塔里木盆地库车坳陷烃源岩生成甲烷的动力学参数及其应用

根据压力下黄金管封闭体系热模拟实验结果 ,应用 Kinetics和 GOR- Isotope Kinetics专用软件 ,获得了塔里木盆地库车坳陷三叠系—侏罗系烃源岩的生烃动力学参数及碳同位素动力学参数。库车坳陷侏罗系煤、煤系泥岩及三叠系泥岩热解生成甲烷具有各自的活化能分布范围 ,分别是 197～ 2 6 8k J/ mol、180～ 2 6 0 k J/ mol、2 14～2 89k J/ m ol,频率因子各为 5 .2 6 5× 10 1 3s- 1、9.76 1× 10 1 1 s- 1、2 .2 70× 10 1 4s- 1 ,反映它们的生烃行为有所差异 ;其相应的碳同位素动力学参数也有差别 ,平均活化能分别是 2 2 8k J/ mol、2 0 5 k J/ mol、2 31k J/ mol。在此基础上 ,应用这些动力学参数 ,并结合地质背景 ,进一步探讨了依南 2气藏天然气的成因和运聚成藏模式。研究表明 ,依南 2气藏天然气主要来源于库车坳陷阳霞凹陷中心侏罗系煤系烃源岩 ,主要聚气时间为 5～ 0 Ma,对应 Ro 为 1.2 5 %～ 1.95 % ,天然气散失率为 2 5 %～ 30 %。该研究对塔里木盆地 ,乃至我国其他地区天然气藏的成因评价与成藏过程研究具有参考和借鉴意义。     

川中与川西地区陆相煤成气地球化学特征差异

对四川盆地川中与川西地区陆相气藏天然气组分、碳同位素和氢同位素数据进行分析。结果表明:川西地区上三叠统须家河组和侏罗系天然气以干气为主,川中地区上三叠统须家河组天然气以湿气为主;天然气中甲烷含量、干燥系数和氮气含量等在川西地区纵向上有规律变化。川中地区上三叠统天然气甲烷碳同位素轻于川西地区天然气甲烷碳同位素;乙烷碳同位素值除川中八角场大安寨组气藏部分气样表现为油型气外,川中地区须家河组气藏和川西地区须家河组、侏罗系气藏均为煤型气。造成上述差异的主要原因是:川西地区须家河组在须三段沉积末期就进入生烃门限,川中地区须家河组直到早侏罗世才开始生烃。川西地区侏罗系次生气藏是须家河组气源在高压下以混合相通过断裂形成的,川中地区须家河组气藏主要以游离相汇聚至物性较好的砂体中。     

塔里木盆地喀什凹陷北缘烃源岩潜力探讨

对喀什凹陷北缘烃源岩进行了综合评价分析,通过对喀什凹陷北缘3套潜在烃源岩的分布、有机质丰度、类型、成熟度的对比分析,认为喀什凹陷北缘石炭系海相碳酸盐岩分布有限,综合评价指标较差,为非烃源岩;二叠系海陆过渡相泥岩分布较广,为差烃源岩;侏罗系煤系源岩分布虽然局限,但是厚度大,评价指标好,是喀什凹陷主要的烃源岩.石炭系碳酸盐岩和二叠系泥岩不具备为大中型气田提供烃源的潜质.     

库车前陆盆地天然气成藏过程及聚集特征

天然气的组分和碳同位素主要受母质类型和成熟度双重因素的控制,这是我们研究天然气的基础。但是越来越多的证据显示成藏过程对天然气组分和碳同位素也具有明显的控制作用。尽管库车前陆盆地不同构造单元的天然气来源一致,即主要来源于侏罗系烃源岩、其次为三叠系烃源岩,但是库车前陆盆地冲断构造带、斜坡区和前缘隆起区在天然气组分、干湿程度和碳同位素组成上具有明显的差异。库车前陆盆地经历了早期油气的聚集、破坏和晚期天然气聚集、调整的过程,研究认为成藏过程对库车前陆盆地不同构造单元的天然气组分和碳同位素特征具有明显的控制作用。     

