论天然气形成机制与相关地球科学问题

论述了细菌成因气、热成因气、深层气和非生物成因气的物质来源和成气机制,指出,不同物质来源、不同成气机制和成气环境,构成了天然气的多种成因类型和不连续成气特征。评述了深层气、非生物成因气研究进展和它们的资源前景。讨论了形成非生物成因气的聚合反应和同位素动力学分馏效应以及鉴别非生物成因气的地球化学指标的有效性。认为松辽盆地诸多气井天然气的非生物成因特征,为研究和寻找非生物成因天然气资源提供了一个典型实例;松辽盆地昌德-肇州西和徐家围子深层气勘探的重大突破,使该盆地非生物成因气的储量超过500×108m3,展现了松辽盆地非生物成因气的良好资源前景。

不同沉积环境烃源岩芳烃馏分单体烃碳同位素分布特征及其意义

通过对来自塔里木盆地海相(9个)、吐哈盆地沼泽相及湖相(6个)和柴达木盆地湖相(9个)共24个烃源岩样品芳烃分离、纯化后,应用色谱-同位素比值质谱(GC-IR-MS)分析技术,系统剖析了不同沉积环境中芳烃馏分单体烃碳同位素组成特征。研究结果表明,对于不同沉积环境的烃源岩芳烃馏分单体烃碳同位素组成呈现出δ13 C湖相>δ13 C沼泽相>δ13 C海相的规律,由此证明母质来源和沉积环境是影响其分布的主控因素之一。不同沉积环境1,6-DMN、1,2,5-TMN、1-MP、9-MP和1,9-DMP化合物的碳同位素组成具明显差异。芳烃同分异构体之间的同位素组成差异主要由沉岩过程中的动力学分馏效应所致,而热演化过程对芳烃单体烃碳同位素组成影响不大。

中国松辽盆地商业天然气的非生物成因烷烃气体

阐述了自然界不同物质来源、不同成烃环境和不同成烃机制,形成的各类烷烃气体的碳、氢同位素动力学分馏效应及其同位素组成和分布特征.指出复杂高分子沉积有机质经生物降解作用和热降解作用形成细菌成因气和热成因气.细菌成因甲烷δ13C1,-110‰～-50‰;热成因甲烷δ13C1,-50‰～-35‰(或更重).受同位素动力学分馏效应的制约,细菌成因和热成因烷烃的碳氢同位素δ13C值和δD值均具有正序分布特征,即δ13C1<δ13C2<δ13C3<δ13C4和δDCH4<δDC2H6<δDC3H8<δDC4H10,且二者之间具正相关关系.自然界非生物化学过程,由简单含碳分子(CH4,CO,和CO2)经聚合反应生成的非生物成因烷烃气体,甲烷的δ13C1值大于-30‰.受其同位素动力学分馏效应的制约,烷烃气体的碳同位素δ13C值具反序分布特征,氢同位素δD值则具有正序分布特征,即δ13C1>δ13C2>δ13C3>δ13C4和δDCH4<δDC2H6<δDC3H8<δDC4H10,且二者之间具负相关关系.分布于中国松辽盆地徐家围子断陷和莺山-庙台子断陷的26口商业天然气井,天然气的甲烷碳同位素δ13C1值为-30.5‰～-16.7‰,氢同位素δD值的变化范围极窄,为-203‰～-196‰.烷烃碳同位素δ13C值具反序分布特征,氢同位素δD值具正序分布特征.烷烃碳同位素δ13C值和氢同位素δD值之间具负相关关系,显示了非生物成因特征.研究表明,在自然界不仅存在非生物成因甲烷,而且作为能源气体,非生物成因烷烃气体还能聚集形成有商业价值的天然气藏.据估算松辽盆地26口具非生物成因特征的天然气井的储量超过500×108m3.松辽盆地勘探实践表明非生物成因天然气具有良好的资源前景,为在世界范围内研究和寻找非生物成因商业天然气提供了典型实例.