徐家围子断陷深层天然气的形成

通过对松辽盆地徐家围子断陷深层天然气的地质和地球化学分析 ,揭示了天然气的成因特征和形成过程。该区天然气的分子组成和同位素组成均显示出较大的变化 ,甲烷是天然气中的主要组分 ,质量分数在 57.4 % - 98.2 %之间 ,平均为 90 .1%。主要非烃气体是CO2 和N2 ,平均质量分数分别为 4 .9%和 3.2 % ,且CO2 质量分数变化范围较大。气体同位素分析结果表明 ,甲烷同位素显示煤型气特征 ,而乙烷和丙烷的同位素显示油型气的特征 ,表明徐家围子深部除煤和Ⅲ型干酪根作为主要气源外 ,仍有一定含量趋于生油的Ⅱ型干酪根作为次要气源 ,实测和计算结果证实天然气主要是有机质在高成熟阶段形成的产物。运移过程中和成藏后的次生变化使天然气的组成和同位素面目变得非常复杂 ,尤其是由盖层微渗漏造成的蒸发分馏作用使同位素出现倒转。徐家围子断陷深层煤型气的发现为该区油气勘探展示出了更广阔的前景。     

徐家围子断陷深层天然天的形成

通过对松辽盆地徐家围子断陷深层天然气的地质和地球化学分析,揭示了天然气的成因特征和形成过程。该区天然气的分子组成和同位素组成均显示出较大的变化,甲烷是天敢中的主要组分,质量分数在５７．４％－９８．２％之间,平均为９０．１％,主要非烃气体是ＣＯ２和Ｎ２,平均质量分数分别为４．９％和３．２％,且ＣＯ２质量分数变化范围较大,气体同位素分析结果表明,甲烷同位素显示煤型气特征,而乙烷和丙烷的同位素显示油型 的特征,表明徐家子深部除煤和ＩＩＩ型干酪根作为主要气源外,仍有一定含量趋于生油的ＩＩ型干酪根作为次要气源,实测和计算结果证实天然气主要是有机质在高成熟阶段形成的产物,运移过程中和成藏后的次生变化使天然气的组成和同位素面目变得非常复杂,尤其是由盖层微渗漏造成的蒸发分馏的作用使同位素出现例转,徐家围子断陷深层煤型气的发现为     

徐家围子断陷深层天然气盖层特征及封盖性评价

利用钻井、测井和分析测试资料,结合天然气气藏剖面可知:徐家围子断陷共发育两种类型盖层,即泥岩和火山岩.通过对徐家围子断陷深层天然气盖层识别标志、分布、封闭能力及对天然气成藏与分布控制作用的分析表明:徐家围子断陷深层天然气发育泉一、二段,登二段两套区域性盖层;营一段顶部局部性盖层和营一段、三段内的隔层.区域性盖层和局部性盖层分布范围广、厚度大、排替压力较高、封闭能力强,控制着徐家围子断陷深层天然气的区域聚集与分布;隔夹层分布范围小、厚度薄、排替压力低、封闭能力弱,仅控制着天然气在储集层中的局部聚集与分布.     

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.     

松辽盆地长岭断陷下白垩统天然气成因及气源分析

松辽盆地南部长岭断陷下白垩统登娄库气藏的成分复杂、来源多样,其成因及来源的确定对进一步的油气勘探有指导意义。从天然气组分、同位素特征等方面入手,对长岭断陷下白垩统天然气组分特征、成因类型进行分析,并结合地质分析确定天然气来源。认为除长岭2号和长岭6号气田为二氧化碳气藏外,长岭断陷下白垩统以烃类气藏为主。依据稳定碳同位素特征判定,哈尔金构造天然气是同源不同期的煤成气,伏龙泉构造泉一、三段天然气为油型气,登娄库组天然气为混合气,双坨子构造天然气主要是混合气,大老爷府构造天然气为油型气;而二氧化碳气藏则为慢源无机成因气。烃类气藏中显著的稳定碳同位素倒转现象为天然气扩散残余导致。以天然气成因分析为基础,结合地质分析认为,营城组和沙河子组是该地区烃类气体的主要供烃源。     

