塔里木盆地柯克亚地区凝析油气藏成因特征研究

对塔里木盆地柯克亚地区油气藏中天然气和原油的地球化学剖析,发现天然气的C2/C3与C1/C2,C1/C3、干燥系数等的分布关系揭示出研究区不仅存在两种明显不同类型的天然气,而且在空间分布上也具有规律性.一类天然气为原油裂解气,分布在浅层X25以上储层中;另一类天然气为干酪根裂解气,分布在深层X27~X8及E2k储层中.原油正构烷烃摩尔浓度的分布反映该地区原油经历了多种类型次生变化作用,且这些次生变化作用都与原油成藏后气态烃类的充注过程有关.根据柯克亚地区油气藏中乙烷、丙烷单体烃的碳同位素值、原油和凝析油中轻烃异庚烷值、庚烷值以及芳烃成熟度参数,指出柯克亚地区油气藏原油和天然气不是同期注入的产物.     

中国稠油区浅层天然气地球化学特征与成因机制

在我国发育稠油的含油气盆地中,广泛分布着浅层天然气,浅层气资源潜力巨大.研究发现这些浅层天然气与稠油具有密切的成因关系,是厌氧微生物降解原油过程中形成的次生成因的生物气,也称为稠油降解气,它们一般分布在稠油油藏的上倾方向或周围.这种天然气以干气为主,主要成分是甲烷,乙烷以上的重烃类含量较低,非烃中N2含量较高;甲烷的碳同位素值偏轻,一般介于生物气与热解气之间,乙烷的碳同位素偏重,可能混合有热成因气;CO2显示出异常重的碳同位素值,因此,在微生物降解原油过程中碳同位素分馏效应十分明显.稠油降解气的生成是一个十分复杂的地质地球化学和微生物地球化学过程,是在多种微生物群体参与下发生的一系列有机-生物和水-烃反应综合作用的结果,受多种因素控制.     

鄂尔多斯盆地上、下古生界和中生界天然气地球化学特征及成因类型对比

鄂尔多斯盆地位于中国中部,是中国第二大沉积盆地,天然气类型多样、分布广泛,在上、下古生界都有找到千亿立方米以上的大气田,中生界也找到一些气藏.通过对上、下古生界和中生界200多个气样的组分及碳同位素的对比分析,对不同层位天然气的类型进行研究,并分析其气源.上古生界天然气烷烃碳同位素值较重,显示煤成气的特征;各气田天然气发生单项性碳同位素倒转,这主要是同源不同期煤成气混合的结果.下古生界天然气δ13C1值重,δ13C2和δ13C3值较轻,属于煤成气为主油型气为辅的混合气;有多项性碳同位素倒转,更有少见的δ13C1>δ13C2,这是由于高(过)成熟阶段的煤成气和油型气混合造成的.中生界天然气碳同位素值较轻,显示油型伴生气的特征;少数气样发生δ13C3>δ13C4倒转是由于细菌氧化作用和不同期次油型气混合所致;丁烷碳同位素出现δ13iC4>δ13nC4,与上古生界相反,这可能是与干酪根类型不同有关.通过δ13C1-Ro的判别以及奥陶系碳酸盐岩有机碳含量低,否定了奥陶系碳酸盐岩是下古生界油型气的主要来源,认为下古生界油型气主要来自上古生界海相石灰岩,可能有少量奥陶系碳酸盐岩的贡献.     

