塔里木盆地和田河气田天然气的特殊来源及非烃组分的成因

本文主要讨论和田河气田天然气的地球化学特征和来源以及非烃气体的可能成因，和田河气田天然气以烃类气体为主，但含有较高的非烃气体，含量一般为10％－25％，乙烷碳同位素值为－37．8‰－34．9‰，说明形成该天然气的母质属于腐泥型，烃类组分，非烃组分分布以及天然气δ13C1值在和田河气田的东、西部存在明显的差异，和田河气田天然气源自寒武系烃源岩，但表现为具有原油二次裂解气的特殊来源特征，东部的玛4井区天然气以原油裂解气为主，西部的玛3、玛8井区则为干酪根裂解气与原油裂解气的混合气，初步分析N2，CO2和H2S的成因，，认为和田河气田天然气的特殊来源是天然气中非烃气体高含量的重要原因。     

青海祁连山冻土区天然气水合物的气体成因研究

在祁连山冻土区发现天然气水合物之后,其气体成因或来源便成为一个重要的科学问题。开展了气体组成和同位素特征及δ13C1-1/n、C1/(C2+C3)-δ13C1、δDCH4-δ13CCH4、(δ13C2-δ13C3)-ln(C2/C3)、ln(C2/C3)-ln(C1/C2)等关系图解的综合研究,结果显示:祁连山冻土区天然气水合物的气体以轻烃为主,具湿气特征,其同位素表现为正碳同位素系列特征。研究区天然气水合物的气体为有机成因,且以热解成因为主,夹少量微生物成因(醋酸根发酵),其中,热解成因气主要与原油裂解气、原油伴生气有关,少部分与凝析油伴生气、煤成气、干酪根裂解气有关。这一分析结果可能意味着研究区天然气水合物的气体来源与油型气密切相关,而与煤型气关系不大。     

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。     

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.      

奥陶系烃源岩有机显微组分特征及意义

鄂尔多斯盆地中部气田奥陶系碳酸盐岩储层中既有煤型气又有腐泥型气。煤型气的来源为上古生界煤系源岩已无争议，但对腐泥型气的来源则存在着源自石炭系和奥陶系自生自储两种不同观点。研究了奥陶系碳酸盐岩中的有机显微组成特征，从有机岩石学角度将其细分为三个显微组分组、六种显微组分，其中的碳沥青组对于碳酸盐岩生烃潜力的评价及认识天然气来源具有指示意义。奥陶系岩石中沥青的成因与赋存状况的分析表明，奥陶系储层中的碳沥青主要为液态烃热演化的产物，奥陶系碳酸盐岩具有生烃潜力。同位素特征分析亦表明上、下古生界储层中天然气的同位素组成存在较大差异。认为腐泥型天然气来自奥陶系碳酸盐岩本身。     

库车坳陷大北-克深地区深层致密砂岩气地球化学特征及成因

为探讨库车坳陷大北-克深地区深层致密砂岩气的地球化学特征及成因,对采集的天然气样品进行了组分定量和碳同位素组成分析。结果显示,库车坳陷大北-克深地区深层致密砂岩气中甲烷占绝对优势,为87.30%～98.33%,平均为96.18%;其重烃气含量较低,为0%～3.41%,为明显的干气;天然气的δ¹³C_1为-31.9‰～-26.5‰,δ¹³C_2为-24.2‰～-16.1‰,δ¹³C_3为-31.1‰～-15.7‰;烷烃气碳同位素偏重,主体呈正碳同位素序列,局部出现倒转;天然气成熟度为1.50%～3.62%,平均为2.39%,为高-过成熟天然气;δ¹³C_CO2主要为-19‰～-10.3‰。研究表明,大北-克深地区深层致密砂岩气中烷烃气属于煤成气成因,同型不同源气或煤成气与油型气的混合是烷烃气碳同位素倒转的主要原因,同时也与深层高温高压条件下烷烃气的形成与成藏过程有关;深层致密砂岩气中CO_2主要为有机成因。     

