英南2凝析气藏天然气运移的地化示踪

针对塔里木盆地东部英南2凝析气藏不同产层中气体组分和甲烷、乙烷碳同位素分析,探讨了天然气运移成藏过程中,由于地色层作用,组分发生的分馏现象,表现在甲烷相对重烃、异构丁烷相对正构丁烷优先运移,逸散出去的轻烃(甲烷)在上覆盖层砂岩致密性发育过程中逐渐被细菌利用,使天然气组分逐渐贫化甲烷;随深度变浅天然气的δ13C1和δ13C2值变重,上述地化参数示踪了盖层致密性发育过程中天然气组分的分异现象。

水溶天然气运移地球化学示踪——以塔里木盆地和田河气田为例

文中选择田河气田作为研究实例,对气田东、西部天然气进行系统的天然气地球化学对比研究,结合气田成藏的地质背景,认为和田河气田具有较好的水溶气运移成藏地质条件和明显的水溶气运移地球化学证据,提出了天然气是水溶气成因的新观点。寒武系烃源岩生成的天然气在高温、高压状态下大量溶解于水,在压力的驱使下,水溶气自寒武系运移至气田东部圈闭,然后再由气田东部的高压区沿不整合面往西部的低压区运移。根据气田天然气地球化学横向变化特征,提出了ln(C1/C2)、ln(C2/C3)、CO2/CH4、CH4/N2、N2/C2H6等一系列操作性较强的水溶气运移的地球化学示踪新指标,对研究天然气成藏机理和成藏过程都有重要意义。

天然气运移的气体组分的地球化学示踪

本文通过我国不同含油气盆地典型地区岩石酸解气、罐顶气和天然气中化学组分分析,结合天然气的形成和盆地的地质演化,研究了天然气运移时组分的变化。结果表明,天然气通过地层孔隙系统运移时,组分会发生明显分馏,表现在甲烷相对重烃、异构丁烷相对正构丁烷的优先迁移。酸解气、罐顶气和成藏天然气中C1/C2+、iC4/nC4及总烃/非烃等比值,是天然气运移示踪的有效指标。

天然气运移有机-无机地球化学示踪指标——以四川盆地川西坳陷侏罗系气藏为例

以四川盆地川西坳陷侏罗系气藏作为研究实例,通过分析天然气组分和碳同位素组成特征,结合地层水化学特征、储集层中自生矿物碳、氧同位素组成以及流体包裹体特征,提出了C_1/C_2值、N_2含量、芳烃/烷烃值、甲烷碳同位素组成、地层水矿化度及水化学特征参数、储集层中自生方解石碳氧同位素组成、含烃盐水包裹体均一温度及盐度等指示天然气运移相态、运移方向和运移路径的有机-无机地球化学示踪指标,并对天然气的运移过程及机制进行了探讨。研究表明,川西坳陷中侏罗统天然气以水溶相运移为主,随着运移脱溶过程的进行表现出苯/烷烃值增大、甲烷碳同位素组成变重的趋势,同时具有气藏伴生地层水矿化度较低、含气砂岩中自生方解石的碳氧同位素组成偏轻、含烃盐水包裹体均一温度高且盐度较低等特征;上侏罗统天然气则以游离相运移为主。结合区域地质以及水溶气脱溶成藏过程中的相态演化等方面的研究,证明提出的有机-无机地球化学示踪指标可对川西坳陷侏罗系天然气的运移方向及路径进行有效的判识。

天然气运移的气体同位素地球化学示踪

本文通过鄂尔多斯等含油气盆地内岩石酸解烃、罐顶气和同源多产层天然气碳同位素组成的变化，从实例剖析出发，探讨了天然气运移时气体同位素组成的变化及其对天然气运移的示踪。天然气在通过沉积地层中孔隙系统和微裂隙运移时，天然气中的甲烷碳同位素会发生一定的分馏，而乙烷以上重烃碳同位素几乎不发生分馏；在天然气层所在深度，罐顶气甲烷碳同位素组成与天然气一致，在天然气层附近，罐顶气甲烷碳同位素则明显偏离了热演化趋势线；烃源岩酸解烃与其同源的天然气重烃碳同位素组成具有较好的一致性和可比性。由此，可利用气体组分碳同位素的上述变化特征，追索天然气的运移作用。

碳同位素在天然气运移路径示踪中的应用研究进展

碳同位素在天然气运移路径示踪中的应用十分广泛,以游离相运移的天然气,运移过程中碳同位素的分馏主要受“质量分馏效应”控制;以水溶相运移的天然气,运移过程中碳同位素的分馏主要受“溶解分馏效应”控制。天然气运移中碳同位素的分馏程度不仅与气体分子质量、气体分子水溶解度等物理化学性质有关,同时也受天然气运移距离、输导层物性等外部环境条件的影响。常用的天然气运移路径示踪参数有δ13C1、δ13C2-δ13C1、δ13CO2及储集层中自生方解石的碳同位素。对研究现状分析后提出运移相态识别、碳同位素失真分析是应用碳同位素示踪天然气运移路径的基础,非烃碳同位素、多参数对比是碳同位素示踪天然气运移路径研究的未来趋势。

