川东北飞仙关组鲕滩天然气地球化学特征与成因

四川盆地东北部下三叠统飞仙关组鲕滩气藏天然气烃类气体以甲烷为主,含量主要分布在75%～90%之间,C2 含量很少,为0%～0.15%,干燥系数为0.997 0～0.999 8,是典型的干气;非烃气体以H2S和CO2为主,含量分别为4.21%～16.24%和0.97%～10.41%.天然气δ13C1值为-29.0‰～-31.5‰,δ13C2值为-29.4‰～-32.4‰.多参数表明鲕滩气藏天然气是以腐泥型为主的高过成熟天然气.高含H2S的天然气分布区域与含石膏地层分布基本一致,这些H2S为飞仙关组气藏附近的石膏经热化学硫酸盐还原作用(TSR)而生成,CO2是其主要的副产物.在TSR过程中,C2 重烃气体比甲烷更容易与硫酸盐发生反应,也就是C2 重烃气体的消耗速率大于甲烷,从而导致发生TSR反应的天然气C2 含量低、H2S和CO2含量高.天然气δ13C1值与甲烷含量之间具有很好的负相关关系,而与天然气酸性系数[H2S/(H2S CnH2n 2)]具有正相关关系.根据同位素动力学的分馏效应,随着TSR的进行,烃类分子中的12C损耗速率大于13C,残留下来的烃类分子中则更加富集13C,也就是TSR反应使天然气碳同位素变重.     

川西坳陷中段原、次生气藏天然气特征及运移机制探讨

天然气的烃类组分、氮气和二氧化碳含量、干燥系数大小均是较好的天然气运移地球化学指标,其纵向变化规律显示天然气纵向运移特征.通过川西坳陷中段千余个天然气地球化学参数的系统分析,对川西坳陷中段原、次生气藏天然气特征及运移机制进行探讨.川西坳陷中段天然气随着运移距离的增加氮气含量逐渐增大(0～9.63%),二氧化碳含量逐渐减小(1.94%～0);次生气藏天然气沿着运移方向甲烷含量(83.48%～99.86%)、干燥系数(0.83%～1.0O%)逐渐增大;而原生气藏天然气的变化趋势正好相反,甲烷含量(99.93%～85.06%)、干燥系数(1.00%～0.85%)逐渐减小.地层压力和区域构造应力场是川西坳陷中段天然气运移的主要驱动力.川西坳陷中段侏罗系次生气藏和三叠系原生气藏运移方式有着明显区别:上侏罗统天然气主要由下部须家河组天然气窜层渗流运移而来,断裂是其最重要的运移通道;中侏罗统部分气藏由须家河组气源沿高速运移通道运移而来,而部分气藏是通过下部气源以水溶相的方式运移聚集成藏;须四段天然气以扩散运移方式为主,反应该层段天然气成藏时储层已相对致密;须二段天然气则以渗流方式为主,断裂在其中起到了重要的作用.     

鄂尔多斯盆地苏里格庙与靖边天然气单体碳同位素特征及其成因

苏里格庙上古生界砂岩气藏天然气重烃含量高,干燥系数低,为湿气;靖边奥陶系风化壳气藏天然气重烃含量低,干燥系数高,属干气。苏里格庙天然气的正构烷烃碳同位素具有δ13 C₁<δ13 C₃ <δ13 C₂ <δ13 C4的规律,靖边天然气具有δ13 C₁<δ13 C₂ <δ13 C₃ 的规律。二者高碳数烷烃的同位素差别较大,尤其是苏里格庙的乙烷碳同位素比靖边平均重 3.6‰。根据天然气单体碳同位素及其含量变化,苏里格庙天然气属煤成气,靖边天然气属煤成气与油型气的混合气。苏里格庙和靖边天然气中均含少量CO₂ 气,其碳同位素表明苏里格庙除苏 5井为无机CO₂ 气外,均为有机CO₂ 气;靖边林 1、林 5井为无机CO₂ 气,陕参 1井为有机CO₂ 气。结合烷烃气和CO₂ 气,苏里格庙天然气可以分为含有机CO₂ 煤成气和含无机CO₂ 煤成气。碳同位素比值与Ro 关系分析认为,苏里格庙的天然气成熟度处于成熟到高成熟阶段,其相应气源岩的平均Ro 为 1.2 9%～ 1.39%,这一结果与该区二叠系煤岩的成熟度符合较好。     

