Fluid sources and stable isotope signatures in authigenic carbonates from the Northern Apennines,Italy

Authigenic carbonates are frequently associated with methane cold-seep systems, which extensively occur in various geologic settings worldwide. Of interest is the relation between the fluids involved in their formation and the isotopic signals recorded in the carbonate cements. Along the Northern Apennines foothills (Italy), hydrocarbons and connate waters still seeping nowadays are believed to be the primary sources for the formation of fossil authigenic carbonate found in Plio-Pleistocene marine sediments. Four selected outcrops of dolomitic authigenic carbonates were analysed to compare signature of seeping fluids with fractionation of stable carbon and oxygen isotopes recorded in the carbonate.Along the foothills, deep methane-rich fluids spontaneously rise to the surface through mud volcanoes or are exploited in wells drilled nearby to the fossil Plio-Pleistocene authigenic carbonates. The plumbing system providing fluids to present-day cold seeps was structurally achieved in Late Miocene and Plio-Pleistocene. δ¹³C values of methane, which vary from −51.9 to −43.0‰ VPDB, indicate that gas composition from the deep hydrocarbon reservoirs is relatively uniform along the foothills. On the contrary, δ¹³C in fossil authigenic carbonates strongly varies among different areas and also within the same outcrop.The different carbon sources that fed the investigated carbonates were identified and include: thermogenic methane from the deep Miocene reservoirs, ¹³C-enriched CO₂ derived from secondary methanogenesis and microbial methane from Pliocene successions buried in the Po Plain. The δ¹³C variability documented among samples from a single outcrop testifies that the authigenic carbonates might represent a record of varying biogeochemical processes in the hydrocarbon reservoirs. The sources of stable oxygen isotopes in authigenic carbonates are often ascribed to marine water. Oxygen isotopic fractionation in the dolomite cements indicates that marine pore water couldn't be the sole source of oxygen. δ¹⁸O values provide a preliminary evidence that connate waters had a role in the carbonates precipitation. The concomitant occurrence of active cold seepages and fossil record of former plumbing systems suggests that generation and migration of hydrocarbons are long-lasting and very effective processes along the Northern Apennines foothills.     

南祁连盆地木里冻土区天然气水合物烃源岩特征及评价

中国地质调查局2008年在南祁连盆地木里冻土区采集到了中国陆域第一例天然气水合物实物样品,对于天然气水合物的气体来源存在不同的认识。利用新完钻3口井样品的化验分析结果,分析了中侏罗统和上三叠统烃源岩有机地球化学特征。结果表明,中侏罗统江仓组、木里组煤系地层烃源岩有机质丰度较高,TOC(总有机碳含量)大于1%的样品占78.9%;氯仿沥青"A"含量大于0.1%的占总数的72.2%;有机质类型以Ⅱ_2、Ⅱ_1型为主;镜质体反射率R_o多介于0.7%~1.2%之间;71个样品生烃潜量平均值为8.8mg/g,总体处于生烃高峰期的生油阶段或凝析油阶段,属于好、很好烃源岩,为天然气水合物主力生烃层系。上三叠统尕勒得寺组亦为煤系地层烃源岩,TOC含量大于1%的样品占76.9%;氯仿沥青"A"含量小于0.05%;有机质类型以Ⅲ、Ⅱ_1型为主;镜质体反射率Ro介于1.1%~1.77%之间;总体处于生湿气或干气阶段,但由于构造抬升影响其生烃潜量,平均值仅为0.35mg/g,当前整体生烃能力较差,为非烃源岩或较差烃源岩,对天然气水合物成藏贡献不大。     

海域天然气水合物资源勘查工程进展

近年来,由中国地质调查局组织实施的“海域天然气水合物资源勘查”工程,按照工程总体部署,主要开展了我国南海北部海域的天然气水合物勘查、环境监测与评价,以及成矿理论、勘查与试采关键技术、实验模拟等研究工作,获取了海量基础数据,取得了一系列突破性进展和原创性成果,初步摸清了我国海域天然气水合物资源家底,为试采工程的实施提供了有力支撑。该工程全力支撑了中国地质调查局天然气水合物工程技术中心、国土资源部海底矿产资源重点实验室、国土资源部天然气水合物重点实验室建设,推动了科技创新与地质调查深度融合,促进了水合物学科的发展。     

青海木里三露天冻土天然气水合物成藏模式研究

摘要：祁连山地区天然气水合物分布较为复杂,急需对该区天然气水合物成藏控制因素与成藏模式进行深入研究。本次重点对青海木里三露天天然气水合物系 列钻井揭示的地质资料及各种样品分析测试结果进行综合分析,结果显示：该区天然气水合物气源以油型热解成因气为主,少部分在浅部混有部分微生物成因气及煤成气,这些油型热解成因 气源主要由下部或更深部上三叠统或二叠系提供;当气源岩生成烃类气体后运移至浅部直接或间接由断裂连同泥岩、油页岩等封堵形成浅部气体聚集;浅部气体聚集体局部加入微生物成因气 或煤成气,经过不晚于中更新世早期形成的岛状永久冻土作用,在天然气水合物稳定带内与水结合形成天然气水合物,当它们处在天然气水合物稳定带之外便在更浅部以异常高压气层或游离( 吸附)气存在。由于气源类型与供应条件、运移与聚集条件、天然气水合物稳定带范围的不同,它们之间的匹配关系在不同位置具有很大的差异性,从而影响该区天然气水合物在横向平面上和 纵向剖面上分布与产出的不均性。     