CO2提高天然气采收率的重力效应与气藏压力影响模拟

利用TOGUH2开展均质天然气藏模型中实施CO2提高天然气采收率的模拟研究,分析重力效应作用机制和气藏压力对CO2运移和CH 4采收率变化规律的影响,为CO2提高天然气采收率的工程应用提供指导。模拟结果表明:重力效应抑制CO2向上运移,减缓了CO2与天然气纵向方向的混相,间接促进水平方向运移,导致气藏内CO2水平运移速率显著大于纵向运移速率,但是CH 4采收率曲线不仅受重力效应影响,也受CO2注入流速和气藏压力的综合影响;气藏内的CH 4生产时间及最终采收率随气藏压力降低而增加,在枯竭状态的低气藏压力条件下实施CO2提高天然气采收率能够获得更好的CH4采收率,但生产时间相对较长;较高气藏压力条件下,CO2为超临界状态,重力效应作用明显,CO2快速沉降并优先驱替气藏底层CH4,但是容易从生产井底部自下而上突破至生产井,提高天然气采收率效果不佳。

黔北地区安页1井下志留统松坎组天然气成因

黔北安页1井是四川盆地外围获得重大油气突破的页岩气井,该井下志留统松坎组具有较好的油气资源潜力。为了对该区出气地层(松坎组)天然气的成因进行深入研究,我们将该区下志留统松坎组与下志留统石牛栏组以示区分,并对松坎组展开了地球化学、气体组分和气体同位素等一系列实验。实验结果表明:该区松坎组特殊岩性组合条件下的TOC均值为0.16%,Ro分布在2.75%~2.92%,均值为2.95%,干酪根类型以Ⅱ1型为主;松坎组气体烃类组分主要以甲烷为主(96%以上),含少量的乙烷、丙烷及其它烃类气体。研究区松坎组天然气干燥系数明显小于五峰-龙马溪组页岩气干燥系数,同时研究区新滩组的CO2含量明显高于上覆松坎组和下伏五峰-龙马溪组的CO2含量。松坎组气体同位素δ13C1值在-33.2‰^-33.9‰,均值为-33.5‰;δ13C2值在-36.5‰^-37.0‰,均值为-36.8‰;δDCH4值在-145.8‰^-156.6‰,均值为-150.0‰;该组干酪根碳同位素值在-32.9‰^-32.6‰,均值为-32.75‰。结合CO2示踪天然气运移理论、天然气干燥系数以及气源对比特征,说明安页1井松坎组地层中的天然气主要来源于本层泥页岩热裂解生成的页岩气。

琼东南盆地Ⅱ号断裂带新生界多期热流体活动与天然气运聚特征

运用流体包裹体、有机地球化学分析和压力模拟手段,综合研究了琼东南盆地东部Ⅱ号断裂带新生界多期热流体活动及天然气运聚特征。研究结果表明:(1)琼东南盆地东部Ⅱ号断裂带BX19-2构造天然气主要为烃气和CO_(2),烃气为煤型气和油型气的混合气,但不同气层中天然气组分含量差异较大,浅部三亚组气层为相对高含量的烃气(体积分数为83.93%)和低含量的有机成因CO_(2)(体积分数为7.11%);较深部的陵水组气层为含量相对较低的烃气(体积分数为16.10%~76.63%)和含量相对较高的幔源CO_(2)(体积分数为18.70%~81.56%)。(2)流体包裹体和岩石地球化学参数显示烃气运移与3期热流体活动相关,每期热流体的活动深度及引起的热异常程度均存在一定差异。3期含烃热流体活动的时间分别为中新世晚期(约8.8 Ma)、上新世(约4.5~4.1 Ma)和第四纪(约1.1~0.1 Ma)。(3)热流体是以断裂为主要通道发生垂向高效快速充注。来自宝岛凹陷深部的幔源CO_(2)在上新世晚期—第四纪(约2.2~0.5 Ma)发生充注,并驱替了陵水组储层的烃气。因此,宝岛凹陷Ⅱ号断裂带附近的圈闭可能具有钻遇高CO_(2)含量的风险。

