大庆兴城地区天然气地球化学特征及成因

大庆兴城地区天然气组分和碳同位素具有“杂、干、重、反”4个基本特征,即天然气组分复杂多样,烃类气体中甲烷含量高,碳同位素重,烷烃碳同位素普遍出现反转序列.甲烷气体碳同位素重和烷烃碳同位素普遍出现反转序列是无机烃的特征,但并非其独有的特征.与烃类气体伴生的非烃类气体CO2、He的高含量与同位素分析表明具幔源成因特征,结合大庆兴城地区地质背景,认为不但非烃类气体具无机成因气,而且烃类气体中也有无机成因气的存在,反映出兴城地区天然气为有机成因与无机成因的混合气体.无机气体是岩浆与火山活动的产物.     

柴达木盆地天然气地球化学特征与成因

本文系统采集了柴达木盆地不同构造分区19个油气田的65个天然气样品,测试了其组分和碳同位素值,综合研究了天然气的地球化学特征及成因。柴达木盆地天然气可分为生物气、腐泥型油型气、混合型油型气、煤型气和混合气。生物气δ~(13)C_1非常轻,C_2+含量极低,分别位于-68.2‰～-61.8‰和0.06％～0.20％范围;δD和δ~(13)C_(CO_2)较重,显示了     

塔里木盆地东部地区天然气地球化学特征及成因探讨(之一)

塔里木盆地是世界上勘探程度较低的大型盆地之一。近年来在该盆地中进行了大规模的油气勘探,发现了一系列的油、气田,其油、气资源量近似1∶1,说明在该盆地中天然气资源非常丰富。该盆地已发现的天然气主要分布在塔里木盆地东部地区的塔北隆起、塔中隆起和库车拗陷。天然气主要与凝析油及原油伴生。该盆地天然气组分分析表明,已发现的天然气藏绝大多数烃类气体含量大于65%;非烃气体CO₂含量小于5%,N2含量小于10%。一些天然气中N2含量达25%到35%。在塔北隆起油气藏中天然气的干湿指数(C₁/C₂+比值)具有从东到西降低的趋势,天然气中N₂含量具有从东到西升高的趋势,天然气甲烷的碳同位素组成也具有由东到西变轻的趋势,结合该区的地质背景可知造成这一趋势的主要因素可能是由于该区下古生界烃源岩热演化程度具有东高西低的特征。     

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.     

塔里木盆地东部地区天然气地球化学特征及成因探讨(之二)

天然气的组分和碳、氢同位素组成特征研究表明塔里木盆地已发现的天然气均为热解气。通过气源对比可知,该盆地东部地区的天然气主要有两种类型 :1)是来自震旦纪到下古生界海相腐泥型母质的油型气,其甲烷、乙烷、丙烷δ13C值,分别为-44.5‰～-33.8‰、- 42‰～-2 8.1‰和-35.4‰～-2 8.4‰,其甲烷的氢同位素组成大于- 2 0 0‰;2 )是产自中生代陆相腐殖型源岩的煤型气,其甲烷、乙烷、丙烷的δ13C值分别为-40.5‰～-33.1‰、- 2 9.7‰～-2 1.3‰和-2 6.3‰～-2 0.3‰,其甲烷的氢同位素组成小于-2 0 0‰。将天然气的地化特征与地质背景相结合判断可知,在塔北隆起地区一些天然气藏是由成熟 (高成熟 )阶段的油型气与过成熟阶段的油型气混合形成,另一些天然气藏是由成熟阶段的油型气和成熟阶段的煤型气混合形成.     

无机成因天然气的地球化学特征

甲烷(CH4)等烃类气体自地球深部选出的同时,还伴随有其它气体,如CO2、CO、N2、H2S、H2、He、Ne、Ar等,统称为无机成因天然气.无机成因天然气与生物成因天然气在地球化学特征上存在显著的差异,主要表现在化学成分和同住素组成特征.无机成因CH4的干燥系数较大,δ13C1值几乎都大于-25‰,且CH4及其同系物碳同住素组成的分布随碳数的增大而变轻(反序);无机成因CO2碳同住素较重;稀有气体中w(3He)/w(4He)值较低等.这些特征是判别无机成因天然气的重要地球化学指标.     

