柴达木盆地三湖坳陷第四系泥岩气藏成藏模式

研究三湖坳陷生物成因泥岩气藏形成的条件和成藏模式,有利于完善生物气成藏机理与富集规律,对指导第四系泥岩气藏勘探开发具有重要理论和现实意义。以三湖坳陷第四系泥岩为研究对象,通过可溶解有机碳分析、孔隙度测定、色谱质谱分析等实验,明确了三湖坳陷第四系泥岩气藏成藏条件,建立了第四系泥岩气藏的成藏模式。研究结果表明,三湖坳陷第四系泥岩可溶解有机碳含量高,有机质类型为草本腐殖型,气温极低、气候干旱,有利于生物成因气的生成;三湖坳陷第四系具有高孔低渗的特征,发育大量微纳米孔隙,为生物成因气的赋存提供了大量孔隙空间;气体运移方式以菲克扩散和滑脱流动为主,由于泥岩自封闭作用,生成的生物成因气在原位聚集成藏。在晚喜马拉雅构造运动影响下,泥岩自封闭性被破坏,受浮力作用,生物成因气向上运移,在相邻的构造高部位泥岩中重新聚集成藏,在纵向上与常规砂岩生物气藏相互叠置。

柴达木盆地天然气开发技术进展

青海气区是我国陆上的大气区之一,现已累计探明天然气地质储量3046.57×108m3,可采储量1619.31×108m3。该区的主力气田——涩北气田为第四系生物成因气田,具有特殊的地质条件,主要表现在气藏埋藏浅、储层岩性疏松、含气井段长、气层层数多、气水分布复杂、气田开发难度大。通过实施科技创新战略,积极探索和试验新工艺、新技术,气田开发水平得到了提高。为此,系统总结了2001年以来青海气区天然气开发技术的进展:低阻气层识别技术水平不断提高,天然气增储效果显著;疏松砂岩取心技术的突破,完成了大批岩心分析试验项目,推动了储层评价、气水关系等深入研究;开发层系及射孔单元的划分、井网部署、多层合采射孔层位优化、多层合采气井合理配产等方面的研究进展,使气藏工程研究及方案设计水平得到了提高。

非生物成因天然气形成机制与资源前景

本文论述了细菌(生物)成因气、热成因气、深层气和非生物成因气的形成机制和它们的耦合与差异;评述了非生物成因天然气的研究历史和发展态势,指出迄今在国际上因未发现任何具非生物成因特征的商业气藏,而认为非生物成因天然气不具有资源前景是一种错误结论。本文并讨论了地球深部有机质演化的关键科学问题和判识天然气成因类型地球化学指标的有效性,指出:沉积有机质受生物降解、热降解作用的同位素动力学分馏效应的制约,有机成因烷烃气体(甲烷、乙烷、丙烷和丁烷)的碳氢同位素δ13C值和δ2H值分布均呈正序分布,即:δ13C1<δ13C2<δ13C3<δ13C4和δ2HCH4<δ2HC2H6<δ2HC3H8<δ2HC4H10,二者具有正相关关系;非生物成因天然气受聚合作用同位素动力学分馏效应的制约,其烷烃气体的碳氢同位素分布则不同于前者,δ13C值呈反序分布δ13C1>δ13C2>δ13C3>δ13C4,而δ2H值呈正序分布δ2HCH4<δ2HC2H6<δ2HC3H8<δ2HC4H10,二者具有负相关关系;而且非生物成因甲烷的δ13C1≥-30.0‰。此外,本文评述了中国非生物成因天然气研究所取得的重要进展,论述了松辽盆地非生物成因天然气的地质地球化学特征,指出松辽盆地昌德肇州西非生物成因天然气藏的发现,为研究和寻找非生物成因天然气资源提供了典型实例;并指出伴随松辽盆地深层气勘探的重大突破,以及近20口商业天然气井非生物成因特征的确定,展现了松辽盆地非生物成因天然气勘探开发的良好前景,使松辽盆地成为世界上研究和寻找非生物成因天然气资源最理想的地区。

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.