川西坳陷中段天然气碳同位素特征及其成因类型

川西坳陷中段天然气的组份以烃类气体为主,占气体总体积的98.1%～99.7%;非烃气体以CO,2和N2为主,其含量分别占气体的0.12%～1.32%和0.25%～1.54%;烃类气体中以甲烷占绝对优势,平均含量为95.83%;重烃含量较低,平均为3.21%;干燥系数(C1/C,1-5>)平均为0.97,整体上属典型的干气.川西坳陷中段的所有样品δ13C,2都大于-25.8‰,属于典型的煤型气范畴,天然气的δ13C,1δ'13C,2δ13C,3,呈明显的正序排列,显示出天然气为典型的有机成因.甲烷碳同位素组成,反映了其母质演化程度已处于成熟～高成熟阶段,且以高成熟阶段为主.     

顺北地区四号断裂带奥陶系超深层油气地球化学特征与相态差异性成因

顺北地区4号断裂带奥陶系油气藏相态复杂，自NE向SW,油气藏相态的变化情况是挥发油藏—低气油比凝析气藏—高气油比凝析气藏—中等气油比凝析气藏。使用地球化学分析方法研究了顺北4号断裂带油气藏的地球化学特征，分析了相态差异性的成因。4号断裂带原油生标含量低甚至缺失，原油生源与1号断裂带原油生源相同。4号断裂带原油成熟度高于1号断裂带原油，等效反射率为1.14%～1.60%。4号断裂带天然气干燥系数由NE向SW方向渐进增大，天然气成熟度为1.30%～1.70%。天然气中H₂S、CO₂含量由NE向SW方向呈现增加的趋势。全油色谱正构烷烃摩尔分数对数与正构烷烃碳数的关系表明，4号断裂带原油未遭受蒸发分馏作用；4号带原油金刚烷含量分布范围为27.26～523.31μg/g,原油裂解作用程度为20.5%～95.8%,裂解程度较1号断裂带原油裂解作用高；SB4、SB41X-C和SB42X井原油硫代金刚烷含量为33.76～76.92μg/g,表明这些油气藏发生了硫酸盐热化学还原(TSR)作用。顺北4号断裂带奥陶系油气藏相态变化与两个因素有关：一是4号断裂带地温...     

TSR烃类化学损耗评价：Ⅱ四川盆地含硫化氢天然气藏TSR烃类损耗程度

在深层—超深层油气保存条件评价研究中,既要关注天然气的物理散失,也要关注高温高压下的烃类化学损耗。热化学硫酸盐还原(TSR)常见于含膏碳酸盐岩层系中,TSR强度越大,烃类损耗程度越大。烃类含量与干燥系数、非烃类含量与酸性气体指数和碳/硫同位素系列指标在一定程度上可以反映TSR强度,但难以满足定量评价的需要。基于四川盆地高含硫化氢或者存在强烈TSR的气藏全部为常压气藏,而邻近的硫化氢含量低且未遭受过TSR的气藏普遍为超压气藏这一基本地质事实,认为TSR烃类化学损耗在超压气藏转变为常压气藏的过程中起着关键作用。因此,利用地层条件下天然气状态参数,尝试建立了TSR烃类化学损耗定量评价方法:Zn PVT状态参数评价法。以普光、元坝、建南和威远等气田的代表性钻井为例,开展了TSR烃类损耗程度评价。结果表明:普光气田长兴组—飞仙关组气藏、元坝气田长兴组气藏、建南气田长兴组—飞仙关组气藏和威远气田灯影组气藏TSR烃类损耗分别为原始储量的18%、20%、10%和64%。该项评价结果与实际地质条件相符。     

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。     

塔里木盆地和田河气田天然气地球化学研究

本文就和田河气田天然气组分组成、碳同位素组成和天然气成因类型进行了分析,着重分析了其东西部差异。研究发现:和田河气田天然气甲烷含量很高,达64.19%～86.86%,平均含量79.36%,C2+含量0～3.75%,干燥系数为95.52～99.4,平均值为97.34,CO2含量高。和田河气田东西部天然气差异明显,其主要表现为多期成藏、TSR反应东西运移的结果。天然气的成因分别是东部为原油裂解气,玛2井为原油裂解气和干酪根裂解气混合气,西部为干酪根裂解气。     

