阜新盆地王营矿气藏成因分析

通过对王营矿气藏的气体组分分析和同位素分析,论述了气藏的气体主要来源于煤层气,有机组分为58.68%～78.68%,δ13C1≤-30‰,少部分来自于煤系地层的无机成因气和深层的无机成因气或者叫幔源气,无机组分在21.32%～41.32%之间,δ13C2在-13.6‰～-4.1‰之间,R/RA为2.48～2.63。盆缘的深大断裂和盆地基底的断裂及第四纪辉绿岩的侵入可能是幔源气的运移通道。     

无机成因油气及其资源前景

地幔和地核中大量的碳和氢以及地幔深处的甲烷、二氧化碳等提供了无机成因气体的物质基础,近年来地球化学方法的应用给有机和无机成因天然气提供了可靠的判别依据,主要有⑴无机成因甲烷的δ1 3C1≥-30.0‰⑵无机成因烷烃气体具有负碳同位素系列,即δ1 3C1δ1 3C2δ1 3C3δ1 3C4⑶R/Ra0.5,δ1 3C1-δ1 3C20为无机成因烷烃气⑷CH4/3He≤106是无机成因烷烃气(甲烷)。这些判别指标的提出有效地指导了无机成因天然气的勘探实践。目前在我国东部已发现了35个无机成因的二氧化碳气藏,并首次发现无机成因烷烃气藏—昌德气藏,资源潜力巨大,因此应积极开展无机成因气的勘探和开发,使这一产量巨大的油气后备领域早日得到利用。     

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.     

松辽盆地庆深气田天然气成因类型鉴别

通过对松辽盆地徐家围子烃源岩和原油热模拟实验、烷烃气碳同位素组成分析, 认为在高演化阶段单一热力作用可以引起重烃气(δ13C₂ > δ13C₃ > δ13C₄) 碳同位素组成倒转, 但CH₄与C₂H₆(δ13C₁ > δ13C₂) 却很难发生倒转.庆深气田天然气重甲烷碳同位素组成、烷烃气碳同位素完全倒转、高稀有气体同位素组成(R/Ra > 1.0), 说明该气田天然气来源具有多样性.利用R/Ra与CO₂/3He和R/Ra与CH₄/3He关系对庆深气田天然气成因类型进行识别, 认为该气田烷烃气中甲烷有部分为无机成因, 重烃气则为有机成因.该地区高地温梯度导致有机成因重烃气碳同位素组成发生倒转, 而CH₄与C₂H₆碳同位素组成倒转主要与重碳同位素的无机甲烷混入有关.      

固市凹陷非常规水溶甲烷气成因及来源

针对渭河盆地固市凹陷水溶甲烷气的成因类型进行分析研究。对地层水溶甲烷气碳同位素δ13C₁及重烃的含量研究发现,不同层位的水溶甲烷气成因类型不同。新近系张家坡组水溶甲烷气主要为有机成因的生物气,来源于本层含碳质较高的灰黑色泥灰岩生物分解,为自生自储式;下部蓝田—灞河组水溶甲烷气以未成熟的煤型热解气（煤型腐殖型）为主,来源于下部地层。对CO₂碳同位素的分布范围和含量进行分析得出,δ13C_CO2 < -10‰,为典型的壳源型有机成因,证明蓝田—灞河组水溶甲烷气和CO₂来源于下部地层的混合型气,结合乙烷碳同位素分析,得出下部地层可能存在有机成因的煤型热解气层系。      

松辽盆地昌德气田天然气成因及成藏模式

通过对昌德气田中天然气的化学组分和碳同位素的分析发现 ,该区天然气的成因类型很复杂 ,既有有机成因天然气 ,又有无机成因天然气。昌德气藏和昌德东气藏中的天然气成因有一定的差别。昌德气藏中天然气重烃含量相对较低 ,出现重碳同位素和负碳同位素系列 ,可能有无机烃类气体的混入。昌德东气藏除有机成因的煤型气外 ,还发现有幔源成因的高纯二氧化碳气藏。非烃气体在纵向上的分布以登娄库组以下地层的营城组火山岩系地层含量最高。在平面上高含量非烃气体的分布常与深大断裂的走向一致 ,主要为无机成因     

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。     

松辽盆地昌德气田天气气成因及成藏模式

通过对昌德气田中天然气的化学组分和碳同位素的分析发现,该区天然气的成因类型很复杂,既有有机成因天然气,又有无机成因天然气。昌德气藏和昌德东气藏中的天然气成因有一定的差别。昌德气藏中天然气重烃含量相对较低,出现重碳同位素和负碳同位素系列,可能有无机烃类气体的混入。昌德东气藏除有机成因的煤型气外,还发现有幔源成因的高纯二氧化碳气藏。非烃气体在纵向上的分布以登娄库组以下地层的营城组火山岩系地层含量最高。     

