四川盆地富硫天然气与盆地周缘铅锌铜矿的成因联系

金属元素的搬运和沉淀是热液矿床成矿机理研究的重要方面.目前人们普遍认为热液矿床中金属元素主要呈硫的络合物和卤素络合物形式搬运.MVT铅锌矿床等硫化物矿床盐度较高,包裹体成分中阳离子以Na+、K+、Ca2+、Mg2+为主,阴离子以Cl-、F-、CO32-为主,很少有HS-、S2-,表明金属元素主要以氯的络合物形式搬运,外来硫的加入是导致铅锌成矿物质以硫化物形式沉淀成矿的关键.四川盆地天然气中富含H2S,其与周缘MVT 铅锌矿床具有密切的时空关系,据此推测天然气中的H2S可能是导致铅锌硫化物沉淀形成MVT铅锌矿床的主要硫源,天然气中的H2S与铅锌成矿流体在古油藏中作用形成含沥青的铅锌矿床;当含硫化氢的天然气运移离开古油藏后与含矿流体混合时,形成不含沥青的铅锌矿床.另外,石油热裂解产生的不含H2S的天然气使得含铜热液中的铜还原,以自然铜形式沉淀形成含沥青的玄武岩铜矿;石油热化学硫酸盐还原(TSR)过程中,还会发生溶蚀作用,扩大碳酸盐岩孔隙,为成矿提供空间.     

楚雄盆地有机质、膏盐与砂岩铜矿生成关系的有机地球化学证据与机理

云南楚雄中生代陆相盆地发育了良好的含煤、含铜和含膏盐的三位一体的建造组合。煤、膏盐和砂岩铜矿床中有机质在丰度、类型、成熟度、可溶有机质及生物标志物上既有一定差异，又有一定的相似性。煤和膏盐均参与了砂岩铜矿成矿作用，煤系为改造成矿作用提供了丰富的还原性有机质，膏盐提供了氧化性的ＳＯ２－４，间接提供了硫源。     

四川盆地东北部三叠系飞仙关组高含硫气藏H2S成因研究

四川盆地东北部宣汉－开县地区的下三叠统飞仙关组气藏埋深3000－4500m,地温在100℃左右,天然气中H2S含量为12％－17％。这些H2S为飞仙关组气藏附近的硬石膏经硫酸盐热化学还原作用（TSR）而成。与TSR有关的硬石膏,H2S,S^0和FeS2的δ^24S分别为＋30.4‰, 12.9‰, 19.1‰和＋19.4‰,交代硬石膏的方解石的δ^13C为－7.26‰,δ^18O为－6.41‰,其内所含两相流体包裹体的均一温度为109－151℃。这些高含硫气藏的天然气和储层沥青的热演化程度比其他地区飞仙关组气藏的更高。该区飞仙关组最大埋藏温度超过180℃,但由于后期构造抬升,大于104℃地温的埋藏时间小于20Ma,故气藏H2S含量低于20％。     

四川盆地高含H2S天然气的分布与TSR成因证据

四川盆地是中国高含硫化氢天然气分布最集中的地区,目前已在震旦系(威远气田)、下三叠统飞仙关组(罗家寨、普光、渡口河、铁山坡、七里北)、嘉陵江组(卧龙河)和中三叠统雷口坡组(磨溪、中坝)发现了近10个高含硫化氢的大中型气田(藏),探明储量5000×108 m3.这些高含硫化氢气藏普遍经历过较大的埋深过程(储层经历过较高温度),储层上下或储层中间均发育有膏质岩类,且气源充足,具备硫酸盐热化学还原反应(Thermochemical Sulfate Reduction,TSR)发生的物质基础和热动力条件.从气藏地质特征以及天然气组成和碳、硫同位素等方面的证据表明,四川盆地中、下三叠统和震旦系气藏的硫化氢属于TSR成因.而且TSR对烃类的大量选择性消耗一方面导致天然气干燥系数增大,另一方面导致气藏充满度降低,气藏压力系数变小.     