海相不同母质来源天然气的鉴别

利用封闭系统,对典型的海相不同生气母质(包括低成熟度干酪根、源岩中分散液态烃、残余干酪根和原油)进行了生烃动力学实验,分析了在实验室条件下不同母质天然气组成与碳同位素随着成熟度(Ro%)的变化规律.利用实验数据对不同母质气体鉴别图版进行了厘定,并尝试利用基于丁、戊烷的异正构比的判识图版(i/nC4—i/nC5)对我国塔里木和四川盆地典型海相天然气的母质来源进行判识,并利用不同母质碳同位素与成熟度的关系进行了天然气成熟度的计算.研究结果表明:海相不同母质模拟气体的组成与碳同位素是有差别的,如原油裂解气的干燥系数最小,分散液态烃与封闭系统干酪根生成的气体干燥系数基本一致,而残余干酪根生成的气体则非常干;干酪根气中非烃的含量远大于原油裂解气与分散液态烃裂解气;原油裂解气的碳同位素最轻,其次是封闭系统干酪根与分散液态烃,而残余干酪根裂解气的碳同位素最重等.实验厘定表明,ln(C1/C2)—ln(C2/C3)与δ13C2-δ13C3—ln(C2/C3)图版可以区分初次与二次裂解气,但不能用于母质判识,而i/nC4—i/nC5图版可以区分海相不同母质气体.应用结果表明:我国海相成因天然气混合现象普遍,涉及到多种母质,如四川盆地海相天然气主要为原油裂解气与高过成熟干酪根气的混合,塔里木台盆区海相天然气不仅涉及到多种母质,也涉及到不同成熟度气体的混合,而且受到后期作用(如氧化降解、气侵)的影响.     

东海盆地丽水凹陷天然气类型及其成因探讨

丽水凹陷目前发现的天然气成分差异很大,烃类气体的含量占2%～94%,非烃类气体主要为CO2气体.在烃类气体的组成中,甲烷含量均低于90%,C2 以上重烃气体含量均大于10%,属于湿气.烃类气体碳同位素分析表明,甲烷的碳同位素组成δ13C值小于-44‰、乙烷的δ13C值基本上小于-29‰、丙烷的δ13C值小于-26‰,甲烷与乙烷碳同位素组成差值大,属于有机成因的油型气,是混合型有机质在成熟阶段生成的产物.非烃CO2气体的碳同位素δ13C值均大于-10‰,属于典型无机成因气.黄金管封闭体系下有机质的生烃模拟表明,灵峰组海相陆源有机质生成的天然气甲烷的比例明显高于月桂峰组湖相水生和陆生混合有机质生成的天然气,而重烃的比例明显低于月桂峰组混合有机质生成的天然气.灵峰组海相陆源有机质生成的天然气甲烷碳同位素δ13C值比月桂峰组混合有机质生成的甲烷的碳同位素δ13C值大5‰左右,乙烷和丙烷的碳同位素δ13C值大9‰以上.LS36-1油气藏是丽水凹陷目前唯一的商业性油气藏,烃类天然气各组分的碳同位素组成与灵峰组有机质生成的天然气各组分碳同位素组成差异大,而与月桂峰组有机质生成的天然气各组分碳同位素却很相近,表明其主要源岩是月桂峰组湖相烃源岩,而非灵峰组海相烃源岩和明月峰组煤系烃源岩.     

中国沉积盆地大中型气田分布与天然气成因

中国沉积盆地丰富的天然气资源是由我国独特的地质环境决定了的.古生界海相高演化程度的烃源岩、广泛分布的煤系地层以及第四系低温盐湖相地层等,都决定了中国境内天然气的资源前景相当广阔.迄今已在东部、中部、西部及海域的大多数含油气盆地,从前寒武系、古生界、中生界至新生界几乎所有的地质时期,都发现了大规模的天然气聚集.这些大中型天然气藏主要以烃类气体为主,干燥系数大,非烃含量少,碳同位素值分布范围宽,成因多种多样,几乎包括了所有成因类型的天然气,如煤成气、油型气、生物气和无机气等.其中煤成气在天然气资源中占主导地位,特别是已探明的几个千亿方的大型气田,如克拉2、苏里格、大牛地等,均属于煤成气或以煤成气为主;油型气在我国海相盆地占有重要地位,如四川盆地海相天然气田,主要是由原油裂解形成的;在柴达木盆地和松辽盆地西斜坡,分别发现了原生型的生物气大气田和稠油降解成因的次生生物气;无机成因气主要分布在中国东部,尤其是近年来在松辽盆地发现的较大规模的CO2和烃类气体的聚集,意味着无机成因气在中国东部将有很大的勘探潜力.     

