松辽盆地庆深气田天然气成因类型鉴别

通过对松辽盆地徐家围子烃源岩和原油热模拟实验、烷烃气碳同位素组成分析, 认为在高演化阶段单一热力作用可以引起重烃气(δ13C₂ > δ13C₃ > δ13C₄) 碳同位素组成倒转, 但CH₄与C₂H₆(δ13C₁ > δ13C₂) 却很难发生倒转.庆深气田天然气重甲烷碳同位素组成、烷烃气碳同位素完全倒转、高稀有气体同位素组成(R/Ra > 1.0), 说明该气田天然气来源具有多样性.利用R/Ra与CO₂/3He和R/Ra与CH₄/3He关系对庆深气田天然气成因类型进行识别, 认为该气田烷烃气中甲烷有部分为无机成因, 重烃气则为有机成因.该地区高地温梯度导致有机成因重烃气碳同位素组成发生倒转, 而CH₄与C₂H₆碳同位素组成倒转主要与重碳同位素的无机甲烷混入有关.      

二连盆地巴彦花凹陷煤层气成因类型及生气潜力

二连盆地巴彦花凹陷是内蒙古低阶煤煤层气重点开发试验区,但勘探程度相对较低,对煤层气成因认识不足,在一定程度制约了勘探开发进度。通过对巴彦花凹陷煤层气井气样水样开展气体组分、稳定同位素、水化学及放射性同位素定年等测试,并结合经典天然气成因判识图版厘清气体成因,进一步剖析生气潜力,明确生气关键要素。结果显示：C₁/C_1—5>0.99, CO₂-CH₄系数[CDMI=φ(CO₂)/φ(CO₂+CH₄)×100%]基本小于5%,干燥系数(C₁/C₂₊)介于104～5 540,CH₄含量高、重烃及CO₂含量低。δ¹³C(CH₄)介于-51.80‰～-67.70‰、 δD(CH₄)介于-226.20‰～-291.00‰,δ¹³C(CO₂)介于-2...     

黄陵矿区煤层底板异常涌出气体成因类型

黄陵矿区属于煤油气共生矿区,区内多个工作面发生底板气异常涌出。为探明底板异常涌出气体的成因类型,采集煤层底板气样44个、2号煤层气样12个,进行甲烷碳同位素(δ13C₁)、乙烷碳同位素(δ13C₂)及甲烷氢同位素(δD_CH4)等地球化学参数测试。测试分析结果表明,煤层底板异常涌出气不是来源于2号煤层,其甲烷碳同位素(δ13C₁)测值为-52.20‰~-42.80‰,乙烷碳同位素(δ13C₂)值为-37.20‰~-29.01‰,成因类型属油型气。通过对区域烃源岩分布及地层裂隙系统的分析,认为黄陵矿区底板异常涌出气可能来源于三叠系延长组烃源岩。      

固市凹陷非常规水溶甲烷气成因及来源

针对渭河盆地固市凹陷水溶甲烷气的成因类型进行分析研究。对地层水溶甲烷气碳同位素δ13C₁及重烃的含量研究发现,不同层位的水溶甲烷气成因类型不同。新近系张家坡组水溶甲烷气主要为有机成因的生物气,来源于本层含碳质较高的灰黑色泥灰岩生物分解,为自生自储式;下部蓝田—灞河组水溶甲烷气以未成熟的煤型热解气（煤型腐殖型）为主,来源于下部地层。对CO₂碳同位素的分布范围和含量进行分析得出,δ13C_CO2 < -10‰,为典型的壳源型有机成因,证明蓝田—灞河组水溶甲烷气和CO₂来源于下部地层的混合型气,结合乙烷碳同位素分析,得出下部地层可能存在有机成因的煤型热解气层系。      

