松南气田火山岩储层天然气地球化学特征及成因探讨

通过对松南气田营城组与登楼库组火山岩天然气的组成、碳同位素及惰性气体同位素特征分析,天然气烃类组成以甲烷为主,含极少量重烃,干燥系数均在0.99左右,为干气;天然气中CO2含量高,在-20.74%~-25.75%之间,为高含CO2的天然气藏;天然气甲烷同位素偏重为-18.3‰~-26.5‰,并且有δ13C1δ13C2δ13C3负碳同位素序列,表明有无机成因烃类气体混合的特征,营城组的CO2同位素表明为幔源无机成因气,3He/4He的比值高,介于壳源成因与幔源成因之间,也表明有幔源3He/4He的输入,多种参数表明松南地区天然气的有幔源成因的甲烷,也有煤系地层生成的煤型气,营城组的CO2为幔源成因,为煤幔混合气。通过模拟计算,松南气田深层天然气幔源成因的烃类气体占40.62%~100%。煤系成因来源为0~59.38%,加之20%左右的CO2气体均为无机幔源成因,因此该区天然气主要为无机幔源成因的天然气。     

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。     

南海北部边缘盆地泥底辟及泥火山特征及其与油气运聚关系

泥底辟与泥火山成因机制相同,发育演化特征相似,但最终地质形态及存在形式有所差异.通过深入分析南海西北部莺歌海盆地泥底辟与东北部台西南盆地泥火山发育展布特点及伴生天然气地球化学特征,指出莺歌海盆地泥底辟主要分布于盆地中部的莺歌海深大凹陷,且沿盆地NW方向呈五行雁行式排列,泥底辟发育演化具有明显的低密、低速和异常高温超压的特点;而台西南盆地泥火山主要展布于南部凹陷陆坡深水区和台湾陆上台南-高雄地区,陆上泥火山多沿深大断裂带分布,地面形态特征类似火山形态,多具有喷口,海域泥火山的海底形态亦与其相似,但研究程度较低.泥底辟及泥火山伴生烃类天然气成因类型较多,但以成熟-高熟煤型烃类气为主;伴生的非烃气CO₂和N₂丰富,但以无机壳源型CO₂为主.泥底辟及泥火山的泥源层均为中新世及上新世海相坳陷沉积的巨厚泥页岩,本身即具生烃潜力,其成熟生烃及其与泥底辟/泥火山运聚通道和底辟伴生构造的良好配置,则构成了其独特的泥底辟/泥火山油气运聚成藏系统,进而控制了这种“泥底辟/泥火山型油气藏”的分布.      

南海北部边缘盆地天然气成因类型及气源构成特点

南海北部边缘盆地油气地质现象丰富多彩,天然气成因类型及分布规律复杂。根据该区天然气勘探及研究程度,迄今为止勘探所发现烃类天然气可划分为生物气及生物-低熟过渡带气（亚生物气）、成熟-高熟油型气及煤型气以及高熟-过熟天然气等3大成因类型;非烃天然气CO2可划分为壳源型（有机/无机）、壳幔混合型及幔源型等3型4类。生物气及亚生物气在莺—琼盆地及珠江口盆地浅层广泛分布,气源来自上新统及第四系海相沉积;成熟油型气主要分布于北部湾、琼东南东北部及珠江口盆地,气源来自始新统中深湖相偏腐泥型烃源岩;成熟-高熟煤型气及高熟-过熟天然气,则主要展布于莺—琼盆地及珠江口盆地部分地区,前者气源主要由渐新统煤系和中新统海相偏腐殖型烃源岩所供给,后者气源则来自不同类型高熟-过熟烃源岩。CO2则主要富集于莺歌海盆地泥底辟带浅层及琼东南盆地东部和珠江口盆地部分区域,气源分别来自受泥底辟热流体活动影响强烈的中新统海相含钙砂泥岩和深部地幔活动。     

