原油裂解气资源评价的理论技术创新与评价应用——以四川盆地震旦系—寒武系为例

四川盆地震旦系—寒武系天然气资源丰富。近年来,在四川盆地川中古隆起和北部斜坡区先后获得了两个万亿级大气区的重大发现。为了明确该领域天然气的资源规模以及未来的勘探方向和创建一套切实可行的原油裂解气资源量的评估方法,本次研究基于该区天然气为古油藏原油裂解的基本认识,按照干酪根生油,再到古油藏裂解生气的技术路线对原油裂解气的资源量进行计算。应用成因法,采用PetroMod 3D盆地模拟软件,输入地层等厚图、岩相古地理图、烃源岩综合评价图、剥蚀量展布图以及生油动力学参数图版,建立整个盆地的三维地质模型,并切分为5个区块分别计算生油量,然后探讨了石油运聚系数、石油裂解率、天然气散失率以及寒武系石油运移的分配系数,并创建了天然气散失系数计算公式。在以上基础上,恢复了盆地及5个构造单元的生油史,并明确了古油藏形成的关键时刻,最终得到全盆地震旦系—寒武系常规天然气资源量为13.43×10^(12)m^(3),其中寒武系为5.43×10^(12)m^(3),震旦系为8.0×10^(12)m^(3)。并指出除了川中地区以外,川南和川东具有巨大的勘探潜力,尤其是位于川南地区德阳—安岳裂陷槽两侧的台缘带和台内颗粒滩是下一步勘探的现实领域。本次研究在理论创新和勘探实践中都具有重要意义。

典型碳酸盐岩大气田规模聚集差异性及其主控因素——以四川盆地安岳气田和鄂尔多斯盆地靖边气田为例

四川盆地安岳气田和鄂尔多斯盆地靖边气田分别是中国迄今为止发现的总体规模最大和单层规模最大的两个海相碳酸盐岩特大型气田。基于对成藏体系理论中的气藏源-位结构、油气成藏过程及关键要素时-空配置等的解剖,认为安岳气田和靖边气田发育多种源-位结构,烃源体-圈闭体高效配置,但安岳气田为继承性古隆起上的古油藏裂解气“原位”聚集成藏,而靖边气田为斜坡背景构造转换枢纽带调整成藏。三大关键因素控制安岳和靖边两类大气田的规模富集:(1)烃源体均经历异常热事件,热流值超过70 mW/m^(2)的热事件持续时间约70 Myr,不同类型烃源体已充分裂解并形成以甲烷为主的气体,气源充足;(2)发育有利岩相叠加岩溶作用的多层叠置规模优质储集体,有良好的储集空间;(3)发育构造、构造-岩性、地层-岩性、岩性等多类型规模圈闭体,具备规模有效聚集场所。古油藏范围内或邻近烃源体的高能滩体与岩性致密带匹配区是下一步寻找规模天然气聚集的有利勘探领域。

四川盆地安岳气田震旦系台缘带和台内地区天然气成藏差异性及勘探领域

四川盆地安岳气田是中国迄今为止发现的最大规模的海相碳酸盐岩气田,探明天然气地质储量1.03×10^(12)m^(3),其中震旦系灯影组占56.3%。目前灯影组勘探开发主要围绕灯影组四段台缘带展开,且台缘带单井产能明显高于台内地区。基于台缘带和台内地区天然气地球化学特征及气藏对比关系,结合成藏条件分析,探讨其成藏差异性。研究表明:(1)灯影组台缘带较台内地区天然气甲烷氢同位素明显偏重,对应寒武系源岩古水体介质盐度高于震旦系,反映由台缘带到台内地区震旦系烃源岩贡献比例的增加;(2)台缘带与台内地区储层在岩石类型、储集空间等方面一致,但台缘带储层内部溶蚀孔洞发育程度强于台内地区,主要受控于丘滩发育程度和表生岩溶作用强度;(3)台缘带和台内地区成藏组合存在差异,台缘带紧邻裂陷内烃源岩,储层侧向对接烃源岩,存在旁生侧储、上生下储等多种成藏组合,而台内地区距裂陷内烃源岩较远,需要通过沟通油、源的断裂输导油气,成藏组合单一;(4)震旦系-寒武系烃源岩贡献比例的不同和优质储层发育位置及组合类型的差异,是导致台缘带和台内地区产能差异巨大的主要原因。川西北蓬莱—剑阁地区是未来深层灯影组台缘带的有利勘探领域,古隆起围斜部位台地内部构造-岩性气藏是灯影组台内地区主要有利勘探区。