川西前陆盆地天然气成藏过程

川西前陆盆地具有丰富的天然气资源,发育上三叠统巨厚的煤系烃源岩,以生气为主,并发育多套储盖组合。天然气成因类型主要是煤成气,目前的气田分布主要受古隆起、沟通下部烃源岩和上部储集层的隐伏断层以及储集条件的控制。川西前陆盆地具有多期成藏、燕山期或喜山期聚集、喜山期调整等特点。来自上三叠统煤系源岩的天然气聚集主要在燕山期,形成原生气藏或下生上储型气藏;后经过喜山期的逆冲作用,对浅层储集层进行改造,产生的断裂沟通深部气藏与浅层圈闭,在对深层(主要在上三叠统)原生气藏进行改造的同时形成浅层(侏罗系)次生气藏。     

四川盆地威远气田和资阳含气区震旦系油气成藏差异性研究

本文通过对四川盆地元古宇-下古生界勘探最成功的两个地区--威远震旦系气田和资阳震旦系含气区天然气成藏要素和成藏过程的详细比较,得出 ①资阳含气区和威远气田的原始烃源相同,均是下寒武统生成的油裂解的天然气,不同的是资阳为残留的气顶气,威远是水溶气脱溶气.②资阳含气区和威远气田震旦系碳酸盐岩基质孔隙度相近,资阳地区溶蚀洞穴发育,但裂缝不发育,储层渗透性较差,非均质性强;威远地区储层洞穴不发育,但裂缝发育,形成统一的裂缝-孔洞系统.③威远地区具有统一的圈闭,闭合度高(800 m),闭合面积大(895 km2).资阳含气区不具有统一的圈闭,多为局部的小高点.④喜马拉雅期隆升作用使资阳统一含气区分散化和气藏变小,形成多压力系统的含气区;威远地区快速大幅度隆升, 溶于水中的天然气脱溶, 形成具同一压力系统的整装气田.⑤资阳含气区的成藏过程为 (资阳-威远)古油藏→原油裂解→气顶天然气→隆升调整→现今(残留)含气区,其天然气藏是隆升调整成藏,是在原古气藏的基础上改造残留而成;威远地区的成藏过程则是(资阳-威远)古油藏→原油裂解→天然气大量溶于水中→隆升使得带有大量天然气的水向威远运移和天然气脱溶→现今(新生)气藏,属天然气的脱溶成藏.资阳含气区受古构造的控制明显;威远气田则主要受今构造的制约.因此, 在四川盆地震旦系和下古生界的油气勘探中, 既要研究其古构造的特征和演化, 也要研究今构造的特征和分布规律, 才能发现不同类型的天然气藏.     

煤层气及天然气中的H2S与SO2及其危害性

毒害性气体是影响煤层气和天然气质量及安全生产的一个重要因素,但目前缺乏对煤层气中H2S与SO2及其毒害性的系统性研究。本文在介绍H2S和SO2的毒害性及其机理的基础上,研究并讨论了煤层气及天然气中H2S和SO2的含量分布及其存在的主要问题、天然气和煤层气勘探开发中H2S和SO2的腐蚀性与毒性, 提出在优选勘探开发煤层气区时,需考虑H2S和SO2的含量问题。气体中H2S的安全临界含量近似值为0.0013%, SO2的安全临界含量可选取为0.036%(尚需进一步研究)。另外,在煤层气勘探开发选区时,成煤期的沉积古地理环境可作为一个考虑因素。     

四川盆地南部构造页岩气储层压裂改造技术

在调研和学习国内外相关页岩气压裂改造技术的基础上,通过室内实验和研究,对四川盆地南部构造S2井页岩储层岩性特征、孔渗特征、天然裂缝发育特征进行了评价。针对S2井极低渗透率(0.000 18×10-3μm2)、天然裂缝和水平层理较发育,天然裂缝内充填有碳酸盐岩,同时吸附气含量较高、脆性程度高,压裂容易形成网络裂缝的特点,进行了压裂工作液体体系优选和压裂工艺优化,采取了大规模、大排量、大砂量、低砂比、减阻水压裂施工工艺,成功实现了页岩气储层大规模减阻水压裂施工;根据微地震显示,压裂改造体积达到了480×104 m3,具有明显的体积改造特征,获得较好的效果,日产10 000 m3。压后分析数据显示,在页岩气储层中,过长的关井时间有可能影响有限支撑剂铺置的裂缝整体导流能力,最终影响到产量。S2井压裂施工成功标志着国内在页岩气压裂施工工艺、压裂工作液体体系、裂缝监测等方面实现突破。     

四川盆地及周缘页岩气水平井钻井面临的挑战与技术对策

中国石化近几年在四川盆地及周缘页岩气勘探开发取得了重要进展。但该地区页岩气水平井钻井速度低、钻井周期长、成本高、成井质量不高,严重影响了该地区页岩气商业化勘探开发进程。系统总结了四川盆地及周缘的涪陵大安寨、涪陵龙马溪、彭水和建南等地区页岩气水平井钻井面临的主要问题：浅部地层出水空气钻井受限、定向段井眼尺寸大机械钻速低、井漏频繁、气体钻井易井斜以及水平段油基钻井液固井质量差。针对上述问题,从浅层水控制措施、泡沫定向钻井技术试验、井漏的预防与处理、空气钻井防斜打直工具研发、页岩气水平井固井对策以及“井工厂”钻井作业模式攻关与应用等6个方面提出了应对技术措施,为页岩气钻井技术攻关和现场施工提供了借鉴与参考。     

