我国深层天然气的成因类型及其勘探前景——松辽盆地北部深层气初析

我国深层天然气就成因而论异常复杂的,其中研究较为细致的当推松辽盆地北部,松北经大庆油田三十年勘探及采油确认仍不失为我国最大的油田。大庆油田深部,即主力产层白垩统萨尔图、葡萄花及高台子油层之下,甚至近年新勘探证实的扶余及扬大城子油层之下亦发现工业气流,其确切层位应属下白垩统泉头组二段一上侏罗统,为区别其上的“中浅层”统称之为“深层”。     

松辽盆地北部深层天然气系统成藏史研究

松辽盆地北部深层烃源岩有机质类型以Ⅲ型为主，烃源岩成熟度达到了湿度－干气阶段，为一个相对独立的天然气系统，对烃源岩的埋藏史，热史，生烃史的正演模拟和由包裹体均一温度确定的天然气运聚时间，与充注期次逆演相结合的研究表明，徐家围子断陷天然气成藏时间主要自早白垩世泉头期到白垩纪晚期，天然气系统的关键时刻为晚白垩世中晚期（72Ma)，莺山断陷的成藏时间早于徐家围子断陷，天然气系统关键时刻为晚白垩世早期（90Ma)，两个断陷均为一次性充注成藏，是一个保存期较长的天然气系统。     

塔里木盆地深层气勘探潜势

随着浅层天然气资源勘探难度的增大,进行深层天然气勘探已成必然趋势。塔里木盆地位于中国西部,是中国最大的沉积盆地。在盆地内广泛发育有寒武系-奥陶系、石炭系-下二叠统和三叠系-侏罗系等 3套优质烃源岩,以及多套优质储层和盖层,形成了 5套区域性储盖组合。因而,该盆地具有良好深层天然气形成、储集和保存的物质基础。再结合塔里木盆地目前勘探形势,指出该盆地库车坳陷、塔北隆起、塔中隆起、巴楚隆起和塔西南坳陷具有广阔的深层气勘探前景。     

松辽盆地长岭断陷深层天然气资源潜力分析

松辽盆地长岭断陷深层具有丰富的天然气资源,应用含油气系统模拟方法重新进行了评价,深层天然气地质资源量为1.14×1012~1.71×1012m3,中值为1.42×1012m3。烃类气和CO2气具有分区分布的特点,其中断陷西部为CO2气富集区,断陷中部为CO2气和烃类气混合气区,断陷东部主要为烃类气富集区,局部为CO2气富集区。烃类气的分布主要受烃源岩分布的控制,高含CO2气的分布主要受火山岩和基底大断裂的控制。综合评价认为长岭断陷可划分5个勘探区带,Ⅰ类有利区带1个、Ⅱ类较有利区带3个、Ⅲ类非有利区带1个,其中Ⅰ类和Ⅱ类区带是下一步勘探部署的主要方向。     

松辽盆地深层古前陆型盆地的发现及其天然气地质意义

松辽盆地是中国最大的石油生产基地,也是目前世界上已发现的油气资源最为丰富的非海相沉积盆地。在过去40多年的勘探历程中,对松辽盆地中浅层的研究(无论在理论研究还是实践方面)已取得了丰硕成果,在其下、中、上、浅4个部位发现了4套含油气组合。迄今发现的大型、特大型油气田都在这其中,几乎包括了已发现的全部油气储量。     

深层油气资源盆地模拟生排烃数值模型及其应用

深层烃源岩大多经历了多期构造运动,尤以抬升再沉降运动最为典型,这种抬升再沉降型烃源岩,经历了独特的地层埋藏史,热史,有机成熟史,生烃史,排烃史及运聚史,从而严重影响着其油气资源潜力,文章在研究该类运动对含油气盆地油气藏形成诸因素影响机理的基础上,利用数值模拟手段,进行含油气盆地生排烃研究,以分析,评价盆地深化层油气资源潜力,为深层油气勘探服务。     