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。

基于激光拉曼和傅里叶变换质谱实验的高—过成熟有机质特征评价

如何准确评价沉积有机质特征是油气资源勘探开发工作的关键问题之一,勘探开发实践证实高—过成熟有机质特征评价尤其困难。为此,以松辽盆地下白垩统沙河子组、四川盆地下志留统龙马溪组和下寒武统筇竹寺组烃源岩为研究对象,运用激光拉曼和傅里叶变换质谱等方法对烃源岩样品进行了有机质特征评价,开展了超高分辨率的傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)实验,并从分子角度讨论了有机质热演化特征,计算了烃源岩样品的成熟度评价指标(MAT),表征了有机质分子化合物相对含量动态变化规律,实现了可连续量化的有机质成熟度评价。研究结果表明:①松辽盆地沙河子组、四川盆地龙马溪组和筇竹寺组烃源岩的有机质具有良好的生油气潜力,镜质体反射率(R_(o))大于1.30%,有机质的热演化程度为高—过成熟;②松辽盆地沙河子组烃源岩有机质化合物以碳氢类型为主,四川盆地龙马溪组和筇竹寺组以硫化合物和氧化合物为主,碳氢化合物、N_(1)、O_(1)、S_(1)化合物的单同位素离子总丰度呈现出随成熟度的增加而降低的趋势;③在R_(o)=0~2.50%、岩石热解高峰温度(T_(max))介于420~600℃时,烃源岩的MAT与成熟度正相关,而当R_(o)>2.50%、T_(max)>600℃时,MAT出现逐渐下降的现象,该现象可能与有机质分子化合物的热稳定性和沥青、石墨的生成有关;④激光拉曼光谱实验结果证实了基于FT-ICR MS的成熟度指标化合物中芳香环增加的现象。结论认为,激光拉曼和傅里叶变换质谱从不同角度揭示了热演化过程中有机质的结构变化,为高—过成熟烃源岩的有机质特征评价提供了启示。

川东北飞仙关组鲕滩储层沥青与天然气成藏过程

文章在古地貌格局研究基础上 ,以流体势和储层沥青为依据 ,分析了四川盆地东北部下三叠统飞仙关组鲕滩气藏形成过程。应用有机岩石学和有机地球化学方法对储层沥青进行了系统的研究。这些沥青为液态烃类裂解后的残留物 ,其含量呈规律性变化。各类型岩石中 ,储集孔隙发育的残余鲕粒白云岩中的沥青含量最高 ,其高低与原始液态烃类聚集的多少有关。沥青含量与天然气产量、气藏规模及储层物性之间呈正相关关系。古隆起和储层控制着天然气的运移富集。鲕滩气藏的形成可分为岩性—构造型和构造型两种成藏模式。前一类型包括罗家寨、渡口河及铁山坡等储集性能好的气藏 ;后一类型以金珠坪气藏为代表。鲕滩气藏属于印支晚期—燕山期聚油气。

川东北飞仙关组储层沥青与古油藏研究

在四川盆地东北地区(川东北地区)找到了迄今为止该盆地最大的天然气田——飞仙关组鲕滩气田。在该气田的鲕滩储层中不同程度地含有固体沥青,沥青含量在0.09%～2.50%之间;储集孔隙发育的残余鲕粒白云岩的沥青含量最高,沥青含量与天然气产量、气藏规模及储层物性之间呈正相关关系。应用全岩热模拟和环境扫描电镜实验新技术进行的沥青的产气模拟实验表明,沥青仍有产气潜力,并随成熟度增大,产气潜力降低;沥青模拟产物的碳同位素较轻,反映出了腐泥型母质的特点;沥青的甾萜类生物标志化合物分布正常:这些特征表明了储层沥青是古油藏原油裂解成气的中间产物。此外,天然气C1-C3组分进一步证实了鲕滩天然气主要为原油裂解气。在古构造背景下,根据优质储层展布、储层沥青含量的分布趋势,预测了古油藏分布范围。