南海北部珠江口盆地深水区天然气水合物成因类型及成矿成藏模式

南海北部大陆边缘珠江口盆地油气资源丰富,迄今为止不仅在北部浅水区勘探发现了大量油田,建成了超千万立方米的石油年产能区,而且在南部深水区亦 获得了深水油气勘探的重大突破;在深水海底浅层还发现了大量生物气/亚生物气显示,钻探获得了天然气水合物。根据近年来油气勘探及海洋地质勘查所获大量天然气资料,结合油气成藏地 质条件,深入分析了珠江口盆地生物气/亚生物气地质地球化学特征及其气源岩展布特点,初步预测和估算了其生物气生成量与资源量。通过珠江口盆地南部深水区白云凹陷(神狐调查区)天然 气水合物形成的地质地球化学条件分析,进一步证实了该区勘查发现的天然气水合物,主要属生物气成因类型,其气源供给主要来自原地近源以生物气为主的混合气,天然气水合物成矿成藏 模式则主要属于生物气源供给“自生自储型”近源富集成矿成藏类型,且资源潜力颇大。     

青海木里三露天天然气水合物分布与储层特征

根据在青海木里三露天施工完成的14 口天然气水合物钻孔揭露的地质信息,从天然气水合物产出、赋存、空间展布3个方面介绍工作区天然气水合物基本特征。此外,文章还以岩性特征、空间展布、裂隙、岩石物性多元控制因素 间相互制约和促进的内在联系为桥梁建立了天然气水合物储层这一研究对象。从储层方面分析,受岩相的控制作用三露天天然气水合物在空间上的分布有一定的选择性、延展性和可追索性, 即其储层具有相对稳定性;三露天天然气水合物在储层内部的分布除了受有利储层产状变化限制外,还受到裂隙产状的控制,致使其在空间上分布既不规则、又往往突然消失或突然出现。     

青海木里三露天天然气水合物钻孔岩心构造裂隙特征

通过对三露天井田天然气水合物钻孔岩心观察与统计分析,从线密度、倾角、充填程度等方面对裂隙的特征进行讨论,明确研究区天然气水合物赋存类型以及构造裂隙的基本特征,最后讨论了裂隙对天然气水合物形成的作用。结果表明：井田内 天然气水合物绝大多数赋存于粉砂岩、暗色泥岩、油页岩中,其中62.5%赋存于构造裂隙中;研究区构造裂隙以低倾角(占50.37%)、未被充填裂隙为主(占73.68%),且水合物上覆地层裂隙 密度均不同程度减小。研究区裂隙的发育特征对天然气水合物成藏起到重要的作用：研究区73.68%的裂隙为未充填,为烃类气体的运移和聚集提供了空间;50.37%的裂隙为低倾角,垂直方 向上的渗透率值较小,不同层位的连通性差,极大地限制了烃类气体向上扩散,使其得以聚集保存;最后,裂隙发育程度的降低,同样抑制了烃类气体向上扩散,起到了相对“盖层”的作用 。     

青海木里三露天天然气水合物钻孔岩性测井识别

三露天井田具有断层发育、地层缺失和重复明显、岩性种类较多等特点,岩性识别难度较大。为此,专门利用测井资料对三露天井田地层岩性进行了岩性识别研究。通过对14个天然气水合物钻孔不同岩性的测井响应特征分析,优选了自然伽马、中子和密度测井作为岩性识别敏感参数,并采用交会图技术制作了岩性识别图版,建立岩性划分标准,对三露天井田地层岩性进行识别与划分。利用测井资料能够识别7种主要岩性,包括砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、油页岩和煤等。根据岩性测井识别结果,三露天井田岩性分布特征在横向上表现为东部砂岩物性好,西部地区泥岩较为发育;纵向上表现为木里组地层砂泥比为4.48,含有煤层204.5 m;江仓组地层砂泥比为0.84,泥岩和油页岩较为发育,更有利于水合物赋存。测井岩性识别结果为寻找三露天井田天然气水合物有利储层奠定了基础。     

青海木里地区天然气水合物三维地震探测

首次在中国祁连山冻土区青海木里地区实施了针对天然气水合物的三维地震探测。根据工区内冻土层厚度、地层岩性、水合物储集空间类型和赋存深度等特 点,设计了三维地震数据采集方案,制定了地震数据处理流程,获得了良好的三维地震探测结果。结果表明,工区内天然气水合物赋存层段地震响应特征与国外冻土区的天然气水合物具有明 显差异;冻土层厚度、岩性、水合物储集空间类型等因素,对该区地震资料振幅、频率、速度等影响显著;水合物层段的地震资料存在低频、中等杂乱振幅等明显的特点,这些特征为该区天然气水合物探测和识别提供了依据。     

青海木里三露天井田构造特征及其与天然气水合物分布关系

通过对青海木里冻土区三露天井田三维地震资料进行处理,在岩石物理分析和地震响应特征分析模拟的基础上,获得了研究区深部构造和地震特殊处理如AVO 特征分析等结果。结果显示,该区天然气水合物的分布与构造关系极为密切,研究区的天然气水合物分布主要受构造控制。在构造发育区,断裂和裂隙发育,其内的天然气水合物分布特征明 显,这一结果与实际钻探结果亦相吻合。