四川盆地东部天然气地球化学特征与TSR强度对异常碳、氢同位素影响

对四川盆地东部50个天然气样品组分和碳、氢同位素组成分析结果显示,天然气以烃类气体为主,干燥系数高(C1/C1+=0.975~1.0),H2S含量变化较大(H2S=0.00%~16.89%)。利用烷烃气碳、氢同位素组成和判识油型气热演化程度图版,确定四川盆地东部天然气主要为原油裂解气,且热演化程度已处于油气裂解阶段。在四川盆地东部,烷烃气碳、氢同位素组成普遍存在局部倒转现象,即δ13C1δ13C2δ13C3和δD1δD2,这主要与研究区域不同硫酸盐热化学还原作用(TSR)强度有关,因为在该反应过程中不仅会产生大量的CH4,其碳同位素较重,同时,水参与了硫酸盐与烃类的化学还原反应使得水中的H+与烃类中H+发生同位素交换,从而引起TSR生成CH4的氢同位素分馏大于干酪根直接生烃过程造成的氢同位素分馏。异常δ13CCO2值与TSR反应过程中部分碳同位素较轻的CO2与硫酸盐中金属离子(Mg2+、Fe2+、Ca2+等)以碳酸盐的形式沉淀后,导致气藏中残余重碳同位素组成的CO2与酸性气体腐蚀碳酸盐岩储集层形成的CO2相混合有关。     

鄂尔多斯盆地兴县地区煤层气地球化学特征及成因

煤层气化学组分、甲烷碳氢同位素特征对煤层气成因、分布规律和煤层气资源评价具有重要意义。为了查明河东煤田北部兴县地区山西组、太原组煤层甲烷及二氧化碳成因，采集研究区煤层气井解吸气样，通过组分分析、CH₄碳氢同位素和CO₂碳同位素测试，根据煤层气成因图版，分析了煤层气稳定同位素的地质影响因素，揭示了研究区煤层气成因。结果表明，区内主力煤层的甲烷碳同位素存在明显差异:8煤甲烷δ13C₁值介于-55.1‰~-44.2‰，平均为-49.2‰；13煤δ13C₁值介于-65.7‰~-55.7‰，平均为-59.8‰。同一煤层内甲烷碳同位素呈现出随煤层埋深增加而变重、随水动力条件增强变轻的特点；甲烷碳同位素偏轻，重烃组分偏少，表明受到一定因素或次生作用的影响。8煤以热成因气为主，13煤以次生生物成因气为主。研究区8煤δ13C （CO₂）介于-17.3‰~-4.8‰，13煤δ13C （CO₂）介于-26.3‰~-6.9‰，二氧化碳为煤热演化初期或最近一次煤层抬升再沉降后煤中有机质热裂解产生。研究成果为明确该区煤层气勘探开发方向提供了理论依据。      

不同成因类型煤型气地球化学特征及其判识意义

通过数理统计前人公开发表的国内外21个盆地或地区的324组煤型气地化数据, 分析不同成因类型煤型气地层分布和稳定碳、氢同位素组成及空间分布特征, 提出多个煤型气成因类型判识图版, 并以实例论证这些图版的可行性.研究结果表明: 与煤层相关的生物成因气不同于常规生物气, 最显著区别在于前者δ13C(CH₄)上限值低, 即生物成因气δ13C(CH₄)＜-60‰, 热成因气δ13C(CH₄)＞-40‰, 混合成因气δ13C(CH₄)介于二者之间.随着有机质演化程度增强, 从生物成因气至热成因气, δ13C(CH₄)、δ13C(CO₂-CH₄)、δ13C(C₂H₆-CH₄)及CH₄/(C₂H₆+C₃H₈)具有变重趋势且相关性明显, δ13C(CH₄)与δ13C(CO₂-CH₄)、δ13C(CH₄)与δ13C(C₂H₆-CH₄)及δ13C(CH₄)与CH₄/(C₂H₆+C₃H₈)是划分煤型气成因类型最可靠的图版.      

