地层条件下天然气扩散过程中地球化学组分变化的模拟实验研究

采用固体样品,实验模拟了地层条件下(8MPa,70℃)气藏天然气在扩散过程中的地球化学变化特征。模拟实验结果研究表明:a)随着天然气扩散作用的进行,气藏气中甲烷的相对百分含量逐渐减少,而乙烷和丙烷的相对含量相应地增大;扩散气与气藏气存在类似的组分变化趋势,但扩散气中甲烷的相对百分含量高于同一时间气藏气中甲烷的相对百分含量,而乙烷及丙烷的相对百分含量低于气藏气中乙烷和丙烷的相应值,这些都是地层色层效应的具体体现;b)同一时间气藏气中正丁烷的相对百分含量高于扩散气中正丁烷的相对百分含量,而异丁烷的相对百分含量低于扩散气中异丁烷的相应值,这也是地层色层效应的结果;c)C1/(C2+C3)和iC4/nC4可作为天然气运移的地球化学指标;d)气藏气和扩散气组分百分含量与气体扩散比例之间分别存在对数线性相关关系和二次函数相关关系,这种函数关系可为应用模拟实验结果计算气藏扩散量,评价气藏天然气资源前景,探讨天然气在扩散过程中的组分变化以及预测同源不同层天然气藏资源量提供启示。

川西南碳酸盐岩储层流体包裹体气体地球化学研究

采用真空磁力破碎包裹体与质谱计在线连接的方法 ,分析了四川盆地西南威远气田、资阳气田和隆昌气田不同时代碳酸盐岩储层中流体包裹体的化学成分和碳同位素组成 ,并结合储层地质特征 ,研究了储层流体的来源。研究表明 :流体包裹体气体成分主要以CH4和CO2 为主 ,不同时代的储层原岩流体包裹体的成分明显不同 ,同一时代储层原岩及次生脉体中气体的含量变化不一。二叠系储层原岩流体包裹体气体成分以甲烷为主 ,CH4含量一般在80 %以上 ,而震旦系储层原岩则以CO2 为主 ,CO2 含量大于 6 0 %。震旦系储层沥青脉中的包裹体CH4含量最低 ,储层原岩包裹体CH4含量次之 ,次生白云岩及方解石脉体中的包裹体CH4的含量均大于前两者 ;而CO2 的含量却刚好于此相反。依据储层原岩、次生矿物脉体和沥青脉中包裹体CH4和CO2 碳同位素组成的变化 ,讨论了二叠系 (P 3 12A、P 3 12B)和震旦系 (Z4、Z3 、Z2 )

稀有气体同位素地球化学研究进展

火山玻璃及地幔包体中的稀有气体是地内信息的有效示踪剂 ,对其研究对追溯岩浆起源、探讨地幔特征与结构等具有重要意义。在此对稀有气体同位素地球化学研究现状、稀有气体在不同构造环境中的表现及其在岩浆起源、成因、地幔结构等方面的探讨 ,以及对稀有气体在油气、金属矿体、地表水体、测年。

塔里木盆地石炭系烃源岩热模拟实验地球化学研究──Ⅰ.气态和液态产物的产率及演化特征

对塔里木盆地石炭系低成熟的泥岩和灰岩生油岩进行了热模拟实验研究。结果表明，气态烃产量随热模拟温度升高呈增加趋势，400℃时开始急剧增加，并且泥岩增加的速度要高于灰岩；气态烃中甲烷、乙烷和氢气组分的产率在400℃时达最大值；甲烷的碳同位素较重，为-37.5‰—-34.0‰；液态烃产率的高峰温度是，泥岩为300℃，灰岩则为350℃，表明灰岩生油高峰滞后。这些资料反映了石炭系泥岩和灰岩具有不同的油气生成演化过程，在生油岩成熟度较低的地区，泥岩生烃无疑是重要的；石炭系烃源岩生成的天然气具有重的碳同位素组成。

我国80年代气体地球化学研究

本文综述了近十年我国气体地球化学研究的成果。天然气地球化学是其中最主要的领域,在成因类型及综合判识、气源对比方面取得了较大成就。其中煤型气综合判识、生物—热催化过渡带的理论有重要学术和实践意义。稀有和非烃气体研究也有较快进展。沉积壳层幔源氦工业储集的发现属世界前例。腾冲地热区深源甲烷的探讨、大气CO_2浓度及碳、氧同位素研究、煤矿CO_2突出及其成因、地震灾害预防预报的气体地球化学研究等都进行了有益的探索。

石羊河流域地下水地球化学特征演化的计算机模拟研究

通过对石羊河流域地下水化学特征的计算机模拟研究表明:武威盆地的部分地区及红崖山水库是白云石和方解石的溶解区,民勤盆地则是白云石和方解石的沉淀区,蒸发浓缩作用是控制这一过程的主要因素。影响武威盆地地下水化学特征的诸因素中降雨起主导作用,而民勤盆地蒸发浓缩起主导作用。SO2-3比值的上升4/HCO-标志着研究区地下水化学类型由重碳酸盐型向硫酸盐型转化,水质正在不断恶化。

