济阳坳陷非生物成因气聚储的深层构造因素探讨

通过综合分析深部人工地震探测资料和非生物成因天然气分布特征 ,认为超塑性流动变形机制对于济阳坳陷地壳岩石流变和深部结构调整影响深刻 .地幔物质上涌 ,中、下地壳特别是低速物性体的岩石流变以及表壳伸展破裂 ,制约着含气构造按照表壳脆裂与深部流变的组合样式发展 .岩浆活动受到韧性地壳分层的阻隔 ,通过深熔作用同化岩石圈物质 ,通过侵位地壳改造壳层性质 .在低速体所在层位 ,流体 (包括二氧化碳 )在聚集的同时促进了地壳岩层的变质、弱化 .整个地壳层次上的深部顺层断裂。

松辽盆地非生物成因气的成藏特征

松辽盆地所处地壳块段的纵向结构,依密度大小可分为上、中、下地壳.在上、中地壳间有一厚的3km的低密度层段.它可能是上地幔熔融物质析离出来的“流体相”在地壳中聚集的岩浆房.它通过地壳断裂和天然地震向松辽裂谷盆地供给非生物成因天然气和其它气态物质及热液流体,这是松辽盆地形成非生物成因气藏的根本条件.在上地壳(或称盆地基底)断裂两侧有基底及以上层位的构造圈闭;有不整合面或横向延展广阔的含联通孔隙的砂层做为运移通道及天然气储集层;临近气层有泥岩做为封闭的盖层,这些条件的适当配置是非生物成因气成藏的基本特征.

壳源非生物成因烃类气研究进展

结合国外近几年的相关研究进展,系统总结了壳源非生物成因烃类气的形成机理及地质、地球化学特征,并分析了其成藏的可能性、可能成藏的有利地区以及研究前景。结果表明,壳源非生物成因烃类气不仅存在,而且分布较为广泛,研究前景也十分广阔。随着研究的深入,人们对非生物成因气,特别是壳源非生物成因烃类气的认识将会进入到一个崭新的阶段。

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。

蛇纹石化作用的气体形成研究进展

蛇纹石化过程可驱动热液系统并产生甲烷和氢气,还能够为生物体提供能量和电子来源的分子氢。超基性岩蛇纹石化生成非生物成因烷烃与其他有机化合物,为化能自养微生物群落提供所需要的能量和初始物质,是生命起源最重要的变质水化反应。橄榄岩的蛇纹石化是大洋中不可忽略的重要地质过程,与热液系统相关的基性—超基性岩在大洋中是很普遍的,蛇纹石化过程可能驱动热液系统并产生甲烷和氢气异常。蛇纹石化作用气体的甲烷碳同位素组成提供了非生物成因甲烷存在的证据,蛇纹石化作用被认为是地球内部形成非生物成因烷烃的一种重要机制。通过研究现今地球上蛇绿岩套的水岩反应,可以类似地用来模拟火星上可能存在的生物环境,认为低温条件下蛇纹石化作用是火星上甲烷产生的可能来源。

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.