火山岩吸附CO_2气的成藏潜力及实例分析

火山岩的脱气实验和对昌德东CO2气藏气源的分析结果表明:加热火山岩到250℃时,脱出挥发分总量为0.0299～0.0790mL/g,其中CO2脱出量为0.0218～0.0706mL/g(0.429～1.387wt%);挥发组分以CO2为主,还含有H2、CO、CH4等还原性气体,以及少量低碳烷烃,CO2含量和总烃呈现反比关系;基性岩的CO2脱出量、脱出率高于中、酸性岩;CO2脱出量与岩石碱质含量正相关。松辽盆地北部昌德东CO2气藏成藏模式为“自生自储”,成藏CO2气主要来自深部被火山岩吸附的气。随岩浆上升,在岩浆冷凝成火山岩的过程中被吸附于火山岩的节理、劈理和晶体位错之中的CO2气,连同火山岩包体中的残留气,成为高纯CO2气藏的主要补给源,并非地幔气体沿大断裂上来直接充注成藏。     

火山岩吸附CO2气的成藏潜力及实例分析

火山岩的脱气实验和对昌德东CO2气藏气源的分析结果表明：加热火山岩到250℃时，脱出挥发分总量为0．0299～0．0790mL／g，其中CO2脱出量为0．0218～0．0706mL／g（0．429～1．387wt％）；挥发组分以CO2为主，还含有H2、CO、CH4等还原性气体，以及少量低碳烷烃，CO2含量和总烃呈现反比关系；基性岩的CO2脱出量、脱出率高于中、酸性岩；CO2脱出量与岩石碱质含量正相关。松辽盆地北部昌德东CO2气藏成藏模式为“自生自储”，成藏CO2气主要来自深部被火山岩吸附的气。随岩浆上升，在岩浆冷凝成火山岩的过程中被吸附于火山岩的节理、劈理和晶体位错之中的CO2气，连同火山岩包体中的残留气，成为高纯Co2气藏的主要补给源，并非地幔气体沿大断裂上来直接充注成藏。     

松辽盆地北部火山岩CO2脱气参数及其对CO2资源量估算的意义

为了定量评价火山岩脱CO2气量的潜力，选择松辽盆地北部火山岩进行了低温脱气实验。将火山岩加热到250℃时，脱出挥发份总量为0.0299～0.0790ml/g；其中CO2脱出量为0.0218～0.0706 ml/g（0.429～1.387wt％）。脱挥发份总量与其中CO2量具有良好的正线性相关；挥发份以CO2气为主，其次是Ｎ2气，还伴有H2、CO、CH4等还原性气体，以及更少量的低碳烷烃；基性火山岩比中、酸性火山岩脱出CO2数量较多。火山岩吸附大量CO2气，成为充足气源，火山岩脱出的吸附气主要是辗转而来的深源气，火山岩成为探索幔源气成藏的主要源岩，尤其是基性火山岩。估算CO2资源量，可将250℃时火山岩挥发份含量作为岩石挥发份及残余CO2量的下限值，而全岩分析的总碳含量可作为CO2脱出量的上限值。     

松辽盆地北部昌德东CO2气藏的自生自储成藏模式

松辽盆地北部昌德东CO₂气藏的“自生自储“成藏模式指成藏气体主要是无机成因的幔源火山岩吸附气，后期的构造运动使裂缝连通、天然气汇聚成藏。证据有：火山岩含有WB为0.429%~1.387%的吸附CO₂，具有孔隙和缝隙相互组合的双孔介质，说明火山岩既可作为CO₂气的源岩，亦可作为储层；昌德东CO₂气藏中存在近距离不均一的CO₂含量空间分布、下贫上富的储层CO₂含量和上高下低的CH₄-CO₂平衡温度等特征。中国东部幔源—岩浆成因的CO₂气藏地区均发育幔源火山岩，说明该成藏模式具有现实的可能性和普遍性。     

济阳坳陷CO2气藏同位素地球化学特征及成因

济阳坳陷CO2气藏主要发育在高青-平南深断裂中南段和阳信次级凹陷西北缘及商店火山岩穹隆构造内.气藏中CO2气体浓度为69%～97%,δ13CCO2值为-5.67‰～-3.35‰,CH4/3He值为(1.01～5.65)×108,3He/4He值为(2.80～4.49)×10-6,即R/Ra为2.00～3.21,40Ar/36Ar值为317～1791,CO2/3He值为(0.25～2.61)×109.以上地球化学数据表明,济阳坳陷气藏中CO2主要来源于地幔,且幔源CO2在成藏过程中有损失,或者有壳源CO2的加入,特别是部分碳酸盐岩变质成因CO2的加入.在对CO2气来源定性分析的基础上,还需要在各来源的定量区分和CO2气藏的成藏及其与岩浆活动的时空匹配关系等方面作进一步的研究.     

