无机成因二氧化碳气的类型分布和成藏控制条件

从无机成因天然气成藏主控条件———气源断裂体系构造变形场的类型（收缩、伸展、走滑和旋转等）出发,综合分析了无机成因二氧化碳气藏的成因类型、分布规律和成藏控制条件等。结合实例对气源断裂体系结构作了剖析,指出二氧化碳气藏研究中值得重视的几个方面。     

二氧化碳气成藏的断裂控制作用

对二氧化碳(CO_2)气成藏来说,各种级别不同性能断裂的存在是必不可少的条件,按其在成藏过程中功能的不同可以分为成气、疏气、储气和封气四种类型。断裂对幔源-岩浆成因CO_2气最重要的作用是对幔源气的运移疏导作用。幔源CO存在于地下深处,其释放的途径有两种:一是没有岩浆喷发和侵入的情况下,沿深断裂直接释放;二是在岩浆喷溢、侵入过程中冷却时释放的幔源气,断裂作为岩浆喷溢、侵入的通道。岩浆活动为幔源型CO_2成藏提供了主力气源,深大断裂为CO_2提供了运聚的通道和赋存的空间。断裂对变质成因CO_2气的最重要的作用是对CO_2气的生成和疏导作用。在动力变质作用中,断裂活动的构造热使碳酸盐岩分解释放CO_2,压扭性断裂带与张启性断裂的交汇带即成为变质成因CO_2的生成与排放中心;在接触变质作用,断裂不仅作为岩浆或高温热液的通道使得围岩变质释放CO_2,而且也是变质成因CO_2运移释放的通道。     

《CO2气藏的气源和成藏及预测》即将出版

谈迎等著的《CO2气藏的气源和成藏及预测》一书是中国科学技术大学地球和空间科学学院天然气地质资源环境研究中心的工作成果之一,将于2009年二季度由中国科学技术大学出版社出版。该书是在中国科技大学兼职教授、天然气地质资源环境研究中心学术委员会主任戴金星院士的主持指导下,取材于中心主任刘德良教授具体负责的4个相关专题报告,即：“郯庐断裂带无机成因天然气研究”,“松辽盆地CO2气资源评价”,     

探索深部新气藏与无机成因气藏

油气勘探的先进大国——美国,苏联,近年来的发展趋势是向深部进军,最深的油气生产井已深达8088m。深部油气的热稳定是人们最担心的问题,N.E.Takack(1987)专门研究了这个问题。研究结果认为,在相当于12192m深处的条件下,只有少量甲烷因化学反应而损失。 深部油气藏中有两个值得重视的新类型: 1、深盆气这类气藏的特征是产于盆地深部的向斜部位。在储集层中水位于气之上,水气之间没有任何隔层,只有一个过渡带。在美国和加拿大已发现了七个这样的气藏,     

无机成因油气及其资源前景

地幔和地核中大量的碳和氢以及地幔深处的甲烷、二氧化碳等提供了无机成因气体的物质基础,近年来地球化学方法的应用给有机和无机成因天然气提供了可靠的判别依据,主要有⑴无机成因甲烷的δ1 3C1≥-30.0‰⑵无机成因烷烃气体具有负碳同位素系列,即δ1 3C1δ1 3C2δ1 3C3δ1 3C4⑶R/Ra0.5,δ1 3C1-δ1 3C20为无机成因烷烃气⑷CH4/3He≤106是无机成因烷烃气(甲烷)。这些判别指标的提出有效地指导了无机成因天然气的勘探实践。目前在我国东部已发现了35个无机成因的二氧化碳气藏,并首次发现无机成因烷烃气藏—昌德气藏,资源潜力巨大,因此应积极开展无机成因气的勘探和开发,使这一产量巨大的油气后备领域早日得到利用。     

近代油气无机成因理论研究进展

本文总结了近代油气无机成因理论的研究进展,详细介绍了Ｔ,戈尔博士的“石油与天然气的非生物成因理论”及杜乐天教授的“博物气圈假说”。通过对一些研究资料和成果的分析归纳,发现在地球深部可能储藏着巨量的天然气。笔者认为,如果在石油无机成因理论的指导下,重新进行油气勘探,可能会获得新的突破。     

无机与有机混合成因的天然气藏

东营凹陷西南部花沟地区发现的二氧化碳气藏,多数专家认为是幔源气,本文通过该区高青断裂下降盘的一个二氧化碳藏与其上倾方向上的一生物甲烷气藏的对比研究,认为它们都是无机与有机混合成因的气藏,二氧化碳质量分数较高的气藏幔源气为主,混有少量有机成因气;生物甲烷气藏以有机成因气为主,混有少量无机气,根据碳同位素组成和稀有气体同位素组成分析,认为研究区不存在纯的幔源气,文中还对这些气藏的形成进行了分析。     

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.     

