川东北地区陡山沱组页岩地球化学特征与古环境分析

下震旦统陡山沱组页岩是四川盆地震旦系成藏的主要烃源岩,是近年来海相古老地层天然气勘探的重点层位。根据川东北城口地区白包溪、柿坪两个剖面的46件样品的有机地球化学(总有机碳、岩石热解、干酪根碳同位素)和元素地球化学(主微量元素、稀土元素)特征,分析了陡二段和陡四段烃源岩的地球化学特征与沉积环境的变化情况。结果表明,该地区陡山沱组页岩有机质丰度高,总有机碳(TOC)含量在0.19%~20.38%(均值4.76%),有机质类型为Ⅰ型干酪根,成熟度已达到过成熟;黑色页岩较高的δEu异常值与异常富集V、Mn、Mo、Ba和U微量元素,揭示了该时期强烈的热液作用;稀土元素配分模式与氧化还原指标识别出川东北地区陡二段沉积时期水体在缺氧-贫氧-硫化的水体条件下反复波动,陡四段水体环境则由贫氧演变为缺氧-硫化环境,总体盆地环境水体连通性较强,沉积速率较高,上升流携带热液来源的营养元素造成了生产力的繁盛,促进了有机质页岩的形成。

川中地区三叠系雷口坡组泥灰岩油气地质特征及充探1井发现意义

2022年,风险探井充探1井在中三叠统雷口坡组雷三2亚段海相泥灰岩段测试获工业油气流,发现新的产油气层段和新类型油气资源,勘探取得重大发现,但对泥灰岩油气成藏认识尚不清楚,制约了勘探选区与部署。以充探1井为重点,研究剖析了雷三2亚段泥灰岩油气成藏特征。研究表明:①油气及烃源岩地球化学分析数据显示充探1井雷三2亚段泥灰岩油气来源于自身泥灰岩烃源,泥灰岩既是烃源岩、又是储集层,源-储一体;②雷三2亚段泥灰岩在川中地区为潟湖相沉积,厚40~130 m,面积约40000 km^(2),生烃强度为(4~12)×10^(8)m^(3)/km^(2),估算生烃量为25×10^(12)m^(3);③川中潟湖相区泥灰岩储集层大面积分布,西充—仪陇、资阳—简阳和磨溪南等3个地区储集层厚20~60 m,分布面积为7500 km^(2);④潟湖相泥灰岩油气具有“源-储一体、膏盐岩封盖、超压”成藏特征,属于海相非常规油气新类型,油气在生烃中心、储集层厚值区和裂缝发育复合区富集,是一个值得勘探重视的非常规油气新领域。⑤依据川中二维地震并结合三维地震解释分析,优选西充和遂宁2个有利区带,估算区带天然气资源量为(2000~3000)×10^(8)m^(3),是近期值得重视的勘探有利区。

石油地质气相色谱及气相色谱-质谱实验室比对结果评价

为了解全国石油地质行业气相色谱及气相色谱-质谱实验室间的检测能力,提高检测水平,促进行业间交流,由石油地质勘探专业标准化委员会牵头,组织全国石油地质相关实验室开展了比对工作。气相色谱及气相色谱—质谱分析测试比对共有全国23家实验室参与,选取全油、饱和烃和芳烃3类样品,根据相关标准规定了统一的实验方法,利用四分位数稳健统计方法评价了各实验室数据质量。结果表明,各实验室数据稳定、可信,分析结果的重复性和再现性良好。气相色谱全油轻烃比对参数合格率为95%,饱和烃和芳烃参数合格率均为97%;气相色谱—质谱比对饱和烃参数合格率100%,芳烃参数合格率为95%,总体满意率较高。部分实验室相关参数出现问题数据及离群值主要原因与样品储存条件、保存时间、仪器型号、测试方法以及人员操作误差等相关,建议各实验室加强质量管控措施,进一步提升实验室气相色谱及气相色谱—质谱检测能力水平。