珠江口盆地白云凹陷底辟构造类型及其成因

珠江口盆地位于中国南海北部, 是中国近海含油气盆地中一个重要的盆地.盆地内发育众多形态各异的底辟构造, 目前仅有少量的文章对其进行过分类研究, 缺少系统地论述.底辟构造是流体穿层流动的一种特殊形式, 对其展开分类及成因分析有助于洞察白云凹陷内流体的活动信息和油气运移特征.本文针对珠江口盆地白云凹陷地震剖面上所显示的大量而且种类丰富的底辟构造, 开展了底辟构造识别、分类及其内涵流体活动信息的研究, 依据盆地模拟结果和区域构造特征讨论了底辟构造的成因特征, 得出如下两个结论: (1) 珠江口盆地发育多种类型的底辟构造, 有底辟初期的龟背上拱、泥底辟、气体泄流通道、裂缝带这4种类型, 不同的底辟构造类型内涵有不同的地质信息; (2) 底辟构造的成因与构造活动密切相关, 超压对底辟构造的形成与活动影响较小, 不起主要的作用.      

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。     

济阳坳陷高青—平南断裂带CO_2气藏中稀有气体地球化学特征

济阳坳陷高青-平南发育多个CO_2气藏,对气藏组分、同位素以及组分同位索相关组合进行分析,认为气藏中CO_2主要是幔源-岩浆成因.气藏同时具有高~(40)Ar/~(36)Ar和高~3He/~4He值表明:气藏中稀有气体主要来自幔源,同时有部分壳源混入;气藏中~4He/~(40)Ar~*平均值为2.15,说明该地区气藏形成主要以岩浆缓慢脱气为主,大规模CO_2及稀有气体是岩浆冷却结晶阶段所释放.其形成机理为:在随岩浆上升的过程中,随着压力和温度不断下降以及岩浆成分的变化,岩浆中CO_2及稀有气体溶解度也随之降低并析出,产生的大量CO_2及稀有气体沿着深大断裂及一些二、三级断裂交汇处输送至地层的各类圈闭中,并在适当的位置聚集成藏.     

内蒙古商都地区CO2气成因及其意义

为了认识商都地区CO2气的成因、指导CO2气勘查,分析了气体组分、碳同位素、氦同位素、氢同位素等地球化学特征。结果表明:商都地区CO2气体积分数为97.23%~97.85%,δ13C值为-6.5‰~-5.2‰;伴生气体He同位素3He/4He为(1.69~3.35)×10-6,δD(H2)值为-760‰~-860‰,计算幔源氦的份额可达69.7%~84.8%。以上特征显示,CO2气具有明显的无机成因特征。同时,该区深大断裂发育、岩浆活动强烈及汉诺坝组玄武岩包裹体中CO2广泛分布的地质特点,表明该区具有幔源CO2形成、运聚的地质条件和过程。商都地区幔源岩浆成因的CO2气为无机成因气。商都地区地质条件及已有勘探成果,预示本地区具有良好的CO2气勘探前景。     

中国东部无机CO_2气藏与(古)太平洋板块俯冲关联

中国东部受(古)太平洋板块俯冲的影响,无机CO_2气藏发育广泛,分布层位复杂。本文通过对中国东部松辽、渤海湾、苏北、三水、东海、珠江口、莺歌海等盆地无机CO_2气藏的成因及运聚规律分析,结合深部碳循环以及(古)太平洋板块俯冲过程,探讨了中生代以来(古)太平洋板块俯冲对中国东部无机CO_2气藏的影响。这些无机CO_2气藏在空间分布上与中生代以来(古)太平洋板块俯冲造成的中国东部高地热流区、深大断裂分布及火山岩带展布一致。(古)太平洋板块俯冲改变了中国东部的深部构造状态,导致大规模岩浆喷发、地热升高,并控制了深大断裂系统,有利于无机CO_2运移储集;俯冲作用引起的软流圈上涌、地幔脱气作用以及印度-欧亚板块碰撞的远程效应使中国东部形成大量高CO_2含量的源区,为幔源CO_2的形成提供了条件。     