东濮凹陷天然气生成模拟与煤成气的新证据

通过对东濮凹陷三种类型的气源岩加水高温模拟实验研究发现,石炭一二迭系煤生气能力是奥陶系灰岩的9倍,下第三系低有机质丰度的泥岩仅为煤的生气量的1／2,煤是东濮凹陷天然气最主要的气源岩;通过对模拟组分分析,煤生成的气体主要为甲烷含少量的重烃与CO2,低有机质丰度的泥岩与灰岩主要生成CO2;煤的模拟气体组分甲烷同位素值与W23井,M70井天然气甲烷同位素接近应该来源于石炭-二叠系煤系地层,灰岩与WG2井甲烷碳同位素接近,天然气来源于奥陶系灰岩地层。     

原油裂解成气动力学参数及其应用研究

 采用黄金管限定体系,对塔里木盆地牙哈、哈得原油样品进行了热模拟实验,研究了原油样品热裂解生成气态烃的产率特征及其动力学参数。结果表明,牙哈、哈得原油样品裂解具有高的C_1-5产率(738.87 ml/g、598.98 ml/g)和C_2-5产率(256.85 ml/g、188.63 ml/g)。牙哈、哈得原油样品裂解成气动力学参数存在差异:牙哈原油样品裂解气甲烷、乙烷、丙烷生成的活化能范围分别为（66～83）×4.186 kJ/mol、（59～72）×4.186 kJ/mol、（59～65）×4.186 kJ/mol,频率因子各为2.07×1016s_-1、1.0×1014s-1、1.0×1014s-1;哈得原油样品裂解气甲烷、乙烷、丙烷生成的活化能范围分别为(63～84)×4.186 kJ/mol、(57～63)×
4.186 kJ/mol、(58～70)×4.186 kJ/mol,频率因子各为1.42×1016s-1、1.0×1014s-1、1.0×1014s-1。以塔东地区满东1气藏为例进行了动力学模拟应用研究,认为原油的大量裂解为满东1气藏提供了主要气源。     

氩同位素用于库车坳陷天然气主力气源岩判识

稀有气体是天然气中指示其地球化学特征的重要组分,放射成因氩( Arr)的年代积累效应广泛应用于同位素定年和天然气的气源对比.本文系统地讨论了 40Ar的形成机理及其运移进入气藏的过程,利用 40Ar的母体元素 K在煤和煤系泥岩中的丰度差异,分析了以煤和煤系泥岩为母源的天然气 40Ar/36Ar同位素组成上的不同,并利用这种差异对煤系中煤岩或煤系泥岩为源岩的天然气藏的主力源岩进行了判识,继而建立了利用氩同位素组成判识煤系烃源岩主力源岩的方法.利用此方法对塔里木盆地库车坳陷三叠系-侏罗系煤与煤系泥岩互层的烃源岩进行了探讨, 数学计算结果表明该区主力源岩为煤系泥岩, 煤对天然气藏的贡献较小.     

塔里木盆地三大构造旋回油气成藏特征

塔里木盆地形成经历了南华纪—中泥盆世、晚泥盆世—三叠纪和侏罗纪—第四纪3大伸展-挤压构造旋回,其多旋回构造演化导致油气成藏和分布十分复杂。随着近年来盆地超深层已经成为油田的重点勘探领域,有必要对盆地的油气成藏规律进行深入探讨。本文基于最新的地震资料、钻井资料及油气地质资料,发现塔里木盆地油气规模成藏主力烃源岩为库车地区三叠系—侏罗系及塔西南地区石炭系—二叠系陆相烃源岩、台盆区寒武系海相烃源岩。盆内烃源岩及储盖组合的发育均受控于盆地3大伸展-挤压构造旋回,烃源岩的发育位置决定了塔里木盆地发育库车山前、北部坳陷、麦盖提斜坡及塔西南山前四大含油气系统。盆地在历经3大伸展-挤压旋回,其台盆区、库车前陆及塔西南前陆地区油气成藏组合差异大。台盆区发育石炭系膏泥岩与志留系—石炭系海相砂岩、奥陶系泥岩与灰岩、中寒武统膏盐岩与震旦系—寒武系白云岩储盖组合;库车地区发育新近系—第四系泥岩与砂岩、古近系膏盐层与白垩系砂岩、侏罗系泥岩与三叠系—侏罗系砂岩储盖组合;塔西南地区发育中新统泥岩-砂岩、古近系膏盐层与白垩系砂岩、石炭系—二叠系泥岩与碳酸盐岩储盖组合,分别组成了台盆区、库车及塔西南地区的上部、中部及下部...     