流体包裹体在油气地质地球化学中的应用

流体包裹体研究是油气形成和成藏定量化研究的重要手段。本文总结了油气藏中流体包裹体的地质地球化学意义及其在石油、天然气研究中的应用 ,探讨了烃源岩和储层流体包裹体在确定源岩演化、沉积环境、有机母质类型、成熟度、油气运移充填期次等方面的应用 ,指出目前流体包裹体油气地球化学研究应关注的几个前沿方向 :1在流体包裹体分析实验技术中 ,单个包裹体分析技术在油气地质定量化研究中具有重要的作用 ;2通过有机包裹体自然剖面与模拟实验对比研究烃类流体运移分馏 ,为建立油气成藏过程地球化学示踪指标提供基础参数 ;3通过储层中不同期次有机包裹体的化学组成、同位素组成、生物标志化合物与圈闭中已经聚集成藏的油气地球化学特征的对比研究 ,确定圈闭中油气的成因、来源和充填过程 ;4有机包裹体成烃作用研究为碳酸盐岩生烃和深层油气成因理论提供依据 ;这些方向的研究成果为深化油气理论、提高勘探水平具有重要意义。

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。

中国东部新生代碱性玄武岩中的流体组成及其碳、氧同位素地球化学特征

利用热分解质谱法测定了中国东部新生代碱性玄武岩中流体挥发分的组成，并对不同温度段释放出的CO2气体测定了C、O同位素值。流体组成和CO2的C、O同位素值表明中国东部上地幔源区的不均一性，与其中所含幔源岩捕虏体相比，碱性玄武岩浆发育在相对氧化的环境中，并有外来流体组分的加入。

柴达木盆地第三系生物气的地质地球化学证据

柴达木盆地中广泛分布的第三系能否生成生物气并构成商业气田的问题一直悬而未决。2001年6月20日,在柴达木盆地伊深1井1319.0～1322.5m第三系首次发现了天然气商业气藏。经分析,该井天然气烃类气体中以甲烷占绝对优势,为98.01％;重烃含量极低,仅为0.17％;C1/C1-5高达0.998;δ13C1非常轻,为-67.3‰,是典型生物气的特征。天然气40Ar/36Ar为318.0,说明其气源岩年代较新,可能为第三纪或第四纪。结合天然气地质条件认为,该井天然气应为第三系自生自储的生物气。这一认识对进一步深入探讨柴达木盆地生物气形成机制和成藏规律,扩大天然气资源量,拓展天然气勘探新领域具有重要意义。图1表2参11（张晓宝摘）

酒西坳陷青西凹陷富油的地质—地球化学因素分析

青西凹陷下白垩统暗色半深湖相—深湖相的泥岩、白云质泥岩和泥质白云岩为研究区主力烃源岩 ,其沉积时为整体上处于封闭—半封闭强还原—还原环境的断陷湖泊 ,有利于有机质的保存和转化 ,且烃源岩厚度占地层比例均大于 5 0 %以上 ,加之有机质类型以混合型为主、有机碳含量普遍大于 1% ,为油田形成提供了重要的物质基础。喜山期构造运动形成了许多挤压逆断层、剪切性断层和构造缝 ,造成地层和构造叠覆 ,为有机质成熟、运移和聚集提供了动力和空间 。

深部物质运动的气体地球化学特征

根据氦同位素地球化学资料讨论了中国东部和云南腾冲地区上地幔的脱气。尽管地球脱气作用主要发生在地球形成时的十亿年间，但是后期的脱气作用仍是影响大气圈演化的主要因素。在两种力学性质不同的构造带──中国东部大陆裂谷和位于欧亚板块与印度板块缝合带的腾冲火山区，采集了天然气样，并分析了气体组分和氦同位素组成，较高的￣３Ｈｅ／￣４Ｈｅ值和地质、地球物理资料表明天然气和温泉气中的氦相当一部分是来自上地幔。来自上地幔的氦和其他气体自第三纪以来不断在气藏中聚集或向大气中逃逸。伴有源于上地幔的岩浆活动的地幔脱气是深部物质运动的具体表现形式，它对新生代气候演变可能有直接影响。

