徐家围子断陷深层天然气的形成

通过对松辽盆地徐家围子断陷深层天然气的地质和地球化学分析 ,揭示了天然气的成因特征和形成过程。该区天然气的分子组成和同位素组成均显示出较大的变化 ,甲烷是天然气中的主要组分 ,质量分数在 57.4 % - 98.2 %之间 ,平均为 90 .1%。主要非烃气体是CO2 和N2 ,平均质量分数分别为 4 .9%和 3.2 % ,且CO2 质量分数变化范围较大。气体同位素分析结果表明 ,甲烷同位素显示煤型气特征 ,而乙烷和丙烷的同位素显示油型气的特征 ,表明徐家围子深部除煤和Ⅲ型干酪根作为主要气源外 ,仍有一定含量趋于生油的Ⅱ型干酪根作为次要气源 ,实测和计算结果证实天然气主要是有机质在高成熟阶段形成的产物。运移过程中和成藏后的次生变化使天然气的组成和同位素面目变得非常复杂 ,尤其是由盖层微渗漏造成的蒸发分馏作用使同位素出现倒转。徐家围子断陷深层煤型气的发现为该区油气勘探展示出了更广阔的前景。     

松辽盆地徐家围子断陷火山岩气藏天然气成因类型和气源对比

松辽盆地徐家围子断陷发育营城组火山岩气藏.钻井统计、地球化学特征及天然气组份分析和碳同位素研究表明徐中和徐东地区天然气源岩有机质偏腐泥型,生气潜力更大.对主力源岩层沙河子组和次要源岩层营城组源岩分布有了新的认识.对营城组天然气的烃类气体和CO₂气的来源进行对比和探讨,认为烃类气受气源的控制,CO₂气藏受深大断裂的控制,与火山岩分布关系不大.连通地幔的气藏中,也没有发现无机烃类气体聚集.徐家围子断陷营城组天然气以烃类气占绝对优势,而且主要为甲烷,二氧化碳成藏并不普遍.天然气甲烷成因类型以煤型气为主,甲烷碳同位素变化范围较小.乙烷、丙烷和丁烷碳同位素均有较大的变化范围,而且具有较好的相关性,说明母质类型多样,乙烷、丙烷和丁烷具有相同的来源.含量大于50%的二氧化碳来源于地幔,属无机成因.含量小于50%的二氧化碳既有无机成因,也有有机成因.     

松辽盆地徐家围子断陷深层天然气成因类型及各种成因气贡献

徐家围子断陷深层首次发现以腐泥型气为主的有机成因天然气,不同地区深层天然气成因类型及各种成因气的贡献成为研究重点。采集徐家围子断陷29口井35件深层天然气和26口井33件深层烃源岩样品,采用组分碳同位素和轻烃指纹色谱方法分析天然气和烃源岩样品,实验研究认为深层天然气主要为腐殖型气、腐泥型气、有机深源气3种成因组成的混合气,无机成因烷烃气的贡献较小。首次提出了多种有机成因类型天然气贡献定量测试方法并进行了实验验证,采用天然气甲烷碳同位素、乙烷碳同位素和甲基环己烷指数、环己烷指数、脂烃族参数5个成因类型指标,确定了腐殖型气、腐泥型气、有机深源气的5个成因类型指标端元值,利用天然气的混合配比性建立成因类型指标地球化学模型,采用非线性数学模拟方法建立计算模板,首次定量测试了徐家围子断陷深层天然气样品中3种有机成因气的定量贡献。实验结果表明,徐家围子断陷深层天然气除昌德气藏芳深1井、芳深2井有机深源气贡献为81%外,其他井的腐殖型气、腐泥型气和有机深源气平均贡献分别为62.45%、25.51%、12.02%;不同地区及井段的腐殖型气、腐泥型气和有机深源气贡献有差别,升平—汪家屯地区平均贡献分别为61.63%、20.94%、17.29%,昌德地区平均贡献分别为73.74%、14.48%、11.77%,兴城—徐东地区及断陷中东部平均贡献分别为51.98%、40.99%、7.01%。从断陷北部到中部即从升平—汪家屯、昌德到兴城—徐东地区有机深源气贡献减少、腐泥型气贡献增大,部分井段腐泥型气贡献超过43%且为主要贡献,个别井段腐泥型气贡献最大达74%,与断陷中东部烃源岩Ⅱ型有机质相对发育及断陷地层地质特征相吻合,呈现主要来源于下伏气源岩和天然气藏以垂向运移为主、侧向运移为辅的源岩控型成藏特征。     