四川盆地威远-资阳地区震旦系油裂解气判定及成藏过程定量模拟

本文通过对威远—资阳地区气藏油裂解气的判定,说明威远—资阳地区的气是由石油热裂解而来。在此基础上定量计算了资阳—威远古圈闭油藏的古资源量。资阳—威远地区1900km2范围曾形成过17×108t的古油藏,古油藏裂解形成古气藏,古气藏原始裂解气量可达10576.3928×108m3,质量是7.5832×108t。资阳—威远地区古圈闭碳沥青质量为9.475×108t。原油裂解为天然气可产生致使上覆岩层破裂的138.39MPa的异常高压,超压的存在对于天然气的散失起了很大的作用。随着喜马拉雅期隆升过程和圈闭主高点从资阳向威远的迁移,原油裂解气进一步逸散和重新调整并形成今气藏。在此基础上,恢复了资阳—威远古油藏→资阳—威远古气藏→威远气田的成藏演化过程。资阳—威远地区震旦系天然气的聚集成藏率很低,只有4.835%。因此,资阳—威远古油藏→资阳—威远古气藏→威远气田的演化过程,是天然气以逸散为主的过程。     

Water Soluble Gas in Deep Carbonate Reservoir,Sichuan Basin,Southwest China

Based on temperature and pressure of fluid inclusion,phase of organic inclusion in calcite and quartz filled in vug in the deep carbonate reservoir and the natural gas composition in Weiyuan (威远) gas field in Sichuan (四川) basin,research indicates that water soluble gas exists in deep carbonate reservoir,which reconstructs development and effusion process of water soluble gas.The overpressure formed during oil thermal cracking can reach 105-170 MPa in Sinian and Cambrian reservoir in Central Sichuan and 78-86 MPa in Cambrian reservoir in Southeast Sichuan.The high temperature caused by deep burial and overpressure caused by thermal cracking make thermal cracking gas dissolve in water so that it becomes water soluble gas.The ratios of gas to water can reach 50-90 m3/m3and 10-30 m3/m3,respectively,in deep carbonate reservoir in Central and Southeast Sichuan.Methane dissolving in water exists in form of liquid phase.Until now,the decreases in temperature and pressure due to the uplift during 74 Ma make water soluble gas separate from water,water soluble gas pool or mixed gas pool of thermal-cracking gas and water soluble gas are modified or even destroyed in varying degrees.This may be the case of Weiyuan gas field.     

四川盆地飞仙关组气藏硫化氢成因及其依据

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,C2＋含量为0～0.15%;非烃气体以H2S和CO2为主,含量分别为5%～20%和1%～10%。已有观点认为H2S为飞仙关组气藏附近的石膏经硫酸盐热化学还原作用（TSR）而成。随着川东北气区大中型高含硫化氢气田的发现,硫化氢成因机理的研究备受关注。应用金管、高压釜和石英管等实验方法模拟了硫化氢气体的生成,同时检测了模拟生成的硫化氢和石膏、硫磺等硫化物的硫同位素。实验结果表明:硫磺与正己烷在较低温度即可生成大量的硫化氢气体,而正己烷与硫酸钙的反应总体上比较困难,且生成的H2S量较少;富含黄铁矿的低成熟泥灰岩模拟生烃过程中可以生成与甲烷相当,甚至超过甲烷含量的硫化氢气体;含硫化合物与烃类反应生成的硫化氢的硫同位素值比原始物质的硫同位素值重。地层中的SO2－4是海相地层中H2S气体形成的最初来源。含硫烃源岩直接生成高硫化氢天然气和储层中单质硫与烃类的反应是川东北飞仙关组天然气中硫化氢形成的主要原因。     