内蒙古西部额济纳旗地区X井油气显示特征与油气源探讨

根据内蒙古额济纳旗地区X井白垩系额济纳旗组、侏罗系麻木鸟苏组、古生界顶面风化壳等不同层段的油气显示特征和钻井泥浆烃类气体组分、甲烷C同位素的分析结果,认为侏罗系和白垩系油气显示特征相同,为油与气显示,气体样品的干燥系数(C_1/C_总)为0.80～0.87,甲烷C同位素δ~(13)C_1为-48.19‰～-50,87‰,表现了低成熟热解气的特征;古生界风化壳为气显示,天然气干燥系数(C_1/C_总)为0.91～0.92,甲烷C同位素δ~(13)C_1为-21.56‰-30.91‰,表现了高成熟热解气的特征.该井及邻区的中生界、古生界烃源岩干酪根类型及其演化程度具有显著的差别,中生界烃源岩以低成熟混合型干酪根为主,古生界烃源岩为成熟-高成熟(或过成熟)的混合型-腐泥型干酪根.表明该区存在以中生界侏罗系-白垩系低成熟烃源岩为油气源的油气系统和古生界高成熟(或过成熟)烃源岩为气源的油气系统,指示了古生界油气资源前景.     

内蒙古西部额济纳旗地区X井油气显示特征与油气源探讨

根据内蒙古额济纳旗地区X井白垩系额济纳旗组、侏罗系麻木乌苏组、古生界顶面风化壳等不同层段的油气显示特征和钻井泥浆烃类气体组分、甲烷C同位素的分析结果,认为侏罗系和白垩系油气显示特征相同,为油与气显示,气体样品的干燥系数(C1/C总)为0.80~0.87,甲烷C同位素δ13C1为-48.19‰~-50.87‰,表现了低成熟热解气的特征;古生界风化壳为气显示,天然气干燥系数(C1/C总)为0.91~0.92,甲烷C同位素δ13C1为-21.56‰~-30.91‰,表现了高成熟热解气的特征。该井及邻区的中生界、古生界烃源岩干酪根类型及其演化程度具有显著的差别,中生界烃源岩以低成熟混合型干酪根为主,古生界烃源岩为成熟—高成熟(或过成熟)的混合型-腐泥型干酪根。表明该区存在以中生界侏罗系—白垩系低成熟烃源岩为油气源的油气系统和古生界高成熟(或过成熟)烃源岩为气源的油气系统,指示了古生界油气资源前景。     

沁水盆地煤层气气源岩地球化学特征及气源潜力分析

对比研究了山西沁水盆地李雅庄煤矿、寺河煤矿和附城七一煤矿煤岩的地球化学特征,讨论了煤岩的热演化程度、可溶有机质含量、生物标志化合物特征。在此基础上,分析了热成因煤层气与次生生物成因煤层气的气源潜力,对研究区煤层气勘探有实际意义。      

青海木里煤田天然气水合物特征与成因

青海木里煤田成功钻获天然气水合物实物样品,使我国成为世界上首次在中低纬度冻土区发现天然气水合物的国家。通过对钻获天然气水合物样品的分析,以及对以往异常可燃气体涌出钻孔的测井曲线的重新解释和对比分析,初步确定天然气水合物赋存于中侏罗统江仓组油页岩段的细粉砂岩夹层内的孔隙和裂隙中。研究结果显示,天然气水合物中的气体以重烃类为主,甲烷达52%~68%;其δ13C值为-50.5‰(PDB标准),并具有δl3C_l<δ13C₂<δ13C₃<δ13iC₄<δl3nC₄的特征,其δD值分别为-266‰和-262‰(VSMOW标准),显示出明显的深部热解气特征。结合木里煤田煤层气地质特征,认为煤层气是木里煤田天然气水合物的主要来源,并将其命名为“煤型气源”天然气水合物。      

Critical conditions for natural gas charging and delineation of effective gas source rocks for tight sandstone reservoirs

