东营凹陷沙二段沉积特征再认识及油气精细勘探意义

东营凹陷沙二段是勘探程度较高的陆相盆地含油气层系,基于岩芯观察、测录井及地震资料系统分析,开展了沙二段沉积特征再认识研究。认为沙二段不仅发育建设期三角洲,同样发育改造期和破坏期三角洲沉积类型。其中沙二下亚段表现为早期建设性、中期快速湖侵期改造–破坏性和晚期建设性三角洲特征;沙二上亚段先后发育干旱气候–弱物源–改造性三角洲和湿润气候–建设/改造性三角洲。三角洲沉积特征及其演化主要由盆地抬升与剥蚀过程、古气候及物源输入、古地理及古风浪等因素控制。改造型(如河口坝、沿岸砂坝复合体)和破坏型(滩坝)三角洲砂体在东营凹陷富油气盆地中较为广泛发育,是寻找隐蔽圈闭及增储上产值得关注的重要领域。

四川盆地超深层天然气地球化学特征

对四川盆地38口井超深层(埋深大于6 000 m)天然气组分及其地球化学特征进行分析,以判明超深层天然气成因。四川盆地超深层天然气组分具如下特征:甲烷占绝对优势,含量最高达99.56%,平均86.67%;乙烷含量低,平均为0.13%;几乎没有丙、丁烷,为干气,属过成熟度气。硫化氢含量最高为25.21%,平均为5.45%;烷烃气碳同位素组成为:δ^(13)C_1值从-33.6‰变化至-26.7‰,δ^(13)C_2值从-32.9‰变化至-22.1‰,绝大部分没有倒转而主要为正碳同位素组成系列。烷烃气氢同位素组成为:δD_1值从-156‰变化至-113‰,少量井δD_2值从-103‰变化至-89‰。二氧化碳碳同位素组成为:δ^(13)C_(CO_2)值从-17.2‰变化至1.9‰,绝大部分在0±3‰范围。根据δ^(13)C_1-δ^(13)C_2-δ^(13)C_3鉴别图版,盆地超深层烷烃气除个别井外绝大部分为煤成气。根据二氧化碳成因鉴别图和δ^(13)C_(CO_2)值,判定除个别井外,超深层二氧化碳绝大部分为碳酸盐岩变质成因。龙岗气田和元坝气田超深层硫化氢为非生物还原型(热化学硫酸盐还原成因),双探号井的超深层硫化氢可能为裂解型(硫酸盐热裂解成因)。

中国天然气水合物气的成因类型

基于中国祁连山冻土带、南海北部珠江口盆地、台西南盆地的陆坡等天然气水合物样品资料,进行了天然气水合物气的成因类型分析。研究结果表明,祁连山木里地区中侏罗统江仓组发现的天然气水合物气主要是油型气,为自生自储型,δ^(13)C_1值为-52.7‰^-35.8‰,δ^(13)C_2值为-42.3‰^-29.4‰;还发现了少量煤成气,气源岩可能主要为中侏罗统木里组含煤地层,δ^(13)C_1值为-35.7‰^-31.3‰,δ^(13)C_2值为-27.5‰^-25.7‰。南海珠江口盆地与台西南盆地天然气水合物气主要是CO_2还原型生物气,δ^(13)C_1值为-74.3‰^-56.7‰,δD1值为-226‰^-180‰;还发现热成因气遗迹,δ^(13)C_1值为-54.1‰^-46.2‰。综合国内外20个地区(盆地)相关天然气水合物气地球化学资料,提出世界天然气水合物热成因气既有油型气也有煤成气,以油型气为主,在中国祁连山和加拿大温哥华岛附近识别出了少量煤成气,煤成气δ^(13)C_1值重即大于等于-45‰,δ^(13)C_2值大于-28‰;油型气δ^(13)C_1值为-53‰^-35‰,δ^(13)C_2值小于-28.5‰。世界天然气水合物气主要是生物成因气,并以CO_2还原型生物气为主,仅在俄罗斯贝加尔湖盆地发现乙酸发酵型生物气。CO_2还原型生物气δD1值重即大于等于-226‰,乙酸发酵型生物气δD1值轻即小于-294‰。世界天然气水合物的生物气δ^(13)C_1值最重的为-56.7‰,最轻的为-95.5‰,其中-75‰^-60‰是高频段。世界天然气水合物气δ^(13)C_1值最重为-31.3‰,最轻的为-95.5‰;δD_1值最重的为-115‰,最轻的为-305‰。