鄂尔多斯盆地奥陶系烃源岩有机显微组分特征及意义

鄂尔多斯盆地中部气田奥陶系碳酸盐岩储层中既有煤型气又有腐泥型气。煤型气的来源为上古生界煤系源岩已无争议,但对腐泥型气的来源则存在着源自石炭系和奥陶系自生自储两种不同观点。研究了奥陶系碳酸盐岩中的有机显微组成特征,从有机岩石学角度将其细分为三个显微组分组、六种显微组分,其中的碳沥青组对于碳酸盐岩生烃潜力的评价及认识天然气来源具有指示意义。奥陶系岩石中沥青的成因与赋存状况的分析表明,奥陶系储层中的碳沥青主要为液态烃热演化的产物,奥陶系碳酸盐岩具有生烃潜力。同位素特征分析亦表明上、下古生界储层中天然气的同位素组成存在较大差异。认为腐泥型天然气来自奥陶系碳酸盐岩本身。     

东营凹陷原油单体烃碳同位素特征及其在油源识别中的应用

为揭示东营凹陷部分复杂成因油气的来源,对该区原油、烃源岩单体烃碳同位素进行精细特征分析与油源追踪。东营凹陷不同成因原油具有不同正构烷烃单体烃碳同位素特征。沙三段淡水成因原油碳同位素曲线分别以nC₁₅、nC₃₂为主峰,碳同位素总体偏重、前峰极其富集13C;沙四段咸水成因原油一般以nC₂₃为分界线,近似呈对称的双峰分布,δ¹³C值较沙三段成因原油的轻。沙三段、沙四段成因原油碳同位素分别与沙三段、沙四段烃源岩的聚类相关。牛庄洼陷沙三中段透镜体岩性油气藏原油单体烃碳同位素值介于沙三段、沙四段烃源岩之间,与沙四段烃源岩及相关原油具有更好的相关性,验证以往关于牛庄洼陷沙三中段隐蔽油气藏原油为沙三段、沙四段成因的混源油观点。东营凹陷南斜坡孔店组原油碳同位素总体相对较轻、近直线型分布,与孔店组烃源岩、黄骅坳陷孔店组成因原油的碳同位素曲线聚类相关,指示其与孔店组烃源岩具有成因联系。在正常油窗范围内,成熟度对东营凹陷烃源岩及相关原油碳同位素的影响较小,后者主要受控于母源与古沉积环境。单体烃碳同位素可以很好地应用于东营凹陷油气成因与油源研究,该方法是对以往生物标志物地球化学研究的补充与深化。     

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。     

辽河坳陷滩海东部地区天然气地球化学特征及有机热成因-无机成因双源模式

辽河坳陷滩海东部地区葵探1井获得天然气重大突破,其侏罗系、古近系天然气的甲烷碳同位素组成(δ¹³C₁)差异大,确定天然气成因与气源岩对于评价天然气资源潜力及选择勘探目标具有重要意义。系统分析了滩海东部地区古近系东营组、沙河街组三段和侏罗系小东沟组3套含气层系的天然气组分、稳定碳同位素组成等地球化学特征,对天然气成因和来源进行探讨。滩海东部地区发育有机热成因气和无机成因气2种类型：(1)古近系东营组和沙三段天然气为煤型有机热成因气,成分以甲烷为主,干燥系数介于0.789～0.949,δ¹³C₁值主要在-35‰左右。主要气源岩为盖州滩洼陷沙三中下亚段泥岩,R_o在0.77%～1.59%之间。中浅层东营组天然气成熟度显著高于同深度泥岩,表明天然气来源于深部地层;而深层沙河街组三段天然气成熟度与同深度泥岩差异不大,表明天然气以原地聚集为主。(2)侏罗系小东沟组天然气为无机成因气,干燥系数平均值为0.991,δ¹³C₁值>-20‰;推测东营...     