山东济阳坳陷二氧化碳气成藏模式分析

山东济阳坳陷CO2气藏类型众多,成藏模式存在多样性。根据CO2气藏组分含量和同位素的分析结果,发现济阳坳陷CO2气藏以幔源成因为主,岩浆气源体是最重要的CO2气源体,火山岩体、火山通道和岩浆气源体附近的断裂对CO2气的运移成藏起关键作用。通过卸压条件下CO2的运移、CO2在断裂(裂缝)中的运移、CO2在孔隙—裂缝双重介质中的运移、CO2在砂质沉积物中的运移等一系列实验模拟,研究岩浆释出CO2气的运移成藏过程。结合已知气藏的运移成藏地质过程,建立济阳坳陷CO2气藏的3种地质模式,即侵入体—断裂—储集层转折成藏模式、侵入体—储集层直接成藏模式和埋藏火山通道—储集层直接成藏模式,为济阳坳陷CO2气成藏研究及其综合勘探奠定基础。     

济阳坳陷CO0_2气藏同位素地球化学特征及成因

济阳坳陷CO2气藏主要发育在高青-平南深断裂中南段和阳信次级凹陷西北缘及商店火山岩穹隆构造内。气藏中CO2气体浓度为69%~97%,δ13CCO2值为-5.67‰~-3.35‰,CH4/3He值为(1.01~5.65)×108,3He/4He值为(2.80~4.49)×10-6,即R/Ra为2.00~3.21,40Ar/36Ar值为317~1791,CO2/3He值为(0.25~2.61)×109。以上地球化学数据表明,济阳坳陷气藏中CO2主要来源于地幔,且幔源CO2在成藏过程中有损失,或者有壳源CO2的加入,特别是部分碳酸盐岩变质成因CO2的加入。在对CO2气来源定性分析的基础上,还需要在各来源的定量区分和CO2气藏的成藏及其与岩浆活动的时空匹配关系等方面作进一步的研究。     

松南油伴生CO2气的成因及其对油气藏的影响

以松辽盆地南部长岭断陷油伴生气和含片钠铝石砂岩为对象,研究松南伴生CO2气的成因,并在此基础上,讨论幔源-岩浆CO2混入对油气动态成藏的影响。通过对伴生气组分,碳、氧及氦同位素数据的分析,发现松南油伴生CO2气的体积分数为1.57%～75.25%,主体在20%以上,δ13 CCO2值为-9.90‰～-4.00‰,R/Ra为0.95～4.46,说明松南油伴生气中CO2的体积分数很高,伴生CO2气主体为幔源-岩浆成因。如果幔源-岩浆CO2气大量混入油藏,将发生CO2驱油,形成次生油气藏。由松南油气藏的典型剖面特征及片钠铝石中原生烃类包裹体的发现,证实松南存在幔源-岩浆CO2驱油的事实。在幔源-岩浆CO2与油气混合成藏地区,寻找幔源-岩浆CO2充注驱油成因的次生油气藏已成为新的勘探思路。     

阳信洼陷火成岩与CO2气成藏关系

通过对阳信洼陷火成岩发育和分布特征的分析、岩石矿物包裹体主挥发分和气藏组分含量的比较、火成岩的发育时代和岩石类型的不同所造成的含气性差异的分析,说明了火成岩与CO2气成藏的关系;研究表明阳信洼陷的CO2气主要为幔源无机成因气,幔源CO2气成藏受断裂活动和岩浆活动的控制,深大断裂的活动为岩浆活动创造了条件,岩浆是CO2气运移成藏的载体,火成岩的发育和分布为CO2气成藏提供了保障;结合阳信洼陷隐伏火山口的发育特征,采用幔源^3He通量法和CO2通量法对阳信洼陷CO2气的资源量进行了估算,为该区CO2气资源的勘探打下了基础。     