南海北部边缘盆地天然气成因类型及成藏时间综合判识与确定

20世纪90年代以来,南海北部边缘盆地天然气勘探进展迅速,除早期在琼东南盆地发现YC13-1气田以外,陆续在莺歌海盆地发现了DF气田群和LD气田群,在珠江口盆地发现了WC气田群及PY气田群,近期在珠江口盆地南部深水区则发现了LW-LH气田群。这些气田群气藏天然气组成,主要以烃类气为主,但莺歌海盆地气田群部分区块及层段亦含有丰富的CO2(二氧化碳)和N2(氮气)等非烃气。根据天然气地质地球化学特征,借鉴国内外通用判识划分方法及指标,该区烃类气可综合判识与划分为生物气及亚生物气、成熟油型气、成熟-高熟煤型气及高熟-过熟气等成因类型;该区非烃气CO2可划分为壳源型(有机/无机)、壳幔混合型及火山幔源型等三大成因类型。非烃气N2则可划分为大气成因、壳源型有机成因和壳源型有机-无机混合成因等3种主要成因类型。对于不同气藏烃类气形成及成藏时间判识与厘定,主要依据其地球化学特征及生烃动力学、同位素动力学模拟实验和含烃盐水包裹体及自生伊利石Ar-Ar同位素定年,并结合具体成藏地质条件分析而综合判识与确定;对于非烃气形成及成藏时间,则主要根据伴生烃类气形成时间,并结合温压双控热模实验结果及地质条件综合判识与确定。     

松辽盆地长岭断陷下白垩统天然气成因及气源分析

松辽盆地南部长岭断陷下白垩统登娄库气藏的成分复杂、来源多样,其成因及来源的确定对进一步的油气勘探有指导意义。从天然气组分、同位素特征等方面入手,对长岭断陷下白垩统天然气组分特征、成因类型进行分析,并结合地质分析确定天然气来源。认为除长岭2号和长岭6号气田为二氧化碳气藏外,长岭断陷下白垩统以烃类气藏为主。依据稳定碳同位素特征判定,哈尔金构造天然气是同源不同期的煤成气,伏龙泉构造泉一、三段天然气为油型气,登娄库组天然气为混合气,双坨子构造天然气主要是混合气,大老爷府构造天然气为油型气;而二氧化碳气藏则为慢源无机成因气。烃类气藏中显著的稳定碳同位素倒转现象为天然气扩散残余导致。以天然气成因分析为基础,结合地质分析认为,营城组和沙河子组是该地区烃类气体的主要供烃源。     

稀有气体在深部地质研究中的意义

幔源物质中的稀有气体蕴藏着丰富的地球深部过程信息。它们可对地幔结构、地幔脱气历史、大陆地幔不均一性、幔源岩浆演化和CO2天然气成因等研究提供独特的示踪作用。结合中国东部地幔捕虏体的资料,综述了稀有气体在这些方面的研究进展。研究表明,MORB源和OIB源玄武岩稀有气体组成差异强烈支持地幔双层结构的存在,地幔脱气过程主要受溶解度控制脱气模式(SCD)控制;同时,中国东部地幔存在不均一性可以在稀有气体方面得到印证;郯庐断裂可能为东部幔源无机CO2的脱出提供了良好的通道。     

乍得Bongor盆地天然气地球化学特征及成因

Bongor盆地位于乍得境内的中非剪切带西北部,是中新生代重要的含油气盆地之一。笔者从Bongor盆地天然气组分组成及组分碳、氢同位素分析入手,综合运用常规有机地球化学分析方法,探讨了Bongor盆地不同构造单元天然气的成因及成熟度差异。分析认为,Bongor盆地天然气化学组成主要由烃类气体、非烃类气体和微量稀有气体组成,其中烃类气体属于生物热催化过渡带气、原油伴生气和凝析油伴生气等有机成因气,非烃气体主要包括无机成因的氮气、二氧化碳和氢气等。在天然气成因研究的基础上,笔者还开展了Bongor盆地烃类气体的组成及来源分析,包括气气对比和气源对比,研究认为,不同构造单元的烃类气体虽然组成相同,但相对含量略有差异,表明不同构造单元的天然气具有相似的母质来源：M组和P组的暗色泥页岩;但也不排除K组暗色泥页岩的生烃贡献。不同构造单元天然气烃类气体的成熟度差异较大,这是由于天然气源自不同层位烃源岩或同一层位烃源岩在不同演化阶段的生烃产物。     

