川东北飞仙关组储层固体沥青地球化学特征及其气源指示意义

运用有机岩石学、有机地球化学、催化加氢热解、GC—IRMS等方法和技术,深入研究了川东北飞仙关组储层固体沥青及可能烃源岩的地球化学特征。研究认为,飞仙关组储层固体沥青反射率高,双反射明显,为非均质结构储层焦沥青;在碳酸盐岩储层的各种孔隙中,呈脉状、球粒状、角片状或块状等他形充填,具有中间相结构和镶嵌状结构特征,反映其高温热变质成因;元素组成有S/C高、H/C低的特点,其固体碳同位素组成与长兴组烃源岩干酪根相似。储层固体沥青的可能烃源岩发育于还原—弱氧化咸水沉积环境,有机质来源于水生藻类;氯仿沥青“A”饱和烃甾萜类生物标志物对比表明,上二叠长兴组烃源岩是主要来源,飞仙关组、下志留统烃源岩亦有贡献;催化加氢产物饱和烃及其正构烷烃单体碳同位素组成显示,坡2井飞仙关组储层固体沥青与罐5井飞仙关组烃源岩具有明显的亲缘关系,这也可作为飞仙关组海槽相烃源岩对飞仙关组气藏有贡献的佐证。     

四川盆地东部长兴组--飞仙关组气藏地球化学特征及气源探讨

四川盆地上二叠统长兴组生物礁和下三叠统飞仙关组鲕滩是“九五”期间的勘探重点,通过对长兴组-飞仙关组气藏的烃源岩、储层沥青和天然气的地球化学研究,确认了上二叠统的滨岸煤系泥岩和海槽相碳酸盐岩为主要烃源岩,长兴组-飞仙关组气藏天然气主要来源于下伏的上二叠统烃源岩,天然气以垂相运移为主,飞仙关组部分气藏天然气中硫化氢含量较高与储层中膏岩层的分布和热硫酸盐还原作用有关,上述这些特征与沉积相带密切相关。     

川东北地区古生界烃源岩生油模拟及其对飞仙关组储层沥青来源的启示

川东北地区飞仙关组锗层沥青的来源一直存在争议,以往的认识多是依据地球化学资料,而很少从生烃背景来探讨这一问题.研究应用盆地模拟方法,对川东北地区飞仙关组储层沥青三套可能的烃源岩(下寒武统、下志留统和上二叠统)进行了生油历史与潜力研究.结果表明,下寒武统、下志留统和上二叠统泥质烃源岩的主要生油期分别发生在二叠纪-早三叠世、早-中三叠世和三叠纪末期-早侏罗世.在生油潜力方面,下志留统泥质烃源岩在()个中-晚三叠世期间都具有最大的生油量,占三套烃源岩总生油量的80％～90％.在早侏罗世沉积期, 光地区油源岩以上二叠统泥质烃源岩为主,下志留统泥质烃源岩为辅,仅为总生油强度的10％～20％;而()家寨地区则以下志留统泥质烃源岩为主要油源岩,所占比例仍高达80％左右.考虑到本区中、晚三叠世期间的生油量远大于早侏罗世时期,飞仙关组古油藏原油应该主要来自下志留统泥质烃源岩,上二叠统泥质烃源岩的贡献较小,且在不同地区有所不同.本区下寒武统泥质烃源岩生油时间明显早于飞仙关储层圈闭形成期,不是该区古油藏的有效烃源岩.     