松辽盆地北部徐家围子断陷断裂构造特征及对深层天然气的控制作用

系统分析徐家围子断陷断裂构造特征,研究了断裂系统对深层天然气成藏条件的控制作用。徐家围子断陷发育5套断裂系统,徐西早期走滑伸展断裂系统、徐中走滑长期活动断裂系统、徐东走滑断裂系统、早期伸展晚期张扭长期活动断裂系统以及晚期张扭断裂系统。断裂活动时期主要为断陷期和泉头组沉积晚期—青山口组沉积时期。徐西走滑伸展断裂系统控制了沙河子组烃源岩的展布,徐中及徐东走滑断裂控制了下白垩统营城组一段和营城组三段火山岩体的展布,长期活动断裂为天然气垂向运移提供良好垂向通道。断裂对登二段区域性盖层破坏程度小,使得徐家围子断陷深层天然气主要富集在下白垩统登娄库二段之下的营城组地层中。断层两盘岩性对接关系为火山岩—砂泥岩,断层侧向封闭;火山岩—火山岩对接,断层侧向不封闭。晚期构造反转较弱,使得断裂对气藏的破坏程度较小,对天然气的保存有利。     

松辽盆地徐家围子断陷断裂活动时期及其与深层气成藏关系分析

为了能够准确地判断松辽盆地徐家围子断陷断裂的主要活动时期及其与深层天然气成藏之间的关系,本文先后利用了同沉积断层活动速率、火山活动期次与断裂活动期次匹配关系、剖面伸展率及构造演化剖面等4种方法对其进行了研究。首先,由同沉积断层活动速率研究结果可知,断裂主要在下白垩统火石岭组、沙河子组、营城组、登楼库组二段、泉头组二段及上白垩统青山口组沉积时期活动。其次,根据火山活动期次与断裂活动时期匹配关系研究得到,断陷期(火石岭组、营城组一段和营城组三段沉积时期)和青山口组沉积时期为断裂主要的活动时期。再次,由剖面伸展率法研究得到,断裂强烈的活动时期为火石岭组、沙河子组、营一段、泉二、三、四段和青山口组沉积时期。最后,通过该断陷LINE1208测线的构造发育史剖面研究可知,断裂的主要活动时期为火石岭组、沙河子组、营一段、营三段、泉二段和青山口组沉积时期。将这4种方法综合起来判定认为,该断陷断裂的主要活动期次有3期,分别对应于火石岭组沉积时期—营三段沉积时期、泉头组沉积中期及青山口组沉积时期。并且将综合判定出的断裂主要活动时期与该断陷源岩的生气史、登二段和营城组火山岩顶部盖层封闭能力形成时期和气藏内天然气的充注时期进行匹配分析。综合研究认为登二段和营城组火山岩顶部2套重要盖层封闭能力形成时期早于该断陷源岩的大量生气期,故盖层并不是天然气成藏的主要制约因素。徐家围子断陷后2期的断裂主要活动时期与深层天然气的主要充注时期相吻合,是天然气向圈闭中运聚的重要时期,且自姚家组至现今断裂活动较弱,这可能是先期形成的气藏得以较完整保存的主要原因。     

松辽盆地徐家围子断陷火山岩内断层侧向封闭性及天然气成藏

松辽盆地北部徐家围子断陷深层指泉头组一、二段以下地层,发育3套火山岩储集层:即火石岭组、营城组一段和营城组三段,目前在营城组两套火山岩中发现了规模较大的天然气藏。徐家围子断陷断裂系统复杂,对天然气成藏控制作用明显,控藏的断裂为早期控制火山裂隙式喷发,在泉头组沉积晚期—青山口组沉积早期强烈活动,同时在区域性盖层段具有顶部封闭能力的断裂,断裂形成时为火山通道,没形成明显的断层面,泉头组沉积晚期—青山口组沉积早期断裂活动形成断层角砾岩带,天然气沿断裂大规模垂向运移,聚集在营城组火山岩中,由于断层角砾岩带侧向封闭能力较差,侧向受营城组四段物性较低的砾岩遮挡聚集成藏,对于正断层而言主要聚集在下盘,逆断层主要聚集在上盘。徐中走滑断裂为主要的控藏断裂,由于倾向和断层性质(正和逆)的改变,天然气在两盘聚集具有此消彼长的特征,天然气这种聚集规律对于勘探部署、确定气藏的边界和提交储量具有重要的指导意义。     

