论乙烷碳同位素在天然气成因类型研究中的应用

本文利用加水热压模拟实验的方法研究了碳酸盐岩、泥岩、油页岩和煤热解气中乙烷碳同位素随成熟度的演化规律，发现腐泥型热解气和腐殖型热解气的乙烷同位素具有明显的母质继承性，其分布具有明显的区别。即腐泥型热解气的乙烷碳同位素小于-29‰，而腐殖型热解气的乙烷碳同位素大干-29‰；从我国天然气乙烷碳同位素的统计结果看也有这-规律。因此，无论从模拟实验的范果，还是从实际统计的结果均说明以乙烷碳同位素-29‰可以作为区分腐泥型天然气和腐殖型天然气成因类型的标准。笔者应用这一标准研究了塔里木盆地天然气的成因类型，取得了良好的效果。

用乙烷碳同位素判别天然气成因类型存在问题探讨

乙烷碳同位素是天然气成因类型判别的重要指标,在天然气成因类型判别和气源岩研究中发挥了重要作用,其主要依据是:1腐殖型有机质比腐泥型有机质富集13C,腐殖型烃源岩比腐泥型烃源岩有机质的碳同位素值更高;2乙烷碳同位素受成熟度的影响很小,很好地继承了天然气母源有机质的碳同位素组成特征。但是,国内外一些地区天然气的研究表明:1部分腐泥型有机质具有异常高的碳同位素值,其形成的天然气会表现出煤成气的碳同位素组成特征;2成熟度对天然气的乙烷碳同位素值存在较明显影响,低成熟天然气通常具有很低的乙烷碳同位素值,无论其来源于腐泥型烃源岩还是腐殖型烃源岩,通常表现出油型气的乙烷碳同位素组成特征。因此,在应用乙烷碳同位素判断天然气成因类型时,需要考虑烃源岩形成的沉积环境、烃源岩原始有机质的碳同位素组成及天然气的成熟度等因素,才能够正确、合理地判断天然气成因类型。

实时同位素录井技术

石油钻探过程中的同位素检测资料是成岩、成矿作用、天然气成因研究与分类,烃源岩成熟度评估等地质综合研究中的重要依据,但以往该项资料的分析、检测因受技术及环境条件的限制,资料的获取相对滞后,影响了其应用价值,为了解决这一难题,法国地质服务公司开发了实时同位素录井技术,它具有现场连续、实时检测钻井液中稳定同位素含量的特点。该技术主要采用近红外吸收原理测量甲烷碳同位素(δ13C1)、乙烷碳同位素(δ13C2)、丙烷碳同位素(δ13C3)以及氘同位素(δ2H),同时采用光腔衰荡光谱原理(CRDS)测量甲烷含量。目前,现场作业主要提供随深度连续的甲烷碳同位素和甲烷含量数据。通过相关资料的收集和研究,探讨了该项技术的原理、特点和测量参数及资料应用问题。随着研发工作的全面推进,将实现连续实时测量甲烷碳同位素(δ13C1)、乙烷碳同位素(δ13C2)、丙烷碳同位素(δ13C3)和氘同位素(δ2H),从而为现场快速评价油气藏性质和成因提供重要依据,进一步提高同位素资料的应用价值。

渤南洼陷孤西深洼带的煤成气

渤南深洼区目前还没有钻遇偏腐殖型或腐殖型烃源岩 ,但是孤西深洼带天然气甲烷及其同系物碳同位素特征反映主要为煤成气。其甲烷碳同位素值均大于 - 40‰ ,乙烷碳同位素值大于 - 2 8‰。甲、乙烷碳同位素值明显偏重 ,尤其是乙烷碳同位素值反映其为煤成气的特征。从天然气同位素特征分析 ,孤西深洼带存在煤成气。

鄂尔多斯盆地伊陕斜坡中南部高热演化地区古生界天然气地球化学研究

苏里格南部和高桥高热演化地区古生界天然气具有乙烷等重烃组分含量低,大多数样品的湿气系数小于2%,天然气甲烷碳同位素组成显著偏重,乙烷等重烃组分碳同位素组成变化大等特征。热演化程度更高、甲烷碳同位素更重、湿气系数更低的东南部地区,古生界天然气均显示乙烷等重烃组分碳同位素异常偏轻、碳同位素倒转的特征。通常,当乙烷等重烃组分含量极低的高演化天然气混入少量乙烷等重烃组分含量高、碳同位素组成显著偏轻的天然气就可形成天然气的乙烷等重烃组分碳同位素异常偏轻、碳同位素倒转。早白垩世末盆地抬升阶段初期古地温降至相当于高-过成熟阶段的温度区间时,气源岩和储层中残余的少量液态烃的热裂解生成的天然气混入导致了乙烷等重烃组分碳同位素异常偏轻与碳同位素的倒转。因此,应以甲烷碳同位素组成作为主要指标、乙烷等重烃组分碳同位素组成作为参考指标,结合成藏地质条件进行高演化天然气的成因判识。提出了研究区古生界天然气以煤成气为主,并有一定数量油型气混入的认识。

四川盆地海相页岩气藏TSR证据的发现

1研究目的(Objective)中国从2009年开展页岩气实质勘探以来,已在四川盆地上奥陶统五峰组(O3w)—下志留统龙马溪组(S1l)海相页岩成功实现页岩气商业开发,成为世界上少数几个实现页岩气工业开采的国家之一,近年来掀起了页岩气研究的热潮。国内学者在页岩气的形成、演化、保存和成藏等方面取得诸多突破,同时也遇到诸多科学难题,如地质条件下页岩的成烃演化规律、页岩气乙烷碳同位素与干酪根碳同位素差异较大、页岩气烷烃气碳同位素倒转等,究其原因是页岩气组分单一,难以获取较多的地球化学信息。川南五峰组—龙马溪组海相页岩中含H2S天然气的发现(N201-H1井,H2S含量=0.42%),激发了笔者探索海相页岩气中H2S成因的兴趣。本文力争从海相页岩中找出H2S形成的地质、地球化学证据,尤其成烃演化过程中伴随的TSR证据,并探讨TSR与页岩气地球化学异常的关系。