川中古隆起震旦系-寒武系天然气地球化学特征与太和气区的勘探潜力

2020年,相继在四川盆地川中古隆起北斜坡PT1井上震旦统灯影组二段和JT1井下寒武统沧浪铺组获得了高产工业气流,分析结果表明两者的天然气地球化学特征不同,并且与安岳气田的天然气地球化学特征也存在着明显的差异。为了深化对于川中古隆起北斜坡天然气成因的认识,基于大量探井、评价井和开发井的天然气组分、天然气碳同位素、天然气氢同位素等分析实验数据,对该区天然气成因进行了系统研究,并结合目前的勘探认识,明确了该区下一个万亿立方米天然气重点区块——太和气区。研究结果表明:①太和气区的天然气与安岳气区震旦系—寒武系具有相似的组分,并且湿度系数均为小于0.2%,在天然气成因类型判识图版中,均属于原油裂解气;②较之于沧浪铺组,太和气区灯影组天然气C_(2)H_(6)含量低、δ^(13)C_(2)重、δ^(2)H_(CH)_(4)轻,造成C_(2)H_(6)含量和δ^(13)C_(2)差异主要与热演化程度有关,并且δ^(2)H_(CH)_(4)主要受原始母质沉积水介质盐度的影响;③太和气区与安岳气区都聚集了不同演化阶段的原油裂解气,其中太和气区聚集古油藏早期—晚期的原油裂解气,早期原油裂解气占比越大δ^(13)C越轻,而安岳气区主要聚集晚期阶段原油裂解气,晚期原油裂解气的比例越大δ^(13)C越重。结论认为,太和气区具备保存早—晚原油裂解气的封闭条件,发育多层叠置的规模优质滩相储层,古油藏范围内或紧邻古油藏储—盖组合好的区域是下一步天然气拓展勘探的有利区。

鄂尔多斯盆地奥陶系烃源岩有效性判识

应用激光-诱导荧光、环境扫描电镜、全岩热模拟实验技术等,对鄂尔多斯盆地奥陶系岩心样品进行了沥青判识及定量、有机质生气过程的可视化模拟以及产气潜力等研究。奥陶系岩石中普遍存在的沥青及有机质生气过程的可视化动态模拟结果证实,烃源岩在地质历史中曾经生排烃;烃源岩产气率大于自身的吸附气量,是有效气源岩。推测在鄂尔多斯盆地奥陶纪海进期沉积的地层中可能发育优质气源岩。图4表2参10（谢增业摘）

中国海相碳酸盐岩大气田成藏特征与模式

中国海相碳酸盐岩大气田主要分布在四川、塔里木和鄂尔多斯三大克拉通盆地，层系上主要富集在中下三叠统、上二叠统、石炭系、奥陶系及震旦系5大层系。截至2010年底，12个碳酸盐岩大气田储量为1．69×10”rn。，占全国45个大气田储量的27．2％。碳酸盐岩大气田由单个或多个相对独立的大中型气藏组成；储层总体以低孔为主，并有随储层时代变新其孔隙度增大的趋势，单个气藏储量〉10×10^7m3的储层平均渗透率以〉1mD为主；有效储层厚度一般为15～75m，含气面积主要为10～100km。；储量丰度除鄂尔多斯盆地靖边大气田为056×10^8m3／km2外，其他多〉5×10^8m3／km2，表现为中一高丰度特征；埋藏深度范围大（1000～6370m），以超深层、深层一中深层为主；气藏压力系数除磨溪气田〉2．0外，其他多〈1．3，主要表现为常压；由构造、岩性（含古潜山）等圈闭所组成的复合型气藏是碳酸盐岩大气田的主要气藏类型。继承性大型古隆起、多套优质烃源岩的高强度充注、断裂及侵蚀沟槽的有效输导、大面积溶蚀孔洞型空间的规模聚集、膏盐岩及泥质岩的有效封盖等要素的时空有效配置造就了碳酸盐岩天然气的规模富集与成藏。高地温场背景下的古油藏原油裂解形成干气藏、煤成气与液态烃裂解气混合形成干气藏、低地温场背景下的油藏受到干气气侵作用形成凝析气藏是碳酸盐岩大气田的三类典型成藏模式。