松辽盆地北部深层凝析油及油型气的成因研究

松辽盆地北部深层发现的凝析油及油型气扩大了油田的勘探潜力。应用单体烃碳同位素、生物标志化合物等分析技术，结合地质背景对凝析油、天然气和固体沥青进行的地球化学研究表明：深层凝析油包括煤成凝析油和泥质烃源岩形成的凝析油，前芳烃含量高、单体烃碳同位素重，后饱和烃含量高、单体烃碳同位素轻，生物标志化合物对比，二均来自于沙河子组烃源岩；油型气甲烷碳同位素轻，一般小于-45‰，且甲烷与乙烷之间碳同位素分馏明显，属原油裂解成气特征，油型气与煤型气混合可能是深层天然气碳同位素系列倒转的重要原因之一；火山岩储层中的固体沥青有机地球化学分析，有机碳含量0．08％～0．16％，氢指数49～297mg／g，R0大约为1．87％，表征固体沥青现今的成烃潜力较小，原油向天然气转化主要发生在高成熟阶段的晚期，对应的地质年代大约是嫩江组一明水组沉积末(80～65Ma)。原油向天然气转化的事实启示，深层天然气勘探要兼顾古油藏的研究。     

鄂尔多斯盆地煤的热解生烃潜力与成烃母质

对鄂尔多斯盆地石炭-二叠纪、三叠纪和侏罗纪3套煤系烃源岩,进行煤岩煤质基本特性研究,并结合热解试验结果,探讨不同煤系煤的生烃潜力。研究认为:煤型有机质的液态烃产率普遍较低,且主要产出气态烃;本区煤的生烃潜力表现为三叠纪和石炭纪煤高,侏罗纪煤低的特点。综合考虑成煤地质条件、煤岩煤质和热解试验结果,煤的成烃母质类型为Ⅲ型,继而细分为3级:即三叠纪和盆地东缘二叠纪的半亮煤、镜煤为Ⅲ1型;盆地东西缘石炭纪的半暗煤为Ⅲ2型;盆地西缘二叠纪和侏罗纪的暗煤、暗淡煤为Ⅲ3型。     

松辽盆地东部断陷盆地天然气特征及气源探讨

本文从天然气特征入手．探讨了松辽盆地东部断陷盆地天然气的成因类型及来源。指出断陷盆地除有煤型气外．还有油型气和混合型气．它们均来自登娄库组以下断陷期沉积源岩。     

松辽盆地北部深层天然气多层位成藏要素耦合度研究与有利区带预测

松辽盆地北部深层断陷分布广、发育层位多,天然气勘探潜力大。亟需深入开展针对不同地区、不同层位的成藏主控因素的研究,以期尽快取得新区新层位勘探突破。依据生气强度>20×10⁸ m³/km²作为沙河子组有效烃源岩标准,徐家围子断陷沙河子组不同成熟度泥岩厚度与TOC关系的理论曲线表明,中等丰度泥岩(w(TOC)=1%)厚度应>400 m,高丰度泥岩(w(TOC)>5%)厚度可<100 m。在单井和平面有效烃源岩评价的基础上,通过计算徐家围子断陷不同层位不同地区有效烃源岩发育井数和获气流井数比例,统计获气流井数与正向构造带关系、获气流井与断层距离关系,得出不同地质因素与不同层位气藏的耦合度。结果表明,沙河子组源--藏耦合度高达90.5%,营城组构造--气藏耦合度82.6%,登娄库组断裂--气藏平均距离仅355 m,指出沙河子组、营城组、登娄库组这3个主要含气层的成藏主控因素分别为源岩、构造和断裂,反映出断陷盆地源控论在纵向上的一种表现形式：自下而上分别为源内气藏、近源气藏和远源气藏,据此预测了外围断陷15...     

松辽盆地徐家围子断陷火山岩气藏天然气成因类型和气源对比

松辽盆地徐家围子断陷发育营城组火山岩气藏.钻井统计、地球化学特征及天然气组份分析和碳同位素研究表明徐中和徐东地区天然气源岩有机质偏腐泥型,生气潜力更大.对主力源岩层沙河子组和次要源岩层营城组源岩分布有了新的认识.对营城组天然气的烃类气体和CO2气的来源进行对比和探讨,认为烃类气受气源的控制,CO2气藏受深大断裂的控制,与火山岩分布关系不大.连通地幔的气藏中,也没有发现无机烃类气体聚集.徐家围子断陷营城组天然气以烃类气占绝对优势,而且主要为甲烷,二氧化碳成藏并不普遍.天然气甲烷成因类型以煤型气为主,甲烷碳同位素变化范围较小.乙烷、丙烷和丁烷碳同位素均有较大的变化范围,而且具有较好的相关性,说明母质类型多样,乙烷、丙烷和丁烷具有相同的来源.含量大于50%的二氧化碳来源于地幔,属无机成因.含量小于50%的二氧化碳既有无机成因,也有有机成因.     