塔里木盆地满东地区天然气组成与成因分析

满东地区天然气气井位于满东构造带、龙口构造带、英南构造带和英东构造带,具有广阔的天然气勘探前景。笔者就满东地区满东1井、龙口1井、英南2井、英东2井4口井天然气组分组成、碳同位素组成等特征综合分析该区天然气的成因类型。研究认为,满东1、龙口1、英南2井天然气为典型的湿气,CO_2含量低,N_2含量很高,为原油裂解气;英东2井天然气为干气,CO_2含量相对前3口井较高,N_2含量较低,为干酪跟裂解气;CO_2、N_2均为有机成因。满东地区天然气均属于高-过成熟海相腐泥型天然气。通过研究,希望对满东地区天然气地球化学的基础理论研究及塔里木盆地台盆区天然气的勘探工作提供借鉴和依据。     

四川盆地飞仙关组气藏硫化氢成因及其依据

四川盆地东北部下三叠统飞仙关组鲕滩气藏天然气烃类气体以甲烷为主,含量主要分布在75%～90%之间,C2＋含量为0～0.15%;非烃气体以H2S和CO2为主,含量分别为5%～20%和1%～10%。已有观点认为H2S为飞仙关组气藏附近的石膏经硫酸盐热化学还原作用（TSR）而成。随着川东北气区大中型高含硫化氢气田的发现,硫化氢成因机理的研究备受关注。应用金管、高压釜和石英管等实验方法模拟了硫化氢气体的生成,同时检测了模拟生成的硫化氢和石膏、硫磺等硫化物的硫同位素。实验结果表明:硫磺与正己烷在较低温度即可生成大量的硫化氢气体,而正己烷与硫酸钙的反应总体上比较困难,且生成的H2S量较少;富含黄铁矿的低成熟泥灰岩模拟生烃过程中可以生成与甲烷相当,甚至超过甲烷含量的硫化氢气体;含硫化合物与烃类反应生成的硫化氢的硫同位素值比原始物质的硫同位素值重。地层中的SO2－4是海相地层中H2S气体形成的最初来源。含硫烃源岩直接生成高硫化氢天然气和储层中单质硫与烃类的反应是川东北飞仙关组天然气中硫化氢形成的主要原因。     

川东北飞仙关组鲕滩气藏压力与成藏特征研究

川东北飞仙关组鲕滩气藏原始地层压力在平面上分布极不均匀,高异常压力区呈局部块状分布.压力分布、气藏特征、成藏演化历史综合研究发现,不同压力状态反映不同气藏类型:正常压力系统(压力系数在1.25以下),多处于台地边缘礁滩相,储层岩性以云岩为主,储集类型多为孔隙型,气藏一般甲烷含量低、储层舍大量沥青、气藏连通范围大,具边底水等特征,主要为构造或岩性-构造型气藏;异常高压或超高压系统(压力系数多达1.65以上),多处于海槽区或台内云岩欠发育区,储层岩性以灰岩为主,甲烷含量高、储层不含或含极少量的沥青,不含或有限边底水等特征,主要为裂缝型岩性气藏;而处于台地内部,介于以上两种压力状态之间的过渡类型气藏,多出现轻微高压,压力系数多在1.20～1.45,孔隙-裂缝或裂缝-孔隙型储层交替出现,气藏连通范围有限,气水特征较复杂,主要为岩性型或构造-岩性气藏特征.同时鲕滩气藏压力系数与气藏储集系数明显成反向关系,地层压力大小体现了天然气储集系统空间大小,天然气富集于正常压力系统.地层压力威因及形成过程实际上反映了优质储层发育历史、天然气的充注历史、礁滩气藏成藏历史的配置关系和相互作用过程,详细研究它们的配置关系和作用过程对正确认识飞仙关组礁滩气藏的形成和分布规律有重要的理论和现实意义.     

天然气溶解过程中组分分馏模型及其应用

天然气不同组分在水中溶解度的差异,导致溶解相与残留游离相天然气组分组成不同,即发生组分的溶解分馏效应。溶解分馏效应在天然气水溶运移、溶解散失等过程中均有发生。揭示天然气组分的溶解分馏规律、建立定量分馏模型,有助于天然气气源对比和成藏过程示踪。以Henry定律为依据,对不同组分溶解特征分析,提出了溶解度分数的概念,并建立了溶解分馏模型。根据该模型和各组分的溶解度分数和天然气溶解量,可计算各组分的溶解分馏量,恢复天然气初始组成特征。计算表明,威远震旦系气藏初期的天然气组成为:CH4为72.70%,C2H6为0.09%,CO2为22.41%,N2为4.07%,干燥系数(C1/C1-5)为99.876%。溶解作用使天然气中CO2含量显著降低,烃类气体含量增加,而天然气干燥系数降低。结果有助于天然气成因判识和气源对比等。     