川东宣汉地区天然气地球化学特征及成因

依据10余口探井60多个气样的化学成份和碳同位素组成数据,结合烃源岩和储层沥青分析资料,系统剖析了四川盆地东部宣汉地区普光、毛坝场等构造带天然气地球化学特征,并探讨了其成因及来源。研究结果表明:这些构造带中飞仙关组—长兴组天然气为高含硫化氢的干气,天然气化学成份表现出古油藏原油裂解气的特点。其烃类气体中以甲烷为主(高于99.5%);富含非烃气体,CO₂和H₂S平均含量分别达5.32%和11.95%。甲烷碳同位素较重(-33‰～-29‰),表征高热演化性质;乙烷δ¹³C值主要分布在-33‰至-28‰范围,属油型气。这些天然气与川东邻近气田的同层位天然气具有同源性,而与石炭系气藏天然气在化学成份、碳同位素组成上有所不同,意味着有不同的气源。硫化物硫同位素和沥青元素组成证实高含量的H₂S是气藏发生TSR作用所致。δ³⁴S值表征层状沉积成因的硬石膏是TSR作用的反应物,而脉状硬石膏则是其残余物。储层的孔隙类型可能与TSR作用强度和H₂S含量高低有联系,裂缝型气层中H₂S少,孔洞型储层中H₂S丰富。乙烷、沥青和各层系烃源岩干酪根碳同位素对比表明研究区飞仙关组—长兴组气藏天然气主要来自二叠系烃源层。     

煤成气轻烃地球化学特征及其影响因素——以四川盆地须家河组为例

轻烃在天然气中含量虽低,但因其含有丰富的地球化学信息,在天然气成因等研究方面引起了关注。作者以四川盆地须家河组煤成气和雷三段油型气为例,采用GC和GC-IR-MS技术对煤成气轻烃的地球化学分布特征及其影响因素进行了系统分析。煤成气C₇轻烃组成具有甲基环己烷分布优势,在甲基环己烷、正庚烷和二甲基环戊烷相对组成中,甲基环己烷含量最高,分布在48%~73%,平均为63.9%,煤成气轻烃单体烃碳同位素重,δ¹³C分布在-25.1‰~-20.0‰之间,大部分分布在-23.0‰~-21.0‰。轻烃的分布受到多种因素影响,天然气成熟度对轻烃中芳烃含量变化影响复杂,在成熟和高成熟阶段,天然气轻烃中芳烃含量低,成熟度对芳烃的含量影响较小,而在过成熟阶段,芳烃含量高,成熟度对芳烃含量影响大。通过凝析油和天然气轻烃组成对比,蒸发分馏作用对热演化参数Ctemp和庚烷值、甲苯/正庚烷等影响较大,但对成因类型参数如(2-MH+2,3-DMP)/C₇与(3-MH+2,4-DMP)/C₇,P2/C₇与N2/P3,正庚烷、甲基环己烷和二甲基环戊烷相对含量关系等影响小。天然气成因类型对轻烃Mango参数K1值、正庚烷、甲基环己烷和二甲基环戊烷相对含量关系以及轻烃单体烃碳同位素影响大,因此,可以利用这些参数进行天然气成因类型判识。     

川东北飞仙关组甲烷为主的TSR及其同位素分馏作用

川东北开江-梁平陆棚东北侧飞仙关组多孔鲕粒白云岩中发生了以甲烷为主的热化学硫酸盐还原作用(TSR),产生高达20%的H₂S;而西南侧鲕粒灰岩以低孔、低H₂S天然气为特征。东北侧白云岩主要发育白云石粒间溶孔或粒间扩大溶孔,这些溶孔可与方解石(δ¹³C=-10‰~-19‰)、储层沥青、元素硫、黄铁矿和石英紧密共生,可分布于片状储层沥青与白云石晶体之间,说明白云石溶解作用发生在沥青形成以后。白云石的溶解作用导致现今天然气以无机CO₂为主,δ¹³C_CO2主要介于-2‰~+2‰之间。这种溶解作用是在酸性条件下,硬石膏或天青石参与下发生的,可能先产生MgSO₄配对离子,而后MgSO₄又与甲烷反应产生H₂S,净增大了孔隙。研究还发现,普光气田及以东天然气的来源不同于河坝和元坝天然气;对普光气田及以东天然气分析显示,甲烷δ¹³C值与残余烃含量 之间存在对数相关关系。这表明TSR过程中,甲烷同位素分馏作用遵从封闭体系下瑞利分馏原理。据此计算显示,渡4井约有15%甲烷被氧化了。     

