

东沙群岛西南海区泥火山的地球物理特征

多道反射地震和CHIRP浅地层剖面显示在南海东沙群岛西南陆坡和白云凹陷东部陆坡之间的深水(600~1 000m)陆坡上矗立着一系列高出周围海底50~100m的丘形地质体,其内部地层发生褶皱,反射波呈现杂乱和空白,海底声波屏蔽严重。浅地层剖面还显示丘状构造带有气体羽状构造,从海底进入水体高达50m。海底沉积取样分析表明,这些海丘区的表层分布着生物成因的致密碳酸盐结核。可以推断东沙西南的丘形地质体就是泥火山带,并且可能是一个重要的水合物潜在区。东沙西南海区泥火山表现出构造挤压和带状分布的特点,不同于南海北部神狐和九龙甲烷礁已发现水合物区的非泥火山,也不同于全球其他典型被动大陆边缘的泥火山特征,其构造成因和水合物潜力有待进一步研究。     

海洋浅表层天然气水合物成藏特征

按照天然气水合物形成的气体疏导方式划分,渗漏系统是海洋浅表层天然气水合物藏形成的主要模式。关键成藏要素包括温压场、气源等,温压场主要控制天然气水合物成藏的平面分布和纵向分布;海底热流低值区有利于形成天然气水合物,但在海底热流超高的海域,只要有充足的气源供给,在高甲烷通量区深海浅表层也可以形成天然气水合物藏,而且往往与泥火山、气烟囱等特殊地质体伴生,形成致密的数米厚层状天然气水合物藏。浅表层天然气水合物藏气源主要是有机热解成因气,一般其深部均发育有成熟的含油气盆地,有烃源层广泛分布,并且干酪根发生过明确的生烃过程,形成的热解甲烷气通过断层、气烟囱等破碎带垂向运移通道渗漏上升,在温压场控制的相平衡区形成天然气水合物藏,因此,海底热流值较高的海盆也是浅表层天然气水合物藏形成的有利海域。     

生物气源岩评价指标体系研究

生物成因气资源潜力巨大,具有分布广、埋藏浅、易预测、勘探成本低等优点,作为天然气水合物的主要气源,是一种重要的天然气资源。其生成机理与生油以及热解产气机理有着明显的区别,形成条件也存在着特殊性,许多评价生油岩以及过成熟气的指标并不适用于生物气源岩生气能力的评价。通过分析生物成因气形成演化特征及控制因素,建立了生物气源岩生气能力评价指标体系及评价标准。生物气生成的主要控制因素是可供产甲烷菌等微生物群体可利用的物质条件以及适宜微生物生长活动的地质地球化学环境条件2个方面,有机质碳、氯仿沥青"A"、有机酸、有机质类型以及镜质体反射率是生物气源岩物质条件的评价指标;沉积速率、地层温度、Pr/Ph和Cl-含量是反映地质环境的评价指标;腐泥组分含量、PME、咔唑类化合物、甾烷/藿烷、nC-21/nC+22等能够反映微生物活动及其强度的指标可作为生物气源岩评价的参数。     

苏北盐城凹陷天然气与凝析油的成因机制

盐城凹陷天然气中甲烷含量高,碳同位素具有正分布系列,主体具有高成熟腐泥型气特征,伴随产出的凝析油则体现出与本区湖相原油和海相原油既相似又相区别的特征。不同组分间存在成熟度差异,轻质组分反映高成熟,中等组分体现出未熟低熟,重质组分表现出成熟特征。母源分析对比表明天然气与凝析油主要源自古生界海相腐泥型源岩,混有泰州组少许贡献,造成组分差异和成熟度变化的重要原因是大量气体注入配以长期发育断裂引起的运移分馏和不同成熟度油气混合所致。     

水化作用对南海东部泥页岩地层井壁坍塌的影响分析

在我国南海东部油气田钻遇韩江组和珠江组的钻井过程中,常遇到泥页岩井壁坍塌问题,制约了钻井速度,造成了一定的经济损失。为此,分析了该地区泥页岩地层井壁失稳机理,通过试验确定了泥页岩吸水扩散系数,研究了泥页岩吸水对其抗压强度、弹性模量等力学参数的影响规律,根据Molar．Coulomb准则计算了泥页岩水化后井壁坍塌压力随井眼钻开时间的变化规律。这对解决该海域泥页岩地层井壁坍塌问题有较大的指导意义。     

