柴达木盆地天然气地球化学特征与成因

本文系统采集了柴达木盆地不同构造分区19个油气田的65个天然气样品,测试了其组分和碳同位素值,综合研究了天然气的地球化学特征及成因。柴达木盆地天然气可分为生物气、腐泥型油型气、混合型油型气、煤型气和混合气。生物气δ~(13)C_1非常轻,C_2+含量极低,分别位于-68.2‰～-61.8‰和0.06％～0.20％范围;δD和δ~(13)C_(CO_2)较重,显示了     

柴达木盆地原油碳同位素组成的主控因素与成因类型

对采集于柴达木盆地16个油田的40个原油进行了碳同位素测定,研究了它们碳同位素组成特征、主控因素及其成因类型。结果表明,柴达木盆地西部地区和北部地区原油碳同位素组成具有显著的差别,西部地区原油富集13C,北部地区原油富集12C。研究发现,成油环境(如盐度和湿度)是决定西部盐湖相原油碳同位素组成及其变化的主要因素,母源性质则控制了北部淡水湖沼相原油的碳同位素组成和变化。根据原油的碳同位素组成和Ph/nC₁₈比值特征,将柴达木盆地原油划分为五种成因类型。     

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.     

大庆兴城地区天然气地球化学特征及成因

大庆兴城地区天然气组分和碳同位素具有“杂、干、重、反”4个基本特征,即天然气组分复杂多样,烃类气体中甲烷含量高,碳同位素重,烷烃碳同位素普遍出现反转序列.甲烷气体碳同位素重和烷烃碳同位素普遍出现反转序列是无机烃的特征,但并非其独有的特征.与烃类气体伴生的非烃类气体CO2、He的高含量与同位素分析表明具幔源成因特征,结合大庆兴城地区地质背景,认为不但非烃类气体具无机成因气,而且烃类气体中也有无机成因气的存在,反映出兴城地区天然气为有机成因与无机成因的混合气体.无机气体是岩浆与火山活动的产物.     

四川盆地天然气的有机地球化学特征及其成因

四川盆地的大中型气田在层系上和区域上的分布是不均匀的，以川东石炭系最为集中，根据盆地天然气的气态烃，浓缩烃和非烃的组成特征及气态烃碳同位素组成特征，结合大中型气田在层系上和区域上的发布特点及盆地内主要烃源岩地地化特征，本文得四川盆地天然气均有机因气，不同区块不同层系的产天然气分属不同成熟阶段的油系气和煤系气及共混全气的结论，并从地球化学角度提出了威远震旦系气藏为水溶脱出气成藏的观点。     

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。     

塔里木盆地东部地区天然气地球化学特征及成因探讨(之一)

塔里木盆地是世界上勘探程度较低的大型盆地之一。近年来在该盆地中进行了大规模的油气勘探,发现了一系列的油、气田,其油、气资源量近似1∶1,说明在该盆地中天然气资源非常丰富。该盆地已发现的天然气主要分布在塔里木盆地东部地区的塔北隆起、塔中隆起和库车拗陷。天然气主要与凝析油及原油伴生。该盆地天然气组分分析表明,已发现的天然气藏绝大多数烃类气体含量大于65%;非烃气体CO₂含量小于5%,N2含量小于10%。一些天然气中N2含量达25%到35%。在塔北隆起油气藏中天然气的干湿指数(C₁/C₂+比值)具有从东到西降低的趋势,天然气中N₂含量具有从东到西升高的趋势,天然气甲烷的碳同位素组成也具有由东到西变轻的趋势,结合该区的地质背景可知造成这一趋势的主要因素可能是由于该区下古生界烃源岩热演化程度具有东高西低的特征。     

天然气碳同位素部分反序与乙烷碳同位素特征的模拟研究

通过煤系源岩热模拟烃类气地球化学研究,结合源岩自然演化形成天色气的研究,认为煤原岩在热演经进行中,随化程度增高δ＾１３Ｃ１值从轻变重,δ＾１３Ｃ２变化较小,在低演化阶段一般为－２８‰±（Ｒｏ＝０．４５％～０．５６％）,当源岩进入生烃门限阶段δ＾１３Ｃ２值一般为－２６‰～２３‰左右。且随热演化程度增高进一步变重,但一般不大于－２０‰。烃类气碳同位素系列４ 部分反序现象,不仅仅是不同成因天然气混源特征     