四川盆地元坝气田长兴组古油藏的定量恢复及油源分析

目前虽认为元坝气田长兴组天然气主要为原油裂解气,但尚未进行该气田的古油藏的定量恢复并计算原油裂解气的资源量,并系统分析古油藏原油的来源.长兴组储层普遍可见固体沥青,是原油裂解的直接产物,且原油裂解在本区构造抬升变形前就已经完成,因此储层沥青可用来识别古油层的分布.根据储层沥青的纵向和平面分布,确定了7个可靠的古油藏和4个可能的古油藏,并运用容积法恢复出本区聚集的古原油为6.14×108 t,计算出相应的原油裂解气为3 807.08×108 m3,远大于现今气田的天然气探明储量,表明原油裂解气可以提供充足的气源,进一步证明了天然气主要为原油裂解气.通过长兴组储层沥青与不同层系烃源岩干酪根的碳同位素δ13C值对比,并结合烃源层分布和TOC等资料,确定古油藏原油主要来源于有机质类型以Ⅱ型为主的上二叠统吴家坪组烃源岩,其次为长兴组/大隆组烃源岩.后者主要分布在广元-南江-通江地区,该区的天然气勘探不能忽视该套烃源岩的生烃潜力与成藏贡献.      

塔里木盆地寒武-奥陶系烃源岩萘、菲系列化合物单体碳同位素特征

为了揭示塔里木盆地海相烃源岩中芳烃分子同位素的地质-地球化学信息,利用逐步增加试剂极性的方法对芳烃馏分进行了进一步的分离,并利用气相色谱同位素质谱(GC-IR-MS)分析技术测定了萘系列和菲系列的单体碳同位素.分析结果显示,芳烃分子碳同位素分布为-47.5‰ ～-17.4‰,其中寒武系-下奥陶统烃源岩的碳同位素为-38.2‰ ～-17.4‰,平均为-26.8‰;其中ML1-1、ML1-2两个样品的碳同位素为-36.8‰ ～-17.4‰,平均为-25.7‰;中-上奥陶统烃源岩为-47.5‰ ～-20.3‰,平均-30.6‰.结果表明,萘系列和菲系列化合物整体上表现为寒武系-下奥陶统烃源岩富集13C,而中-上奥陶统烃源岩更富集12C;在受到异常高温作用或过成熟度阶段,成熟度可能对芳烃的分子碳同位素产生较大影响,使其更富集13C.不同样品的二甲基萘系列化合物的碳同位素分布特征相似,暗示其可能具有相似的碳同位素分馏机制.而三甲基萘、二甲基菲系列化合物的碳同位素分布杂乱,暗示其成因来源可能较为复杂.塔里木盆地两套海相烃源岩中1,6-DMN、1,2,5-TMN、1-MP和1,9-DMP的碳同位素存在明显差异,可以对两套烃源岩进行有效的区分.     

川东地区下三叠统嘉陵江组储层沥青的油源

用色谱-质谱分析方法鉴定出川东地区下三叠统嘉陵江组储层沥青饱和烃和芳烃馏分中的生物标志物,研究了生物标志物特征及热演化特征,其中以藿烷系列和规则甾烷系列丰度高为最主要特征。上二叠统长兴组和龙潭组烃源岩与该储层沥青具有相似的生物标志物指纹特征及热演化特征,普遍存在γ-胡萝卜烷、β-胡萝卜烷和伽马蜡烷,因此认为它们是该储层沥青的主要烃源岩。     

鄂尔多斯盆地苏里格大气田天然气成藏地球化学研究

苏里格大气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西北部,属于典型的低渗砂岩气田。对天然气组分和同位素组成研究表明,苏里格大气田上古生界天然气以干气为主、湿气为辅,甲烷含量为82.729%~98.407%,干燥系数为84.7%~98.8%,δ¹³C₁值为-36‰~-30‰,δ¹³C₂值为-26‰~-21‰,属于高成熟度的煤成气;气田范围内各井区天然气组分和碳同位素组成变化较小,暗示其来源和成藏过程的一致性。根据储层流体包裹体镜下观察、包裹体均一温度、含烃包裹体丰度、颗粒荧光定量(QGF)、包裹体激光拉曼分析,苏里格大气田上古生界储层发育盐水包裹体、气体包裹体、液态烃包裹体、CO₂包裹体等不同类型流体包裹体,主要产于石英次生加大边、微裂隙及胶结物中;包裹体均一温度分布呈连续的单峰态,分布范围为80~180℃,主峰温度为100~145℃;上古生界砂岩储层样品的含烃包裹体丰度不高(多为1%~5%),QGF强度较低(1~10pc)。研究认为,苏里格大气田天然气充注可能是一个连续的过程,主要经历了一期成藏,其主要成藏期为晚侏罗世-早白垩世。通过生气动力学与碳同位素动力学的研究表明,苏里格大气田天然气主要来源于苏里格地区及周缘的石炭-二叠系煤系烃源岩,为近源充注、累积聚气成藏。     