松辽盆地北部基底浅变质岩热模拟实验及其气态产物地球化学特征

松辽盆地北部徐深气田探明储量已超过1000×108m3,是中国潜在的一个大气田区.但是,关于深层天然气的成因和来源仍存在较多争议.盆地北部基底浅变质岩分布广泛,是深层天然气的可能气源岩.主要通过对松辽盆地北部基底浅变质岩的热模拟实验,对其生烃潜力及其气态产物地球化学特征进行研究.将取自盆地基底石炭-二叠系浅变质岩在半封闭体系下从300℃加热到550℃进行生烃模拟,温度间隔为50℃,并对每个温度点气态产物进行定量与地球化学分析.实验结果表明:热模拟生成气体烷烃碳同位素组成δ13C1<20‰,δ13C1<δ13C2<δ13C3或δ13C1<δ13C2>δ13C3,表现为高过成熟煤成气的特征;均不具有无机气反序的特征(即δ13C1>δ13C2>δ13C3),与兴城气藏烷烃气碳同位素特征不符,而与取自盆地基底的天然气样碳同位素相近;模拟气体与高过成熟煤成气或油型气混合均不能使烷烃气碳同位素系列反序.浅变质岩具有一定的生烃潜力,相当于烃源岩Ro在2.0%～3.5%范围内,生烃强度为3.0×108～23.8×108m3/km2.     

莺歌海盆地天然气生成模式及其成藏流体响应

在莺歌海盆地已发现天然气的氮气含量介于3.5%～35%之间, 二氧化碳含量为0.1%～93%, 同一气田氮气和二氧化碳含量变化范围大. 根据已知气田氮气、二氧化碳和烃气的共生组合关系及潜在源岩的模拟实验结果, 建立了莺歌海盆地的天然气生成演化模式. 莺歌海盆地第三系-第四系厚度超过17 km, 包括了从成岩作用(生物甲烷)到准变质作用的所有天然气生成阶段. 莺歌海盆地的氮气为有机成因, 主要生成于深成作用阶段, 与烃类气体基本同步；二氧化碳主要为无机成因, 在准变质作用阶段由碳酸盐矿物高温分解形成. 东方1-1气田表现出强烈的层间流体非均质性, 不同气层记录了不同天然气生成阶段的产物, 因此莺歌海盆地天然气组成的复杂性是天然气生成多阶段性和运聚多期性共同作用的结果.     

和田河气田凝析油油源及油气成因关系判识

运用有机地球化学方法,对和田河凝析油进行了油源对比,并对相伴生的凝析油与天然气的成因关系进行了判识.研究结果表明,和田河凝析油具有高的姥鲛烷/植烷比(Pr/Ph),高的C28规则甾烷相对含量(25%),丰富的C26-C27三芳甾烷和三芳甲藻甾烷以及较重的碳同位素组成等地球化学特征,与寒武系烃源岩具有良好的可比性,应源自寒武系烃源岩.多项分子化合物成熟度参数表明,和田河凝析油成熟度并不高,为成熟-高成熟原油范畴.和田河凝析油与天然气虽均源自寒武系烃源岩,天然气亦为原油裂解气,但一系列证据表明,和田河气田的天然气并不是由伴生的凝析油裂解而成,原油裂解生成天然气的过程也不是在现今储层内发生的(非原位裂解气).井口条件下产出的液态凝析油应该是呈分散状溶解在天然气中,是由天然气携带注入气藏的.     