四川盆地天然气的有机地球化学特征及其成因

四川盆地的大中型气田在层系上和区域上的分布是不均匀的，以川东石炭系最为集中，根据盆地天然气的气态烃，浓缩烃和非烃的组成特征及气态烃碳同位素组成特征，结合大中型气田在层系上和区域上的发布特点及盆地内主要烃源岩地地化特征，本文得四川盆地天然气均有机因气，不同区块不同层系的产天然气分属不同成熟阶段的油系气和煤系气及共混全气的结论，并从地球化学角度提出了威远震旦系气藏为水溶脱出气成藏的观点。     

柴达木盆地天然气的碳同位素地球化学特征及成因分析

依据天然气碳同位素中δ13C1、δ13C2、δ13C3的组成与划分标准，将柴达木盆地天然气划分为煤型气、裂解气、油型气与生物气四种类型，通过对天然气同位素中的δ13C1、δ13C2-δ13C1、δ13C3-δ13C2值的差异分析以及与对应的烃源岩干酪根碳同位素进行对比分析，探讨了柴达木盆地不同地区天然气的成因以及影响因素，这对于探索柴达木盆地的成气规律以及在不同地区天然气勘探的目标选择都有着现实意义。     

东濮凹陷白庙地区天然气及凝析油地球化学特征及成因

白庙构造是东濮凹陷南部地区的一个含凝析油的富气构造。在研究油藏基本地质特征的基础上，应用多种地球化学手段研究了气藏中天然气组分、甲烷同位素及惰性气体同位素变化规律、凝析油族组成、饱和烃色谱、色质生物标志物特征．进行了油气源分析，探讨了气藏的形成时间与次序，白庙气藏具有多源、多期、复合成藏的特点。     

四川盆地东部天然气地球化学特征与TSR强度对异常碳、氢同位素影响

对四川盆地东部50个天然气样品组分和碳、氢同位素组成分析结果显示,天然气以烃类气体为主,干燥系数高(C1/C1+=0.975~1.0),H2S含量变化较大(H2S=0.00%~16.89%)。利用烷烃气碳、氢同位素组成和判识油型气热演化程度图版,确定四川盆地东部天然气主要为原油裂解气,且热演化程度已处于油气裂解阶段。在四川盆地东部,烷烃气碳、氢同位素组成普遍存在局部倒转现象,即δ13C1δ13C2δ13C3和δD1δD2,这主要与研究区域不同硫酸盐热化学还原作用(TSR)强度有关,因为在该反应过程中不仅会产生大量的CH4,其碳同位素较重,同时,水参与了硫酸盐与烃类的化学还原反应使得水中的H+与烃类中H+发生同位素交换,从而引起TSR生成CH4的氢同位素分馏大于干酪根直接生烃过程造成的氢同位素分馏。异常δ13CCO2值与TSR反应过程中部分碳同位素较轻的CO2与硫酸盐中金属离子(Mg2+、Fe2+、Ca2+等)以碳酸盐的形式沉淀后,导致气藏中残余重碳同位素组成的CO2与酸性气体腐蚀碳酸盐岩储集层形成的CO2相混合有关。     