四川盆地长宁地区志留系页岩气碳同位素组成

为了研究四川盆地长宁地区志留系龙马溪组页岩气碳同位素组成特征,以及该区过成熟页岩气碳同位素组成倒转成因,对长宁地区15个页岩气样的地球化学特征进行综合分析。通过测试烷烃气组分和碳同位素组成,结合四川盆地涪陵和威远地区龙马溪组页岩气碳同位素组成研究,长宁地区龙马溪组页岩气CH4含量为97.11%~99.45%,湿度平均为0.49%,δ13C1值异常重,平均可达-28.2‰,δ13C2平均为-33.2‰,气源母质为腐泥型,属于油型干气。随热演化程度增加,页岩气湿度逐渐降低,甲烷碳同位素组成整体变重,乙烷和丙烷碳同位素组成会发生反转,但长宁地区过成熟页岩气的乙烷和丙烷碳同位素组成处于反转后阶段,不会持续变重。综上,长宁地区页岩气甲烷碳同位素组成的重异常、碳同位素（δ13C1〉δ13C2〉δ13C3）的完全倒转现象,主要由过成熟阶段的二次裂解效应及乙烷瑞利分馏条件下与水、含铁金属发生反应等次生作用所导致,高地温条件也是重要影响因素之一。

鄂尔多斯盆地下古生界烃源岩与天然气成因

基于鄂尔多斯盆地古生界154口井天然气样品地球化学特征及成因的分类研究,结合盆地下古生界733块烃源岩样品有机质丰度评价,探讨盆地下古生界天然气来源问题。通过分析天然气样品的烷烃气碳同位素组成,结合其地质背景,将盆地下古生界天然气成因及来源分为3个大类4个亚类:1源于上古生界煤系的煤成气;2下古生界自生自储的油型气;3源于上古生界煤系与古生界灰岩的混合气,又可分为正碳同位素系列混合气和负碳同位素系列混合气2个亚类。烃源岩样品TOC、有机显微组分分析表明,盐下样品平均TOC值为0.3%,TOC值大于0.4%的样品占28.2%,其干酪根类型为腐泥型,指示较强的生烃潜力。鄂尔多斯盆地下古生界天然气以来源于上古生界煤系的煤成气为主,在盆地中东部盐下的储集层中发育下古生界自生自储油型气,且其发育一定规模的有效烃源岩,可作为下古生界天然气气源。

南堡凹陷沙三段致密砂岩气成藏条件

在对烃源岩和储层基本特征分析的基础上,采用生烃潜力法恢复了烃源岩的排烃历史,并从数值模拟的角度研究了储层孔隙度的演化历史。结果表明,渤海湾盆地南堡凹陷沙河街组三段具有良好的致密砂岩气成藏地质条件:中等-好的供气源岩和广泛分布的致密储层,烃源岩与致密储层紧密相邻,天然气成藏时间和储层致密时间配置较好。烃源岩的排气高峰时间是在馆陶期到明化镇早期,储层致密的时间是馆陶末期到明化镇早期。在生烃增压造成的气体膨胀力作用之下,天然气可近源聚集在紧邻烃源岩分布的致密透镜状岩性砂体中,形成连续型致密砂岩气藏。