川东北飞仙关组鲕滩天然气地球化学特征与成因

四川盆地东北部下三叠统飞仙关组鲕滩气藏天然气烃类气体以甲烷为主,含量主要分布在75%～90%之间,C2+含量很少,为0%～0.15%,干燥系数为0.9970～0.9998,是典型的干气;非烃气体以H2S和CO2为主,含量分别为4.21%～16.24%和0.97%～10.41%。天然气δ13C1值为-29.0‰～-31.5‰,δ13C2值为-29.4‰～-32.4‰。多参数表明鲕滩气藏天然气是以腐泥型为主的高过成熟天然气。高含H2S的天然气分布区域与含石膏地层分布基本一致,这些H2S为飞仙关组气藏附近的石膏经热化学硫酸盐还原作用(TSR)而生成,CO2是其主要的副产物。在TSR过程中,C2+重烃气体比甲烷更容易与硫酸盐发生反应,也就是C2+重烃气体的消耗速率大于甲烷,从而导致发生TSR反应的天然气C2+含量低、H2S和CO2含量高。天然气δ13C1值与甲烷含量之间具有很好的负相关关系,而与天然气酸性系数H2S/(H2S+CnH2n+2)具有正相关关系。根据同位素动力学的分馏效应,随着TSR的进行,烃类分子中的12C损耗速率大于13C,残留下来的烃类分子中则更加富集13C,也就是TSR反应使天然气碳同位素变重。

川东北飞仙关组鲕滩天然气富集成藏特征及勘探前景

川东北飞仙关组发现了迄今四川盆地最大的它源常压型鲕滩气田。根据天然气组分、储集层沥青以及成藏地质条件分析,天然气主要来源于古油藏原油裂解,为富含H2S的干气,H2S的形成与硫酸盐岩热化学还原作用有关。天然气的运移富集受古隆起背景的控制,分布在中三叠统雷口坡组区域性膏盐岩盖层之下,气藏形成于受断裂控制的构造圈闭中,有岩性构造型和构造型两种成藏模式,控制鲕滩气藏规模的两大关键因素是有利沉积相带内经白云岩化、溶蚀次生改造后储集性能极大改善的鲕粒岩和与构造圈闭的有效匹配,属于印支晚期—燕山期聚油气、喜马拉雅期调整定型成藏的晚期成藏类型。岩性构造型气藏包括罗家寨、渡口河及铁山坡气藏等,主要经历了印支晚期—燕山早中期的鲕粒岩聚油气、液态烃类深埋裂解以及燕山晚期—喜马拉雅期的构造形成、流体局部调整、构造控气的成藏过程;构造型气藏包括金珠坪气藏,印支晚期—燕山早中期虽有油气运移,但受储集空间所限未形成大规模液态烃类的聚集,燕山晚期—喜马拉雅期的构造形成后由构造控气。鲕滩气藏鲕粒岩分布广,资源潜力大,具有良好的勘探前景。

四川盆地东南缘南华系大塘坡组烃源岩特征及其油气勘探意义

随着四川盆地的油气勘探不断向深层—超深层领域拓展,以及在盆地中部地区(川中)稳定继承性古隆起区域的中上元古界—下古生界储量超1×1012 m^3大气田的发现,该盆地深部古老层系烃源岩发育环境、烃源岩有机质生源构成及其成烃特征等备受关注。为此,基于前人的研究成果,开展了四川盆地东南缘南华系大塘坡组野外露头剖面观察和烃源岩样品的有机地球化学、有机岩石学分析测试。结果表明:(1)四川盆地东南缘在南华纪古城期和南沱期2个冰期之间发育拉张背景下的大塘坡组黑色页岩优质烃源岩,其厚度介于16~180 m,矿物组成以黏土矿物和碎屑石英为主;(2)大塘坡组页岩为高丰度过成熟腐泥型优质烃源岩,其低姥植比(0.32~0.83)、低伽马蜡烷丰度、高丰度三环萜烷以及相对高含量的C_(27)、C_(29)甾烷等特征,反映了低盐度强还原环境下藻类和细菌微生物为其主要生源构成。结论认为:(1)川中地区南华纪裂谷内可能发育大塘坡组烃源岩,加里东期之前的古隆起、古斜坡区域是源于大塘坡组烃源岩的古油藏或分散液态烃的有利聚集场所;(2)该盆地内部稳定区域有可能发现源于大塘坡组烃源岩的古油藏或分散有机质裂解气的规模聚集区。