天然气运移的气体组分的地球化学示踪

本文通过我国不同含油气盆地典型地区岩石酸解气、罐顶气和天然气中化学组分分析,结合天然气的形成和盆地的地质演化,研究了天然气运移时组分的变化。结果表明,天然气通过地层孔隙系统运移时,组分会发生明显分馏,表现在甲烷相对重烃、异构丁烷相对正构丁烷的优先迁移。酸解气、罐顶气和成藏天然气中C₁/C₂+、iC₄/nC₄及总烃/非烃等比值,是天然气运移示踪的有效指标。     

山东东营花沟地区不同成因气的浅层地球化学效应

应用地球化学方法预测有机成因的烃类气藏和无机成因的CO2气藏取得了良好的地质效果。建立了一套区别不同成因气藏的有效指标组合,即以全烃、不同赋存状态的CO2、光谱特征、CO2碳同位素等为主体,为天然气勘探开发提供了可靠的地球化学依据。     

Observation of Catastrophic Degassing from Mantle-Crust in Yinggehai Basin, South China Sea

Previousworkshavenotonlywellestablishedtheiso topiccriteriaforrecognizingdifferentsourcesofnoblegases(ref.PintiandMarty ,2 0 0 0 ;Sardaetal.,1985 ) ,butalsoadvocatedtheintegrationofC/ 3Heratioswithstableisotoperatiostoprovideaninsightintotheoriginsofmantle derivedCO2 (Ballentineetal.,2 0 0 1,2 0 0 0 ;Lollaretal.,1997;Pedronietal.,1996 ;Trulletal.,1993;MartyandJam bon ,1987;DesMarais ,1985 ) .Inmanycases,however,thenoble gassignatureandC/3Heratiocannotbesimplyusedtoindicatetheoriginsofsuc…     

含油气盆地二氧化碳成因研究

CO2地质问题是当今地球科学的前沿和热点问题。含油气盆地CO2的成因至少包括:①未脱气地幔岩浆脱气作用;②地壳岩石熔融脱气作用;③海相碳酸盐岩热分解作用;④碳酸盐胶结物热分解作用;⑤有机成因的CO2。这些不同来源的CO2各有其地球化学特征。近年来大量地球科学研究发现,全球含油气盆地已发现的高含CO2气藏中CO2主要是由未脱气地幔的脱气作用贡献的。这种成因CO2具有典型-4‰(PDB)的碳同位素组成特征。未脱气地幔在地球演化过程中几乎没有进行过脱气或组分分异,它保持着原始地幔的富气特征,其含气丰度约是脱气地幔含气丰度的99倍。因此,未脱气的幔源岩浆脱气作用成为含油气盆地CO2的最主要来源。     

天然气的混合类型及其判识

通过对天然气独特的物理、化学特征研究,探讨了不同成因来源天然气混合的机理和条件,将天然气混合划分为有机来源与无机来源的混合、有机质不同母质形成天然气的混合和不同成熟阶段有机成因气混合等三大类型。通过具体实例解剖研究了天然气混合的判识,初步建立了不同成因类型天然气的混合的模式。     

Interactions between basalts and oil source rocks in rift basins： CO2 generation

Basalts interbedded with oil source rocks are discovered frequently in rift basins of eastern China, where CO2 is found in reservoirs around or within basalts, for example in the Binnan reservoir of the Dongying Depression. In the reservoirs, CO2 with heavy carbon isotopic composition (δ13C>-10‰ PDB) is in most cases accounts for 40% of the total gas reserve, and is believed to have resulted from degassing of basaltic magma from the mantle. In their investigations of the Binnan reservoir, the authors suggested that the CO2 would result from interactions between the source rocks and basalts. As the source rocks around basalts are rich in carbonate minerals, volcanic minerals, transition metals and organic matter, during their burial history some of the transition metals were catalyzed on the thermal degradation of organic matter into hydrocarbons and on the decomposition of carbonate minerals into CO2, which was reproduced in thermal simulations of the source rocks with the transition metals (Ni and Co). This kind of CO2 accounts for 55%-85% of the total gas reserve generated in the process of thermal simulation, and its δ13C values range from -11‰- -7.2‰ PDB, which are very similar to those of CO2 found in the Binnan reservoir. The co-generation of CO2 and hydrocarbon gases makes it possible their accumulation together in one trap. In other words, if the CO2 resulted directly from degassing of basaltic magma or was derived from the mantle, it could not be accumulated with hydrocarbon gases because it came into the basin much earlier than hydrocarbon generation and much earlier than trap formation. Therefore, the source rocks around basalts generated hydrocarbons and CO2 simultaneously through catalysis of Co and Ni transition metals, which is useful for the explanation of co-accumulation of hydrocarbon gases and CO2 in rift basins in eastern China.