Although it has been shown that the potential of tight‐sand gas resources is large, the research into the mechanisms of hydrocarbon charging of tight sandstone reservoirs has been relatively sparse. Researchers have found that there is a force balance during hydrocarbon charging, but discriminant models still have not been established. Based on the force balance conditions observed during gas migration from source rocks to tight sandstone reservoirs, a calculation formula was established. A formula for identifying effective source rocks was developed with the gas expulsion intensity as the discrimination parameter. The critical gas expulsion intensity under conditions of various burial depths, temperatures, and pressures can be obtained using the calculation formula. This method was applied in the Jurassic tight sandstone reservoirs of the eastern Kuqa Depression, Tarim Basin, and it was calculated that the critical expulsion intensity range from 6.05 × 10⁸ m³/km² to 10.07 × 10⁸ m³/km². The critical gas charging force first increases with depth and later decreases with greater depths. The distribution range of effective gas source rocks and total expelled gas volume can be determined based on this threshold. This method provides new insight into and method for predicting favourable tight‐sand gas‐bearing regions and estimating their resource potentials. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

中国深层天然气形成及保存条件探讨

深层天然气是油气勘探潜在的重要领域,加强深部勘探成为油气区资源发展的必然趋势。笔者将现有与深层气有关的概念进行了甄别分析,最后厘定深层气为埋藏深度大于4500m,在高温、高压和环境介质共同作用下形成和聚集的天然气,就有机质垂向演化而言,主要指沉积层在生油窗以下层位形成和赋存的天然气,并在此基础上对深层气存在的范围进行了探讨。结合有机-无机相互作用,深入研究了深层天然气气源,认为干酪根、聚集型可溶有机质和分散可溶有机质均对深层天然气的形成具有重大贡献,特别是认为分散可溶有机质在叠合盆地可以作为深层气的重要气源。最后根据中国构造演化、烃源发育特点,初步预测了中国深层天然气的分布状况与范围。     

无机成因二氧化碳气的类型分布和成藏控制条件

从无机成因天然气成藏主控条件———气源断裂体系构造变形场的类型（收缩、伸展、走滑和旋转等）出发,综合分析了无机成因二氧化碳气藏的成因类型、分布规律和成藏控制条件等。结合实例对气源断裂体系结构作了剖析,指出二氧化碳气藏研究中值得重视的几个方面。     

Deep-seated gas generation and preservation condition in China

Deep-seated gas is defined in this paper as natural gas generated under the combined action of high temperature, high pressure, and environment media. As to organic matter vertical evolution, deep-seated gas is natural gas, which is generated and deposited under the position of an oil generation window. Deep-seated gas exploration is an important potential field for oil-gas exploration. Also, it is an inexorable trend to the further development of oil and gas provinces. In this paper, the authors will examine and distinguish the concept of deep-seated gas, and discuss the distribution and gas source of deep-seated gas. It is pointed out that kerogen, assemble dissoluble organic matter and disperse dissoluble organic matter all have contributed to deep-seated gas generation, especially disperse dissoluble organic matter in composite and superimposed sedimentary basin. In the end, according to the structural evolution and hydrocarbon source rock depositional distribution, the distribution of deep-seated gas in China is predicted. Translated from Geology in China, 2006, 33(5): 937–943 [译自: 中国地质]     

在线PYGC分析技术在气源岩评价中的应用

为了研究高演化地区气源的生成特征与生气潜力，分别采用热解温度为560℃不加内标、CDS2000热解系统，700℃加内标（聚苯乙烯）、由实验室自制热解系统的在线热解气相色谱分析技术，对不同气源岩（代表性的煤、固体沥青及四川地区以下古生界碎屑岩为主的全岩）进行5s的快速热解分析。在对实验系统加内标定量的可行性进行了认真研究后，提出了产烃定量公式。560℃的热解谱图可清楚地将烃源岩分为生油、生气和生凝析油三种类型，并可根据谱图计算出油气比（GOGI）。根据700℃加内标的热解测试结果，计算了气源岩的热解烃总量和C1－5－C5－C15组分的相对含量。热解烃总量随热演变程度增高而递减，其中以碎屑岩的热解烃量减低最快。相同样品的热解烃量与TOC和Rock-Eval测定结果具有很好的可比性。对比不同演化阶段热解产物的相对组成，显示低演化阶段的烃源岩热解产物以C1－5组分为主。由此表明，在高演化阶段，好的油源岩就是好的气源岩。较高演化阶段（测试前R^0为2．5％－4．2％）烃源岩的热解烃中C5－15含量呈增加趋势，这一结果与前人资料吻合，它除了表明C5-15 分的含量可能与烃存在的载体，如无机矿物或固体有机质对早期轻烃的包裹与吸附有关外，可能还揭示了有机质在石墨化过程中高演化阶段有着与低演化阶段不同的特性。固体沥青广泛分布在四川地区下古生界地层中，PY－GC测试结果也表明，固体沥青比相同演化阶段的碎屑岩热解产物多数倍到一个数量级，因此，在高演化地区固体沥青是不可忽视的气源岩。     