苏里格地区上古生界连续型致密砂岩气成藏条件及过程分析

致密砂岩气成藏过程复杂,而有利的成藏要素是连续型致密砂岩气大规模运聚成藏的基本条件,因此明确成藏条件及成藏过程对致密砂岩气理论研究及勘探实践都具有重要意义。利用烃源岩地球化学数据、地层测试数据、综合测井数据等资料并结合前人研究,对苏里格地区上古生界连续型致密砂岩气藏形成的主要因素(烃源岩、储集层、盖层、构造运动)进行了分析,总结了研究区连续型致密砂岩气的有利成藏条件并剖析了其成藏过程。研究表明:烃源岩广覆式生烃,源储紧邻,大面积分布的致密储层,有效的区域盖层及相对稳定的构造环境是苏里格地区上古生界连续型致密砂岩气成藏的可靠保证;研究区致密气砂岩成藏孔隙度下限约为2%;苏里格地区上古生界连续型致密砂岩气藏形成过程可以分为4个演化阶段:早侏罗世前的连续型致密砂岩气藏孕育阶段,即致密储层形成阶段;中侏罗世天然气开始大规模持续充注,为连续型致密砂岩气藏发展阶段;早白垩世气藏规模达到最大,为连续型致密砂岩气藏成型阶段;晚白垩世到现今为气藏萎缩阶段。

天然气轻烃指标的地质意义——以鄂尔多斯盆地神木气田与塔西南坳陷山前带天然气藏为例

轻烃中蕴含有丰富的地球化学信息,具有重要的地质意义。依据一系列轻烃参数指标,对神木气田及塔西南坳陷山前带的天然气进行了系统分析。结果显示:神木气田及阿克莫木气田以煤成气为主,前者个别井可能有少量油型气的混入,而柯克亚-柯东气田则为混合成因气。首次提出链烷烃指数标准,当其大于2时,为油型气或混合气,小于2时,为煤成气。根据Mango参数K_1和K_2值,神木气田的天然气来自同一套烃源岩,而塔西南坳陷山前带天然气则来自不同的烃源岩。根据Mango参数交会图版综合判断,神木气田及阿克莫木气田的天然气主要来源于陆相高等植物,而柯克亚-柯东气田的天然气主要为混合成因。根据异庚烷及庚烷辨识标准,神木气田处于低成熟-成熟阶段,阿克莫木气田处于成熟阶段,而柯克亚-柯东气田则属于高成熟阶段。

天然气形成过程中碳同位素分馏机理——来自热模拟实验的地球化学证据

选取鄂尔多斯盆地低成熟煤样品开展封闭体系黄金管热模拟实验,分析产物特征,从实验角度探讨天然气碳同位素分馏机理,分析天然气碳同位素组成地球化学"异常"特征。鄂尔多斯盆地低成熟煤2℃/h(慢速)和20℃/h(快速)升温的烷烃气最大产率分别为302.74 mL/g和230.16 mL/g;低成熟煤快速升温和慢速升温的δ13C1值分别为-34.8‰^-23.6‰和-35.5‰^-24.0‰,δ13C2值分别为-28.0‰^-9.0‰和-28.9‰^-8.3‰,δ13C3值分别为-25.8‰^-14.7‰和-26.4‰^-13.2‰。实验产物中烷烃气在快速升温550℃出现了明显的碳同位素组成系列部分倒转,其他温度都表现为正碳同位素组成系列。升温系列中δ13C1表现为先变轻后变重的演化规律,δ13C1值的非单调性变化是由于早期CH4来源并非单一所致,可能是有机质的非均质性或者早期富集12CH4和富集13CH4活化能差值的变化形成的同位素分馏效应所致。重烃气碳同位素值的反转既可以发生在高过成熟的页岩气(油型气)中,也可以发生在煤成气中。结合甲苯热模拟实验,明确烷烃气在高过成熟阶段重烃气碳同位素值可发生反转和倒转现象。芳香烃脱甲基以及甲基链接所产生的同位素分馏效应可能是高过成熟烷烃气碳同位素组成反转、倒转的重要原因。