川北地区二叠系大隆组烃源岩地球化学特征及沉积环境

通过对川北地区上二叠统大隆组3条野外剖面进行系统采样和地球化学特征分析,从沉积背景、热液活动与上升流、古气候和古盐度、水体环境等4个方面分析了烃源岩的沉积环境,并对有机质富集模式和勘探潜力进行了探讨。研究结果表明:(1)川北地区二叠系大隆组烃源岩岩性主要为泥质、硅质泥灰岩,有效厚度为10~40 m,有机质丰度高、类型好,TOC平均值为4.58%,以Ⅱ2型为主,生烃潜力大,平均热解生烃潜量为5.90 mg/g。盆地边缘广元地区长江沟剖面和西北乡剖面处于成熟阶段,Ro值分别为0.72%和1.06%,盆地东部大两乡剖面平均T_(max)值为604℃,达过成熟阶段,广元—梁平海槽大隆组生气量达432.38×10^(12)m^(3),常规天然气资源量为1.70×10^(12)m^(3),页岩气资源量达万亿方级,是一套生气潜力较大的海相优质烃源岩。(2)研究区大隆组优质烃源岩形成于水体缺氧半局限循环的大陆边缘环境,经历了海槽发育雏形期和海槽发育扩展期2期水体环境的演变,其中,雏形期呈现缺氧—局部厌氧—缺氧的非硫化夹硫化环境,有机质不发育;扩展期为贫氧—缺氧—主体厌氧—缺氧环境,热液活动与上升流导致生物繁盛,火山喷发的酸性气体与半封闭水体环境共同造就了长时期大范围的厌氧硫化静海环境,有利于有机质的富集与保存,在西北乡和长江沟等斜坡—陆棚区表现出较高的TOC值,弱滞留硫化环境中TOC值最大,中等滞留硫化环境次之,强滞留硫化环境中TOC值最小。(3)研究区大隆组页岩气和源于大隆组热解气的长兴组—飞仙关组优质气藏为主要勘探方向。

两种裂解气中轻烃组成差异性及其应用

为了寻找干酪根和原油裂解气识别指标,对两种裂解气中轻烃各化合物开展了深入的对比研究。热模拟实验表明干酪根裂解气和原油裂解气轻烃组成存在差异,在C7轻烃组成中,原油裂解气中甲基环己烷/正庚烷和(2-甲基己烷+3-甲基己烷)/正己烷均明显高于干酪根裂解气;通过对海相典型原油裂解气和干酪根裂解气的轻烃组成对比研究进一步证实了两种裂解气在轻烃组成上存在差异,原油裂解气中甲基环己烷/正庚烷一般大于1.0,(2-甲基己烷+3-甲基己烷)/正己烷一般大于0.5,而干酪根裂解气则反之。塔里木盆地满东-英吉苏地区天然气轻烃组成具有环烷烃和异构烷烃含量高的分布特征,应用上述指标对该区天然气成气过程进行判识,结果表明满东-英吉苏地区天然气主要为原油裂解气。

两种热模拟体系下有机质生气特征对比

对海相Ⅱ1型有机质在封闭体系和开放体系下开展了产气率热模拟实验,并对其在两种体系下的产气率和生气模式进行了对比研究。在开放体系下,样品产气率较低,Ⅱ1型有机质产气率为84.2m3/吨·TOC,但在封闭体系下实验热模拟产气率很高,Ⅱ1型有机质产气率可达371.2m3/吨.TOC;在开放体系下Ⅱ1型有机质大量生气阶段Ro为1.0%～1.5%之间,在封闭体系下Ⅱ1型有机质大量生气阶段在Ro在1.5%～2.5%之间。在不同实验体系下有机质产气率和生气模式的差异主要与有机质的生气机理有关,在开放体系下有机质主要为干酪根裂解气,而在封闭体系下有机质生成的天然气为原油和干酪根裂解的混合气。

沁水盆地晋城地区煤层气成因

沁水盆地晋城地区山西组和太原组煤岩中煤层气δ13 C1值为 - 2 96 3%～ - 3 5 39% ,明显低于模拟实验和经验公式计算的原生煤层气δ13 C1值 (- 2 70 1% ) ,由此判断其为次生煤层气。由于该区煤层气组分中 ,甲烷含量占绝对优势 (>98% ) ,不存在甲烷和CO2 碳同位素的交换 ,而且其保存条件良好 ,也不可能受到次生生物作用的影响 ,所以 ,煤层的解吸 -扩散 -运移作用才是晋城地区次生煤层气形成的真正原因。

煤成气轻烃组分和碳同位素分布特征与天然气勘探

采用烃源岩热模拟实验和轻烃单体烃碳同位素分析方法,对煤热解轻烃生成模式及煤系烃源岩热解轻烃碳同位素组成特征的研究表明,在成熟度Ro值为1.1%-1.7%时,煤热解轻烃大量生成;当Ro值大于1.7%时,以芳烃生成为主。煤热解轻烃中苯和甲苯碳同位素均较重,苯的碳同位素值平均为-22.2‰,甲苯的碳同位素值平均为-22.1‰,与母源有机质干酪根碳同位素值非常接近,具有良好的碳同位素继承效应。对塔里木、准噶尔、鄂尔多斯、四川和松辽等盆地煤成气轻烃组分和碳同位素分析表明,煤成气具有甲基环己烷分布优势,在甲基环己烷、二甲基环戊烷和正庚烷相对组成中,173个煤成气样品中有92%的样品甲基环己烷相对含量大于50%;煤成气轻烃中苯、甲苯、环己烷和甲基环己烷碳同位素重,碳同位素值平均分别为-20.9‰-、20.4‰、-21.9‰和-22.0‰。应用轻烃组成变化对苏里格煤成气大气田天然气运移方向进行的研究表明,在气藏形成时期,天然气运移方向为由南向北。