塔中隆起原油特征与成因类型

塔里木盆地塔中隆起油气性质多样、分布与成因复杂, 为揭示油气的特征与成因, 对塔中及外围104个原油样品进行了精细地球化学研究.依据单体烃碳同位素、特征生物标志物分析, 将塔中原油分为4种类型: (1) 寒武系成因原油, 具有较重正构烷烃单体烃碳同位素(-29.6‰~-29.1‰)、甲藻甾烷较发育及C₂₇、C₂₈、C₂₉规则甾烷呈反“L”型或线型分布等特征; (2) 中、上奥陶统成因原油, 具有较轻的正构烷烃单体烃同位素(-34‰~-35.6‰)、甲藻甾烷等不太发育与C₂₇、C₂₈、C₂₉规则甾烷呈“V”型分布等特征; (3) 富含含硫芳烃-二苯并噻吩原油, 主要分布于塔中4井区; (4) 混源油, 单体烃碳同位素特征界于Ⅰ、Ⅱ类原油之间, 是塔中最为主要的原油类型.油-油对比与油气性质分析表明, 塔中地区至少有两套主力烃源岩供烃.塔中部分原油生物标志物显示寒武系-下奥陶统成因特征, 而单体烃碳同位素却与中上奥陶统成因原油更为接近, 这种不同馏分的不一致现象系不同成因原油混源的结果, 反映单一应用生物标志物指标有其局限性.塔中油气性质具有分带、分块、分层特征, 反映叠合盆地多源、多期成藏、储层非均质性等多种特性.      

鄂尔多斯盆地苏里格庙与靖边天然气单体碳同位素特征及其成因

苏里格庙上古生界砂岩气藏天然气重烃含量高,干燥系数低,为湿气;靖边奥陶系风化壳气藏天然气重烃含量低,干燥系数高,属干气。苏里格庙天然气的正构烷烃碳同位素具有δ13 C₁<δ13 C₃ <δ13 C₂ <δ13 C4的规律,靖边天然气具有δ13 C₁<δ13 C₂ <δ13 C₃ 的规律。二者高碳数烷烃的同位素差别较大,尤其是苏里格庙的乙烷碳同位素比靖边平均重 3.6‰。根据天然气单体碳同位素及其含量变化,苏里格庙天然气属煤成气,靖边天然气属煤成气与油型气的混合气。苏里格庙和靖边天然气中均含少量CO₂ 气,其碳同位素表明苏里格庙除苏 5井为无机CO₂ 气外,均为有机CO₂ 气;靖边林 1、林 5井为无机CO₂ 气,陕参 1井为有机CO₂ 气。结合烷烃气和CO₂ 气,苏里格庙天然气可以分为含有机CO₂ 煤成气和含无机CO₂ 煤成气。碳同位素比值与Ro 关系分析认为,苏里格庙的天然气成熟度处于成熟到高成熟阶段,其相应气源岩的平均Ro 为 1.2 9%～ 1.39%,这一结果与该区二叠系煤岩的成熟度符合较好。     

东海盆地台北坳陷有机包裹体化学成分及成因

利用LAM、热爆-气相色谱等方法对东海盆地台北坳陷第三系储层中有机包裹体成分进行了系统研究,结果表明:1矿物包裹体中以CO₂为主,同时含有一定的N₂和F₂等,气态烃包裹体中CO₂含量一般可达40%～78%,液态烃包裹体中CO₂含量一般23%～41%;2烃类含量一般<30%,其中甲烷含量较低,C₂～C₇轻烃含量比甲烷含量高,甲苯含量较高(达18.8%);3对主要烃源岩加水热模拟实验也具有同样的特点。这些特点说明CO₂的成因与烃源岩中碳酸盐矿物热解有关,有机包裹体的成因类型偏腐植型,气态烃以湿气为主,且含有一定的凝析油成分,和南海盆地第三系储层中有机包裹体具有相似的特征。     