松辽盆地火山岩高含CO2气藏包裹体特征及成藏期次

在详细岩相学观察的基础上,充分利用包裹体的岩相学特征、均一温度特征、气体组分特征以及碳同位素特征等,确定了松辽盆地营城组火山岩中包裹体的类型、期次和成分特征,并对火山岩高含CO2气藏的成藏期次进行了分析。综合各种地质地化证据,确定松辽盆地火山岩高含CO2气藏中烃类气成藏特征是连续充注基础上的两期成藏,即泉头组—青山口组沉积时期和嫩江组沉积中后期;CO2充注发生在喜山期,CO2的充注晚于烃类气的充注。     

松辽盆地南部无机CO2成藏机理与分布

松辽盆地南部的幔源CO₂气主要存在3种脱气方式：热底辟体脱气、岩浆房脱气和地幔热底垫体脱气。古近纪末-新近纪时期的岩浆活动和岩石圈断裂是无机CO₂气藏形成的主控因素;属于岩石圈断裂的郯庐断裂北部断裂系,当处于活动期时,诱导幔源岩浆上涌,促使无机CO₂气从幔源岩浆脱出,先期富集在下地壳底部,并沿着下地壳的网状剪切带迂回向上运移到达拆离带;当断至拆离带的低角度基底断裂处于活动期时,无机CO₂气体沿着壳源断裂上移进入地壳浅层圈闭富集成藏。气源断裂体系的展布与幔源火成岩活动脱气是无机CO₂气运聚成藏的两大主控因素。幔源CO₂气藏主要分布在长岭断陷和德惠断陷:前者主要沿着孙吴-双辽断裂带分布,后者受控于哈尔滨-四平断裂带。长岭断陷的幔源CO₂气藏埋藏较深,由于向北西的红岗阶地和东部的德惠断陷层位在变新,导致CO₂气藏埋藏深度逐渐变浅。     

中国东部及南海西部陆缘CO2气藏形成机理

以我国东部及南海西部陆缘众多CO2气葳为依据，分析了气藏中气体组分、同位素组成及分布特征，指出该地区从北至南分布着一巨型北东向岩浆幔源无机成因CO2气藏带，莺歌海盆地中具有壳幔混源特征，其形成机理与欧亚板块和太平洋板块碰撞俯冲带所形成的构造岩浆作用有关；靠近俯冲带，热源体以火山岩体、基性玄武岩为主，远离俯冲带则以泥底辟热流体为主；超壳断裂是幔源气和热源的输运通道。     

幔源CO_2演化及CO_2气成藏实例分析

幔源CO2是当今地球科学研究中的前沿领域之一,具有重要的研究价值。处于超临界态的地幔流体具有很强的溶解和扩散能力,是地球内部能量与物质向外传输的重要载体。地幔流体中的挥发分以H2O和CO2为主,全球许多CO2气藏中的气体具有幔源特征,与地幔流体密切相关,但地幔流体与CO2气藏之间的关系研究则显得不够。本文分析了地幔流体的组成、性质与影响因素,结合济阳坳陷断裂构造、岩浆发育特征,阐述地幔流体上升和演化过程,认为地幔流体中溶解各种形式CO2气为气藏形成提供物质来源,断裂活动则为岩浆上侵和气体的运移、聚集提供了通道和空间。CO2气藏勘探的有利区块应该不仅仅局限于坳陷内,在坳陷边缘或者外部,新生代晚期的碱性岩浆侵入活动,不同方向断裂发育交汇地区均是气藏勘探的有利地区。     

松辽盆地幔源成因CO2气藏分布规律及控制因素

通过深部15s大剖面解译和典型CO₂气藏解剖,深入剖析了松辽盆地幔源成因CO₂气藏分布规律及控制因素。纵向上CO₂气主要富集在营城组火山岩和泉头组三、四段砂岩储层中。与深部热流体（热流底辟体和侵入体）直接相连的、控陷的、控制火山通道的铲式基底断裂控制着CO₂气藏呈串珠状分布的特征,断裂走向拐点、端点和侧列叠覆区控制了CO₂气出气点。深部热流体是CO₂气藏主要的气源。与之相衔接的基底断裂活动导致幔源岩浆充注盆地,同时携带的CO₂气释放进入早期喷发的火山岩中形成营城组火山岩CO₂气藏。基于控藏断裂多为断陷期和泉头组晚期-青山口组早期活动的基底断裂,推测营城组CO₂气藏主要成藏时期为泉头组晚期-青山口组早期。松辽盆地强烈的构造反转发生在明水组末期,挤压应力自南南东向北北西方向衰减的过程中,基底断裂复活形成正反转断层,CO₂气从热流底辟体中脱出上运而聚集在反转构造带上,断层式反转构造南部比北部发育,西部比东部发育,因此松辽盆地南部比北部、西部比东部CO₂气更富集。     

