中国致密砂岩大气田的稳定碳氢同位素组成特征

至2010年底中国共发现15个致密砂岩大气田,分布在鄂尔多斯盆地、四川盆地和塔里木盆地.这些气田2010年气产量和总储量分别为222.5×108和28657×108 m3,分别占全国的23.5%和37.3%,是中国产量和储量的主要组成部分.根据81个气样分析,中国致密砂岩大气田稳定碳氢同位素组成主要特征为:(1)综合δ13C1-δ13C2-δ13C3图版,δ13C1-C1/C2+3图版和δ13C1-δ13C2回归线分析,中国致密砂岩大气田的天然气为来自含煤岩系的煤成气;(2)原生烷烃气随分子中碳数顺增,碳氢同位素值随之变重,即δ13C1δ13C2δ13C3δ13C4和δ2H1δ2H2δ2H3;(3)δ13C2-δ13C1,δ13C3-δ13C1和δ2H2-δ2H1,δ2H3-δ2H1随Ro(%)和C1/C1~4值渐增而减小;(4)碳氢同位素倒转成因有7种,中国致密砂岩大气田碳氢同位素倒转主要是多期成藏充注所致.     

奥陶系烃源岩有机显微组分特征及意义

鄂尔多斯盆地中部气田奥陶系碳酸盐岩储层中既有煤型气又有腐泥型气。煤型气的来源为上古生界煤系源岩已无争议，但对腐泥型气的来源则存在着源自石炭系和奥陶系自生自储两种不同观点。研究了奥陶系碳酸盐岩中的有机显微组成特征，从有机岩石学角度将其细分为三个显微组分组、六种显微组分，其中的碳沥青组对于碳酸盐岩生烃潜力的评价及认识天然气来源具有指示意义。奥陶系岩石中沥青的成因与赋存状况的分析表明，奥陶系储层中的碳沥青主要为液态烃热演化的产物，奥陶系碳酸盐岩具有生烃潜力。同位素特征分析亦表明上、下古生界储层中天然气的同位素组成存在较大差异。认为腐泥型天然气来自奥陶系碳酸盐岩本身。     

西加拿大盆地古生界烃源岩特征及对鄂尔多斯盆地气源岩的认识

对西加拿大阿尔伯塔和威利斯顿盆地古生界海相烃源岩的形成环境、发育特点及有机质丰度等进行了调研,西部盆地古生界海相烃源岩主要发育在深水盆地和开阔海环境,这些烃源岩的分布特点是厚度薄(一般小于10m),分布范围广(几乎分布于全盆地),有机质丰度高(Kukeristic 油页岩 TOC 可达28%),成熟度分布范围广(主要处于成熟阶段,R_o=0.6%～1.3%),岩性主要为黑色页岩和灰质泥岩。联系到我国的鄂尔多斯盆地,根据下古生界奥陶系的沉积环境和目前的烃源岩有机质丰度等分析资料,认为该盆地的西部和东部也可能发育有有机质丰度高、厚度薄的烃源岩。     

川东北飞仙关组包裹体特征及其在天然气成藏研究中的应用

在系统检测四川盆地东北部下三叠统飞仙关组碳酸盐岩储层中流体包裹体的类型、均一温度、冰点、盐度及单个包裹体成分的基础上,探讨了该区飞仙关组鲕滩气藏天然气的充注时期和运移方向。研究表明,在四川盆地东北部飞仙关组碳酸盐岩储层中,流体包裹体的类型有沥青包裹体、气液包裹体、气相包裹体和液相包裹体,其中沥青包裹体相对含量最多,普遍达50%~60%,其次是气液两相包裹体(一般占20%~30%);均一温度从55~220℃均有分布,表现出连续充注的特点;包裹体气相成分主要以烃类气体为主,其中CH4含量为0.04%~91.3%,非烃组分以CO2为主,占0.11%~65.49%;油气的充注时期主要在侏罗纪,油气总体上有从研究区西南部向北东方向运移的趋势,但在不同时期、不同构造带上略有差异。     

流体包裹体烃类组成特征及对天然气成藏示踪作用——以鄂尔多斯盆地西北部奥陶系为例

通过对鄂尔多斯盆地西北部奥陶系克里摩里组和马四储层溶孔中充填的方解石以及重结晶作用形成的白云石中烃类包裹体鉴定和组成分析认为该区奥陶系储层中气态烃包裹体比较丰富,占30％～40％,以甲烷含量占绝对优势,甲烷含量一般分布在49．2％mol～61．7％mol之间,重烃含量很低,表明该区曾经发生过天然气的运移聚集。应用热爆裂法打开包裹体对气态烃碳同位素进行了分析,包裹体中甲烷碳同位素比值分布在-34．7‰～-40．0‰,平均为-37．1‰,乙烷碳同位素比值分布在-29．0‰～-31．0‰之间,平均为-30．1‰,包裹体气体碳同位素比较轻,可能主要为高演化阶段的油型气。另外,该区的古地温史模拟数据和测定的包裹体均一温度分布对比研究表明天然气充注期在早白垩世。     