一种解释高-过成熟烷烃气碳同位素系列倒转的新观点:芳香烃脱甲基作用

天然气成因机理复杂,鉴于在高-过成熟阶段烷烃气碳同位素系列倒转普遍存在,而高-过成熟阶段有机质中常富含芳环结构,利用芳香烃（甲苯）热裂解实验探讨高-过成熟阶段烷烃气碳同位素系列倒转成因.甲苯热裂解实验表明随着模拟温度的增加,烷烃气产率逐渐增大;模拟产物中H₂产率也随着模拟温度的增加而增加.甲苯裂解产物中δ13C₁、δ13C₂和δ13C₃分布区间分别为-31.8‰~-27.7‰,-31.0‰~-20.4‰和-31.0‰~-20.4‰.在甲苯热模拟实验450℃时,出现了烷烃气碳同位素系列的部分倒转（δ13C₁>δ13C₂ < δ13C₃）.发现无论是煤成气还是油型气,在高-过成熟阶段都会出现烷烃气碳同位素系列的倒转,结合本次模拟实验结果,认为芳香烃脱甲基作用可能是烷烃气高-过成熟阶段出现碳同位素系列倒转的一个重要原因.      

保德地区煤层气地球化学特征及成因探讨

为了查明保德地区煤层气地球化学特征及成因,采集煤样、煤层气样及水样,开展气体组分分析、煤层气井产出水水质检测和稳定同位素分析。结果表明:煤层气组成中烃类气体以CH₄为主,体积分数为88.60%~97.59%;含有少量乙烷,体积分数仅为0.01%~0.14%;干燥系数均大于0.99,属于极干煤层气。非烃类组分中,主要含有CO₂和N₂,其中,CO₂体积分数为1.74%~7.61%,N₂体积分数为0.04%~8.18%。煤层气δ13C(CH₄)值为–56.8‰~–47.7‰,δ13C(CO₂)值为–6.6‰~13.9‰,δD(CH₄)值为–252.6‰~–241.6‰。煤层产出水呈弱碱性,属于NaHCO₃类型水,与地表水离子构成、矿化度、δD(H₂O)和δ18O(H₂O)值均相近,有地表水的补给,有利于产CH₄菌大量繁殖,生成次生生物气。综合认为,研究区煤层气为热成因气和生物气的混合气,生物成因气主要是通过二氧化碳还原作用形成,受煤层解吸–扩散–运移作用、水溶作用和次生生物作用导致煤层气“变轻”。研究成果为后续煤层气勘探开发提供指导。      

羌塘北缘开心岭—乌丽冻土区水溶烃组分及甲烷碳、氢同位素特征研究

羌塘北缘开心岭—乌丽冻土区沿隐伏断层发育多处冷泉含水溶解烷烃,采用水溶烃组分和甲烷的稳定碳、氢同位素特征对其成因开展了分析研究。结果表明,开心岭—乌丽冻土区水溶烃组分中甲烷含量比例高达99.83%~99.96%,同时伴随有少量乙烷、丙烷,另含微量的乙烯和丙烯。开心岭一带水溶烃甲烷δ¹³C_PDB值介于-46.5‰~-55.1‰,δD_VSMOW值为-281.0‰~-342.0‰;乌丽一带水溶烃甲烷δ¹³C_PDB值介于-47.8‰~-58.9‰,δD_VSMOW值为-339.0‰~-346.0‰,指示水溶烃甲烷为有机成因,但气源较复杂,利用δ¹³C_CH4-δD_CH4、δ¹³C₁-C₁/(C₂+C₃)等成因图解判别,得出甲烷主要属微生物气,次之为热解成因气,混有少量原油伴生气。推断甲烷主要为有机质在微生物作用下分解的烃类气体或次生生物气,与晚二叠世那益雄组含煤烃源岩有关,气源条件暗示该地区冻土带200~500 m深度内有利于微生物成因气为主的甲烷天然气水合物形成。     