莺歌海盆地D1-1底辟区天然气成藏过程与分布差异

通过对莺歌海盆地D1-1底辟区中深层高温超压带与浅层正常压力带、压力过渡带天然气的组成、碳同位素特征差异的对比分析,结合底辟活动特征,研究了天然气藏的形成过程和天然气组分的分布规律。研究结果表明：(1)D1-1底辟核部区和底辟波及区中深层天然气成藏过程有差异,主要受底辟活动影响程度的控制。底辟核部区中深层气藏的形成过程为早期成藏、后期破坏并再次充注;底辟波及区中深层气藏的形成则为早期成藏,后期改造较弱,成熟煤型原生气藏保存较好。(2)D1-1底辟核部区和底辟波及区中深层天然气组分、碳同位素分布有明显规律;随距底辟核部距离的增大,其甲烷含量升高,二氧化碳含量降低,甲烷碳同位素变轻(成熟度降低),二氧化碳碳同位素也变轻,底辟核部区富集无机成因CO₂,至底辟波及区则以有机成因CO₂为主。     

珠江口盆地白云-荔湾深水区幔源CO2充注的黏土矿物成岩响应

珠江口盆地白云-荔湾深水区油气勘探中钻遇大量高含量CO2气层,使得如何规避高CO2风险成为当前面临的挑战.通过工区充注CO2的储层砂岩黏土矿物X射线衍射(XRD)、流体包裹体显微测温和稀有气体同位素组成等分析,明确了幔源无机CO2的成因,并运用黏土矿物特征讨论高温幔源无机CO2充注的黏土矿物成岩响应:有序带倒转和大量自...     

广东三水盆地非烃天然气同位素地球化学

本文根据广东省三水盆地天然气中He,Ar,CO_2和N_2的稳定同位素地球化学特征,探讨了该区非烃天然气组分的成因以及大地热流。天然气中~3He/~4He值为(1.60—6.39)×10~(-6),~(40)Ar/~(36)Ar值为450—841,δ~(13)C_(Co_2)的变化范围为-20—-2‰,δ~(15)N在-58—+95‰之间。天然气同位素地球化学特征表明三水盆地有较强的地球深部流体(物质和热)向上溢出。富含非烃组分的气藏中,大部分He,Ar,N_2来自地球深部,CO_2则主要由岩石化学反应生成。烃类天然气藏中非烃组分主要来自地壳中放射性成因的~4He、~(40)Ar和有机质热分解产生的CO_2、N_(20)根据~3He/~4He值估算大地热流值(Q)为72—82mWm~(-2),其中一半以上可能来自上地幔。     

马鞍坪温泉气体成因地球化学研究

从赣中马鞍坪地区采集了 11个水样分析了温泉及冷泉的氢、氧同位素组成 ,得出温泉水起源于大气降水补给。在此基础上 ,对 4个温泉采集了气样 ,测定了气体组成的含量和氦同位素组成 ,以及二氧化碳的碳同位素 ,结果表明 :马鞍坪地区地热气体为二氧化碳型 ,温泉气的二氧化碳含量很高 ,占总体积的 97%以上 ,二氧化碳气体的δ1 3C值变化于 -4 18‰～ -7 0‰ ,平均为 -5 .63‰ ,为变质无机成因和幔源无机成因的混合物 ;其3He/4He比值变化于 (1.72± 0 .15 )×10 7～ (2 .5 5± 0 .19)× 10 - 7之间 ,R/Ra值均小于 1,属壳源成因     