塔里木盆地天然气N2含量越高其成熟度越低

我国大中型气田已发现68个,其中大部分分布于海相或海陆过渡相中,勘探实践证实海相层序富集大中型气田。对比总结四川、鄂尔多斯、塔里木三大气区克拉通海相沉积层序特点及天然气勘探规律,发现目前所研究的大中型气田有四种典型的成藏模式(图1)。对这些大中型气田的形成有两种理论认识,即古隆起控气理论和沉积相控气理论。古隆起控气理论认为,早期继承     

盐湖相有机质成烃模拟实验研究

通过泥岩和泥岩顶底板加NaCl的生排烃模拟，指出盐湖相未成熟或低成熟石油是沉积岩石中分散有机质经化学降解聚集的产物，并对早期成烃机制进行了探讨，对常用的烃源岩母质类型、成熟度等参数提出了新的认识。     

松辽盆地徐家围子断陷深层天然气成因类型及各种成因气贡献

徐家围子断陷深层首次发现以腐泥型气为主的有机成因天然气,不同地区深层天然气成因类型及各种成因气的贡献成为研究重点。采集徐家围子断陷29口井35件深层天然气和26口井33件深层烃源岩样品,采用组分碳同位素和轻烃指纹色谱方法分析天然气和烃源岩样品,实验研究认为深层天然气主要为腐殖型气、腐泥型气、有机深源气3种成因组成的混合气,无机成因烷烃气的贡献较小。首次提出了多种有机成因类型天然气贡献定量测试方法并进行了实验验证,采用天然气甲烷碳同位素、乙烷碳同位素和甲基环己烷指数、环己烷指数、脂烃族参数5个成因类型指标,确定了腐殖型气、腐泥型气、有机深源气的5个成因类型指标端元值,利用天然气的混合配比性建立成因类型指标地球化学模型,采用非线性数学模拟方法建立计算模板,首次定量测试了徐家围子断陷深层天然气样品中3种有机成因气的定量贡献。实验结果表明,徐家围子断陷深层天然气除昌德气藏芳深1井、芳深2井有机深源气贡献为81%外,其他井的腐殖型气、腐泥型气和有机深源气平均贡献分别为62.45%、25.51%、12.02%;不同地区及井段的腐殖型气、腐泥型气和有机深源气贡献有差别,升平—汪家屯地区平均贡献分别为61.63%、20.94%、17.29%,昌德地区平均贡献分别为73.74%、14.48%、11.77%,兴城—徐东地区及断陷中东部平均贡献分别为51.98%、40.99%、7.01%。从断陷北部到中部即从升平—汪家屯、昌德到兴城—徐东地区有机深源气贡献减少、腐泥型气贡献增大,部分井段腐泥型气贡献超过43%且为主要贡献,个别井段腐泥型气贡献最大达74%,与断陷中东部烃源岩Ⅱ型有机质相对发育及断陷地层地质特征相吻合,呈现主要来源于下伏气源岩和天然气藏以垂向运移为主、侧向运移为辅的源岩控型成藏特征。     

松辽盆地北部深层凝析油及油型气的成因研究

松辽盆地北部深层发现的凝析油及油型气扩大了油田的勘探潜力.应用单体烃碳同位素、生物标志化合物等分析技术,结合地质背景对凝析油、天然气和固体沥青进行的地球化学研究表明:深层凝析油包括煤成凝析油和泥质烃源岩形成的凝析油,前者芳烃含量高、单体烃碳同位素重,后者饱和烃含量高、单体烃碳同位素轻,生物标志化合物对比,二者均来自于沙河子组烃源岩;油型气甲烷碳同位素轻,一般小于-45‰,且甲烷与乙烷之间碳同位素分馏明显,属原油裂解成气特征,油型气与煤型气混合可能是深层天然气碳同位素系列倒转的重要原因之一;火山岩储层中的固体沥青有机地球化学分析,有机碳含量0.08%～0.16%,氢指数49～297 mg/g,Ro大约为1.87%,表征固体沥青现今的成烃潜力较小,原油向天然气转化主要发生在高成熟阶段的晚期,对应的地质年代大约是嫩江组-明水组沉积末(80～65 Ma).原油向天然气转化的事实启示,深层天然气勘探要兼顾古油藏的研究.     