幔源CO_2释出机理、脱气模式及成藏机制研究进展

针对幔源CO2如何从地幔岩浆中脱出并进入沉积地层中形成CO2气藏聚集这一关键问题,总结了国内外研究进展和前缘方向。研究表明,地幔深部的碱性玄武岩浆和碱性岩浆才是深部流体和CO2等挥发份大量赋存、渗滤和释出的场所。浅成侵入岩、次火山岩和火山通道等是CO2释放和聚集的有利位置,岩浆期后和岩浆衰弱期的热液活动阶段是CO2大量释放和聚集的有利时期。幔源CO2进入沉积盆地中具有3种脱气模式,即沿岩石圈断裂直接脱气模式、热流底辟体脱气模式和壳内岩浆房-基底断裂组合脱气模式。CO2的固有物化性质决定其运移相态多样,具有运移和聚集过程同步的特征。只有在满足大量的化学消耗及地层水或原油的溶解和耗散之后才能形成CO2有效聚集。幔源CO2成藏和分布主要受岩浆气源体和气源断裂体系的控制。今后,在超临界CO2及其对油气运移聚集的作用、CO2与深大断裂及火山岩的关系、CO2脱气运移机制、CO与常规烃类油气的耦合差异成藏机制等方面仍需要进一步的研究和探索。     

中国东部地区新生代岩浆活动对区域性CO2形成时间的制约

中国东部地区新生代存在 4个岩浆活动期 :第一期 6 5～ 4 1Ma ,第二期 4 1～ 2 1Ma ,第三期 2 1～ 13Ma ,第四期 11Ma至今。对研究区内火山岩地球化学研究表明 ,古近纪早期火山岩以拉斑玄武岩和钙碱性玄武岩为主 ,后期特别是从沙三期开始逐渐转变为碱性岩石。火山岩中CO2 包裹体含量统计表明 ,沙三段 (Es3 )中CO2 含量明显高于其它几个岩性段 ,而碱性岩中CO2 的含量又明显高于拉斑玄武岩中的含量。沙三期是整个东部地区一个较重要的岩浆活动期和火山活动发生重大改变的时期 ,从沙三期到馆陶期形成的碱性岩具有最大的CO2 成藏潜力 ,沙三期及以后的火山岩与CO2 在空间上存在密切关系 ,因此沙三期到馆陶期是形成区内CO2 的主要时期。     

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。     

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     

胜利油区花沟气田非烃类气体成因研究

胜利油区花沟气田所含的气体中以 CO2 气体为主要组成 ,CO2 体积分数 φ(CO2 )高达 70 %以上 ,个别井中含有丰富的氮气和氦气 ;在气田的东部和北部为烃类气藏 ,显然这与东邻博兴生烃洼陷、西部火山活动强烈有着成因联系。对气田中 CO2 气体和稀有气体的同位素研究表明 ,δ(13 CCO2 )为 -8.3 0‰～ -3 .41‰ ,φ(He)大于 1% ,φ(3 He) /φ(4He)在 4.45× 10 -6～ 4.49× 10 -6间 ,证明其为岩浆—幔源成因 ;有利于形成 CO2 气藏的大地构造环境是地幔隆起和超壳断裂—岩浆活动带 ;该区 CO2 气藏正位于上新世 -中新世玄武岩分布区内 ,每一期岩浆的侵入和喷出就是一次成气期和可能的成藏期 ,上新世是该区最主要的非烃类气体的成藏期。     

东海盆地丽水凹陷CO2分布特征及成藏主控因素

基于丽水凹陷钻井和地震资料,综合天然气地球化学参数、基底断裂和岩浆底辟发育特征等,研究丽水凹陷CO₂的分布特征及其成藏主控因素.研究结果表明,丽水凹陷CO₂纵向上主要分布在灵峰组、明月峰组下段及元古界基底片麻岩中,不同层位CO₂的含量差别很大;平面上,温州13-1、丽水35-7和南平5-2 CO₂气藏均位于岩浆底辟体之上或者附近,同时周围亦发育断层,而丽水36-1高含CO₂气藏和LF-1井含CO₂气藏周围底辟不发育,均紧邻灵峰凸起西侧的控洼断裂.丽水凹陷幔源CO₂成藏主要受早中新世和晚中新世两期火山岩浆活动的影响,这两期火山活动将幔源CO₂带到地壳浅层,通过砂体侧向输导进入有利圈闭聚集成藏.