四川盆地H2S的硫同位素组成及其成因探讨

四川盆地天然气绝大部分含有硫化氢,部分含量高达15%以上。其中高含硫化氢天然气主要分布在三叠系飞仙关组、雷口坡组和嘉陵江组;震旦系、石炭系、二叠系属于低含硫化氢,上三叠统须家河组和侏罗系属于微含硫化氢或不含硫化氢天然气藏。研究表明,三叠系飞仙关组、雷口坡组和嘉陵江组、震旦系、石炭系储层中发育的膏质岩类为TSR形成硫化氢提供了物质基础;富含有机硫源岩的高温裂解是二叠系低含硫化氢天然气的主要成因。硫同位素组成表明,高含硫化氢天然气的硫同位素比储层硫酸盐硫同位素δ34S亏损7‰～11‰;而低含硫化氢天然气硫同位素分布区间较宽,在0‰～20‰之间,大部分比同期硫酸盐的硫同位素轻15‰左右。四川盆地三叠系膏岩的硫同位素值分布较宽,并呈现阶梯状变化,而硫化氢的硫同位素则呈现出相似的分布规律,表明各气层硫化氢中的硫来自于本层系的硫酸盐,即TSR发生在各自的储集层中;另外四川盆地三叠系TSR发生时各气藏的温度条件相近,即各气藏的硫化氢在大致相同的温度条件下发生;同时也说明TSR过程中硫同位素的分馏过程与硫酸盐本身硫同位素数值的高低无关,而与TSR反应的温度条件和反应程度有关。还建立了运用硫化氢的硫同位素和含量判识硫化氢成因类型的模式。     

川中-川南地区须家河组天然气同位素组成特征

川中-川南地区须家河组天然气烃类组成以甲烷为主,主要分布在80%～96%之间;天然气干燥系数(C1/C1-5)以小于0.95为主,为典型的湿气.天然气同位素组成包括C1-c4碳、氢同位素等.总体特征是碳、氢同位素值主要受成熟度的影响,均表现出较轻的特点, δ13C1,值介于-43‰～-37‰之间,δ13C2值介于-30‰～-24‰之间;δDCH4值介于-190‰～-150‰之间,δDC2H6值介于-150‰～-110‰之间,δD2与δD1的差值大于15‰,明显轻于海相层系的天然气,具有煤型气特征,表明须家河组天然气主要来源于上三叠统煤系烃源岩.天然气甲烷碳同位素值与干燥系数之间有很好的正相关关系,同时,甲、乙烷氢同位素值也呈正相关关系.     

鄂尔多斯盆地苏里格气田上古生界天然气地球化学及成藏特征

苏里格气田是鄂尔多斯盆地上古生界内发现的大型岩性气藏。天然气中甲烷占绝对优势,干燥系数低,为湿气。灭然气的单体碳同位素具有碳数越高,同位素越审的特点,且正构烷烃碳同位素具有δ^13C1〈δ^13C3〈δ^13C2〈δ^13C4的规律。甲烷碳同位素与甲烷含量旱正相关,与乙烷含量为负相关。根据天然气单体碳同值素及其含垣变化,认为苏里格天然气属煤成气。天然气中含少量CO2气,多为有机成因。苏里格气田二叠系气藏的形成与演化可划分为石炭一二叠纪至中侏罗世气源岩沉积埋藏阶段、晚侏岁世至白垩纪天然气形成阶段和第三纪至现今的保存改造阶段。     

塔里木盆地迪那2大型凝析气田的地质特征及其成藏机制

塔里木盆地库车坳陷迪那2凝析气田是中国目前发现的储量规模最大的凝析气田,含气层位为古近系苏维依组与库姆格列木群;储集岩以粉砂岩、细砂岩为主,属于低孔低渗储层,近似于致密砂岩气.气藏储量丰度大于15亿方/km2,气油比为8100～12948m3/m3,凝析油含量60～80g/m3;储层温度129 ～ 138℃,地温梯度为2.224℃/1OOm;地层压力为105 ～106MPa,压力梯度为0.39MPa/1OOm,压力系数为2.06～2.29,属于常温超高压凝析气藏.天然气以湿气为主,碳同位素较重,属于典型的煤成气;原油碳同位素较重,生物标志化合物体显出陆相油特征.研究认为,油气主要来自阳霞凹陷侏罗系煤系烃源岩;圈闭形成时间较晚,根据热史、埋藏史、烃源岩热演化史、流体包裹体等资料以及天然气碳同位素动力学拟合的油气充注成藏时间都表明,迪那2凝析气田的成藏时间是在2.5Ma以来,是一个典型的晚期快速充注成藏的大型凝析气田.晚期前陆逆冲挤压作用在形成超压的同时,发生了储层的致密化和烃类的充注,储层致密化过程与烃类充注同步.     