四川盆地高石梯—磨溪地区震旦系—寒武系天然气TSR效应及气源启示

综合分析四川盆地高石梯—磨溪地区(高-磨地区)震旦系—寒武系天然气、储层沥青及膏盐分布等,发现高-磨地区天然气发生过不同程度硫酸盐热化学还原作用(TSR)反应。主要基于:①天然气中含一定丰度H_2S,震旦系灯影组H_2S含量为0.6%～3%,寒武系龙王庙组为0.2%～0.8%;其δ~(34)S值普遍较重(21‰～23‰),为TSR反应产物;②储层沥青S/C原子比介于0.06～0.4之间,远远超过有机质裂解生成沥青中S/C比的最高上限(0.034),峰值甚至超过了TSR反应强烈的川东北普光气田飞仙关组储层沥青的比值(0.06～0.12),为TSR过程无机S加入所致;③四川盆地寒武系底部发育膏盐类沉积,为TSR反应提供了SO_4~(2-)和Mg~(2+)等物质,灯影组发育富Ca~(2+)/Mg~(2+)、贫Na~+/K~+型地层水,证明盐、膏类溶解的普遍性。地层水中相对缺乏SO_4~(2-),应为TSR反应消耗所致。TSR反应明显氧化乙烷,导致天然气干燥系数增加、δ~(13)C_2变重;TSR反应程度不同造成了龙王庙组和灯影组天然气特征的差异,龙王庙组TSR反应程度相对较弱,天然气甲乙烷碳同位素明显倒转;而灯影组TSR反应程度相对要强,甲乙烷同位素正序分布。考虑TSR效应,恢复原始组成,高-磨地区寒武系—震旦系天然气应有明显的甲烷、乙烷碳同位素倒转现象,这种倒转跟该盆地及世界高—过成熟页岩气特征高度一致,暗示高-磨地区主力气源可能为源岩晚期所成天然气。这一认识可以很好诠释甲烷δ~(13)C_1值较重、普遍低于储层沥青这一为现在主流认识(高-磨地区主体为原油裂解气)所不好解释的现象。对于重新认识天然气成藏聚集规律具有重要意义。     

四川宣汉地区二叠系硅岩地球化学特征及成因研究

四川宣汉地区二叠系茅口组和吴家坪组的硅岩,主要以结核状、条带状和团块状产出。根据硅岩的岩石学及地球化学特征,对其成因进行了系统研究。野外观察硅岩形态多样,与围岩呈缝合线状接触,在剖面上受一定层位控制,团块状硅岩中含石灰岩斑块等。显微镜下观察,硅岩中见方解石残余结构及白云石菱形假晶等。野外观察和显微镜下观察表明这些硅岩应为交代作用形成。常量元素分析表明硅岩以SiO₂为主（69.61％～99.21％）,其他化学成分含量较低（0.01％～16.07％）,Fe/Ti、（Fe+Mn）/Ti及Al/（Al+Fe+Mn）值反映了硅岩的形成与热水活动有关,样品点在Al-Fe-Mn三角图中的投影位于富铁端;微量元素Co/Ni、V、Ti/V、Th/U和Rb/Sr值都较低,样品点在（Cu+Co+Ni）-Fe-Mn三角图中的投影也位于富铁端;硅岩中稀土元素总量低（低于10×10^-6）,Ce明显负异常,Eu弱负异常,LREE/HREE值低,Eu/Eu^*值相对较高。上述特征表明研究区硅岩在形成过程中有热水物质参与沉积,在成岩过程中通过SiO₂交代作用形成。     

蜀南纳溪-合地区嘉陵江组天然气地球化学特征及其气源

通过分析纳溪—合江地区嘉陵江组天然气组分,碳、氢同位素组成以及该区烃源岩发育特征,认为嘉陵江组天然气为混源气,主要为下二叠统栖霞组—茅口组碳酸盐岩烃源岩生成的油型干气,混有下二叠统梁山组和上二叠统龙潭组生成的煤成气,下志留统龙马溪组泥质源岩可能也有贡献.研究区嘉陵江组烷烃气的氢同位素组成较重.纳溪气田烷烃气具有正常的碳...     

普光气田长兴组白云岩地球化学特征及其成因意义

普光气田区长兴组白云岩的矿物组成与地球化学特征研究表明,自东南向西北方向,由普光8井至普光5井至普光6井,长兴组白云岩白云石颗粒的结晶程度和有序度总体上逐渐变高,其Fe、Mn、AI、K、Na、Sr含量及Mg^2＋／Ca^2＋比值总体呈降低的趋势;而氧同位素值逐渐降低,碳同位素值略增高,两者具负相关关系,这反映出白云石化作用与混合水无关;普光6井结晶白云岩87Sr／86Sr比值高于晚二叠世末古海水,说明白云石化流体并非长兴期古海水。研究认为长兴组泥-微晶白云岩由长兴期蒸发浓缩形成的高镁卤水交代灰泥丘而形成,属准同生白云石化作用成因,为非-差储层;结晶白云岩及碎裂化白云岩的白云石化流体应来自二叠纪高盐度海源地层水。属埋藏成因,可为优质储层。     

