南祁连盆地木里坳陷石炭系-侏罗系天然气水合物气源岩有机地球化学特征

通过开展南祁连盆地木里坳陷天然气水合物基础地质剖面调查工作,对石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系共四套层系5条剖面的炭质泥岩、泥岩等样品进行了系统采样与分析,在此基础上深入研究四套层系的有机质丰度、有机质类型和有机质成熟度等地球化学特征,分析及对比各层系的有机地球化学指标,以探讨不同层系烃(气)源岩为天然气水合物提供的气源条件。结果表明:石炭系-二叠系有机质丰度偏低,TOC(总有机碳含量)普遍小于0.4%,为非和差烃源岩,有机质类型主要为Ⅱ型和Ⅲ型,有机质成熟度为过成熟,生烃能力较差,难以成为天然气水合物潜在气源岩。三叠系样品TOC值普遍大于1%,氯仿沥青“A”平均为0.89‰,以很好和好烃源岩为主,并含少量差和非烃源岩,有机质类型以Ⅲ型为主,含少量Ⅱ2型,镜质体反射率R o值为0.74%~0.98%,整体上处于成熟阶段,生气能力较强,可作为天然气水合物主要潜在气源岩。侏罗系以很好、好和中等烃源岩为主,并含部分差烃源岩,有机质类型主要为Ⅱ型和Ⅲ型,R o值为0.62%~0.97%,整体上处于成熟阶段,可作为天然气水合物次要潜在气源岩。

南祁连盆地木里坳陷石炭系—侏罗系天然气水合物潜在气源岩地质特征

通过对南祁连盆地木里坳陷石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系等4套层系5条剖面的野外测量及室内地质分析,明确了该区天然气水合物潜在气源岩的岩性特征、沉积相类型及沉积演化过程。石炭系—二叠系整体以出露中厚层砂岩夹薄层泥岩为主要特征,沉积浅海陆棚相、滨岸相和三角洲相,由于断层发育致使局部地层厚度减薄且泥质岩大部分缺失,可能难以成为天然气水合物潜在气源岩;上三叠统整体以发育中薄层泥岩与中薄至中厚层砂岩互层为主要特征,沉积相类型为潮坪相、湖泊相和河流相,泥岩累积厚度较大,是天然气水合物主要潜在气源岩;中侏罗统整体上以发育厚层泥岩、砂岩为主要特征,沉积相类型为辫状河相、三角洲相和湖泊相,是天然气水合物次要的潜在气源岩。研究结果为南祁连盆地木里坳陷天然气水合物气源岩研究提供了重要地质依据。

南祁连盆地木里坳陷油气来源分析:基于DK-9孔岩心样品热模拟实验

南祁连盆地木里坳陷部署的多个天然气水合物钻孔钻遇不同程度的水合物与油气显示伴生现象,指示该地区具有良好的油气勘探前景,有必要对已发现油气显示进行来源分析。由于水合物钻孔深度有限,针对DK-9孔4组油气显示样品,在开展现有烃源岩油源对比基础上,选取中侏罗统、上三叠统各5组代表性低熟烃源岩样品进行热模拟实验,模拟深部烃源岩生、排烃过程,将新生烃类再次与油气显示进行对比,进一步探究油气显示来源。结果显示,油气显示可分为两类(Ⅰ和Ⅱ),第Ⅰ类油气显示遭受生物降解作用,成熟度稍高,第Ⅱ类油气显示成熟度稍低;现有烃源岩主要分为三种类型(Ⅰ-Ⅲ),分别对应深度163.30~207.42 m、207.42~348.50 m、357.90~586.50 m。结合常规油源对比、热模拟实验与地质条件分析,最终推测第Ⅰ类油气显示主要与第Ⅰ类烃源岩同源;第Ⅱ类油气显示主要与第Ⅱ类烃源岩同源,此外可能还有第Ⅲ类烃源岩或更深层烃源岩的贡献,即其母质来源既与中侏罗统烃源岩有关又与上三叠统烃源岩有关。

南祁连盆地哈拉湖坳陷青徳地2井三叠系天然气水合物储层特征及其意义

哈拉湖地区目前基本属于地质空白区,有关天然气水合物形成及分布的研究较少,尤其针对该地区天然气水合物储层研究与认识较为有限。青徳地2井(QH-2)位于南祁连盆地哈拉湖坳陷西部,为坳陷内首口天然气水合物调查深井,钻遇第四系、新近系—古近系和三叠系。以青徳地2井三叠系主要储集岩层段岩心为研究对象,通过岩石薄片观察以及孔隙度、渗透率、密度、铸体薄片等物性测试,结合测井资料开展哈拉湖坳陷储层特征研究,结果表明:青德地2井三叠系储层分布较广,厚度巨大,但储集性能整体较差,绝大部分属非常规储集层,且整体裂隙较不发育,较难形成类似木里地区固结岩层中的裂隙型水合物及孔隙型水合物,而该区冻土层下存在厚层第四系松散沉积物及裂隙相对发育的古近系—新近系,可为天然气水合物形成提供良好的储集空间。

南祁连盆地哈拉湖坳陷天然气水合物科学钻孔岩心顶空气组成及其地质意义

通过对南祁连盆地哈拉湖坳陷天然气水合物科学钻探试验QH-1孔、QH-2孔不同层段内岩心顶空气中各烃类气体含量及甲烷碳同位素值的统计,对比研究了岩心中烃类气体组分含量随不同深度的变化特征,剖析了组分含量与岩性、裂隙或破碎带之间的对应关系,探讨烃类气体的成因,指出了烃类气体对岩性、裂隙或破碎带、天然气水合物异常的地质指示意义。结果显示:顶空气高含量区间段对泥岩有一定的指示作用,岩心中一定深度范围内多处钻遇石膏晶体,石膏出露层段与顶空气高含量区间段较为吻合,烃类气体可能主要以吸附(游离)的方式被封存在泥岩中,石膏起到了一定的封堵作用;裂隙或破碎带内岩心顶空气组分含量相对较高,显示裂隙或破碎带对烃类气体的聚集有一定控制作用;与南祁连盆地木里地区相比,钻探区虽然达到了天然气水合物稳定带条件,但未能钻获到天然气水合物,推测气体浓度较低为原因之一;钻孔岩心顶空气中甲烷气体主要以热解成因为主,并含部分混合成因气。