南海北部边缘盆地氮气气源追踪与判识

南海北部边缘盆地油气勘探中陆续发现较丰富的二氧化碳(CO2)和氮气(N2)等非烃气气藏,同时亦发现了一些含N2、富N2的天然气层。这些CO2和N2非烃气主要富集于西北部边缘莺歌海盆地中央泥底辟带新近系及第四系浅层中。根据N2地质地球化学特征,可将本区N2划分为大气成因、壳源型有机成因和壳源型有机-无机混合成因三种主要成因类型。结合温压双控热模拟岩石产氮气实验结果,以及N2等非烃气在平面上分区分块、剖面上分带分层的局部性富集特点,追踪判识并确定N2气源主要由来自不同成熟演化阶段的中新统及上新统海相泥岩气源岩的N2与多种物理化学和岩石脱气作用所形成的无机N2相互混合而构成。     

海拉尔盆地乌尔逊凹陷片钠铝石的碳氧同位素组成及流体来源探讨

作为胶结物或交代自生矿物,片钠铝石(分子式为NaAlCO_3(OH)_2)大量发育于海拉尔盆地乌尔逊凹陷下白垩统南屯组、大磨拐河组砂岩中。根据片钠铝石稳定同位素组成,探讨了片钠铝石中碳的来源。片钠铝石的δ~(13)C分布连续,其范围为-5.253‰～-1.210‰(PDB),δ~(18)O分布范围为-24.896‰～-20.960‰(PDB),考虑到海拉尔盆地探井中未钻遇碳酸盐地层,片钠铝石属岩浆成因碳酸盐范畴。结合与片钠铝石平衡的CO_2的δ~(13)C值,含片钠铝石井和幔源CO_2气井分布相吻合且位于燕山期花岗岩或附近的深大断裂带上,认为海拉尔盆地乌尔逊凹陷岩浆活动-砂岩成岩(片钠铝石形成)-幔源CO_2气成藏不论在物质成分上还是在时空上均具备较好的耦合关系,形成片钠铝石所需的CO_2气为与燕山期岩浆作用有关的幔源CO_2气,深大断裂是深部CO_2气向上运移到浅部砂岩的主要通道,片钠铝石形成时因油气充注而介入少量生物成因碳。     

中国东部陆上和海域CO2成因及运聚规律与控制因素分析

通过对中国东部陆上及海域大量地质地球化学资料的分析，重点对CO2成因及运聚成藏规律与主控因素进行了深入地探讨，并在此基础上对有利CO2分布区进行了初步预测。研究表明，中国东部陆上诸断陷盆地与东南沿海海域的东海盆地及南海北部大陆架琼东南盆地和珠江口盆地CO2气藏及高含CO2油气藏中，CO2均属典型的火山幔源型成因，其运聚富集主要受控于幔源型火山活动与沟通深部气源的基底深大断裂的导气配置作用，CO2气源主要来自地壳深部幔源火山活动伴生的大量CO2；南海北部大陆架西区莺歌海盆地CO2气藏及含CO2油气藏中的CO2，属于壳源型及壳幔混合型成因，主要受控于泥底辟热流体晚期分层分块多期的局部上侵活动与沉积巨厚海相含钙砂泥岩的物理化学作用，其运聚分布具多期和分层分区的特点。因此，根据不同成因类型CO2运聚成藏规律，可以追踪气源，分析和预测天然气尤其是CO2的运聚分布，评价其资源潜力，为天然气勘探部署及决策提供依据，降低勘探风险。     

济阳坳陷高青-平南断裂带两类气藏的地球化学特征及成因

根据对高青-平南断裂带两侧的气藏进行气体组分及碳同位素地球化学分析发现：两侧分布的是不同的气体类型，南侧主要是以甲烷为主的烃类气藏，其CH4含量在88.83%-99.26%之间，碳同位素值为-55.17‰～ -35.00‰之间，结合该地区的地质特征认为该区CH4气藏为混合气藏，其来源主要有3种：油型伴生气、幔源岩浆脱气以及CO2还原气。而北侧主要是以CO2为主的非烃类气藏，其CO2含量在60.72%-99.99%之间，碳同位素值为：9.8‰-3.41‰，3He/4He值主要在4.45×10^-6～6.35×10^-6之间，主要是幔源-岩石化学成因的混合气。通过分析两侧气体组分及碳同位素特征，初步判断高青-平南断裂带两侧烃类气体形成于同一时期，主要可能是早期强烈的岩浆喷发后形成，而高青地区的二氧化碳气藏主要是由后期的岩浆脱气形成。两类气藏组分差异的最主要原因是由后期的岩浆活动影响造成。     