Geochemical characteristics and possible origin of natural gas in the Taibei Depression,Turpan-Hami Basin,China

292 chemical composition data and 82 isotopic composition data of gas samples collected from the Taibei Depression of the Turpan-Hami Basin, West China, were used in the study of their origin. Non-hydrocarbon gas is poor in most samples whereas abundant nitrogen in some samples is positively correlated with δ13C1. Although methane is the main constituent, higher molecular gaseous hydrocarbons, from ethane to pentane, are detected in most samples, in accordance with the distribution of oil reservoirs. The stable carbon isotope ratios of methane, eth-ane and propane are defined as d13C1: -45.5‰ to -33.5‰, d13C2: -30.2‰ to -10.5‰, and d13C3: 27.6‰ to -11.2‰, respectively. According to the distribution of carbon isotope ratios, 2 families of gas can be grouped, most showing normal distribution of carbon isotopes, and others having obvious heavier carbon isotopes and being of abnormal distribution. Based on the isotopic composition, the disagreement between the relationship of Δ(d13C1-d13C2) and d13C2 and that of Δ(d13C1-d13C2) and d13C2, and the calculated Ro, there are oil-associated gas, coal-derived gas and mixture of them. Other samples with obviously heavier isotopic compositions from the Yanmuxi oilfield of the Taibei Depression have been degraded by organisms.     

中国东部CO2气地球化学特征及其气藏分布

中国东部CO₂气田(藏)发育广泛,分布复杂。本文对中国东部松辽、渤海湾、苏北、三水、东海、珠江口、莺琼、北部湾等盆地和内蒙古商都地区以及部分现代构造岩浆活动区CO₂气田(藏)和气苗中CO₂的地球化学特征进行了分析和研究,探讨了中国东部CO₂气的成因、来源及分布。中国东部CO₂气的含量主要分布区间为0~10%,其次为90%~100%,呈现典型的U字型。δ¹³C_CO2值则呈现典型的单峰式分布,峰值区间为-6‰~-4‰。CO₂含量、δ¹³C_CO2值和R/Ra值综合表明,中国东部高含CO₂气以幔源无机成因为主,混有部分有机成因气和(或)壳源无机气。中国东部已发现的36个无机成因CO₂气田(藏)在空间分布上与新近纪及第四纪北西西向玄武岩活动带展布一致,深大断裂和岩浆活动是无机成因CO₂富集、运移和分布最重要、最直接的两大主控因素。     

Geochemical Characteristics of the Upper Triassic Xujiahe Formation in Sichuan Basin, China and its Significance for Hydrocarbon Accumulation

The alternative development of coal-bearing hydrocarbon source rocks and low-porosity and low-permeability tight sandstone reservoirs of the Triassic Xujiahe Formation in the Sichuan Basin is favorable for near-source hydrocarbon accumulation. The natural gas composition of the Xujiahe Formation in the Sichuan Basin is dominated by hydrocarbon gases, of which the methane content is80.16%-98.67%. Typically, the C_2~+ content is larger than 5% in main wet gas. The dry gas is mainly distributed in the western and northern regions of the basin. The non-hydrocarbon gases mainly contain nitrogen, carbon dioxide, hydrogen, and helium, with a total content of 2%. The carbon isotope ranges of methane and its homologues in natural gas are: δ~(13)C_1 of-43.8‰ to-29.6‰, δ~(13)C_2 of-35.4‰ to-21.5‰, δ~(13)C_3 of-27.6‰ to-19.8‰,and δ~(13)C_4 of-27.7‰ to-18.8‰. δ~(13)C_3δ~(13)C_4 occurs in some natural gas with a low evolution degree; such gas is mainly coal-related gas from humic-type source rocks of the Xujiahe Formation. As for the natural gas, δ~2 H_(CH4) values ranged from-195‰ to-161‰,δ~2 H_(C2H6) values ranged from-154‰ to-120‰, and δ~2 H_(C3H8) values ranged from-151‰ to-108‰. The dry coefficient,δ~(13)C and δ~2 H_(CH4) are all positively correlated with the maturity of source rocks. The higher the maturity of source rocks is, the larger the natural gas dry coefficient is and the larger the δ~(13)C and δ~2 H_(CH_4) values are, indicative of the characteristic of near-source accumulation. The δ~2 H_(C2H6) value of natural gas is influenced by paleosalinity to a relatively large extent; the higher the paleosalinity is, the larger the δ~2 H_(C2H6) value is. The Pr/Ph value of the condensate oil ranged from 1.60 to 3.43, illustrating light oxidization-light reduction and partial-oxidization characteristics of the depositional environment of coal-bearing source rocks of the Xujiahe Formation. The natural gas light hydrocarbon(C_5-C_7) from the Xujiahe Formation presented two characteristics: the first was the relatively high aromatic hydrocarbon content(19%-32.1%), which reveals the characteristic of natural gas with humic substances of high-maturity; the second was the low content of aromatic hydrocarbon(0.4%-9.3%),reflecting water-washing during the accumulation of the natural gas. The reported research outcomes indicate a potential mechanism for natural gas accumulation in the Xujiahe Formation, which will further guide natural gas exploration in this region.     