龙泉山构造区隧道浅层天然气来源定量研究

龙泉山含油气构造带是川西油气区和川中油气区分界构造,地层主要为侏罗系和白垩系红层,属非煤地层,不具生烃能力;但穿越龙泉山构造带的多条隧道,施工中都受到了浅层天然气危害。为查明浅层天然气来源,更准确地预测非煤地层隧道中瓦斯分布特征,为隧道工程服务,文章以成都地铁18号线龙泉山隧道为例,采用现场成分测试、气相色谱、稳定碳同位素、稀有气体同位素和生物标志化合物实验,对龙泉山含油气构造带浅层天然气的来源进行了定量研究。研究表明龙泉山含油气构造带浅层天然气主要成分以CH₄、N₂、CO₂为主,其中CH₄浓度达到57.65%~75.23%;浅层天然气稳定碳同位素实验表明δ¹³C₁、δ¹³C₂和δ¹³C₃的值分别在40‰、26‰和25‰上下;稀有气体同位素实验表明气样源岩年代介于225~249 Ma;生物标志化合物实验表明规则甾烷比值介于0.90~1.07。龙泉山构造带浅层天然气主要来源于下伏三叠系须家河组地层,深部气体主要通过断层及节理裂隙向上运移,在浅部砂岩、节理裂隙发育区和局部构造高点富集,从而对隧道工程形成危害。成都地铁18号线龙泉山隧道横穿龙泉山含油气构造,隧道掌子面瓦斯绝对涌出量达到2.13~4.99 m³/min,浅层天然气的分布受龙泉驿断层、卧龙寺向斜、龙泉山背斜和马鞍山断层控制。龙泉驿断层和马鞍山断层是深部三叠系须家河组天然气向上运移通道,断层破碎带及其伴生、派生节理裂隙发育区以及龙泉山背斜转折端是浅层天然气有利富集区,浅层天然气浓度高,隧道风险大。     

琼东南盆地深水区浅表层水合物稀有气体地球化学特征及意义

琼东南盆地深水区具备形成天然气水合物藏的地质条件,是我国海洋天然气水合物两个勘探开发先导示范区之一。本文选取深水区浅表层水合物为研究对象,基于天然气地球化学、稀有气体地球化学分析,开展了其与深部常规天然气藏的对比研究。结果表明:本次研究的浅表层气体碳同位素与深部常规天然气碳同位素的特征类似,气源主要为深部热成因气,生物气的贡献不明显,气体的成因类型为煤型气,推测气源岩为崖城组煤系烃源岩。轻稀有气体Ar同位素组成显示,气源岩和第三系相关;样品中³He/⁴He值偏高,指示了部分幔源气的贡献。因此,在富生烃凹陷背景下,讨论深部热成因气对水合物成藏具有重要意义,深部热成因气藏与浅层水合物藏在垂向上可以形成立体的天然气藏,为未来的“多气可采”提供理论支持,也有助于提高深水区天然气水合物矿藏开发的经济性。     

海拉尔盆地呼和湖凹陷煤成气资源潜力评价

呼和湖凹陷是海拉尔盆地中一个重要的二级凹陷,其中存在2套主力烃源岩系(大磨拐河组和南屯组),均含有煤层,且煤层生烃条件优越,可以作为煤成气的有效源岩.基于对该凹陷中煤系源岩综合评价,笔者采用三维建模与构造模拟系统(TSM)对该凹陷进行盆地模拟,计算出了该区煤系源岩的生气潜量.研究表明,呼和湖凹陷中部和南部的煤层分布比较广泛,平均厚度为120 m左右;煤系源岩干酪根类型主要为Ⅲ型,属于倾气型烃源岩;该凹陷以未成熟-低成熟阶段的煤系源岩为主,R_o大部分在0.3%～0.9%;凹陷煤成气总量为1.6897×10~(12)m~3,具有很好的勘探开发前景.