滇西北兰坪盆地金满脉状铜矿床成矿流体特征及其成矿意义

滇西北兰坪盆地西缘发育大量沉积岩容矿脉状铜多金属矿床,矿体的分布受逆冲推覆系统控制,金满是其中储量最大、品位最高的铜矿床。成矿过程可分为3个阶段:成矿前(不含矿化石英-铁白云石脉)、主成矿阶段(含铜硫化物石英脉)、晚成矿阶段(少硫化物方解石+石英脉)。流体包裹体岩相学和显微测温结果表明:成矿前和主成矿期石英中流体包裹体特征变化不大,成矿前和主成矿期石英中均存在3种类型的包裹体,以水溶液包裹体为主,含CO_2水溶液包裹体次之,富CO_2包裹体较少出现。含CO_2水溶液包裹体测温结果也差别不大,均一温度都集中在240320℃,盐度(w(NaCl))集中在1%4%。水溶液包裹体均一温度变化也不大,集中在160 230℃,明显低于含CO_2水溶液包裹体;盐度却存在较大的变化,主成矿期盐度变化范围明显较大,且峰值高于成矿前。晚成矿阶段则仅出现水溶液包裹体,均一温度和盐度都明显降低,均一温度集中在120185℃,盐度集中在1.4%9.3%。结合其他证据,笔者认为金满铜矿床包含两种不同性质的流体:深源流体,以中高温、中低盐度、富含CO_2为特征;盆地卤水,以中低温、中高盐度、贫CO_2为特征。成矿过程中未发生明显的沸腾和相分离作用,深源流体和盆地卤水的混合可能是导致Cu等成矿元素沉淀的重要机制。     

乌鲁木齐西山井田原位煤层瓦斯中H_2S含量的影响因素及成因分析

H2S是一种剧毒、有害性气体,乌鲁木齐西山井田是我国最早发现煤层瓦斯中H2S异常的井田之一。为了新建矿井煤炭资源开采安全,基于煤田地质勘查和矿井开拓成果,分析了影响原位煤层中H2S含量的因素,探讨了H2S异常的成因。研究结果表明:1)在煤田勘探范围内(埋深浅于600m),实测H2S含量与煤层埋深、煤层瓦斯总含量、CH4、CO2、N2含量、水分含量(Mad)、灰分产率(Ad)呈负相关趋势,与全硫含量(St,d)、挥发分产率(Vdaf)呈正相关趋势;2)H2S异常的主要成因为煤层自燃、BSR、TDS、TSR混合成因及地下水的迁移。     

川东北不同含硫物质硫同位素组成及H2S成因探讨

自1995年川东北地区渡1井在飞仙关组获得高产的高含硫天然气以来,相继在该地区的罗家寨、滚子坪、渡口河、铁山坡、七里北、普光等构造发现高含硫大中型气田和含气构造,这些构造中的H2S含量一般分布在9%～17%之间.飞仙关组天然气中H2S的б34S值主要分布在 10.3‰～ 13.7‰之间,地层中硬石膏的б34S值则分布在 11.0‰～ 26.1‰之间,即天然气的б34S值比硬石膏的б34S值轻.针对不同含硫物质生成H2S的硫同位素分馏特征进行了一系列实验研究,包括硫化亚铁与盐酸反应,硫磺、硫酸钙分别与正己烷反应,泥灰岩加热生成H2S等,实验结果表明,无机反应生成的H2S的б34S值均比反应物的重.理论上,在硫离子与氢离子结合生成H2S的反应过程中,S2-和H 通过离子的碰撞方式形成的34S2-与H 结合形成H2S的稳定性比32S-与H 结合形成H2S的稳定性高.由此推测,若天然气中的H2S是由地层中硬石膏与烃类的反应生成的,那么H2S的б34S值应该比硬石膏中的б34S值重.综合各种因素认为单质硫与烃类的反应可能是川东北飞仙关组H:S形成最主要的原因.     

川东北飞仙关组包裹体特征及其在天然气成藏研究中的应用

在系统检测四川盆地东北部下三叠统飞仙关组碳酸盐岩储层中流体包裹体的类型、均一温度、冰点、盐度及单个包裹体成分的基础上,探讨了该区飞仙关组鲕滩气藏天然气的充注时期和运移方向。研究表明,在四川盆地东北部飞仙关组碳酸盐岩储层中,流体包裹体的类型有沥青包裹体、气液包裹体、气相包裹体和液相包裹体,其中沥青包裹体相对含量最多,普遍达50%~60%,其次是气液两相包裹体(一般占20%~30%);均一温度从55~220℃均有分布,表现出连续充注的特点;包裹体气相成分主要以烃类气体为主,其中CH4含量为0.04%~91.3%,非烃组分以CO2为主,占0.11%~65.49%;油气的充注时期主要在侏罗纪,油气总体上有从研究区西南部向北东方向运移的趋势,但在不同时期、不同构造带上略有差异。     