天然气藏形成过程动态物理模拟——以柴北缘鄂博梁Ⅲ号构造为例

物理模拟实验是研究油气运聚的重要方法与手段,为改进、完善这一实验方法,在前人物理模拟实验成果的基础上,将构造挤压融入油气充注的实验过程中,并以柴达木盆地北缘鄂博梁Ⅲ号构造天然气藏为例,利用研发的天然气运聚成藏动态模拟实验装置,成功模拟了该构造天然气藏的形成过程,并进一步总结了该区气藏的形成规律。实验结果表明:①该区存在深、浅2套输导体系,深部输导体系为断裂—输导层输导体系,有利于天然气的向上运移并在优质储层中聚集成藏,而浅部输导体系为断裂—输导层—断裂输导体系,对浅部天然气藏具有破坏作用,不利于天然气的聚集成藏;②气藏形成后期,当供气量小于散失量时,气藏逐渐萎缩直至消失,由于深部地层的保存条件相对浅部更为优越,因此气藏消失的顺序也是先浅层后深层,由此形成了该区"浅差深好"的天然气藏保存序列。结论认为:鄂博梁Ⅲ号构造中深部可能存在保存较好的大型整装天然气藏。

鄂尔多斯盆地上古生界烃源岩排烃特征及资源潜力评价

根据排烃门限理论,利用生烃潜力法研究鄂尔多斯盆地上古生界煤层、暗色泥岩在不同地质历史时期的排烃特征,并对其资源潜力进行评价。研究表明:鄂尔多斯盆地上古生界煤层排烃门限对应的镜质体反射率(Ro)为0.9%,暗色泥岩排烃门限对应的Ro为1.0%;上古生界烃源岩从富县组(J1f)沉积时期开始排烃,到志丹组(K1z)沉积时期达到排烃高峰,地质历史时期的排烃中心主要在盆地伊陕斜坡的东南部;上古生界总排烃量和总远景资源量分别为237.9×1012 m3和11.9×1012 m3,其中煤层排烃量208.6×1012 m3,暗色泥岩排烃量29.3×1012 m3,煤层的排烃量是暗色泥岩的7倍,对气藏的形成贡献较大。综合分析认为,上古生界烃源岩的排烃量和远景资源量较大,以它为主力烃源岩的上古生界致密气藏具有良好的资源前景。

深层海相凝析油气藏成因机制与富集主控因素——以塔里木盆地顺北4号断裂带为例

塔里木盆地顺北地区4号断裂带发育典型凝析油气藏,凝析油气成因机制与富集主控因素不明制约了勘探向外围的拓展。基于有机地球化学特征与区域地质背景综合分析,明确了顺北4号断裂带凝析油气成因机制与富集主控因素,主要取得以下3点认识:(1)顺北4号断裂带发育原生的凝析油气藏,凝析油气藏的形成主要受到有机质差异演化,多期成藏以及次生作用影响。(2)顺北4号断裂带凝析油气藏整体次生作用较弱,但是中段和南段所经历的次生作用相对强于北段;次生作用包括原油裂解作用、气侵作用以及TSR作用。(3)顺北4号断裂带北段凝析油气藏富集程度明显高于中段和南段;凝析油气富集高产主要受到输导条件以及储层规模控制,断裂活动强度越大,输导条件越好,储层规模越大,膏盐岩越薄也越有利于油气沿走滑断裂向上运移,从而导致油气高产富集。

水轮机组诊断性试验与状态趋势预测

电力系统的安全稳定与发电机的运行状态密切联系。现场实践表明,综合运用发电机绝缘电阻、直流泄漏电流、手包绝缘表面电位、局部放电检测等一系列诊断性试验项目,通过绝缘状态评价分析,可以对发电机绝缘状态进行有效掌握和预测,提前发现存在的缺陷,指导现场的检修和缺陷处理。

地球多层圈有机—无机相互作用的资源效应

地球内部不同层圈相互作用过程中的物质循环和能量传递对浅层盆地内部多种类型资源的形成及富集具有显著影响。深部地质作用过程与浅部资源效应这一核心科学问题备受关注,其中在深部流体/熔体物质传输影响下的有机—无机相互作用及资源效应是关键所在。梳理了地球多层圈有机—无机相互作用对盆内多种资源的影响机理。在深部流体/熔体活动背景下,有机—无机相互作用主要通过形成利于富有机质烃源岩发育的沉积环境、提供促进生烃的物质能量、产生改造储层性质的流体环境和影响油气组分的聚集效果的方式控制油气资源的形成和聚集;深部流体携带地球深部的气体组分(CH_(4)、H_(2)、CO_(2)等)和热能进入盆地促使了天然氢气和地热资源潜力的形成;深部物质为铀矿提供铀源,富铀流体在生物作用和含烃流体作用下形成砂岩型铀矿;深部流体活动对煤矿资源的形成和变质也产生了较大影响。未来针对地球多层圈有机—无机相互作用的研究应当突破盆地限制,在地球系统的背景下围绕层圈物质和能量传输、盆内与盆外一体化展开。重点对非生物烷烃气成因、工业聚集和天然富(含)氢气藏的成因、富集、潜在勘探区评价、地质储存开展深入研究,助力推进中国能源转型和绿色发展。