四川盆地川中隆起带震旦系—二叠系天然气地球化学特征及成藏模式

四川盆地川中隆起带震旦系—寒武系探明天然气储量超过万亿立方米,发现中二叠统栖霞组气藏,洗象池组、茅口组、玄武岩组、长兴组等层系获工业气流,不同层系气藏天然气地球化学特征存在明显差异。基于大量新获气井天然气组分、碳同位素、氢同位素等分析实验数据,系统研究了川中隆起带天然气成因及成藏特征,明确了下一个万亿立方米级重点勘探领域。研究结果表明:(1)震旦系、寒武系和二叠系天然气均是以烃类气体为主且干燥系数大于0.997的干气,属于原油裂解气。绝大多数二叠系天然气C_(2)H6含量、δ^(13)C_(2)、δ^(2)HCH_(4)与源自下寒武统筇竹寺组烃源岩的寒武系天然气相似;上震旦统灯影组天然气C_(2)H6含量低、δ^(13)C_(2)重、δ^(2)HCH_(4)轻;GS19栖霞组气藏天然气C_(2)H_(6)含量高、δ^(13)C_(2)轻、δ^(2)HCH_(4)轻。C_(2)H_(6)与δ^(13)C_(2)差异主要与成熟度有关,δ^(2)HCH_(4)主要受原始母质沉积水介质盐度影响。(2)安岳气区与太和气区聚集了不同演化阶段的原油裂解气,其中,安岳气区天然气δ^(13)C比太和气区重,主要聚集原油晚期阶段的裂解气,太和气区聚集早期—晚期裂解气。(3)震旦系—二叠系气藏具有单源和双源聚集模式。寒武系气藏和GS19栖霞组气藏为单源聚集模式,烃源岩分别为筇竹寺组和龙马溪组,灯影组气藏和其他二叠系气藏为双源供烃成藏模式,除均有筇竹寺组烃源岩贡献外,分别还有震旦系烃源岩和二叠系烃源岩的贡献。研究认为,不同时代烃源岩贡献比例大小是造成不同层系气藏天然气地球化学特征差异的主要原因,太和气区多层叠置连片的优质储层紧邻烃源灶或处于古油藏范围,具备万亿立方米级资源规模,勘探潜力大。

川东北罗家寨飞仙关组气藏成藏过程及聚集效率

罗家寨下三叠统飞仙关组气田是四川盆地迄今为止储量规模超过500×108 m3,居第3位的大型气田.天然气甲烷含量一般为75.29%～84.95%,乙烷含量0.07%～0.11%,硫化氢含量7.13%～10.49%,为高含硫化氢的过成熟干气.罗家寨气田气源主要为上二叠统烃源岩,富集在中下三叠统区域性膏盐岩盖层之下、受断裂控制的构造圈闭中,属于下生上储顶盖的它源近常压的垂向运移成藏系统,成藏条件优越.储层中普遍存在的沥青为古油藏原油裂解成气的中间产物,并且沥青含量与储层孔隙度及天然气产能呈正相关.气藏的形成主要经历了印支晚期-燕山早中期的鲕粒岩聚油气、液态烃类深埋裂解以及喜马拉雅期的构造形成、流体进行局部调整、构造控气的成藏过程,烃类充注期主要为中-晚侏罗世.高效的输导体系、优质的储集空间以及良好的封堵条件,确保了罗家寨气田较高的聚集效率.

四川盆地天然气轻烃组成特征及其应用

对采自四川盆地二叠系茅口组、长兴组和三叠系飞仙关组、嘉陵江组、雷口坡组、须家河组以及侏罗系59个天然气样品的C5—C7轻烃化合物进行了对比研究,指出这些天然气的轻烃主要有3方面的作用:①反映母质类型,川西南部须家河组天然气富含环烷烃和芳烃,川中—川南地区须家河组天然气富含环烷烃,表明这些天然气的母质类型主要为腐殖型;②反映运移相态及水洗作用,川中—川南地区须家河组天然气芳烃分别与正己烷、环己烷、正庚烷参数的比值与其伴生凝析油的相近,主要以游离相运移,而天然气轻烃组成具高链烷烃、低芳烃的特点,主要原因是天然气在运移成藏过程中芳烃受到水洗作用的影响;③反映原油裂解气特征,二叠系茅口组—中三叠统雷口坡组以海相腐泥型为主的天然气轻烃富含甲基环烷烃,是原油裂解气的一种标志。

全岩热模拟新方法及其在气源岩评价中的应用

由中国石油勘探开发研究院廊坊分院建立的全岩热模拟仪器分析方法是采用岩心样品 (岩石颗粒 0 .5～ 2mm)来模拟烃类生成的一项实验新技术。该方法模拟结果表明 :(1)不同类型样品单位质量岩石的产气率与传统的加水温压模拟法结果具有可比性 ;(2 )能够反映源岩在不同演化阶段的产气量 ;(3)比常规的有机碳评价方法能更准确地反映源岩在不同演化阶段的产气潜力。 (4 )全岩热模拟新方法经济、简便、分析周期短 ,可以用于大量常规样品分析 ,是判识有效气源岩及定量评价的一种快速、可靠的方法 ,在油气勘探过程中 。