深层气理论分析和深层气潜势研究

近年来的一些文献表述深层气时在"深层"和"深部"名词概念上容易造成不必要的费解。就沉积层而言,宜将生油主带（生油窗）作为"深"的界限,从此界限开始到基底以上地层范围的天然气统统称为"深层气";就整个地球而言,宜将沉积层结晶基底和该基底以下的天然气统统称为"深部气"。当然,还应更多地注意来源于深部"深生浅储"的"深层气"。深层气的形成与地壳烃类形成的垂直分带性有关。在一定的历史时期和一定的沉积盆地油气形成分带性理论对勘探实践发挥了一定的指导作用,随着油气地质科研和勘探实践的发展,人们逐渐发现了油气形成分带性理论中油相消失和气相生成带开始门限指标的局限性。不同盆地有不同深度的生油主带,因而也有不同深度范围生气主带（干气带）。腐泥型有机质的演化需要更高的活化能,而需更高的温度和更大的深度,其生气主带深于腐殖型有机质源岩层的位置。生气主带有机质演化受多种因素控制,其中温度、深度和时间是重要因素,引起深层温度升高的条件有地球动力和深部热流等。古生界以前的重大生物地质事件为深层气形成准备了有机质及其演化条件,从物质基础上讲,深层气有巨大的资源潜势。油气形成的地球动力学观点及其他新观点为研究深层气提供了新的思路,岩石圈的烃类资源远未枯竭,被发现和开采的资源仅是其中的一部分,更多的需在深部去发掘。     

鄂尔多斯盆地北部塔巴庙地区下古生界奥陶系天然气的气源追踪研究

鄂尔多斯盆地北部塔巴庙地区奥陶系天然气的赋存分布以风化壳最具工业价值，另一类尚待进一步勘探研究的天然所则分布于奥陶系内部或盐下，对这两种分布形式的天然气，在通过天然气组分，同位素以及相伴生的凝析 化学特征研究对比的基础上，与其可能来源的烃源岩层即上覆石炭系煤系烃源岩和奥陶系碳酸盐岩烃源岩的生源地化特征相对比，结果表明塔巴庙区块北部以鄂5－鄂8井为代表的奥陶系风化壳工业性天然气具有双重母质的混合型天然气特征，即来源于上古生煤成气和下古生界油型气，该区南部以伊24井为代表风化壳非工业性天然气则来源于奥陶系典型腐泥型面因的有机质；对于奥陶系内部或盐下天然气显示而言，均属单一海相碳酸盐岩来源的油型天然气，因此，奥陶系风化壳相对发育与生烃气强度中心相叠合的区域是当前在勘探上古生界时兼顾下古生界天然气的最佳地区。     

辽河盆地天然气中重烃异常富集重碳同位素的成因探讨

近年来大量的研究结果表明天然气碳、氢同位素组成特征是判识天然气成因类型、进行气源对比、估算天然气的成熟度和确定天然气是否被次生改造等的有效地球化学手段。通常认为甲烷的碳同位素组成主要受源岩的母质类型和热演化程度的影响,乙烷、丙烷等重烃碳同位素组成主要决定于源岩有机母质的碳同位素组成,同时也明显地受热演化程度的影响。在辽河盆地发现一类碳同位素组成异常的天然气。这类天然气是分布于辽河盆地东部凹陷桃园地区和黄金带地区的部分浅层天然气,其甲烷的碳同位素组成δ13C₁值为-44‰～-40‰,乙烷δ13C₂值为-13‰～-6.6‰,丙烷δ13C₃值-6.1‰～+3.3‰,该类天然气的乙、丙烷异常富集重碳同位素,到目前为止在天然气藏中还是首次发现。根据地球化学资料和地质背景分析认为这天然气应是未成熟阶段的生物气或低成熟阶段的生物-热催化过度带气经过细菌氧化后形成的。