广西渐新世宁明组三种植物碳同位素与古气候分析

渐新世代表地球一个早期的“冰室”期,是地球气候演化和生物演替过程中一段特殊的时期。渐新世植物化石的碳同位素可为研究该时期的古气候提供依据。对广西渐新世宁明组三种植物及其最近现生亲缘种的碳同位素进行分析,化石种Buxus ningmingensis,Chuniophoenix slenderifolia和Cephalotaxus ningmingensis的碳同位素组成（δ13C）分别为-29.0‰,-28.3‰,-28.0‰;碳同位素分馏（Δ13C）分别为23.48‰,22.74‰,22.43‰;叶内细胞间和外界大气的CO₂分压比（C_植物/C_空气）分别为0.84,0.81,0.80;水分利用效率（WUE）分别为42.63μmol CO₂/mol H₂O,51.56μmol CO₂/mol H₂O,55.38 μmol CO₂/mol H₂O。其对应的最近现生亲缘种（NLRs）的δ13C分别为-27.9‰,-29.7‰,-28.8‰;Δ13C分别为20.47‰,22.36‰,21.42‰;C_植物/C_空气分别为0.71,0.79,0.75;WUE分别为72.22 μmol CO₂/mol H₂O,51.28μmol CO₂/mol H₂O,61.76 μmol CO₂/mol H₂O。化石种δ13C值均落在现代C₃植物相应的数值范围内,其Δ13C和C_植物/C_空气均高于相应的NLRs数值;而Buxus ningmingensis和Cephalotaxus ningmingensis的WUE低于相应的NLRs数值;其中Chuniophoenix slenderifolia的WUE稍高于相应的最近现生亲缘种C. hainanensis,推测可能与其NLR标本的母本植物生长在水源充足、空气潮湿的湖溪边湿地环境有关。基于Δ13C、C_植物/C_空气和WUE结果,推测化石种可能生活在一种比现在更为温暖湿润的气候环境中;化石种及同层位化石的古气候重建支持了当前古气候分析结果。     

南海珠江口盆地惠州凹陷东南缘远源凸起带油气成因及来源

惠州凹陷是中国南海珠江口盆地东部最重要的富生烃凹陷,位于其东南缘的远源凸起带普遍缺失烃源岩地层,距离油源远,是典型的源外远源油气藏,油藏中原油成因及来源尚未明确。通过对惠州凹陷内原油和烃源岩样品进行生物标志化合物、同位素特征的系统对比,结合对断裂-砂体-不整合运移通道和遮挡条件的分析,应用Pathway软件模拟分析三维油气运移路径,跳出静态模式的禁锢,从动态的角度分析油气成藏过程。本文认为,惠州凹陷东南缘远源凸起带原油主要来源于文昌组烃源岩,其生物标志物主要表现为低C₁₉/C₂₃三环萜烷值(<0.7)、低C₂₀/C₂₃三环萜烷值(<0.8)、高C₂₇重排甾烷/C₂₇规则甾烷值(>0.25)、低ETR值(<0.4)、高4-甲基甾烷/ΣC₂₉甾烷值(>0.4)和低双杜松烷T/C₃₀藿烷值(<1)。油气三维运移路径模拟结果显示,油气在惠州凹陷H26洼生成后,在惠-流构造脊控制下沿优势运移路径向东沙隆起方向运移,并在构造脊顶端的远源凸起带L11-1油田聚集成藏。远源凸起带的原油与同一优势运移路径上的其他油田原油样品的生物标志物特征和碳同位素特征具有非常高的相似性。故本文推断,远源凸起带原油主要来自惠州凹陷H26洼陷文昌组中深湖相烃源岩。     

花垣铅锌矿床包裹体气相组份研究--MVT矿床有机成矿作用研究(Ⅱ)

矿床包裹体中气液相组份,是矿床成因的重要的直接物质证据,它直接参与了成矿作用,与矿床的沉淀机制密切有关。本文研究了湖南花垣地区,产于下寒武统清虚洞组藻灰岩和鲕粒灰岩中的密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床中,18个矿物包裹体的气相组份、气态烃组份以及气相组份的碳同位素特征。这些包裹体由水和大量的CO₂(平均5.0mol%),气态烃(平均1.1mol%)和少量的CO、H₂组成,气态烃中CH₂的含量为89.54%,而δ13C_CH4=-27.08‰,δ13C_CO2=-17.28‰(PDB)。包体气相组份的这些特征表明:包体气相组份中,确有烃类存在,包体中气态烃和CO₂是有机成因的;气态烃可能有多个来源层,而矿床的沉淀机制可能与流体在矿床就位位置上和早已存在的古油气藏的混合作用有关。     