Source Rocks for the Giant Puguang Gas Field, Sichuan Basin: Implication for Petroleum Exploration in Marine Sequences in South China

Detailed geochemistry studies were conducted to investigate the origin of solid bitumens and hydrocarbon gases in the giant Puguang gas field. Two types of solid bitumens were recognized: low sulfur content, low reflectance (LSLR) solid bitumens in sandstone reservoirs in the Xujiahe Formation and high sulfur content, high reflectance (HSHR) solid bitumens in the carbonate reservoirs in the Lower Triassic Feixianguan and Upper Permian Changxing formations. Solid bitumens in the Upper Triassic Xujiahe Formation correlate well with extracts from the Upper Triassic to Jurassic nonmarine source rocks in isotopic composition of the saturated and aromatic fractions and biomarker distribution. Solid bitumens in the Feixianguan and Changxing formations are distinctly different from extracts from the Cambrian and Silurian rocks but display reasonable correlation with extracts from the Upper Permian source rocks both in isotopic composition of the saturated and aromatic fractions and in biomarker distribution, suggesting that the Permian especially the Upper Permian Longtan Formation was the main source of solid bitumens in the carbonate reservoirs in the Feixianguan and Changxing formations in the Puguang gas field. Chemical and isotopic composition of natural gases indicates that the majority of hydrocarbon gases originated from sapropelic organic matter and was the products of thermal cracking of accumulated oils. This study indicates that source rock dominated by sapropelic organic matter existed in the Upper Permian and had made major contribution to the giant Puguang gas field, which has important implication for petroleum exploration in marine sequences in South China.     

Source Rocks for the Giant Puguang Gas Field,Sichuan Basin:Implication for Petroleum Exploration in Marine Sequences in South China

Detailed geochemistry studies were conducted to investigate the origin of solid bitumens and hydrocarbon gases in the giant Puguang gas field. Two types of solid bitumens were recognized： low sulfur content, low reflectance （LSLR） solid bitumens in sandstone reservoirs in the Xujiahe Formation and high sulfur content, high reflectance （HSHR） solid bitumens in the carbonate reservoirs in the Lower Triassic Feixianguan and Upper Permian Changxing formations. Solid bitumens in the Upper Triassic Xujiahe Formation correlate well with extracts from the Upper Triassic to Jurassic nonmarine source rocks in isotopic composition of the saturated and aromatic fractions and biomarker distribution. Solid bitumens in the Feixianguan and Changxing formations are distinctly different from extracts from the Cambrian and Silurian rocks but display reasonable correlation with extracts from the Upper Permian source rocks both in isotopic composition of the saturated and aromatic fractions and in biomarker distribution, suggesting that the Permian especially the Upper Permian Longtan Formation was the main source of solid bitumens in the carbonate reservoirs in the Feixianguan and Changxing formations in the Puguang gas field. Chemical and isotopic composition of natural gases indicates that the majority of hydrocarbon gases originated from sapropelic organic matter and was the products of thermal cracking of accumulated oils. This study indicates that source rock dominated by sapropelic organic matter existed in the Upper Permian and had made major contribution to the giant Puguang gas field, which has important implication for petroleum exploration in marine sequences in South China.     