松辽盆地徐家围子断陷火山岩岩石化学特征及其构造环境

作为松辽盆地充填物中的主要部分 ,侏罗纪火山岩和沉积岩构成二套火山旋回 ,即营城旋回和火石岭旋回。火石岭旋回下部火山岩属碱性系列 ,上部为钙碱性系列 ;营城旋回下部属拉斑玄武岩系列 ,上部属碱性系列。徐家围子断陷经历了三次拉张作用和一次短暂的挤压作用。     

松辽盆地徐家围子断陷火山岩天然气成藏主控因素及模式

徐家围子断陷火山岩天然气藏分布具有4个特征：纵向分布层位多,深度范围大;平面上分布在生气凹陷内或附近,且沿断裂带分布;自储自盖;气-水关系复杂.其成藏与分布主要受3个因素控制,即：源岩区控制着火山岩天然气藏的分布区域,断裂带和古隆起控制着火山岩天然气藏分布的具体部位,火山岩相控制着天然气的储集.源岩排气史、断裂活动史、火山岩罔闭形成史和天然气运聚史的综合研究认为：火山岩气藏形成的主要时期为泉头组沉积晚期-青山口组沉积时期、嫩汀组沉积末期和明水组沉积时期.成藏模式为断陷深部沙河子组源岩生成的天然气在主成藏期沿断裂向上运移至断裂带处的火山岩圈闭中或古隆起上的火山岩圈闭中聚集成火山岩气藏.     

松辽盆地昌德气田天然气成因及成藏模式

通过对昌德气田中天然气的化学组分和碳同位素的分析发现 ,该区天然气的成因类型很复杂 ,既有有机成因天然气 ,又有无机成因天然气。昌德气藏和昌德东气藏中的天然气成因有一定的差别。昌德气藏中天然气重烃含量相对较低 ,出现重碳同位素和负碳同位素系列 ,可能有无机烃类气体的混入。昌德东气藏除有机成因的煤型气外 ,还发现有幔源成因的高纯二氧化碳气藏。非烃气体在纵向上的分布以登娄库组以下地层的营城组火山岩系地层含量最高。在平面上高含量非烃气体的分布常与深大断裂的走向一致 ,主要为无机成因     

断陷湖盆层序地层格架中的油气聚集规律——以松辽盆地为例

松辽盆地早期断陷湖盆样式研究表明，松辽盆地存在二型四式的构造样式：即有补偿断层和无补偿断层的单断型断陷盆地，有补偿断层和无补偿断层的复合型断陷盆地。一个完整的断陷湖盆层序形成一套区域生储盖组合，其中，发育在TST和HST之间的最大密集段为主力生油层，也是良好的盖层，而LST，TST底部，HST顶部及RST通常发育有利储层。它们的规律性配置可构成上生下储，下生上储，侧生侧储和自生自储四种有利的生储盖层组合类型。每个体系域中都有岩性油气藏，构造油气藏是HST的主要类型，RST中可以找到不整合油气藏。     

济阳拗陷天然气藏中氦同位素组成特征

济阳拗陷为陆内拉张盆地,拗陷内分布大量的烃类和非烃类气藏。气藏中氦同位素具有三种组成特征：2．50＜R／Ra＜3．20.1．40＜R／R＜200及R／R＜0．40,表明氦的不同起源。     

松辽盆地徐家围子断陷无机成因天然气及其成藏模式

通过对徐家围子地区天然气组分、同位素资料以及气体包裹体资料的综合分析认为 ,该地区存在无机成因天然气。烃类气体中具有重碳同位素异常 ( >- 2 0‰ )和负碳同位素系列(δ13C1>δ13C2 >δ13C3)的同位素分布特征 ,表现出无机成因烃类气体的特点。高含量的无机CO2 气体和幔源氦的发现 ,指示着该区无机成因天然气主要来自于地球的深部。地幔热柱上升在地壳不同圈层中引起的岩浆火山活动是无机天然气的主要来源 ,而由此形成的地壳“网状”结构和基底大断裂是无机气上升运移至浅部聚集成藏的主要运移通道。构造活动间歇期和活动期分别以渗流方式和幕式涌流方式向上运移可能是深部流体运移的两种主要方式。古隆起带、岩浆侵入带以及基底大断裂带是无机成因天然气的有利聚集带。     

GEOCHEMISTRY AND TECTONIC ENVIRONMENT AND RESERVOIR FORMATION OF MANTLE-DERIVED NATURAL GAS IN THE SONGLIAO BASIN, NORTHEASTERN CHINA