四川盆地深层海相碳酸盐岩气藏成藏模式

四川盆地深层碳酸盐岩气藏主要指中三叠统雷口坡组及更老层位海相碳酸盐岩为储层形成的气藏,一般(曾)埋深在4500m之下,按类型可分为原生气藏(生气中心、储气中心和保气中心位于同一层位内)和次生气藏(生气中心、储气中心与保气中心位于不同层位)2类。原生气藏储层内含有大量沥青, 天然气主要为原油裂解气。次生气藏储层内不含沥青, 但天然气仍然主要为原油裂解气。原生气藏的成藏模式有三中心叠合模式、储气中心解体模式、三中心短距离移位模式和缺乏保气中心模式。次生气藏的成藏模式主要以天然气跨层运移为主要特征, 其气源来自于先存的天然气藏。三中心叠合模式的原油裂解气成藏效率最高,储气中心解体模式的原油裂解气成藏效率中等,三中心短距离移位模式和次生气藏形成模式的原油裂解气成藏效率较低,保气中心缺乏模式的原油裂解气成藏效率为零。因此,在勘探策略上应重视三中心叠合和储气中心解体模式形成的原生气藏的勘探,同时应关注由震旦系灯影组古气藏(储气中心)破坏而形成的下古生界次生气藏。     

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.      

塔里木盆地哈拉哈塘凹陷天然气地球化学特征

哈拉哈塘凹陷位于塔里木盆地塔北隆起中部,具有良好的石油地质条件,是近期油气勘探的重点区带。天然气地球化学特征研究表明,该区天然气干燥系数较低,表现出典型湿气的特征,普遍含有微量的H2S;烷烃气δ13C1和δ13C2值分别为-50.5‰~-42.6‰和-40.2‰~-35.5‰,δD1值介于-262‰~-156‰之间,碳氢同位素系列表现出典型正序特征; C7轻烃组成具有正庚烷优势分布, C5~7轻烃组成以正构和异构烷烃为主。哈拉哈塘凹陷及周缘奥陶系天然气均为海相油型气,既有干酪根裂解气,也有原油裂解气,其中哈拉哈塘天然气中混入了相当比例的原油裂解初期形成的湿气,主要来自于南部阿满过渡带地区的中上奥陶统烃源岩,天然气中具有高δ13C值特征的CO2主要来自碳酸盐岩储层在酸性地层水作用下发生的溶蚀, H2S主要源自含硫化合物的热裂解。其中天然气发生的同位素部分倒转主要源自原油伴生气与原油裂解气的混合。     

黄骅坳陷石炭-二叠系凝析油气地球化学特征及来源分析

深层油气勘探是未来油气资源的重要接替领域。渤海湾盆地下伏石炭-二叠系煤系烃源岩自油气勘探取得新突破以来,一直是深层油气领域研究的热点。黄骅坳陷新部署的QG8井奥陶系碳酸盐岩储层和YG1井二叠系砂岩储层获高产凝析油气流,其来源判别问题是深层油气勘探的关键。针对QG8、YG1井凝析油气开展的生物标志化合物、有机碳稳定同位素和原油物性研究表明：两口井的凝析油均为低黏度、低密度的典型轻质原油,具有姥鲛烷优势（Pr/Ph>2.8）,QG8井凝析油饱和烃δ¹³C为-29.1‰、芳烃δ¹³C为-26.8‰;天然气δ¹³C₁偏重,介于-39.7‰~-36.4‰之间,干燥系数大于0.8,重烃可达16.2%,为偏干湿气。QG8与YG1井凝析油特征与黄骅坳陷石炭-二叠系煤系烃源岩（饱和烃δ¹³C为-29.26‰~-26.87‰,芳烃δ¹³C为-26.62‰~-24.15‰）及KG4井原油物性（0.757 1~0.840 2 g/cm³）相近,天然气特征则相似于济阳坳陷GBG1井的煤成气（δ¹³C₁为-43‰~-35‰）,表明高产的凝析油气来自石炭-二叠系煤系烃源岩。证实渤海湾盆地深层石炭-二叠系煤系具有生烃潜力和油气勘探前景。     

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。     

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.      