松辽盆地徐家围子断陷深层天然气同位素倒转现象研究

天然气的同位素组成受源岩有机质类型、热演化程度和成藏后的次生变化等多种因素的影响, 其单体烃同位素分布特征是区分各种因素影响程度的地球化学指纹.天然气单体烃同位素通常有随碳数增加而变重的趋势, 而徐家围子深层天然气单体烃同位素倒转现象却比较普遍, 高地温和细菌氧化对于造成该区同位素倒转的可能性不大, 浅层油型气或无机气的混合作用没有充分的地质证据, 同层有机质中不同类型气的混合和盖层微渗漏造成的蒸发分馏作用可能是导致徐家围子断陷深层天然气同位素倒转的主要原因.      

青海祁连山冻土区天然气水合物的气源条件及其指示意义

祁连山木里冻土区天然气水合物的气源条件还不清楚,这直接影响到下一步的勘查方向。文章试图以DK-2天然气水合物钻孔为例,从天然气水合物及其相关气体组成与同位素特征入手,对比分析天然气水合物产出层段的泥岩、油页岩、煤、油气显示等有机地球化学特征,探讨该区天然气水合物的气源条件及其对天然气水合物勘查的指示意义。该区天然气水合物所在层段的泥岩、油页岩、煤的有机质丰度、类型、热演化程度等参数显示,它们不能成为天然气水合物的主要气源岩层;结合天然气水合物及相关气体组成与同位素特征,判断该区天然气水合物的气体来源可能主要为深部石油(原油)伴生气或深部气源岩层的成熟-过成熟气;该区油气显示现象与天然气水合物密切伴生,或可作为天然气水合物的指示标志。     

松辽盆地十屋断陷天然气来源及成藏分析

十屋断陷深层主力烃源岩为营城组及沙河子组泥岩,母质类型为Ⅱ型和Ⅲ型干酪根.天然气同位素及成分研究表明,十屋断陷天然气成因复杂,分布具有区域性,不同地区天然气来源及特征不同,后五家户地区主要为高成熟、过成熟的混合气,母质类型为Ⅱ、Ⅲ型干酪根;八屋及四五家子地区主要为成熟的油型,以Ⅱ1型干酪根为主.十屋断陷天然气具有差异聚...     

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。     

煤成甲烷、乙烷碳同位素动力学研究和应用--以鄂尔多斯盆地上古生界煤成气为例

同位素动力学模型的发展和应用使天然气的研究工作进入了一个动态的研究阶段。迄今为止,大多数研究工作集中在甲烷的碳同位素动力学模拟。而少有地球化学家对乙烷及其他重烃气组分的碳同位素组成的动力学模拟加以重视。本文在甲烷碳同位素动力学模型基础上,编制了限定体系下乙烷的同位素动力学模拟软件。并在热解模拟实验的基础上对鄂尔多斯盆地上古生界煤成气甲烷、乙烷的同位素演化进行了模拟,获得长期累积甲烷、乙烷的同位素值分别为δ^1C1=-33．46‰3、δ^13C2=-23．1‰,与上古生界储层中天然气的组分特征（δ^13C1=-32．95％。、δ^13C2=-23．41‰）基本一致,与下古生界天然气的同位素组成存在着明显的差别,说明上古生界煤与上古生界天然气存在着源—气的对应关系;而对下古生界天然气来说,上古生界煤系不是主要的气源岩。     