四川盆地高硫天然气成藏机理的同位素研究

硫化氢形成机理对海相高硫天然气的勘探开发关系重大.研究的关键是直接测定自然界不同赋存状态(气、液、固)含硫物质的化学组成和同位素组成.为此,建立了利用MAT271型气体质谱计在线分析天然气中H_2S含量和不同含硫物质硫同位素组成的方法,开展了四川盆地包括烃源岩、储集岩、天然气、水溶气在内不同含硫物质的分析;对比分析结果表明,烃源岩中的含硫物质主要由BSR形成,天然气、水溶气和储集层中的含硫物质主要由TSR形成;对含硫天然气的碳同位素组成进行了系统分析,发现高含硫天然气甲、乙烷稳定碳同位素普遍呈倒转特征,其主要原因应与TSR有关;四川盆地不同层位的含硫物质硫同位素组成的地质实际分析表明,天然气中H_2S的硫同位素组成与同一层位或相邻层位的膏岩或卤水的硫同位素组成具有继承关系,表明H_2S形成和聚集具有自源-近源特征.     

辽河西部凹陷稠油成因机制

为揭示我国最大的稠油生产基地—辽河西部凹陷稠油的成因机制,采集该区65个原油、35个烃源岩及36个储层样品,进行了详细的地球化学、生物地球化学分析.对高升典型未熟-低熟稠油藏的解剖揭示,原油物性与成熟度关系并不明显,原生成因不是研究区稠油形成的主要机制.稠油烃类组成与相对分布的变化、25-降藿烷系列的检测、原油的高酸值特征一致反映,原油遭受过不同程度的次生改造;储层颗粒内层吸附烃和包裹体全扫描荧光指纹显示正常油特征,与储层游离烃的降解油特征形成鲜明对照,进一步揭示稠油的次生成因.对7个原油中细菌微生物的检测反映,耐热厌氧细菌可能是研究区生物降解的主要生物类型,与高升、雷家地区浅层工业气藏携带厌氧菌降解成因天然气特征相吻合.生物降解主要发生在油水界面,活跃的地下水为细菌类微生物的迁移、营养物质的传递提供了良好条件.生物降解、水洗与氧化作用分别是研究区原油稠化的关键机制、原油降解的条件与细菌微生物的新陈代谢方式,三者是原油稠化的主要成因机制.本研究为稠油成因机理研究提供了方法与证据,为浅层生物气藏的勘探开发提供了思路.     

鄂尔多斯盆地东缘煤层气甲烷碳同位素分布及成因

鄂尔多斯盆地东缘煤层气甲烷碳同位素分布及其成因对认识该区煤层气藏的形成和分布规律,煤层气资源评价具有重要意义.在系统总结该区煤层气组分和煤层气碳同位素的地域、时域和煤阶分布特征的基础上,结合煤储层演化过程,分析了甲烷碳同位素的变化规律.该区甲烷碳同位素分布范围宽,同位素组成总体偏轻,地域上由北往南呈现"变轻-加重-变轻"的趋势,针对性分析认为北部低煤阶次生生物气的生成,中部水动力活跃地区引起的水溶解分馏,南部构造演化过程中地层抬升造成的解吸分馏,以及局部岩浆运动引起的快速增温生烃分馏是造成该区甲烷碳同位素普遍偏轻的主要因素.     

傅里叶变换离子回旋共振质谱对中国高硫原油的分子组成表征

常规GC/MS只能分析饱和烃和芳烃馏分中具有挥发性的小分子化合物,以此技术研究原油中含硫杂原子的分布具有明显的局限性.本文采用具有超高分辨率的傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)技术,从分子层次研究中国下第三系典型盐湖相膏盐沉积盆地原油中的硫化物,从分子中杂原子类型、碳原子数和缩合度(以等效双键DBE表示)等方面整体描述有机硫化合物的分子组成.有机硫化合物的杂原子类型十分丰富,鉴定出S1,S2,S3,OS,OS2,O2S,O2S2,NS和NOS等类型(S1表示化合物分子中的杂原子仅含有1个硫原子的杂原子化合物).江汉原油中高丰度有机硫化合物以硫醚类为主,主要是一环环硫醚类化合物;晋县凹陷高硫重质稠油中有机硫化合物主要是苯并噻吩和二苯并噻吩类化合物,缩合度和碳数范围大大增加.晋县凹陷和江汉盆地虽然同属下第三系盐湖相膏盐盆地,发育碳酸盐-蒸发岩沉积,但在不同微生物作用下硫的化学成岩演化明显不同,导致具有明显不同的生物标志物组合特征、有机硫化合物分布乃至不同的未熟油-低熟油生油机理.     