Geochemical Characteristics and Genetic Types of Natural Gas in the Xinchang Gas Field, Sichuan Basin, SW China

The molecular compositions and stable carbon and hydrogen isotopic compositions of natural gas from the Xinchang gas field in the Sichuan Basin were investigated to determine the genetic types. The natural gas is mainly composed of methane (88.99%–98.01%), and the dryness coefficient varies between 0.908 and 0.997. The gas generally displays positive alkane carbon and hydrogen isotopic series. The geochemical characteristics and gas-source correlation indicate that the gases stored in the 5~(th) member of the Upper Triassic Xujiahe Formation are coal-type gases which are derived from source rocks in the stratum itself. The gases reservoired in the 4~(th) member of the Xujiahe Formation and Jurassic strata in the Xinchang gas field are also coal-type gases that are derived from source rocks in the 3~(rd) and 4~(th) members of the Xujiahe Formation. The gases reservoired in the 2~(nd) member of the Upper Triassic Xujiahe Formation are mainly coal-type gases with small amounts of oil-type gas that is derived from source rocks in the stratum itself. This is accompanied by a small amount of contribution brought by source rocks in the Upper Triassic Ma'antang and Xiaotangzi formations. The gases reservoired in the 4~(th) member of the Middle Triassic Leikoupo Formation are oil-type gases and are believed to be derived from the secondary cracking of oil which is most likely to be generated from the Upper Permian source rocks.     

川东北地区酸性气体中CO2成因与TSR作用影响

通过对川东北地区52个天然气样品化学组分和稳定碳同位素分析,天然气以烃类气体为主,且甲烷占绝对高含量,重烃气体甚微,干燥系数C1/C1+为0.989～1.0。非烃气体H2S和CO2含量变化较大,当二者含量大于5.0％时,具有较好的正相关性。川东北地区天然气中CO2主要包括碳酸盐岩热分解和TSR作用,其中碳酸盐岩热分解生成的CO2含量一般小于5.0％,13CCO2值小于-2‰,且CO2含量与13CCO2值具有正相关性;而TSR作用生成的CO2含量大于5.0％,13CCO2值多大于-2‰,且CO2含量与13CCO2值具有较弱的负相关性。CH4/CO2比值和（H2S+CO2）/（H2S+CO2+∑C1-3）比值能够较好地反映TSR作用程度;当CH4/CO2比值和（H2S+CO2）/（H2S+CO2+∑C1-3）比值分别小于10和大于0.1时,随着TSR作用增强,CH4/CO2比值减少,而（H2S+CO2）/（H2S+CO2+∑C1-3）比值呈指数增加。同时,遭受TSR作用改造的天然气具有较高CO2含量和重的13CCO2,造成13CCO2值与实验结果不一致性的可能原因是在TSR反应过程中部分CO2与硫酸盐中Mg2+、Fe2+和Ca2+等金属离子以碳酸盐的形式沉淀且残余的重碳同位素组成的CO2与酸性气体腐蚀碳酸盐储层形成的CO2相混合。