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.     

松南长岭断陷无机气成因类型及分布特征

对长岭断陷 CO2气地化分析表明,松南气田多数井的δ^13 Cco2值均大于-8×10^-3,均为无机成因,而东岭气田部分井的δ^13 Cco2值均小于-10×10^-3,属于有机成因。其中无机成因 CO2气体中 R/Ra 值均大于1,表明其无机成因 CO2都属于岩浆幔源成因。对长岭断陷地区钻井气测含量资料综合分析表明,无机成因 CO2气的平面展布特征可划分为：高含 CO2气区（＞90％）,位于中部及东北部,表现有 NNE-NE 向展布的趋势;中高含 CO2气区（70％-90％）,主要位于乾安次凹南部,总体表现为 NNW-近 SN 向展布;中低含 CO2气区（20％-50％）,主要分布于2个地区。红岗地区,以 NNE 向为主。腰英台-达尔罕地区,以近 SN 向为主;南部的低含 CO2气区。垂向上长岭断陷南北2个次凹中的 CO2产出层位显著不同。北部次凹内的产出层位较高,主要以泉头组及其上的青山口组为主。南部的无机 CO2气产出层位以断陷期营城组火山岩为主,少量为登娄库组。     

济阳坳陷断裂活动和CO2气藏的关系研究

济阳坳陷在惠民凹陷和东营凹陷的地壳中各存在1个低速体,位于惠民凹陷上地壳底部的低速体是坳陷内已经发现火成岩的岩浆房以及CO₂的气体库。凹陷的边界断层在10~12km±的深度其倾角变得平缓,并以韧性剪切方式沿拆离带向下延伸。拆离带内岩石多为糜棱岩,在岩石圈上部巨大的压力作用下,呈现韧性状态的拆离带是良好的封盖层。由于拆离带的作用,沿岩石圈下部裂缝上升的岩浆和气体等在拆离带下部聚集而形成低速体。在地壳相对较稳定期,拆离带也处于较稳定阶段并起分隔作用;如果地壳发生拉分作用,则低速体也会随之发生暂时性破裂,从而导致低速体内的岩浆和气体运移、聚集和成藏。郯庐断裂是间接的成气断裂,埕南断裂及惠民凹陷内地幔隆起区上地幔及下地壳张性断裂是直接的成气断裂;高青—平南断层以及商店—平方王断层等为输气断裂;临邑—商河断层、林樊家断层和齐河—广饶断层等是有利的输气断裂。     

凝析气藏的成因类型与成藏模式

根据凝析气藏形成过程中相态变化,可将其分为原生凝析气藏和次生凝析气藏。原生凝析气藏是有机质直接生成凝析气,并以气相运移聚集成藏,成藏过程中不存在相态变化。次生凝析气藏是圈闭中轻质油溶解于天然气中形成的凝析气藏,成藏过程中流体相态发生了变化。本文从两类凝析气藏的地质、地球化学特征分析入手,分析了凝析气藏的成藏模式和剖面上的相态分布,最后指出了区分二者的意义。     

黄骅坳陷二氧化碳气成因类型及分布规律

二氧化碳气是经济价值很高且应用前景十分广阔的非烃气体。黄骅坳陷二氧化碳气有多种成因类型,即有机成因、热变质成因和壳 幔混源成因,其中前两种分布较广泛。对于不同成因的二氧化碳气,其分布控制因素有所不同。有机成因二氧化碳气主要分布于生油凹陷周围,是烃类气体的次要伴生产物,并远离大断裂分布。热变质成因二氧化碳气主要分布在深部碳酸盐岩发育、岩浆活动较强烈的地区,并在大断裂附近富集;二氧化碳的含量比有机成因的高,但比壳 幔混源成因的低。壳 幔混源成因二氧化碳气主要出现在深大断裂附近,其分布虽然局限,但纯度是最高的。二氧化碳富集的地区常常是次生溶蚀作用较强的地区,因此也是寻找深部次生优质油气储层的有利地区。     