四川盆地东北部三叠系飞仙关组硫酸盐还原作用对碳酸盐成岩作用的影响

四川盆地东北部三叠系飞仙关组存在广泛的硫酸盐还原作用,同时地层中也存在锶含量异常高的成岩流体。研究表明:热化学硫酸盐还原作用（TSR）和（或）细菌硫酸盐还原作用（BSR）造成的SO42-离子的消耗对成岩孔隙流体中SrSO4溶解度的改变是三叠系中高Sr成岩流体的形成机制之一,该机制使得孔隙流体从白云石化作用和碳酸盐矿物的新生变形作用中获得的Sr在流体中以高浓度的Sr2+形式存在,并使之在流体中极度富集,这也是四川盆地东北部三叠系中大型和超大型天青石矿床的形成机制之一。H2S和CO2是硫酸盐还原作用的重要产物,不同温度条件下溶于水中的H2S和CO2,与不溶于水的气体分子之间的平衡反应H2S（aq）H2S(g)和CO2(aq)CO2(g)的平衡常数和吉布斯自由能增量计算表明,当温度从25℃升高至220℃时,两个反应的平衡常数分别大致从10增至240和从20增至500,两个反应的平衡常数都始终大于1,说明H2S和CO2更趋向于以气体形式存在,同时温度越高,系统中以气体形式存在的H2S和CO2会越多,溶解于水中的H2S和CO2会越少,因而在深埋藏的高温条件下,H2S和CO2对碳酸盐矿物的溶解能力可能相对很小。相对低温的成岩环境、高温流体的向上和侧向运移、构造抬升、富氧流体与含有H2S流体的混合以及金属硫化物的沉淀是提高含H2S和（或）CO2流体对碳酸盐矿物溶解能力的五个途径。因此,与较早成岩阶段相对浅埋藏环境的碳酸盐溶解作用有关的H2S和CO2流体可能与细菌硫酸盐还原作用（BSR）关系更为密切;断层或其它流体运移通道是高温含有H2S和CO2流体向上运移的基础条件,具有原生孔隙度和渗透率的礁、滩相高能沉积物也是流体发生侧向运移的先决条件;大幅度的构造抬升造成的地层温度降低是提高含H2S和（或）CO2地层流体对碳酸盐矿物溶解能力的重要因素,地壳抬升至近地表造成的古喀斯特作用也可以为H2S的氧化提供良好的地质环境。在有关的勘探中应注意:在断层等流体运移通道造成高温含H2S和CO2流体向上运移的条件下,与之有关的构造低点应该是主要的勘探目标;在燕山运动导致的地层抬升并导致深部热流体降温的条件下,与之有关的构造高点应该是主要的勘探目标,应分别对待。     

川西坳陷中段海相层系油气勘探潜力分析

四川盆地碳酸盐岩领域在油气勘探中占主导地位,近年中石油和中石化在四川深层碳酸盐岩领域勘探中均取得了重要进展,针对川西坳陷中段前期碳酸盐岩领域勘探和研究工作较少,本文通过成藏地质条件生、储、盖、圈闭、保存等的研究,认为该区发育5套烃源岩;中三叠统雷口坡组一-三段、下三叠统嘉陵江组二-三段、下三叠统飞仙关组三段、上二叠统长兴组和下二叠统茅口组及栖霞组储层发育;除山前通天断裂附近和下三叠统膏岩层系剥蚀区外,保存条件均较好;海相发育众多局部构造,并成带分布,具备形成大中型气田的条件.结合海相层系潜力评价和成藏模式预测,认为该领域勘探潜力巨大,是川西增储上产的潜在领域.并结合勘探中面临的问题,提出针对山前带和前山带应搞好造山带复杂地表深层的地震采集、处理、解释攻关,重在落实圈闭;针对孝新合-丰谷构造带坚持立体勘探,有必要在该区构造和岩相叠合有利部位部署一口风险勘探井.     

川东北地区须家河组致密砂岩气藏异常高压成因

对川东北地区各种超压潜在成因的系统分析结果表明,欠压实作用不是异常高压成因,现今异常高压主要由天然气的充注增压(充气作用)和中燕山—喜山期的强烈构造挤压形成。利用SRK实际气体状态方程对元坝、通南巴气田充气增压贡献进行了计算:元坝气田天然气的充注增压平均为25.21MPa,平均增压幅度60.86%;通南巴气田天然气的充注增压平均为45.81 MPa,平均增压幅度72.04%。其余主要为构造挤压增压,增压幅度在元坝、通南巴气田分别为39.14%和27.96%。中燕山—喜山期构造挤压活动强度的差异控制了应力释放区的分布和储层抬升降温降压的幅度,从而控制了现今压力场平面分布特征。通南巴地区由于晚期强烈的构造挤压活动,使其现今正处于应力充分释放的泄压区,充气增压、构造挤压之后降压过程的发生是其现今超压强度较低的主要原因。