中国大中型气田盖层特征

在对我国主要大中型气田盖层的岩性、厚度等宏观参数统计分析与排替压力、扩散系数等微观参数的实验分析基础上,对我国大中型气田盖层分布进行定性和定量研究,认为我国大中型气田盖层分布具有以泥岩为主、盖层厚度大(大部分分布在50~350 m之间)、排替压力较高(主要分布在10~30 MPa之间)、大中型气田扩散系数普遍较低(主要小于10-6cm2/s)和岩性大中型气田相对其他类型大中型气田在盖层厚度和排替压力等方面要求相对较低等特征。

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。

沁水煤层气田高阶煤解吸气碳同位素分馏特征及其意义

沁水盆地是我国煤层气勘探开发的重要有利区,沁水煤层气田位于盆地东南部。对采自沁水煤层气田两口井的煤开展了罐解吸实验。结果表明,该地区煤层气解吸速率很快,96 h后解吸气量都达到了总解吸气量的60%～85%,720 h后解吸过程基本结束;解吸气量大,平均在18 m^3/t以上。煤层气解吸过程中甲烷发生碳同位素分馏,δ^13C1值变化与解吸率呈良好的线性关系,参考这种正相关关系曲线,定期监视煤层气降压排采过程中甲烷δ^13C1值的变化情况,可以大致推测出该地区煤层气解吸率,从而预测煤层气的采出程度。跟踪测试沁水煤层气田A1和A1-3井在试采过程的甲烷δ^13C1变化情况,推测现在采出的煤层气可能主要是煤层裂隙中以游离形式存在的煤层气,表明该区煤层气稳产性较好,资源前景广阔。

山西沁水煤层气田煤层气成藏条件分析

沁水煤层气田单层煤层厚,分布在1～12m之间,一般大于6m,热演化程度高,R0分布在2.6%～3.7%之间,含气量大于14m3/t,煤层气资源丰富。煤层气组分和碳同位素组成特征表明沁水煤层气田热成因的煤层气在煤层中经历了解析-扩散-运移等作用,在构造高部位富集成藏,成藏期后的煤层气藏保存条件好,在上述3个因素的作用下,使得沁水煤层气田煤层气成藏条件较好,富含煤层气资源。

腐殖煤干酪根裂解气主生气成熟度上限探讨

烃源岩主生气成熟度上限的确定对含气盆地天然气资源量评价和主生气阶段的确定具有重要的意义。对不同成熟度的15个腐殖煤样开展了生气热解实验和氢、碳、氧元素含量测定，生气热解实验是在800℃高温下进行，结果表明低成熟度煤总产气率最高，随着成熟度的增加，产气率逐渐降低，在Ro为0．6％～2．3％范围内的煤产气率降低幅度很大，从61m^3／吨·TOC降到11m^3／吨·TOC，在Ro达到2．3％之后煤产气率很低，随着成熟度的增加，产气率缓慢降低。不同成熟度煤的H／C值也呈现相似的变化规律，在Ro〈2．3％的煤中，H／C值随成熟度的增加快速降低，在此之后，H／C值缓慢降低，因此，认为Ro=2．3％为腐殖煤的干酪根裂解气主生气成熟度上限。

降温热模拟实验中烃源岩成熟度和产气率的变化特征

对鄂尔多斯盆地低成熟(R。=0．29％)、成熟(R。=0．66％)和高成熟(R。=1．71％)的3个煤样分别开展了降温、延长加热时间热模拟实验,研究烃源岩在降温时延长加热时间成熟度和产气率的变化特征。煤样在升温后降到一定的温度,延长加热时间烃源岩成熟度仍然发生变化,增加幅度为0．15％-0．40％。在同一温度不同时间段内,R。值增加的速率存在差异,前期R。值增加速率较大．随着加热时间的延长R。值增加的速率逐渐降低。降温延长加热时间测定的烃源岩产气率的变化特征是,早期产气率较低,随着加热时间的延长累积产气率逐渐增高。生气速率的变化特征如同R。值,在前期生气速率较大,随加热时间延长生气率逐渐降低。实验结果表明,烃源岩在经历高温后降到一定的温度,延长加热时间可以继续生烃,只是生气速率逐渐减小。