柴达木盆地西部油田卤水的硫同位素地球化学特征

柴达木盆地西部赋存于古近系-新近系、第四系地层的9件卤水样品的稳定硫同位素比值和水化学组成分析发现,油田卤水相对于地表浅层卤水富Ca2+,贫Mg2+、SO2-4,具CaCl2型卤水特征.结合δ34S值和SO2-4含量,表明浅层卤水的硫同位素比值与盐湖水化学类型和硫酸根离子含量有关.硫酸盐型的盐湖中,卤水的硫同位素比值与硫酸根离子含量呈正比;氯化物型的盐湖中,浅层卤水的硫同位素比值较低,且低于硫酸盐型的盐湖卤水.对深部油田卤水而言,有明显偏正的硫同位素比值,说明受到有烃类参加的高温还原作用或者微生物(细菌)还原作用的影响,富集硫同位素.正是由于硫酸盐的还原作用,卤水的化学演化过程中改变了卤水的水化学性质,沉积了大量的氯化物型卤水,为液体钾盐矿床的形成奠定了基础.     

Genesis of Marine Carbonate Natural Gas in the Northeastern Sichuan Basin, China

Sichuan Basin is one of the structurally stable and gas-rich basins, being regarded as one of China＇s important natural gas industry bases. Puguang and Jiannan gas fields, located in the eastern Sichuan Basin are two large fields with gas derived from Permian and Lower Triassic marine carbonate. The genesis of marine carbonate natural gas was examined using carbon isotope composition and hydrocarbon components of natural gas samples from the eastern and western Sichuan Basin, and compared with that of acidolysis gas derived from marine source rock in the eastern Sichuan Basin. It is concluded that the natural gas in the marine carbonate reservoir originated from pyrolysis of the earlier crude oil and light-oil, and then mixed with kerogen pyrolysis gas of the Permian and Lower Silurian source rock.     

Geochemical Characteristics and Origin of Natural Gases in the Qaidam Basin, China

Sixty-five natural gas samples were collected from 19 oil-gasfields in the Qaidam basin, China. The chemical composition and carbon isotope values of the samples were measured, and the geochemical characteristics and origin of the natural gases were studied. The gases can be divided into biogenic gases, sapropelic oil-type gases, mixed type oil-type gases, coal-type gases and mixed gas. The δ13Ci values of the biogenic gases are very small and the C2+ contents of them are very low, ranging from -68.2‰ to -61.8‰ and 0.06% to 0.20% respectively. They have heavy δD and δ13Cco2> showing a CC>2 reduction pathway. They are distributed in the East depression region and derived from the Quaternary source rocks. The sapropelic oil-type gases have small δ13C2 values and high C2+ ranging from -36.6‰ to -28.6‰ and from 33.01% to 47.15% respectively. The mixed type oil-type gases have <5I3C2 values and C2+ contents varying from -28.6‰ to -24.8‰ and from 4.81% to 26.06% respectively. Both sapropelic oil-typ     

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。     

新疆准噶尔盆地独山子泥火山天然气地球化学特征

独山子泥火山位于新疆准噶尔盆地南缘, 地处北天山山前坳陷带的独山子背斜轴部。本文通过分析独山子泥火山喷出天然气组分及其碳同位素研究, 对天然气的来源进行了判识。3个天然气样中δ¹³C₁值均在–41‰左右, C₁/(C₂+C₃)<20, 为热成因气; δ¹³C_(C2-C1)在15‰左右, iC₄/nC₄和C₂/C₃值均较高, 说明天然气曾遭受了厌氧微生物降解作用; 其中两个喷口的天然气δ¹³C_CO2值超过+10‰, 说明天然气在受微生物降解后发生CO₂还原作用二次生成甲烷, 而另外一个喷口δ¹³C_CO2值无正异常, 未发生CO₂还原作用。不同喷口相同成因天然气在储藏或运移过程中发生不同的改造作用, 说明泥火山不同喷口对应不同的天然气运移通道或储藏条件。     