川西北地区发育飞仙关组优质烃源岩

针对四川盆地已发现的飞仙关组碳酸盐岩成熟度高、有机质丰度低的特点,应用有机地球化学和有机岩石学的实验测试手段,研究了川西北剑阁县上寺下三叠统飞仙关组地层新鲜露头剖面的泥灰岩和含油灰岩样品。结果表明:飞仙关组泥灰岩属有机质丰度高、类型好的低成熟烃源岩。有机碳含量为1.94%,产烃潜量为10.29mg/g,氢指数为523mg/g,H/C原子比为1.25,干酪根碳同位素值为-27.5‰,有机组分以矿物沥青基质为主,具有很强的荧光效应,镜质体反射率为0.48%。从含油灰岩中分离的原油与泥灰岩具有相似的的生物标志物特征,如饱和烃的Pr/Ph值,原油为0.73,泥灰岩为0.57;原油的甾萜类化合物分布正常,没有检测到遭受降解破坏的迹象,并与泥灰岩的甾萜类化合物特征相似,表明原油和泥灰岩之间具有很好的对比性。证实了该套烃源岩在成熟程度适当的条件下具备生烃潜力。

川东北不同含硫物质硫同位素组成及H2S成因探讨

自1995年川东北地区渡1井在飞仙关组获得高产的高含硫天然气以来,相继在该地区的罗家寨、滚子坪、渡口河、铁山坡、七里北、普光等构造发现高含硫大中型气田和含气构造,这些构造中的H2S含量一般分布在9%～17%之间。飞仙关组天然气中H2S的δ34S值主要分布在+10.3‰～+13.7‰之间,地层中硬石膏的δ34S值则分布在+11.0‰～+26.1‰之间,即天然气的δ34S值比硬石膏的δ34S值轻。针对不同含硫物质生成H2S的硫同位素分馏特征进行了一系列实验研究,包括硫化亚铁与盐酸反应,硫磺、硫酸钙分别与正己烷反应,泥灰岩加热生成H2S等,实验结果表明,无机反应生成的H2S的δ34S值均比反应物的重。理论上,在硫离子与氢离子结合生成H2S的反应过程中,S2-和H+通过离子的碰撞方式形成的34S2-与H+结合形成H2S的稳定性比32S2-与H+结合形成H2S的稳定性高。由此推测,若天然气中的H2S是由地层中硬石膏与烃类的反应生成的,那么H2S的δ34S值应该比硬石膏中的δ34S值重。综合各种因素认为单质硫与烃类的反应可能是川东北飞仙关组H2S形成最主要的原因。

致密砂岩气藏充注模拟实验及气藏特征--以川中地区上三叠统须家河组砂岩气藏为例

致密砂岩气藏岩石孔喉细小、孔隙结构复杂、含水饱和度较高且主控因素不明,制约了对天然气规模成藏机制的认识和气水分布的预测。为此,以四川盆地中部(以下简称川中地区)上三叠统须家河组致密砂岩气藏为研究对象,应用基于低场核磁共振与高压驱替装置有机结合的模拟实验设备,开展致密砂岩在不同驱替压力下气驱水过程的在线动态模拟,研究不同压力下气、水在岩石中的赋存及流动特征,定量表征流体饱和度与充注压力、岩石孔径等的关系,探讨致密砂岩气富集机理。研究结果表明:①决定须家河组气藏含气饱和度高低的储集主体是孔径介于0.1~10.0μm的储集空间;②含气饱和度总体上有随孔隙度和渗透率增大而升高的趋势,孔渗条件相近时,含气饱和度高低主要受控于孔径大于1.0μm的储集空间,大孔径占比越高,含气饱和度越大;③须家河组致密砂岩在3.0~5.5 MPa充注压力下达到总含气饱和度的70%,此后随充注压力增大,含气饱和度增幅缓慢且总量小;④“小压差驱动、相对大孔径空间储集的耦合”是低生气强度区致密砂岩形成较高含水饱和度大中型气田的重要因素。结论认为,川中地区须家河组储层“孔径小、生气强度低、近源聚集”的特点决定了其主要以小压差驱动、相对大孔径空间储集,天然气可以规模富集成藏,但储层含水饱和度高。