河东煤田晚古生代层序地层的碳氧同位素特征

系统分析了河东煤田上石炭统(C₂)-下二叠统下部(P₁1)45个碳酸盐岩样品的碳氧同位素在层序中的分布特征,探讨了碳氧同位素应用于层序划分及对比、相对海平面变化研究及晚古生代地层沉积相研究的可能性。研究表明,碳氧同位素在C₂及P₁1的三级层序中的分布特征是不相同的,从TST到HST,在C₂的三级层序中,δ13C及δ18O不断变重;在P₁1的三级层序中,δ13C不断变轻,而δ18O不断变重。这种规律在P₁1每个三级层序中均相似,垂向上显示出韵律性。横向上,δ13C及Z值总体具有由北向南升高的趋势。碳氧同位素在层序中的分布是受聚煤作用、陆源物质的注入、古气候、沉积环境及时间等控制的。      

胜利油气区奥陶系顶部风化壳有机包裹体初步研究及其意义

胜利油气区奥陶系顶部风化壳中的气态烃有机包裹体主要分布在方解石脉中,属晚期次生成因。均一温度测量结果表明其形成温度为140～160℃,明显低于奥陶系灰泥岩的成岩温度(170～208℃)。有机包裹体气态烃成份以CH4为主(占总量的44%～49%),同时含CO₂和H₂O等无机气体成份。有机包裹体气态烃δ¹³C₁为-29.2‰(PDB),δD为-128‰(SMOW),与本区已发现的来自石炭二叠系煤成天然气的δ¹³C₁和δD相近或相同,说明胜利油气区奥陶系顶部风化壳曾经有过来自石炭二叠系煤成天然气的运移与聚集作用。该区有与陕北大气田相似的成藏地质条件,奥陶系顶部风化壳具潜在的天然气勘探价值。     

基于共生金属硫化物硫同位素分馏程度约束热液活动温度：以川中下寒武统龙王庙组为例

硫循环及硫同位素(δ³⁴S)分馏研究对地表圈层的成岩作用具有重要意义,其中多种金属硫化物中硫同位素的分馏程度可以约束成矿热流体温度,进而作为地温计证据约束热液活动。四川盆地龙王庙组储集层内的热液改造影响着该储集层的非均质性,本研究着重讨论目的层中与热液成因白云石所伴生的黄铁矿(FeS₂)-黄铜矿(CuFeS₂)成矿现象：基于详尽的岩石学证据,应用纳米二次离子探针(NanoSIMS)对金属硫化物内部硫同位素分布进行测定,并基于热力学驱动下的硫化物间平衡分馏程度计算其成矿温度,进而约束层段内热液活动过程。研究发现：(1)微区硫同位素分布显示黄铁矿(FeS₂)与黄铜矿(CuFeS₂)沉淀过程中不仅存在热力学分馏,还存在动力学分馏现象,其中动力学分馏程度可以达到40.1‰,应用NanoSIMS微区测定手段可以有效剔除动力学分馏数据影响,获取热力学平衡分馏数据;(2)黄铁矿(FeS₂)与黄铜矿(CuFeS₂)成矿过程或利用不同的硫源,其中黄铁矿...     

桂北376铀矿床烃气地球化学研究

烃气测量法在锡、金、铜、铅锌等金属矿床找矿中得到了广泛应用,而该技术在花岗岩型铀矿找矿中的应用鲜有报道。本文对桂北376铀矿床已知矿体开展了烃气测量试验,结果显示：相较于其他金属矿,该铀矿区花岗岩和土壤中总烃含量极低,而且花岗岩总烃含量(平均19.42μL/kg)高于上覆土壤(平均6.32μL/kg)。花岗岩中U与多数烃气组分呈负相关,与重烃呈正相关,重烃在U迁移过程中作用强于轻烃;花岗岩烃气标准化配分模式以C₁、iC₄和C₂^-正异常为特征;铀矿化程度与iC₄/nC₄、(C₁+iC₄+C₂^-)/(C₂+C₃+nC₄)及C₂^-/C₃^-比值呈正相关,与C₂₊/∑C比值呈负相关等可为寻找铀矿提供依据。3...