内蒙古岱海古水温定量恢复及其古气候意义

通过分析岱海岩芯沉积中介形类壳体（Limnocythere of.inopinata）的Sr/Ca比值,结合现代活体介形类生态特征研究,获取了湖水的定量古盐度.另外,在实验室内开展湖水蒸发模拟试验,建立了湖水盐度与氧同位素之间的定量函数关系,获取了古湖水的氧同位素.最后,根据岩芯沉积中自生碳酸盐矿物的氧同位素分析值,结合古湖水的氧同位素组成,定量恢复了岱海古湖水温度,并探讨了其古气候意义.     

塔里木盆地英南2井气藏生烃动力学研究

英南2井是塔里木盆地东部地区一口重要的预探井,该井在侏罗系获得高产工业油气流.天然气组分与碳同位素组成表明该气藏中的天然气属于腐泥型天然气.由于该区存在多套源岩,天然气来自干酪根气还是原油裂解气存在一定争议.通过应用生烃动力学与碳同位素动力学的方法,认为英南2井天然气以原油裂解气为主,约占72%,气源来自寒武-下奥陶统干酪根的二次生气、中上奥陶统油藏的裂解气.英南2井侏罗系气藏主要充注时间在65Ma之后,属晚期成藏,持续充注.     

南海琼东南盆地天然气水合物稳定域分布特征及资源预测

琼东南盆地油气地质显示盆地内具有生物成因和热成因天然气的巨大生成能力和远景. 地震剖面显示盆地内发育有泥底辟和气烟囱、沟通泥底辟和气烟囱与海底的断裂及可能正在活动的天然气冷泉,这些特征非常有利于天然气水合物的发育. 通过天然气水合物热力学稳定域预测,确定了琼东南盆地天然气水合物的平面和剖面分布特征. 生物成因甲烷水合物分布于水深大于约600m的海底,稳定带最大厚度约314m;热成因天然气水合物分布于水深大于约450m的海区,稳定带最大厚度约410m. 盆地内天然气水合物远景总量约10×109m3,水合物天然气远景为1.6×1012m3.     

准噶尔盆地南缘凝析油、蜡质油与稠油的形成机理

对于发育多套不同成熟度烃源岩、存在多种类型原油及天然气的复杂含油气区,如何准确判断油气来源与成因一直是非常困难的事情.准噶尔盆地南缘中部地区存在正常原油、轻质油、凝析油、蜡质油和稠油,同时也发现了大量天然气,长期以来对该地区凝析油的来源与成因一直存在很大争议,而对于蜡质油与稠油的形成则几乎没有研究.本文以该地区为研究实例,探讨复杂油气区凝析油、蜡质油与稠油成因判识地质地球化学方法,揭示该地区多种类型原油并存的原因与地球化学过程.南缘中部地区40多个原油、轻质油、凝析油和稠油化学组成及其变化特征精细分析对比表明,该区凝析油以低碳数正构烷烃为主,含有丰富的环己烷、甲基环己烷等环烷烃和苯、甲苯、二甲苯等低碳数芳烃,庚烷值在19~21%,异庚烷值在1.9~2.1,甲苯/正庚烷比值在1.5~2.0之间,其烷烃的分布与高密度蜡质原油和稠油呈镜像关系.结合该区原油、凝析油油源及天然气气源对比结果认为,该区凝析油是白垩系湖相烃源岩生成的成熟原油油藏,在后期遭受了侏罗系生成的高成熟天然气气侵改造的产物,为蒸发分馏/相控运移分馏作用形成的凝析油.蜡质油是蒸发分馏/相控运移分馏作用过程的中间产物或阶段产物,稠油是蒸发/相控运移分馏作用的残留物.蒸发/相控运移分馏作用是南缘凝析油、蜡质油、稠油形成的主要成因机理,其导致油藏原油及凝析油的正庚烷、甲基环己烷、甲苯等轻烃化合物含量发生很大变化,使凝析油的甲苯/正庚烷等比值具有很大的不确定性.因此,不能依据凝析油中甲苯/正庚烷与正庚烷/甲基环己烷比值简单地套用Thompson图版判识其成因,而必须从研究区地质条件、烃源岩成烃演化与生烃历史、各种类型油气分子组成与分布特征、不同物理化学性质油气在纵向及区域上分布等方面综合分析判识凝析油的成因.     