塔里木盆地氦气地球化学特征及有利勘探区

基于对塔里木盆地多个构造单元天然气中氦气相对含量及同位素组成特征,结合地质背景与典型富氦气藏分析该盆地氦气地球化学特征及有利勘探区。研究表明:塔里木盆地富氦天然气显示良好,总体上台盆区富氦天然气显示优于前陆区;塔里木盆地氦气以壳源成因为主;该盆地天然气中氦气相对含量与氮气相对含量具有一定的正相关关系,氮气相对含量高的气藏中氦气相对含量一般较高。塔里木盆地氦气勘探普查可以重点关注氮气相对含量高的气藏。氦在地质体中可能主要以水溶形式发生运移,富集成藏与地层水关系密切。受到不同物质在水中分压差异影响,结合亨利定律分析,地层水在富氦天然气聚集过程中可以起到“提氦泵”的作用。良好的输导体系以及优质的氦源是富氦气藏形成的基础;塔里木盆地多个区块具有良好的富氦天然气显示,尤其是在沙雅隆起、卡塔克隆起、麦盖提斜坡、巴楚隆起等构造单元,该系列构造单元具有良好的氦源以及天然气成藏条件,有利于富氦天然气聚集,该系列构造单元是塔里木盆地氦气勘探的优先考虑区块。大顺北地区天然气勘探前景好,并且该构造单元是“十四五”海相天然气勘探重点区块,也应该加强对该区的氦气勘探普查工作。

次生型负碳同位素系列成因

烷烃气碳同位素系列类型有3种：随烷烃气分子碳数递增，δ^13C值依次递增称为正碳同位素系列，是有机成因原生烷烃气的一个特征；随烷烃气分子碳数递增，δ^13C值依次递减称为负碳同位素系列；不按以上2种规律而出现不规则增减则称为碳同位素倒转。负碳同位素系列又分为原生型和次生型2种。原生型负碳同位素系列是无机成因的；次生型负碳同位素系列是正碳同位素系列经次生改造来的，出现在过成熟的页岩气和煤成气中。关于次生型负碳同位素系列成因的观点繁多，包括：二次裂解、扩散、过渡金属和水介质在250-300℃范围内发生氧化还原作用导致乙烷和丙烷瑞利分馏等。详细研究对比后发现不论页岩气或者煤成气，次生型负碳同位素系列仅出现在过成熟页岩或源岩区，在成熟和高成熟页岩或者源岩区未见次生型负碳同位素系列，由此得出过成熟或者高温（＞200℃）是次生型负碳同位素系列的主要控制因素，在此主控因素下可由二次裂解、扩散或者乙烷和丙烷瑞利分馏的一种或几种方式促使次生型负碳同位素系列的形成。

天然气地球化学特征及成因分析——以鄂尔多斯盆地东胜气田为例

阐明鄂尔多斯盆地东胜气田天然气地球化学特征并厘清其天然气成因及来源.基于该气田的6口井及前人已经发表的其它主要气田25口井天然气组分、碳等同位素特征,轻烃组分特征及实际地质背景,对该气田天然气地球化学特征及来源进行了较详细分析,认为东胜气田天然气具有与上古生界其它气田相似的成因,为典型的煤成气;该气田天然气组分、同位素及轻烃特征与其南部苏里格气区存在明显差异,该气田天然气主要来自于其下伏煤系并非来自于南部烃源岩.研究结果表明:东胜气田天然气以烷烃气为主,表现为干气,天然气中甲烷体积分数为93.69%~93.96%,乙烷体积分数为3.57%~3.71%,丙烷体积分数为0.85%~0.92%,丁烷体积分数为0.21%~0.37%;含少量非烃气体CO_2和N_2;烷烃气碳同位素具有正碳同位素系列,表现为原生特点;C_7轻烃化合物表现为甲基环己烷优势,庚烷值及异庚烷值分布区间分别为14.3%~16.0%和1.9%~2.6%,结合碳同位素认为该气田为烃源岩成熟-高成熟过渡带阶段形成的天然气;天然气K_1值[K_1=(2-甲基己烷+2,3-二甲基戊烷)/(3-甲基己烷+2,4-二甲基戊烷)]为1.2.