During several decades of exploration, a number of mantle-derived natural gas pools have been discovered in the vicinities of deep faults in the Songliao Basin, northeastern China. The natural gas in these pools has a δ 13C1 value of-16.5‰ to -24.2‰, a reversed arrangement in the amount of carbon isotopes in methane and its endogamous products (namely, Δ13c1 ＞Δ13c2 ＞Δ13c3 ＞Δ13c4 ), a 3He/4He value of 1.97 to 2.34× 10-6, and an 40Ar/36Ar value of 1063 to 1949. This indicates a mantle source for the natural gas. The trace elements Cd, In, Te and Re, never found in organic-sourced hydrocarbons, are highly enriched in certain crude oils from the Basin; respectively, concentrations of these elements were found to be 751, 28, 16 and 323 times the average crustal values in China, and this also supports a mantle-derived natural gas origin. The characteristics of mantled-derived magmatic rocks,hydrothermal fluids and gaseous fractions distributed in and near the deep Songliao Basin faults indicate that rifting tectonics is providing the mechanisms for this outgassing of the mantle. Deep extensional(normal) faults provide pathways for upward movement of these materials, and in the Songliao Basin,these deep riff fault zones are associated with reservoir occurrence and cap rock seals, forming good sites for accumulation of mantle-derived natural gas. Furthermore, a layer of low velocity, low density and high conductivity in the deep crust has been identified as a potential reservoir for mantle-derived natural gas.     

陆相坳陷盆地层序地层格架下岩性地层圈闭/油藏类型与分布规律——以松辽盆地白垩系泉头组—嫩江组为例

本文在圈闭组成和形成条件分析的基础上对坳陷盆地层序地层格架下岩性地层圈闭/油藏类型与分布规律进行了初步分析和总结,探讨了层序地层格架下不同体系域中圈闭/油藏类型的纵向分布、盆地中不同构造部位圈闭/油藏类型的横向分布规律。系统解剖了松辽坳陷盆地白垩系二级层序格架内低位、湖侵和高位体系域中圈闭/油藏类型的纵向分布和变化特征;对比分析了坳陷盆地从凹陷带(近凹中心)、过渡带(凹陷边缘)到斜坡带(环凹斜坡)圈闭/油藏类型的横向分布和变化规律。圈闭/油藏类型的纵、横向分布和变化规律表明:岩性地层圈闭/油藏的形成及类型具有纵向“层控”、横向“相控”的规律性,即纵向上受控于层序格架(体系域),横向上受控于一定构造背景下特定的沉积相带。     

陆相断陷湖盆T-R层序的特点及其控制因素——以东营凹陷古近系沙河街组三段层序地层为例

一般认为经典层序的湖(海)平面变化轨迹为正弦曲线,且可分出低位稳定、上升、高位稳定和下降4个阶段。按照Vail的层序地层学理论,每个三级层序由3个体系域组成,目前也有人认为划分出4个体系域更合适。但在断陷湖盆中,发育了一种特殊的层序,其湖平面变化呈折线,仅可分出上升阶段(T)和下降阶段(R),缺失稳定阶段,我们将此类层序称为T-R层序。潮湿气候条件下的幕式构造运动和沉积物快速充填是T-R层序形成的关键。层序发育的早期阶段,幕式构造运动产生新生可容空间,决定了T旋回的发育,形成了以深水泥岩、页岩等沉积为特征的湖侵域;晚期阶段,沉积物快速充填减少可容空间,决定了R旋回的演化,形成了以前积式砂体为特征的湖退域。T-R层序与油气勘探关系密切,湖侵域烃源岩发育,湖退域储层发育,并具有良好的生储盖组合条件。     

大陆伸展盆地岩浆与伸展作用的定量关系分析及其初步应用

通过对无水石榴石橄榄岩地幔的绝热减压部分熔融模型进行详细的数学推导,本文建立了准确的数学表达式以定量描述伸展因子、地幔部分熔融系数以及熔融体厚度之间的动力学关系。在详细的地球化学研究基础上,认为软流圈的部分熔融是济阳坳陷新生代火山岩的来源,并利用该模型对济阳坳陷新生代伸展裂陷阶段形成的熔融体厚度进行了预测,取得了与深部地球物理探测较为接近的结果。认为中下地壳中赋存的高导低速体是软流圈熔融体释放气体后聚集的结果,是盆地内分布的火山岩的直接源区。