柴达木盆地新生代以来的气候变化研究:来自碳氧同位素的证据

青藏高原北缘柴达木盆地内部始新世—更新世的碳酸盐中的碳、氧同位素分析结果显示了几次与区域性气候变化和构造运动相关的地质事件,包括青藏高原形成和隆升。新生代厚层的湖相-陆相沉积物记录了在中新世时气候以干旱条件为主。红三旱剖面中出现了两个较短1 Ma到3 Ma的δ13C变化周期。通过稳定同位素的研究可以识别出4个明显的构造事件:(1)上干柴沟组晚期δ13C和δ18O出现明显的增加,反映周边山脉的隆升;(2)上干柴沟组和下油砂山组界限处δ13C和δ18O的剧减,反映了整个柴达木盆地的总体抬升和喜马拉雅山在24 Ma左右的隆起;(3)19~18 Ma同位素数据出现的正异常峰值应该和阿尔金山的强烈隆起有关,同时盆地相对沉降,地貌高差增大,气候变得干旱;(4)12 Ma的明显负异常反映了整个柴达木盆地的海拔又一次增高,而盆地本身相对沉降周边山脉隆升。     

柴达木盆地西部地区咸化湖盆天然气地球化学特征及成因类型判识指标——以古近系-新近系为例

根据天然气地球化学基本理论,对柴达木盆地西部(柴西)地区天然气的地球化学特征进行分析。测试和收集该地区18个油气田及含油气构造的83个天然气样品,分析其组分和C同位素数据,结果显示,该区天然气以烃类气体为主,烃类含量介于79.24%~99.81%之间,天然气比重介于0.72~1.36之间,天然气干燥系数(C1/C2+)介于1.04~617.8之间,甲烷C同位素值介于-51.4‰~-24.2‰之间,乙烷C同位素值介于-34.2‰~-17.4‰之间。在此基础上,对该区不同构造带的天然气成因类型进行研究。研究结果表明,柴达木盆地西部地区天然气类型可划分为腐泥型气、腐殖型气、混合气3类,柴西北部天然气主要为腐泥型气和混合气,少量腐殖型气;柴西南部主要为腐泥型气,少量混合气。同时,建立了天然气成因类型的判识指标,对该区的天然气地球化学特征有了较为深入的认识,对今后的天然气勘探具有指导意义。     

柴达木盆地西部地区咸化湖盆天然气地球化学特征及成因类型判识指标——以古近系—新近系为例

根据天然气地球化学基本理论,对柴达木盆地西部（柴西）地区天然气的地球化学特征进行分析。测试和收集该地区18个油气田及含油气构造的83个天然气样品,分析其组分和C同位素数据,结果显示,该区天然气以烃类气体为主,烃类含量介于79.24%~99.81%之间,天然气比重介于0.72~1.36之间,天然气干燥系数（C1/C2+）介于1.04~617.8之间,甲烷C同位素值介于-51.4‰~-24.2‰之间,乙烷C同位素值介于-34.2‰~-17.4‰之间。在此基础上,对该区不同构造带的天然气成因类型进行研究。研究结果表明,柴达木盆地西部地区天然气类型可划分为腐泥型气、腐殖型气、混合气3类,柴西北部天然气主要为腐泥型气和混合气,少量腐殖型气;柴西南部主要为腐泥型气,少量混合气。同时,建立了天然气成因类型的判识指标,对该区的天然气地球化学特征有了较为深入的认识,对今后的天然气勘探具有指导意义。     

生物气生成的化学动力学模型及其应用——以柴达木盆地为例

针对国内外评价生物气资源量普遍采用的微生物厌氧发酵法中不能反映生气期的不足,本文从化学动力学角度出发,首先建立有机质生成生物气的化学动力学模型并结合实验条件下生物气产率数据,标定了地质样品的化学动力学参数。在此基础上,考虑菌体浓度和温度对动力学参数的影响,将所标定的动力学参数在柴达木盆地进行初步应用,结果表明柴达木盆地生物气生成速率随埋深先增大后减小,速率最大值对应的深度约为600m,与前人(戴金星等,2003)研究结论相近,说明根据实验室产气率数据标定所建立的动力学模型在考虑了菌体浓度和温度对动力学参数影响之后可以用来定量评价生物气生成期。