南祁连木里冻土区天然气水合物气源探讨北大核心CSCD

南祁连木里冻土区天然气水合物气源问题备受关注。本文借助生物标志化合物、气体组分和同位素等方法,分析探讨了该地区天然气水合物的气源问题。生物标志化合物分布特征上,木里地区水合物钻探岩芯伴生液态烃与三叠系碳质页岩中抽提的可溶有机质具有相似性,显示母质类型皆以水生低等物源输入为主,形成于还原条件下的咸水-微咸水沉积环境,但与该地区侏罗系煤及碳质页岩母质类型以陆源输入为主存在较大差别。对不同时代烃源岩解析气的碳同位素研究结果表明,侏罗系为煤型气特征,与水合物中油型气气源存在明显不同;解析气的3He/4He值反映该地区主要为壳源气。综合研究认为,木里冻土区天然气水合物气源主要来自三叠系烃源岩,具有有机质裂解和浅部壳源特征。     

煤型气烃类组分的稳定碳、氢同位素组成研究

我国主要含油气盆地中的煤型气和油型气烃类气体的稳定碳、氢同位素组成的对比研究表明：煤型气甲烷的碳同位素组成在未成熟到低成熟阶段（Ｒ０＜０．７％）与油型气无明显差别。从低成熟开始，煤型气甲烷随热演化程度的增高相对油型气逐渐富集重碳同位素。在热演化程度达到１．０左右时，二者δ１３Ｃ１的差别最大（达７‰左右）。之后随热演化程度的增加，二者δ１３Ｃ１的差值逐渐减小，当热演化程度达到过成熟阶段之后，二者又基本相近。煤型气和油型气重烃的碳同位素组成，主要受气短岩母质碳同位素组成的控制。重烃的碳同位素组成是鉴别煤型气和油型气的较有效的指标，通常煤型气的δ１３Ｃ２＞－２８‰，而油型气的δ１３Ｃ２＜－２８‰。热演化程度对煤型气重烃的碳同位素组成影响不够明显，而对油型气重烃碳同位素组成有一定的影响。煤型气（甲烷及重烃）的氢同位素组成主要与源岩沉积时的水介质有关，由陆相淡水环境沉积的源岩形成的煤型气相对富集氢同位素气。煤型气从甲烷到了烷随着碳数的增加，氢同位素组成依次增重，即δＤ１＜δＤ２＜δＤ３＜δＤ４．     

Geochemistry of natural gases in deep strata of the Songliao Basin, NE China

Chemical composition and stable carbon isotopic studies were undertaken for 27 gas samples from deep strata of the Xujiaweizi Depression in the Songliao Basin to investigate their origin. Gas molecular and carbon isotopic compositions show great variety. Methane is the main component for all studied samples and its content ranges from 57.4% to 98.2% with an average of 90.1%. Gas wetness ranges from 0.8% to 16.7% with an average of 2.7%. The main non-hydrocarbon gases are carbon dioxide and nitrogen with an average of 4.0% and 3.2%, respectively. Carbon isotope data suggest that these deep strata gases are mainly coal-type gases mixed with minor amounts of associated (oil-type) gases. Coal-type gases are characterized by heavier carbon isotopic values and drier chemical compositions. These gases were generated from the Lower Cretaceous Shahezi Formation coals interbedded shales with type III kerogen during the postmature stage of hydrocarbon generation. Oil-type gases are characterized by lighter carbon isotope and higher wetness, which were generated from the Lower Cretaceous shales with type II kerogen in the shallow strata during the early mature stage of hydrocarbon generation. Mixing of two different gases causes unusual carbon isotopic distribution patterns, with lighter isotopic values in higher numbered carbons in most gases. The discovery of coal-type gases in the Songliao Basin provides new prospects for the exploration in this region.     