胜利油田边缘及外围找寻不同类型深部天然气的可能性

笔者依据对前人资料和本人研究成果的综合分析,提出在胜利油田的边部碱性橄榄玄武岩发育地带找寻无机成因二氧化碳气藏和在油田外围金伯利角砾岩筒或含地幔岩包体的碱性玄武岩火山口附近找寻地球深部来源烃类气藏的建议。     

黄骅坳陷新生代构造活动对无机成因CO2气藏控制作用的研究

通过研究黄骅坳陷新生代的构造活动,对黄骅坳陷无机成因二氧化碳气藏的形成与分布特征进行分析,发现黄骅坳陷无机成因CO2成藏与断裂和岩浆活动密切相关。新生代的NE—NEE向的伸展断裂为幔源型二氧化碳提供了良好的通道,尤其是在这些NE—NEE向伸展断裂与NW向断裂的交汇处,有利于二氧化碳的运移和聚集;同时这些伸展断裂往往是地热较高的区域,有利于热变质成因二氧化碳的生成;岩浆作用不仅可以直接释放来自幔源的二氧化碳气体,而且岩浆作用带来的地热也可以促进碳酸盐岩的热变质作用,释放二氧化碳。同时,黄骅坳陷新生代断裂和岩浆活动的迁移性特点形成了无机成因二氧化碳气藏地域分布特征。     

川中广安气田天然气成因类型及气源分析

川中广安气田是四川盆地2006年新发现的上报探明地质储量超过500×108m3的大型气田,也是目前四川盆地在上三叠统产层发现的最大气田。由于广安气田所在地区上三叠统烃源岩的生气强度小于20×108m3/km2,不具备形成大中型气田的理想条件,因此该气田的天然气成因类型及气源成为一个亟待解决的问题。笔者通过对广安气田天然气组分和碳同位素等资料的详细分析,判定其天然气为煤成气;根据气源对比,排除了下伏和上覆烃源岩的供源可能性,证实广安气田为上三叠统须家河组煤系地层自生自储形成。最后,经过对天然气运移途径分析,认为近源侧向运移是形成广安大型气田的主因。     

济阳坳陷断裂活动和CO2气藏的关系研究

济阳坳陷在惠民凹陷和东营凹陷的地壳中各存在1个低速体,位于惠民凹陷上地壳底部的低速体是坳陷内已经发现火成岩的岩浆房以及CO2的气体库。凹陷的边界断层在10~12km±的深度其倾角变得平缓,并以韧性剪切方式沿拆离带向下延伸。拆离带内岩石多为糜棱岩,在岩石圈上部巨大的压力作用下,呈现韧性状态的拆离带是良好的封盖层。由于拆离带的作用,沿岩石圈下部裂缝上升的岩浆和气体等在拆离带下部聚集而形成低速体。在地壳相对较稳定期,拆离带也处于较稳定阶段并起分隔作用;如果地壳发生拉分作用,则低速体也会随之发生暂时性破裂,从而导致低速体内的岩浆和气体运移、聚集和成藏。郯庐断裂是间接的成气断裂,埕南断裂及惠民凹陷内地幔隆起区上地幔及下地壳张性断裂是直接的成气断裂;高青—平南断层以及商店—平方王断层等为输气断裂;临邑—商河断层、林樊家断层和齐河—广饶断层等是有利的输气断裂。     

非生物成因天然气(藏)的构造成因类型及其地球化学特征

从大地构造的角度论述了非生物成因天然气的构造成因类型,即伸展构造带非生物成因气（藏）、挤缩构造带非生物成因气（藏）、走滑构造带非生物成因气（藏）、旋转构造带非生物成因气（藏）以及陨击构造带非生物成因气（藏）。重点阐述上述构造作用及其构造带中非生物成因气（藏）的不同类别及其形成环境和条件,从而为非生物成因天然气的理论研究和预测提供一些有益的线索。     

楚雄盆地中东部禄丰-楚雄一带的二氧化碳气及其成因

楚雄盆地从南部楚雄杨家阱至北面禄丰县利鸟场，近南北向延伸约7Km,断续有高含二氧化碳气苗。这些气苗二氧化碳含量H76．5—99．1％，甲烷含量只有0．011-0．47％，没有重烃气和硫化氢，普遍含微量氩(0．030—0．34％)。这些气的二氧化碳碳同位素一般为-5．2～-6.2%，个别较轻的为-16%，而重的为-1．2%。根据本区地质特点、气的成分特征与二氧化碳碳同位素组成，讨论了气苗的气原与成因。根据国内外有关资料的对比，作者认为这些二氧化碳的成因是无机的，即与火山-岩浆有关。