封面故事：天然气田封存CO2的机制

减少人为产生CO2对气候影响的多种选择方案之一是，将来自发电厂和其他工业源头的排放物埋掉。但埋藏方法有多安全、效率有多高？一个埋藏地点的设计及长期可行性关键取决于CO2是怎样存放的和在哪里存放的。天然气田能在千年时间尺度上对人为产生的CO2进行安全的地质存放，而现在，利用惰性气体和碳同位素示踪剂所作的一项研究，对在北美、中国和欧洲9个天然气田的CO2清除中所涉及的过程完成了定性。该研究发现，居主导地位的CO2汇是地层水中的溶解，而碳酸盐矿中的固定作用只扮演一个小角色。这表明，CO2废弃物在类似地质系统中的长期存放模型需要将水中所溶CO2的潜在流动性考虑进去。

地球化学指标示踪天然气运移机理及有效性分析——以川西坳陷侏罗系天然气为例

对常用天然气运移示踪指标示踪天然气运移机理进行了分析,并以川西坳陷侏罗系天然气为例,对不同指标示踪天然气运移有效性进行了探讨。结果表明,CH4含量、N2含量、芳烃/烷烃值在不同相态的运移过程中均有较好的示踪能力,是较为有效的天然气运移示踪指标,而CO2含量与iC4/nC4值示踪效果相对较差。CH4含量在不同的运移相态下,均随运移距离的增加而增加,是最有效的天然气运移方向示踪指标。N2含量、芳烃/烷烃值在不同的运移相态下均有不同的变化规律,选择这2个指标时应充分考虑天然气的运移相态。若已知天然气运移相态,就可依据这2个指标能确定天然气的运移方向;若已知天然气运移方向,则可据这2个指标确定天然气的运移相态。当天然气中CO2含量受碳酸盐矿物影响较大时,CO2可能失去示踪天然气运移的功能。iC4/nC4值能否示踪天然气运移及其示踪机理均存在较多争议,选择该指标示踪天然气运移应慎重。

水溶—释放作用对气藏形成的影响——以克拉2气田为例

以克拉 2气田为例 ,讨论了天然气在地层水中溶解—释放作用对气藏形成的影响 ,估算了因地层抬升所导致的水溶气释放为游离气的量 ,分析了影响水溶气与气藏中游离气组分分馏的主要因素。研究表明 ,天然气在地层水中的溶解—释放作用对克拉 2气田天然气组分分馏起重要的作用 ,主要表现为 :①在地层沉降和抬升过程中 ,由于地层温度、压力的变化 ,地层水选择性溶解和释放天然气组分 ;②在大规模水平挤压过程中 ,C2 + 烃类气体随着边底水的迁移而流失 ;③地层异常高压导致大量C2+ 烃类溶解于地层水中 ,致使气藏中甲烷相对富集。此外 ,水溶气释放对克拉 2气田异常高压的形成也有一定的贡献作用。文章还通过天然气在水中溶解—释放模拟试验 ,分析了甲烷气体在地层水中因压力变化而释放的过程中碳同位素分馏状况。总结了克拉 2气藏水溶气成藏过程及其成藏模式。

克拉2气田天然气的运移和聚集

以含油气系统理论为指导,采用了大量的油气地球化学证据,并结合构造演化史和储层演化史。对克拉2气田天然气的充注历史从动态的研究角度进行了分析阐述,得出克拉2气田之所以能够形成我国陆上最大的气藏是捕集到了烃源岩主要生气阶段生成的天然气的结论.而晚期干酪根裂解气的充注对克拉2气田的形成意义不大,并提出早期宽缓背斜中主要生气阶段生成的天然气的聚集,是后期天然气再转移富集并形成大型气藏的必要条件.最新研究表明,在库车拗陷的大北1气田、依南2气田、吐孜洛克气田和迪那2气田的天然气的充注,都与早期宽缓背斜中天然气的聚集、后期天然气再转移富集有关。

库车坳陷克拉2气田超压成因研究

物理实验模拟是研究油气运移和聚集的重要手段和方法。而天然气物理模拟实验则是一个研究相对不足而又非常重要的领域,它的操作和完善可以大大促进中国西部天然气勘探,直接影响着西气东输的国策。本文正是涉及这个领域,选取库车坳陷克拉2气田作为研究对象,模拟了其成藏模式,对其超压的特性进行了研究,认为构造挤压和充气增压是引起克拉2气田超压的主要原因,而充气增压的具体机制则是多级补给,也就是下部的冲起构造作为供源为上部的克拉2构造供气,促使其丰度和压力都升高。

准噶尔盆地南缘天然气中N_2地球化学特征及成因分析

通过统计分析准噶尔盆地南缘155个天然气样品组分和碳同位素数据,发现天然气中的N2主要富集在新近系沙湾组、古近系紫泥泉子组和北天山山前的浅部地层中。天然气组分和碳同位素表明,N2和烃类气体为同源生成,均来自有机质处于高—过成熟阶段的侏罗系煤系地层,没有大气渗入和岩浆—火山气体的混入。N2含量与储层年龄和地层埋深有关,随着地层由老到新,埋藏由深至浅,N2逐渐富集。高含氮天然气主要受运移作用控制,是天然气垂向运移的结果,新地层和北天山山前浅部地层中赋存的天然气受到微生物降解。