地球内部物质物性的原位高温高压研究：大体积压机与同步辐射源的结合

四川盆地是一个大型复合含气为主、含油为辅的叠合盆地。多旋回的沉积演化过程,孕育了多套海相、陆相烃源岩,且不同区域发育不同成因类型的烃源岩。目前下寒武统、志留系、下二叠统、上二叠统和上三叠统五套主要烃源岩均已进入高演化阶段,并以成气为主。由于多阶成烃、混源聚集和后期遭受TSR次生蚀变等成藏过程的复杂性使得天然气组分较干、碳同位素组成复杂,常规方法进行气源对比较困难。文中在对四川盆地沉积演化背景分析的基础上,通过对有效烃源岩发育特征和分布规律的探讨,分区域进行了气藏的分析,特别是对天然气组分、非烃组成(H2S、CO2、N2等)和碳同位素等资料综合研究的基础上,基本确定了各区块各含气层系的主力源岩。认为川东主力产层石炭系、三叠系和二叠系的气源分别为志留系、上二叠统龙潭组和下二叠统;川南气区震旦系灯影组、寒武系、二叠系和三叠系产层的气源分别主要来自下寒武统,上、下二叠系源岩;川西气区侏罗系和三叠系须家河组主产层的气源主要来自三叠系须家河组煤系烃源岩,下二叠统和嘉陵江组产层气源则可能主要来自二叠系;川中主要为产油区,下侏罗统自流井群原油应来自侏罗系源岩,浅部层系气源为上三叠统须家河组的陆相烃源岩,深部气藏则为寒武系烃源岩。由于川东北部烃源岩发育层数最多,且质量都较好,因此川东北部是烃类最富集的地区,也是勘探潜力最大的地区。     

四川LG地区长兴组、飞仙关组储层及裂缝特征

以储层精细对比为基础,结合地质、地球物理、岩心分析及薄片鉴定等技术,对LG地区目的层段开展储层及裂缝发育特征研究.上二叠统长兴组储层孔隙可划分为LG Ⅰ型(台地边缘)和LGⅡ型(台地内部)两类,前者主要为粒间和晶间溶孔,后者主要为体腔孔和格架孔;下三叠统飞仙关组储层孔隙主要为粒间(内)溶孔、晶间溶孔及铸模孔.两套储层的...     

达县-宣汉地区长兴组-飞仙关组礁滩相特征及其对储层的制约

通过对普光2井、普光6井和毛坝3井等钻井资料以及地震剖面的详细研究,可知长兴组—飞仙关组生物礁相在地震剖面上,形态为透镜状,具有透镜体、中强变振幅、杂乱影像特征。岩性为灰色障积海绵礁灰岩、灰色障积海绵礁白云岩、灰色骨架海绵礁灰岩、灰色骨架海绵礁白云岩等组成。滩相在地震剖面上表现为透镜体、中强变振幅、不连续影像特征,其岩性主要为浅灰色厚块状亮晶鲕粒白云岩、亮晶含砾鲕粒白云岩、亮晶含豆粒鲕粒白云岩、亮晶生屑白云岩及亮晶砂屑白云岩等。两者在空间上相伴生,沿着台地边缘分布,形成台地边缘礁滩相带,该相带控制了达县—宣汉地区储层的岩性、储集性及其空间分布。     

Stable carbon isotopes of alkane gases from the Xujiahe coal measures and implication for gas-source correlation in the Sichuan Basin,SW China

The Upper Triassic Xujiahe Formation in the Sichuan Basin, SW China consists of a series of coal measures. The first, third and fifth members of this formation are dominated by gas prone dark mudstones and coals. The mudstones contain Type II and III kerogens with average organic carbon contents around 1.96%. These source rocks are mature in the central Sichuan and highly mature in the western Sichuan Basin, characterized by gas generation with subordinate amounts of light oil or condensate oils. The source rocks are intercalated with the sandstone dominated second, fourth and sixth members of the Xujiahe Formation, thus leading to three separate self contained petroleum systems in the region. The proven gas reserves in the Xujiahe Formation are only less than that of the Triassic Feixianguan Formation and the Xujiahe Formation has the second largest gas field (Guang’an gas field) in the basin. Gases derived from the Xujiahe Formation coals generally show a normal stable carbon isotopic trend for C₁–C₄ n-alkanes, with the highest δ¹³C₂ values among the nine gas pay zones in the basin (?20.7‰ to ?28.3‰), and δ¹³C₁ values as low as ?43.0‰ in the central Sichuan. Gas accumulations with an oil leg have also been found in the eastern and southern Sichuan where the thickness of the Xujiahe Formation is significantly reduced. Gases in these accumulations tend to show low δ¹³C₂ values (?30.0‰ to ?36.3‰), characteristic of oil prone source rocks.     