四川盆地焦石坝地区龙马溪组页岩层序及页岩气“甜点”地震预测

我国页岩气勘探开发在四川盆地焦石坝地区龙马溪组已经取得重大突破,针对性的页岩气"甜点"地球物理技术亟待研究和探索。沉积相是进行页岩气甜点预测和描述的重要基础和依据。应用层序地层学理论,建立了页岩层段的三级层序地层格架,认清了深水陆棚页岩沉积相的展布规律,目的层五峰组及龙马溪组富碳高硅和高碳高硅泥页岩主要分布在三级层序的海侵体系域。在此基础上,探索了层序地层格架控制下的页岩气"甜点"的地球物理识别和预测方法。研究认为,页岩气地球物理识别与预测技术在含气页岩有机碳含量(TOC)、裂缝和脆性等方面具有较大的优势,能为页岩气水平井分段压裂工程和水平井轨迹设计提供有力的技术支持。     

琼东南盆地块体搬运体系对天然气水合物形成的控制作用

琼东南盆地深水区中新世以来构造运动不活跃,自中新世以来沉积物厚度达5 000～9 000 m,Ya35-1-2井显示更新世地层沉积物主要以泥质与砂泥互层的细粒沉积物为主,深部流体垂向运移通道不发育.高分辨率地震资料和3D地震资料表明,琼东南盆地的上新世及其以上地层存在大量气烟囱和块体搬运体系.气烟囱为深部流体垂向运移提...     

北康-曾母盆地中中新世以来层序地层样式特征探讨

开展地震资料解释,分析上超、下超、顶超等地震反射终止关系、不整合面以及沉积趋势,识别出北康-曾母盆地中中新世以来14个三级层序界面。在层序界面内部,通过层序地层内幕结构刻画和原形剖面恢复,并结合地层堆砌方式,在北康-曾母盆地中中新世以来的层序地层内,划分了海进、高位正常海退、强制海退和低位正常海退4种成因单元。通过进一步研究该4种成因单元内地层结构和相分布关系,提出北康-曾母盆地中中新世以来的3种层序地层样式,即陆架边缘富砂型三角洲进积楔、退积型生物礁和陆架边缘富砂-富泥型退积楔,其中,沉积物源供应量充足且可容空间减小时,发育富砂的三角洲进积楔,陆架边缘-斜坡-盆地区域发育含砂深水扇;而可容空间增量远大于沉积物供应量时,发育退积型生物礁和富砂-富泥退积楔,斜坡-盆地区域含砂深水扇欠发育。     

南华北盆地二叠系山西组页岩气成藏地质条件及勘探前景

对南华北盆地二叠系山西组暗色泥页岩发育的地质背景、有机地球化学参数以及钻井资料的分析研究表明,南华北盆地二叠系山西组暗色泥页岩在研究区内分布广泛,沉积厚度达30~100m,其中在太康、鹿邑地区的平均厚度超过60m;有机质丰度中等—高（1.76%~4.16%）,镜质体反射率适中,有机质处于成熟—过成熟阶段。研究区山西组地层发育微孔隙、微裂缝等孔隙类型,储集性能较好。等温吸附实验测得暗色泥页岩吸附气含量平均为1.32m3/t,表明山西组暗色泥页岩具有较强的吸附能力,吸附性较好。综合研究认为,南华北盆地二叠系山西组暗色泥页岩在荥阳—通许—太康—郸城一带分布厚度大,埋深适中,页岩气保存地质条件较好,具有良好的资源开发前景。     

页岩气储层非均质性研究——以四川盆地下寒武统筇竹寺组为例

在详细调研国内外页岩气储层非均质性研究的基础上,以四川盆地下寒武统筇竹寺组为例,通过平面、层内和微观3个方面分析了泥页岩非均质性特征。平面非均质性主要受区域沉积特征和泥页岩有机地球化学特征控制,盆地中西部主要发育泥质砂岩和砂质泥岩,总有机碳含量TOC和有机质成熟度相对较低;东北部泥质灰岩发育,TOC和有机质成熟度较高;南部以碳质泥页岩为主,TOC和有机质成熟度最高(镜质体反射率Ro可达4.0%)。连井剖面和单井泥岩层矿物特征分析表明,层内非均质性较强,主要表现为横向上地层总厚度、泥页岩单层厚度、泥页岩发育层数、夹层特征和顶—底板岩性沿剖面变化快,纵向上矿物成分和岩石脆性度差异明显。微观非均质性主要受孔隙类型和基质微裂缝影响,黏土层间孔隙和有机质孔隙发育,基质微裂缝对沟通孔隙起主要作用。综合分析认为,四川盆地下寒武统筇竹寺组页岩气储层非均质性特征明显,对页岩气井产能和页岩气采收率有重要影响。