Organic Geochemical and Petrographic Characteristics of the Coal Measure Source Rocks of Pinghu Formation in the Xihu Sag of the East China Sea Shelf Basin: Implications for Coal Measure Gas Potential

Coal measure source rocks, located in the Xihu Sag of the East China Sea Shelf Basin, were analyzed to define the hydrocarbon generation potential, organic geochemistry/petrology characteristics, and coal preservation conditions. The Pinghu source rocks in the Xihu Sag are mainly gas-prone accompany with condensate oil generation. The coals and shales of the Pinghu Formation are classified from "fair" to "excellent" source rocks with total organic carbon(TOC) contents ranging from 25.2% to 77.2% and 1.29% to 20.9%, respectively. The coals are richer in TOC and S1+S2 than the shales, indicating that the coals have more generation potential per unit mass. Moreover, the kerogen type of the organic matter consists of types Ⅱ-Ⅲ and Ⅲ, which the maturity Ro ranges from 0.59% to 0.83%. Petrographically, the coals and shales are dominated by vitrinite macerals(69.1%–96.8%) with minor proportions of liptinite(2.5%–17.55%) and inertinite(0.2%–6.2%). The correlation between maceral composition and S1+S2 indicates that the main contributor to the generation potential is vitrinite. Therefore, the coals and shales of the Pinghu Formation has good hydrocarbon generation potential, which provided a good foundation for coal measure gas accumulation. Furthermore, coal facies models indicates that the Pinghu coal was deposited in limno-telmatic environment under high water levels, with low tree density(mainly herbaceous) and with low-moderate nutrient supply. Fluctuating water levels and intermittent flooding during the deposition of peat resulted in the inter-layering of coal, shale and sandstone, which potentially providing favorable preservation conditions for coal measure gas.     

南海中部近代沉积物中烃类气体的地球化学特征及其来源

测试了 37个南海中部北部、南部陆坡以及深海平原表层近代沉积物中的烃类气体的组成和 14个样品的甲烷碳同位素组成,北部陆坡区甲烷的归一化平均含量 94%,南部陆坡区 91%,深海平原 95%,重烃含量分布在 0 ~20%,总体平均为 9%,甲烷的碳同位素陆坡区为-30‰~-40‰,深海平原区在-24‰到-36‰之间。陆坡区烃类气体主要为热成因气,深海平原中的烃类气体可能由与火山活动有关的有机成因气以及通过断裂到达海洋表层沉积物的无机成因气组成。     

祁连山冻土区含天然气水合物层段岩心热模拟实验研究

以热模拟实验为手段,对祁连山冻土区DK-2和DK-3孔含天然气水合物层段岩心(泥岩、油页岩和煤)热模拟烃类气体的组分、碳同位素组成与天然气水合物进行对比,以探寻这些气源岩与天然气水合物气源之间的可能联系。实验结果显示：低温(300 ℃以下)条件下,产生的气体以非烃CO₂为主,烃类气体含量少,且泥岩产生烃类气体量<油页岩产生烃类气体量<煤产生烃类气体量,表现出不同岩石吸附气体的差异性特征;随着热模拟温度增加,产生的烃类气体量明显增加,至500 ℃时达到最高,相反CO₂产气量变化不大;随热模拟温度增加,泥岩、油页岩、煤所产生烃类气体的碳同位素值呈现先变轻后变重的演化趋势和δ¹³C₁ ＜δ¹³C₂＜δ¹³C₃的正碳同位素序列特征;泥岩在350~400 ℃条件下或油页岩在380~400 ℃条件下所产生的烃类气体在组成和同位素特征上与天然气水合物中烃类气体较为相似,推测天然气水合物气源与深部泥岩或油页岩具有地球化学成生联系,相反煤产生的烃类气体虽然在组成上与天然气水合物中烃类气体较为相近,但两者同位素值相差较远,推测煤与天然气水合物气源关系不大。     

Changes in gas composition during simulated maturation of sulfur rich type II-S source rock and related petroleum asphaltenes