湖相介形类壳体地球化学在环境变化研究中的应用与进展

双壳微体甲壳类动物介形虫,广泛分布于各类湖泊体系中,其碳酸盐壳化石通常在湖泊沉积物中保存完好,介形类的古生态学,尤其是介壳的地球化学在环境变化研究中,近年来得到越来越广泛的应用,介壳的氧同位素组成四形成壳体时湖水的同位素组成和温度决定,可以反映由蒸发和降水的变化所引起的湖水水化学以及与之关联的气候变化情况,一般而言,低δ^18O反映了温度潮湿的气候;高δ^18反映了寒冷干燥的气候,碳同位素可以反映总溶解无机碳的组成以及影响其组成的诸因素的变化,多数情况下可以反映湖泊古生产力的大小及变化,介壳中Mg和Sr的含量,往往与其宿生水体的盐度和温度呈一定的函数关系,据此可以恢复湖泊的温度,尤其是盐度的变化,为了满足高分辨率环境变化,特别是定量研究的要求,必须充分了解介形类各个种属的生命历史和生态消长的过程;通过定期收集野外介壳和水样进行化学分析了,了解湖水水化学和温度对介壳稳定同位素和微量元素组成的影响;详细了解湖泊湖沼学,包括湖水的同位素组成和M/Ca（M指微量元素Mg、Sr等）与盐度的关系以及它们随空间和季度变化的特征;开展实验室养殖培养实验,测定单个种属介壳与水体的氧同位素分馏系数,建立微量元素吸收的生理效应。     

中国大陆含油气盆地的氦同位素组成及大地热流密度

根据天然气中氦同位素组成,讨论了中国大陆主要含油气盆地氦同位素地球化学特征与大地热流密度。不同地区425个~3He/~4He 值表明中国含油气盆地天然气的氦同位素组成变化范围较大,为4.0×10~(-9)-7.21×10~(-6),在统计直方图上呈现三个峰值:1.5×10~(-8),3.0×10~(-7)和1.5×10~(-6)。中国东部大陆裂谷系中、新生代盆地内天然气的~3He/~4He 值分布范围为1.02×10~(-7)-7.21×10~(-6),50%以上大于大气的值(1.4×10~(-6));其他地区含油气盆地天然气的~3He/~4He 值分布范围为4.0×10~(-9)-7.01×10~(-7),全部小于大气的~3He/~4He 值。根据天然气中~3He/~4He 值计算的大地热流密度值分布在30-82mW/m~2 之间。利用~3He/~4He 值计算的大地热流密度值与用其他方法测得的值相一致,在中国大陆水平方向上呈现"东高西低"的变化趋势。     

琼东南盆地含烃热流体活动的流体包裹体证据

成岩作用研究和包裹体观测表明,琼东南盆地发育7种类型包裹体.根据这些包裹体的荧光特征、气液比和捕获温度,以及盐度和有机/无机组分等特征认为,琼东南盆地存在3期热流体活动,其中第2、第3期活动热流体与油气运聚有关,其温度分别介于140～150℃和170～190℃之间;天然气以水相运移的机制以及与热流体活动的密切关系控制了盆地天然气的成藏作用.