四川盆地东北部气田海相碳酸盐岩储层固体沥青研究

川东北地区海相碳酸盐岩生物礁滩相储层中普遍存在着固体沥青.本文以普光气田上二叠统长兴组和下三叠统飞仙关组储层中固体沥青为研究对象,在显微镜下观察固体沥青的产状特征,测定固体沥青含量和计算固体沥青与储层孔隙的体积比率,分析固体沥青的成因及形成期次,推算古油藏的密度.普光气田飞仙关组固体沥青主要呈环边状附于鲕粒白云岩、残余鲕粒白云岩晶间溶孔,溶蚀孔壁,沥青含量在1.11%～5.73%之间,均值2.92%;长兴组生物礁储层固体沥青多呈团块状充填于各种溶蚀孔洞中,沥青含量0.31%～11.72%之间,均值3.57%.两套储层中的固体沥青含量都有随埋深而减少的趋势.飞仙关组储层中固体沥青与储层孔隙的体积比约为22%,长兴组为43%～56%.普光气田储层固体沥青为热演化成因并为两期形成,飞仙关储层固体沥青为轻质油古油藏裂解形成,长兴组储层固体沥青为稠油古油藏裂解形成.     

贵州紫云剖面P/T界面附近碳氧同位素的变化及生物绝灭事件

:贵州南部紫云剖面由上二叠统长兴组的碳酸盐台地边缘沉积体系、下三叠统罗楼组的碳酸盐浅海陆棚沉积体系、以及下三叠统紫云组的半深海深海沉积体系组成。在前两种沉积体系中选取 18块样品进行碳、氧同位素测试。测试的结果表明 :上二叠统长兴组δ13 C平均值为 2 4 8‰ ,保持了较高的正值 ,δ18O平均值为 - 4 19‰ ;在P/T界面附近 ,δ13 C ,δ18O值都有显著的降低 ,δ13 C值由 2 71‰陡降至 - 0 90‰ ,变化幅度达 3 6 1‰ ,δ18O值由 - 5 0 3‰降为- 9 4 6‰ ,变化幅度可达 4 4 3‰ ;下三叠统罗楼组下部 ,δ13 C值为负值及低正值 ,出现明显的δ13 C值低异常 ,而δ18O值则比较稳定 ,介于 - 4 6 6‰和 - 5 6 2‰之间 ,平均值为 - 5 2 8‰。罗楼组上部 ,δ13 C值有回升的趋势。由于生物对轻碳具有重要的分馏作用 ,因此 ,P/T界面附近δ13 C值的显著变化反映了一次生物大量绝灭的过程。由δ18O值的变化反映出的生物绝灭的外因主要有温度和盐度两方面。从δ18O值可计算出在P/T界面处古温度有 4～ 5℃的升降 ,这势必影响到狭温生物的生存 ;从δ18O值计算出的Z值来看 ,古盐度也有小幅度的变化 ,加速了狭盐度生物的绝灭。事实上 ,生物的绝灭可能是海平面变化、火山事件、温度变化及盐度变化多种因素的综合     

四川盆地中三叠统-上三叠统马鞍塘组天然气藏特征和有利勘探地区

四川盆地中三叠统雷口坡组勘探已近40年,但迄今为止只发现了两个大中型气藏.近年来,雷口坡组钻井油气显示活跃,展示了良好的勘探前景.四川盆地中三叠统气藏储层主要位于底部雷一段、顶部雷三一雷四段,天然气主要来源于上二叠统龙潭组和上三叠统须家河组烃源岩,各气藏天然气组分特征也不尽相同,储集空间均以各类次生溶蚀孔隙为主,多为低...