生物气中轻烃分布特征及其成因

在对柴达木盆地涩北1号气田、保山盆地保山气田和松辽盆地阿拉新气田、葡浅气藏和敖南气藏生物气组分及碳、氢同位素分析基础上,应用轻烃分析技术对这些气田(藏)生物气轻烃进行了研究.天然气轻烃中异构烷烃含量与δ13C1值之间具有良好的负相关性,在涩北1号和葡浅气藏生物气δ13C1值小于-60‰,轻烃中的异构烷烃含量很高,大于40%,并且在异构烷烃中主要由细菌来源的2,2-二甲基丁烷和2-甲基戊烷具有优势分布,认为这些气田(藏)生物气中轻烃成因以微生物作用为主;而生物气轻烃中环烷烃含量与δ13C1值呈正相关性,在生物气δ13C1值大于-60‰的阿拉新气田和敖南气藏,环烷烃平均含量大于44%,认为这两个气田生物气轻烃成因以催化作用为主;保山气田生物气轻烃中异构烷烃和环烷烃含量均较高,可能这两种成因都存在.生物气轻烃成因研究对完善有机质地质演化过程中轻烃生成的演化序列和生物气及低熟气的鉴别提供了重要的依据.     

Reservoir geochemistry of the Tazhong oilfield in the Tarim Basin, China, Part I. Geochemical characteristics and genetic classification of crude oils

1 Introduction Since the 1990’s of the 20th century, oil & gas geochemists have shifted their research focus on hydrocarbon source rocks in the past to that on reservoir rocks and oil reservoirs at present; their research field has been expanded from oil & gas exploration to the assessment of oil reservoirs and production & management. Therefore, reservoir geochemistry as a branch disciplinary of organic geochemistry is now attracting great concern of many oil & gas explorers and oilfield en…     

四川盆地上三叠统须家河组气源岩分子地球化学特征——海侵事件的证据

系统剖析了不同层位、不同岩性煤系气源岩饱和烃与芳烃的地球化学特征,揭示了四川盆地上三叠统须家河组气源岩沉积时曾受到明显海侵事件的作用,对其源岩的生源输入与沉积环境均有较大的影响.分子地球化学特征表明:气源岩中正构烷烃存在明显的双峰态分布特征,菌、藻类生源化合物丰富,在全烃色谱图中即可辨别这些化合物的存在,反映出低等生源输入量较大;Pr/Ph比值较低,主要分布范围为0.33～0.86,平均仅0.60,与沼泽相煤系烃源岩中Pr/Ph值常大于2.0的特征完全不同,具有海相或盐湖相烃源岩的分布特点;气源岩中β-,γ-胡萝卜烷及其降解系列十分发育,在全烃色谱图中即可辨认出其存在,反映出水体的还原性较强;气源岩中甲基甾烷与甲藻甾烷十分发育、含量丰富,芳烃馏分中含硫芳烃相对丰度较高,"三芴"系列组成既不同于典型的盐湖相源岩,也与常规的沼泽相源岩存在明显差异,表明气源岩曾受到海侵作用的影响.     

四川盆地深层前寒武系天然气超晚期成藏及勘探意义

深层—超深层古老地层越来越成为油气勘探主战场,然而,该领域天然气组成极为简单,缺乏有效的直接判识手段,导致来源研究困难.四川盆地安岳震旦系—寒武系已探明万亿立方米大气田,因储层内广布沥青,勘探家普遍认为"天然气为古油藏裂解并就近聚集",因此,寻找古油藏区就成了指导四川深层天然气勘探的重要方针.但这种观点无法从科学角度解释存在的一个悖论:天然气甲烷碳同位素重于储层沥青.本文通过安岳油气藏精细解析,发现储层内沥青两期成藏,早期沥青分布局限、丰度低、δ13C相对稍重(＞-33‰),对应正常油窗;晚期沥青分布广泛、丰度高、δ13C较轻(平均-35.4‰)、主成藏关键时刻应在埋藏温度达到160～180℃时,对应于凝析油气阶段,该凝析油主体应直接来源于干酪根成熟—高成熟阶段的裂解.从而解释了主体沥青与干酪根的同位素倒挂问题,证明同位素"DNA"示踪有效性.这意味着安岳气藏震旦系天然气(甲烷的δ13C值为-34％～-32‰)主体并非来自于原油的裂解,其主力应来自超晚期阶段筇竹寺页岩.因差异泄压、压差驱动天然气自筇竹寺组充注得以成藏.因此,天然气跟沥青无"母子"亲缘,而是"姊妹"关系.基于此,提出四川下组合勘探应跳出"古油气藏区找气"思维,跳出继承性古构造高部位找气的限制,应将现今源、储、盖配置作为一个系统,寻找喜马拉雅期之后具有较好保存条件、筇竹寺组源岩仍具有供气能力并跟源岩具有较好配置关系的碳酸盐储集体,这些可以是微裂缝发育的泥晶灰岩储层,也可以是不整合面之下储层及各种其他类型碳酸盐储集空间发育体.本项研究证实深层高温/高压环境下同位素分馏规律对示踪油气形成和成藏过程的有效性及重要性,揭示深层超深层领域物质循环、油气形成和演化过程.     

川东北飞仙关组鲕滩气藏成藏作用研究

四川盆地东北部迄今已发现了罗家寨、渡口河、铁山坡、滚子坪4个气田和金珠坪、七里北、正坝南等气藏,天然气CH4含量为70％～85％,C2^ 为0．04％～0．11％,H2S为5％～20％,属高含H2S的干气藏。飞仙关组地层自上而下依次为T1f^4、T1f^3、T1f^2和T1f^1四个岩性段。T1f^3-1是产气段,优质储层平均孔隙度达到13％～17％。