库车坳陷依南2 “连续型” 致密砂岩气藏成藏临界物性条件

"连续型"致密砂岩气藏是一种重要的非常规油气资源.恢复储层临界物性条件的演化对于揭示致密砂岩气成藏机理及成藏过程具有重要的理论意义.以库车坳陷依南2"连续型"致密砂岩气藏为例,利用数值模拟方法结合盆地模拟技术,恢复了储层临界物性的演化过程,并根据临界物性条件和储层演化的耦合关系,确定了该地区"连续型"致密砂岩气藏可以成藏的最早时间.研究表明,"连续型"致密砂岩气成藏临界物性并不是固定不变的,它随着地质条件的变化而不断发生改变.依南2"连续型"致密砂岩气藏最早的形成时间为距今9Ma,对应的临界孔隙度为6.95%;现今储层临界孔隙度为7.26%.结合实际地质情况进一步证实了依南2气藏为"连续型"致密砂岩气藏.

中国首个特大致密砂岩型(烃类)富氦气田——鄂尔多斯盆地东胜气田特征

氦气是一种重要的战略稀缺资源,通常与天然气伴生.中国目前仅发现塔里木盆地和田河气田一例特大型富氦气田.本文报道了鄂尔多斯盆地东胜气田新的实例,该气田为首例致密砂岩型特大富氦气田.鄂尔多斯盆地东胜气田92个天然气样品中氦气相对含量数据统计分析表明,该气田天然气中氦气平均含量为0.133%,其中有65个样品氦气含量不小于0.1%,占比70.7%.按照东胜气田探明天然气储量折算,探明氦气地质储量约1.96×10^(8)m^(3),为我国首个特大致密砂岩型富氦天然气藏.结合东胜气田5个天然气样品中氦气同位素组成分布区间为3.03×10^(-8)~3.44×10^(-8),认为该气田氦气为典型壳源成因,氦气源为基底富含铀、钍的花岗质基岩.富氦天然气成藏受到区域构造活动控制,沟通基底的断裂开启使得源岩中氦气释放,沿断裂进入上覆地层与常规烃类气体混合聚集成藏.结合鄂尔多斯盆地构造背景以及氦源岩分布特征,该盆地北部与中部深层可能是氦气富集主要区域,具勘探潜力.

热模拟实验研究现状及值得关注的几个问题

系统梳理了热模拟实验研究现状,提出了3个值得关注的问题以及5个重要的发展方向。按照体系封闭性分类是目前最为广泛使用的一类热模拟实验分类方案。不同的热模拟实验体系各具特点,可以根据不同的实验目的来选取合适的热模拟实验体系。封闭实验体系更加适合于腐殖型烃源岩的热模拟实验,开放体系的在线分析产物在研究易挥发组分时具有独特的优势,半开放体系是最为接近实际地质体中烃源岩热演化的热模拟体系。热模拟实验中3个值得关注的问题:一是水对热模拟实验的影响;二是热模拟实验中是否可以得出费托合成以外的有说服力的烷烃气碳同位素倒转;三是在进行热模拟实验研究生烃动力学时一定要结合实际地质背景建立模型。热模拟实验5个重要的发展方向:一是有水参与的相对低温长时间的热模拟实验研究;二是与非常规油气形成相关热模拟实验研究;三是热模拟实验中烃源岩孔隙微裂缝发育以及流体排出相互耦合关系相关的研究;四是碳酸盐岩烃源岩相关热模拟实验研究;五是与异常压力相关的热模拟实验研究。