断层静止期垂向封气性评价标准的物理模拟实验及其应用

为了建立静止时期断层垂向封气性评价标准,利用物理模拟实验结果,建立了断层静止期天然气沿断裂带运移速度与粘土含量之间的变化关系,根据此关系确定出了静止期断裂带在不同条件下封闭天然气所需泥质含量下限值。利用断移地层岩性及断距预测了断裂带中泥质含量。通过断裂带泥质含量与断裂带封闭天然气所需泥质含量下限值的比较,建立了一种静止时期断层垂向封气性的研究方法。并将其应用于库车坳陷克拉2气田F1断层垂向封气性的研究中,评价结果与F1断层对天然气所起作用的实际作用相符,表明该方法用于断层垂向封气性评价是可行的。

天然气中丁烷地球化学特征及应用

在分析内因(有机质类型、有机质成熟度)与外因(生物降解、运移)对天然气中丁烷地球化学特征影响的基础上,探讨了丁烷在天然气研究中的应用。首先明确了内因、外因对丁烷地球化学特征的影响:腐殖型有机质生成的煤型气iC_4/nC_4值、δ^(13)C_4值均高于腐泥型有机质生成的油型气;iC_4/nC_4值随成熟度增加而降低,且在成熟阶段快速降低、进入高成熟阶段后缓慢降低;微生物降解会使得天然气中iC_4/nC_4值增大,且降解作用越强iC_4/nC_4值越大。而目前有关运移是否会影响iC_4/nC_4值及如何影响iC_4/nC_4值还存在较大争议。发现丁烷在天然气生物降解、天然气成因、天然气成熟度等研究中都有较好的应用:iC_4/nC_4值能有效判识天然气是否发生生物降解,生物降解气iC_4/nC_4值大于2、普遍大于3,iC_4/nC_4值大于3可以判定天然气发生生物降解,未降解气iC_4/nC_4值小于3、普遍小于2,iC_4/nC_4值小于2可以判定天然气未发生生物降解;iC_4/nC_4值、δ^(13)C_4值均能有效判识受外因影响较小天然气的成因,其判别标准分别为油型气iC_4/nC_4值小于0.8、煤型气iC_4/nC_4值大于0.8与油型气δ^(13)C_4值小于-26‰、煤型气δ^(13)C_4值大于-26‰;iC_4/nC_4值对天然气成熟度判识也有重要作用。iC_4/nC_4值示踪天然气运移存在多解性,其有效性也明显不如其他指标,应慎重选择其示踪天然气运移。

四川盆地西部致密砂岩气来源及运移地球化学示踪

通过典型钻井天然气组分、轻烃、碳同位素以及烃源岩抽提轻烃的系统测试,研究了四川盆地西部致密砂岩气的成因类型和来源。研究表明,研究区致密砂岩气以煤型气为主,须二段(T_(3)x^(2))存在部分混合气。天然气来源具有下生上储的特征,其中须二段(T_(3)x^(2))天然气主要来源于须二段(T_(3)x^(2))自身的烃源岩以及下伏小塘子-马鞍塘组(T_(3)m+t)烃源岩,须四段(T_(3)x^(4))天然气主要来源于须三段(T_(3)x^(3))烃源岩,天然气运移距离短;而侏罗系天然气则主要来源于下伏须五段(T3x5)烃源岩以及须家河组早期气藏的贡献,天然气运移距离长。在此基础上,优选了3组9类天然气运移地球化学指标,分别为:(1)天然气运移方向和距离指标为甲烷含量[W(CH4)]、乙烷含量[W(C_(2)H6)]、非烃含量[W(CO2)],[W(N2)]、甲烷碳同位素(δ^(13)C_(1));(2)天然气运移相态指标为苯/正己烷、苯/环己烷;(3)天然气运移通道指标为iC_(4)/n C_(4)和i C_(5)/n C_(5)。对研究区陆相天然气的运移进行了示踪,明确了研究区致密砂岩气的运移方向、运移相态以及运移通道。结果表明:研究区上侏罗统天然气主要由下部须家河组天然气沿高速优势通道窜层渗流运移而来,断裂是其最重要的运移通道;中侏罗统部分天然气由须家河组气源沿高速运移通道运移而来,而部分天然气为下部气源以水溶相的方式运移聚集成藏;须四段(T_(3)x^(4))天然气成藏时,储层相对致密,运移通道发育不佳,天然气以扩散相短距离运移为主;须二段(T_(3)x^(2))天然气主要通过断裂及其伴生裂缝以游离相和水溶相短距离运移为主。