金湖凹陷阜宁组低熟烃源岩饱和烃组成及其生源探讨

本文应用气相色谱(GC)、色谱—质谱(GC-MS)和线性同位素质谱(GC-C-MS)分析技术对苏北盆地金湖凹陷下第三系阜宁组阜二段低熟烃源岩饱和烃组分及单体烃稳定碳同位素组成进行了深入地研究,发现甾烷类(特别是ααα(20R)-C_(29)甾烷)在饱和烃中含量很高,正构烷烃呈三峰型分布,以nC_(22)或nC_(20)为主峰。最后根据烃源岩有机显微组分和单体烃碳同位素组成特征认为正构烷烃中低碳数(<nC_(19))和中等碳数(nC_(19)—nC_(23))正构烷烃可能主要来源于菌藻类,高碳数(>nC_(23)正构烷烃主要来源于高等植物的蜡质;甾烷类(包括高丰度C_(29)甾烷)大部分可能主要由藻类贡献。

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。

鄂尔多斯盆地东缘石油苗的成因探讨

最近在鄂尔多斯盆地东缘石露头（二马营组T(e2)）发现一油气苗，通过对油苗的微观分子组成和碳同位素地球化学特征分析，认为该油苗的地球化学性质与在鄂尔多斯盆地迄今所发现的原油或凝析油差别较大，推测其油源岩为下古生界的碳酸盐岩，这一发现对鄂尔多斯盆地东缘油气勘探可能具有重要的意义。

新中国天然气勘探开发70年来的重大进展

新中国成立70年来天然气勘探开发取得重大进展,从贫气国跃升为世界第6产气大国。1949年中国年产气为1117×10^4 m^3、探明天然气储量为3.85×10^8 m^3,人均年用气量和储量分别为0.0206 m^3和0.7107 m^3。至2018年,人年均国产气114.8576 m^3,人均国内储量12011.08 m^3,70年内人年均国产气量和国内储量分别增加5575倍和16900倍。勘探开发大气田是快速发展天然气工业的主要途径。中国目前已发现大气田共72个,主要分布在四川(25个)、鄂尔多斯(13个)和塔里木(10个)3个盆地,2018年这3个盆地大气田共产气1039.26×10^8 m^3,占中国总产气量65%,至2018年底72个大气田累计探明天然气储量124504×10^8 m^3,占全国天然气储量16.7×10^12 m^3的75%。天然气新理论推动中国天然气工业更好更快发展,1979年以来煤成气新理论助力中国大批以煤系为主要烃源岩的气田的发现,2018年煤成气大气田产量分别占中国产气量和大气田产气量的50.93%和75.47%。页岩气理论推动下,本世纪发现涪陵、长宁、威远和威荣页岩气田,2018年已探明页岩气地质储量10455.67×10^8 m^3,年产气108.8×10^8 m^3,昭示了中国页岩气有较好前景。

鄂尔多斯盆地大气田的烷烃气碳同位素组成特征及其气源对比

鄂尔多斯盆地是中国第二大沉积盆地,至2002年底已发现4个储量为1011m3 以上的大气田。上古生界与煤系有关的烃源岩形成了苏里格、榆林、乌审旗3个位于碎屑岩中的煤成气大气田,在下古生界奥陶系马家沟组碳酸盐岩中发现了靖边气田(其气源仍存在争议)。对4个大气田125个气样烷烃气碳同位素分析成果的研究表明,上古生界大气田烷烃气碳同位素组成较重,数值分布域小,表现了煤成气特征,其δ13CiC4 >δ13 CnC4,各个气田仅发现单项性碳同位素倒转。下古生界靖边气田δ13 C1 频率主峰值和δ13CB,δ13CT值与上古生界具有相似性,也表现出煤成气为主的特征。但靖边气田具有多项性碳同位素倒转,δ13 C1,δ13 C2,δ13 C3 数值分布域大,δ13C2较轻,表现出了以煤成气为主油型气为辅的混合气特征。煤成气和油型气的气源均来自上古生界的石炭二叠系煤系和太原组含煤地层中有机碳丰度高的石灰岩,否定了有机碳含量约为0 20%的马家沟组碳酸盐岩是油型气烃源岩的结论。

塔里木盆地库车坳陷天然气气源对比

库车坳陷近年陆续发现了克拉 2号、吐孜洛克、大北 1号、迪那 2号 4个大型气田和依南 2号、依深等天然气藏 ,展示了该区天然气勘探的广阔前景 ,为西气东输战略的顺利实施奠定了物质基础。为判明目前发现的天然气是来源于煤系烃源岩还是来源于湖相泥岩 ,利用苯、甲苯、二甲苯、甲基环己烷等轻烃单体碳同位素等气源对比新技术 ,结合天然气形成的地质背景进行气 源岩的追踪对比。对比结果表明 ,库车坳陷主要气藏的天然气属于煤型气。中、西段克拉苏构造带E、K产层的天然气为高—过成熟煤型气 ;东段依奇克里克侏罗系产层的天然气为成熟—高成熟煤型气 ,吉迪克组产层的天然气为高—过成熟煤型气 ;大宛齐油田上第三系—第四系天然气属成熟—高成熟煤型气。库车坳陷主要气藏的天然气主要来源于侏罗系—三叠系煤系烃源岩。