东胜铀矿砂岩中方解石富集及铀矿成因

东胜铀矿区方解石富集特征、无机碳氧同位素以及邻近气藏包裹体捕获压力、有机碳同位素和~3He/~4He的相关研究表明,东胜铀成矿与深层天然气存在密切关系。方解石的δ~(13)C值-19.6‰~-1.11‰,δ~(18)O值-17.13‰~-9.00‰,δ~(13)C值的变化范围较宽,可能是地表水和深层天然气影响程度不同所致。鄂尔多斯盆地北部气藏储层包裹体捕获压力从深部向浅部和从盆地西南向东北方向逐渐降低的变化趋势表明,天然气为铀的转化提供了充足的还原剂,为大型东胜铀矿形成提供了必要条件。天然气中~3He/~4He比值证明东胜直罗组铀矿砂岩中没有有意义的幔源流体贡献。这些证据表明东胜铀矿砂岩中的方解石是地表水和深部天然气共同作用的结果,这暗示了东胜大型铀矿床是由低温混合成矿作用形成的。     

海拉尔盆地乌尔逊凹陷无机CO2气储层的岩石学与碳氧同位素特征

海拉尔盆地乌尔逊凹陷无机 CO_2气储集砂岩中含有大量片钠铝石,是查明无机 CO_2气注入对砂岩的改造和形成的自生矿物组合的理想砂岩。通过偏光显微镜、扫描电镜、X-射线衍射分析和 MAT253稳定同位素质谱仪等,确定了含片钠铝石砂岩中的胶结物与自生矿物类型、成岩共生序列和引起片钠铝石形成的 CO_2的成因。CO_2气注入前形成的自生矿物组合主要为方解石、次生加大石英和高岭石,在次生加大石英形成过程中发生了第一期油气注入。CO_2气注入晚于第一期油气注入,CO_2气注入后形成的自生矿物组合主要为片钠铝石和铁白云石。第二期油气注入发生在 CO_2气注入后。片钠铝石的δ~(13)C 为-5.3～-1.5‰PDB,与片钠铝石平衡的δ~(13)C_(CO2),为-10.7～-7.0‰PDB,与海拉尔盆地 CO_2气的δ~(13)C_(CO2)值(-11.36～-8.02‰PDB)一致,表明形成片钠铝石的 CO_2和气藏中的 CO_2均来源于无机 CO_2与有机 CO_2混合背景,总体上以无机 CO_2为主。结合含片钠铝石砂岩与 CO_2气的分布都受控于深大断裂和γ5花岗岩的特点,CO_2气和形成片钠铝石的 CO_2绝大部分属于幔源-岩浆型。含片钠铝石砂岩中保存了 CO_2驱油的迹象。     

莺歌海盆地天然气运聚成藏条件与分布富集规律

油气勘探实践表明莺歌海盆地的天然气形成、分布及保存均与底辟区超压体系密切相关。文章根据地震、测井及地质资料与钻探成果，系统地分析总结了莺歌海盆地天然气生成、运聚及富集成藏特征。研究表明，莺歌海盆地天然气分布往往具有浅层气田沿中央泥底辟带分布、中深层岩性气藏分布于底辟构造翼部的特征，且具有"流体超压驱动、底辟裂缝输导、重力流扇体储集、高压泥岩封盖、天然气幕式脱溶成藏"的运聚成藏及富集规律。