天然气资源评价重点参数研究

天然气资源评价重点参数主要包括产气率、运聚系数、区带评价参数与可采系数等4项.首先,通过生物气模拟、不同类型干酪根的产气率模拟实验,建立生物气、煤岩、不同类型泥岩与碳酸盐岩的产气率图版;其次,通过相关分析,建立运聚系数与地质参数的关系模型: 运聚系数＝0.298-0.00259×烃源岩年龄 0.218×有机碳含量-0.00223×成藏关键时刻-0.00 236×盖层厚度 0.0009×盖层埋深-0.286×不整合数 0.000104×储层年龄;第三,在大量统计分析的基础上,建立中国天然气区带地质评价参数体系与取值标准;最后,基于岩性和驱动类型两大因素将天然气藏分为5种类型,其中:碎屑岩水驱气藏的可采系数为50%～70%, 碎屑岩气驱气藏75%～90%,碳酸盐岩水驱气藏55%～80%,碳酸盐岩气驱气藏80%～95%,致密气藏40%～55%.     

鄂尔多斯盆地北部上古生界天然气的地球化学研究

鄂尔多斯盆地北部上古生界天然气的地球化学参数显示出煤成气的特征为高-较高的甲烷化系数、低-较低的C2 组分含量、低凝析油含量、烃类组分均相对富同位素 13C、轻烃(C5～C7)中高环烷烃含量等,其源岩无疑是石炭-二叠系(C2b-P1s)海陆交互相腐殖型母质为主的煤系气源岩.天然气地球化学参数中的甲烷化系数在平面上和纵向上的变化趋势与气层组的热演化程度存在着良好的相关性,反映出上古生界低渗透储层天然气的"广覆式生(供)气、持续运聚成藏"特征,天然气的主要成藏时期与气源岩的大量生、排烃时期(J2-K1)相匹配.局部地区的石千峰组发育晚期(K1抬升后)形成的天然气藏.气源岩母质的非均质性、成熟度的差异、运移与成藏特征等多因素叠加作用是引起天然气地球化学参数的变化在总体上的规律性与局部的复杂性共存的主要原因.     

松辽盆地徐家围子断陷徐深气田流体相态及物理化学性质

通过实验测试并结合理论计算,本文确定了徐深气田典型区块和气层组的天然气偏差系数及PVT相态,发现天然气偏差系数受温度、压力和天然气组成的共同作用,天然气组份中CO₂,含量大于80%的2口井的天然气偏差系数明显低于其它井.天然气中饱和水汽含量高低受储层温度、压力、气体组成和地层水含盐量等因素的综合影响.这为深入开展气藏储量评价、开发动态分析、气藏数值模拟和气井出水机理等研究提供了可靠的基础参数.     

塔中地区奥陶系喜马拉雅山期S干气充注的证据

塔中地区奥陶系天然气成因多样;Ⅰ号坡折带中东部奥陶系天然气以高干燥系数、 甲烷同位素值重为特征;与塔深1井寒武系原油裂解气接近;应主要来自寒武系原油裂解气成因。寒武系贫H₂S、 高成熟原油裂解气在喜马拉雅山期时;气侵奥陶系油气藏;得到了以下主要证据的支持: 1）天然气甲烷δ¹³C值大多比Chung et al.（1988）天然气模式甲烷δ¹³C值计算值高3‰以上;2）干燥系数与甲烷δ¹³C值大体上具有正相关关系;3）天然气干燥系数与H₂S含量大体上具有负相关关系。这些特征表明;存在贫H₂S、 相对富¹³C甲烷为主的干气与富H₂S、 相对贫¹³C甲烷的湿气混合作用。奥陶系中H₂S-δ³⁴S 值为14‰～20‰;远低于中深1井寒武系原地热化学硫酸盐还原作用（TSR）成因的H₂S（33‰）;支持了奥陶系中H₂S并不是来源于寒武系古油气藏。于是提出;来自寒武系贫H₂S的干气在喜马拉雅山期对良里塔格组和鹰山组油气藏发生了气洗;油气藏的气/油比值增大、 导致了原油蜡含量增高、 甲烷δ¹³C值发生正偏移。