运城盆地地下水同位素年龄特征及其演化过程和可持续利用

通过分析运城盆地地下水的碳同位素组成,结合水化学特征,揭示了盆地深层承压地下水的补给期为22～3 ka BP （现代碳百分比(a¹⁴C) 6~38 pmC）。浅层地下水（71~89 pmC）由现代水或现代水和老水混合组成。深层地下水氢氧同位素组成特征（δ¹⁸O~-10‰; δ²H~-70‰）表明地下老水在气候较冷的环境下受到补给,而浅层地下水的氢氧同位素组成（δ¹⁸O~-8‰; δ²H～-51‰）特征与现代西安降水组成相似。浅层地下水NO^-₃平均含量（31mg/L）比深层地下水（1.8 mg/L）高,硝酸盐的δ¹⁵N－δ¹⁸O_NO3 组成 (0‰～5‰）揭示了硝酸盐的主要来源为综合肥料。此外,浅层地下水的TDS由于蒸散发、矿物溶解,可达8.5 g/L（平均2.0 g/L）,深层地下老水TDS可达1.8 g/L（平均1.1g/L）水质相对较好。研究区目前主要开采深层地下水,受断裂带影响,浅层地下水已经侵入中深层地下水并与之发生混合,严重影响了中深层地下水的水质。如果发生大规模的浅层地下水与中深层地下水混合,会造成中深层地下老水的NO^-₃、TDS等含量越来越高。     

塔里木天然气氮同位素组成与分布

利用制备气相色谱仪分离塔里木天然气中N2并测定同纱比值，结果显示不同区域天然气氮的含量及其同位素比值不同，塔中，塔北与田河地区天然气含氮量高，δ^15N低，库车天然气则相反，结果还显示塔里木原油与天然气氮同位素比值具有可比性，表明同源油－气成因上的内在联系。     

青海聚乎更钻探区含水合物岩心气体组成及其指示意义

对青海聚乎更钻探区含天然 气水合物岩心气体组成特征进行研究,有助于弄清钻探区天然气水合物的气体成因及来源,对于区内天然气水合物的勘探开发具有重要的指导意义。对DK8-19、DK10-17、DK11-14、DK12- 13和DK13-11等5个钻孔获得的18个含水合物岩心样品,开展了气体组成和同位素特征及C_l/(C₂+C₃)-δ¹³C_C1、δD_C1-δ¹³C_C1和δ¹³C_C2-δ¹³C_C1等关系图解的综合研究。结果显示：青海聚乎 更钻探区含水合物岩心气体以轻烃为主,具湿气特征,其同位素表现为正碳同位素系列特征。除DK8-19孔浅层岩心烃类气体可能含有少量生物成因气外,钻探区其余各孔所有样品的气源组成均以热解成因气为主,为典型的有机成因烃类气体,且来源于淡水环境下形成的天然气。     

鄂尔多斯盆地伊陕斜坡中南部高热演化地区古生界天然气地球化学研究

苏里格南部和高桥高热演化地区古生界天然气具有乙烷等重烃组分含量低,大多数样品的湿气系数小于2%,天然气甲烷碳同位素组成显著偏重,乙烷等重烃组分碳同位素组成变化大等特征。热演化程度更高、甲烷碳同位素更重、湿气系数更低的东南部地区,古生界天然气均显示乙烷等重烃组分碳同位素异常偏轻、碳同位素倒转的特征。通常,当乙烷等重烃组分含量极低的高演化天然气混入少量乙烷等重烃组分含量高、碳同位素组成显著偏轻的天然气就可形成天然气的乙烷等重烃组分碳同位素异常偏轻、碳同位素倒转。早白垩世末盆地抬升阶段初期古地温降至相当于高-过成熟阶段的温度区间时,气源岩和储层中残余的少量液态烃的热裂解生成的天然气混入导致了乙烷等重烃组分碳同位素异常偏轻与碳同位素的倒转。因此,应以甲烷碳同位素组成作为主要指标、乙烷等重烃组分碳同位素组成作为参考指标,结合成藏地质条件进行高演化天然气的成因判识。提出了研究区古生界天然气以煤成气为主,并有一定数量油型气混入的认识。