Asphaltenes extracted from crude oils are proposed to possess structural features of the related source rock kerogen. For the present study micro-scale sealed vessel pyrolysis (MSSV) and combustion isotope ratio mass spectrometry (GC–C–IRMS) were used to compare gas generation from a whole rock (type II-S kerogen) from southern Italy with that from related sulfur rich asphaltenes isolated from a low maturity heavy crude oil. The purpose of was to determine whether experimental pyrolysis of oil asphaltenes can be used to predict the timing and the chemical and isotopic composition of hydrocarbon gases generated from genetically related kerogen in the source rock during burial maturation. The results show that parameters such as (gas to oil ratio) GOR and oil and gas formation timing are very similar for these two sample types, whereas gas composition, product aromaticity and sulfur content are remarkably different. Slight differences in GOR are mainly due to differences in gas formation characteristics at very high levels of thermal alteration. Secondary gas formation from the whole rock covers a much broader temperature range under geological conditions than that from the asphaltene products. However, it is remarkable that both the onset and the maximum temperature are nearly identical under geological conditions. The observed differences in gas generation characteristics are supported by discrepancies in the carbon isotopic characteristics of the gas range compounds and indicate different precursors and/or mechanisms for gas generated from whole rock and asphaltenes.     

川东焦石坝地区页岩气特征及其意义

焦石坝地区五峰组-龙马溪组页岩富集有大量的天然气,但针对页岩气地球化学特征研究还较薄弱,其蕴含的地质意义不甚明确.通过页岩气组分及其碳同位素特征和页岩干酪根的碳同位素特征分析,讨论了页岩气的来源、成因类型和完全倒转的碳同位素分布特征.五峰组-龙马溪组页岩具有很好的生烃能力、有机质丰度与含气量的关系有明显的正相关性、甲烷与干酪根相似的碳同位素特征、地层的超压特征等,综合表明研究区天然气应为页岩自生自储的页岩气;页岩气的甲烷含量均超过98%,其碳同位素平均为-29.93‰,反映了成熟度已经达到过成熟干气阶段;相对稳定的ln（C₁/C₂）和快速增大的ln（C₂/C₃）揭示其成因主要为二次裂解气;页岩气碳同位素完全倒转的分布特征主要受到在相对封闭环境中的原油裂解生气作用的影响,其完全倒转的碳同位素分布特征也反映了研究区良好的页岩气保存、富集条件.      

内蒙古西部额济纳旗及邻区石炭系-二叠系烃源岩干酪根C同位素的特征和影响因素

许多研究者认为,烃源岩干酪根C同位素组成主要受干酪根类型的影响,可以作为评价烃源岩类型、沉积环境和进行油气源对比的重要指标,并得到广泛应用.对额济纳旗及邻区典型剖面石炭系-二叠系烃源岩有机碳(TOC)的丰度、地球化学特征、热演化特征和干酪根C同位素分布的研究表明.研究区石炭系-二叠系烃源岩为浅海陆棚相沉积环境形成的泥质岩,TOC含量中等,以Ⅱ类干酪根为主,烃源岩演化进入成熟-过成熟阶段,干酪根C同位素县有显著偏重的特点.并且干酪根C同位素组成明显与热演化程度和有机碳丰度有关,随着烃源岩演化程度的不断提高,重碳同位素不断富集,在成熟-过成熟阶段,对C同位素的影响可达4‰～6‰随着TOC含量的增加,干酪根C同位素显著偏轻,影响值可达4‰以上.由于研究区烃源岩已进入成熟-过成熟阶段,干酪根C同位素的分布在演化过程中已经发生较大变化,干酪根类型的影响相对降低或已不显著,不能再作为评价烃源岩干酪根类型的指标.     

松辽盆地徐家围子断陷无机成因天然气及其成藏模式

通过对徐家围子地区天然气组分、同位素资料以及气体包裹体资料的综合分析认为 ,该地区存在无机成因天然气。烃类气体中具有重碳同位素异常 ( >- 2 0‰ )和负碳同位素系列(δ13C1>δ13C2 >δ13C3)的同位素分布特征 ,表现出无机成因烃类气体的特点。高含量的无机CO2 气体和幔源氦的发现 ,指示着该区无机成因天然气主要来自于地球的深部。地幔热柱上升在地壳不同圈层中引起的岩浆火山活动是无机天然气的主要来源 ,而由此形成的地壳“网状”结构和基底大断裂是无机气上升运移至浅部聚集成藏的主要运移通道。构造活动间歇期和活动期分别以渗流方式和幕式涌流方式向上运移可能是深部流体运移的两种主要方式。古隆起带、岩浆侵入带以及基底大断裂带是无机成因天然气的有利聚集带。