天然气地球化学研究及有关问题探讨

从天然气成因、煤型气、生物—热催化过渡带气、碳同位素和稀有气体同位素等方面评述了我国天然气地球化学的研究成果。对研究中的一些问题提出了看法。

青海湖QH1孔晚全新世沉积物稀土元素地球化学与气候环境关系探讨

通过对青海湖QH1孔沉积物稀土元素丰度分布模式及稀土总量(REE)的分析结合沉积物中TOC含量粒度参数的变化特征探讨了稀土元素纵向变化与气候环境之间的关系. 结果表明青海湖沉积物中稀土元素总丰度值不高平均值为63mg/kg不包括Y左右. 总体上表现以半干旱的环境为主导化学风化作用相对微弱. 同时湖泊沉积物具有轻稀土相对富集缓右倾斜型CeEu基本上无明显异常的REE分布模式. 稀土元素与总有机碳TOC粒度之间存在较好的相关性. 分析表明沉积物中REE高值段指示暖湿气候环境REE低值段代表冷干气候环境. 根据稀土元素分布与沉积环境的关系重建了8500aBP以来青海湖区经历4次较大的暖湿-温干-暖偏湿-冷偏干的气候演化过程. 从而得出在高寒半干旱地区的青海湖沉积物中稀土元素对古气候变化具有良好的指示作用.

天然气地球化学数据的获取及应用

天然气地球化学研究已成为天然气藏勘探开发的重要基础工作。由于气源的混合性和天然气化学组成和同位素组成影响因素的多样性使得天然气藏的形成过程极为复杂 ,同时也给天然气地球化学研究带来了极大的困难和严格的要求 ,故而 ,获取精确的地球化学分析数据无论对科学研究还是对气藏的勘探开发来说都非常重要。不同成因的天然气类型和同一源岩不同演化阶段生成的天然气具有不同的化学组份和不同的稳定同位素特征。根据气体化学组份和稳定同位素特征可初步确定天然气的成因类型。在天然气类型确定后 ,利用天然气碳同位素与 Ro 之间的关系式可以确定天然气的成熟度。而系列碳同位素之间会存在差异 ,存在差异的原因可能是多种多样的。稀有气体可作为判识天然气来源的一个辅助指标 ,用此指标可鉴别天然气中是否有深部气体的混入。当确定天然气中无深部气体混入时 ,可利用4 0 Ar/ 36 Ar比值对烃源岩的年代做出初步的估算。应用地球化学参数在解释天然气形成特征时 。

辽河坳陷天然气中汞的成因及地球化学意义

汞是天然气中常见的非烃气态组分,含量变化范围很大。前人研究认为,天然气中的汞含量主要受气源岩母质类型影响,煤型气汞含量相对较高,油型气汞含量相对较低,因而将其作为判识天然气类型的一种地球化学指标。但在辽河坳陷,东部凹陷部分地区和西部凹陷油型气的汞含量(14.4～1930μg/m3)明显高于东部凹陷煤型气的汞含量(25.2～52.5μg/m3),同时其天然气比我国产自稳定克拉通盆地的天然气要异常富集汞。对此进行的研究表明:天然气(尤其是油型气)中汞含量明显受盆地构造背景和深部地质过程的影响,与源岩母质类型没有明显相关性;天然气中汞含量与稀有气体3He/4He比值具有明显的正相关关系,表明天然气中一部分汞可能是来自地球深部的挥发分或与深部地质过程有关。图2表1参6(王孝陵摘)

塔里木下寒武统富有机质沉积层段地球化学特征及意义

塔里木盆地寒武系下统玉尔吐斯组底部富有机质沉积层段分布广泛 ,层位稳定 ,其中的硅质岩发育 ,并伴有磷矿产出。硅质岩的Al(Al+Fe+Mn)和Si/ (Si+Al+Fe)比值分别在 0 .0 0 2 3～ 0 .0 0 4 6和 0 .96 5～ 0 .98之间 ,表明其形成于海底热水沉积环境 ,远离陆源区。富有机质沉积层段明显富集As、Hg、Pb、Zn、Cu、Co、P、V、Ba等微量元素 ,富集系数F(N) 远大于 1。Ba/Sr比值远远大于 1,与现代海底热水沉积物中的Ba/Sr比值相似 ,具有明显的海底热水沉积特征 ;Th/U和V/Sc比值显示其形成与海洋缺氧事件有关 ,而导致缺氧事件发生的主要原因则是海底火山作用及其与之相伴的海底热水流体活动。

我国凝析油的成因类型及其地球化学特征和意义

近十几年的勘探实际表明，在我国一些含油气盆地中，许多天然气藏均伴生一定量的凝析油（或轻质油）。按母质类型可将凝析油分为海相腐泥型有机质生成的凝析油、煤系地层腐殖质有机质生成的凝析油、陆相混合型有机质生成的凝析油。本文较详细地从成因机理上讨论了这三种不同成因凝析油的形成特点。海相腐泥型有机质一般在有机质热演化达到高成熟－过成熟阶段，由干酪根或早期形成的高分子液态烃热裂解才形成凝析油。煤系地层中腐殖型有机质从低成熟到过成熟各个阶段所生成的一定量的液态烃一般主要以凝析油的状态与天然气相伴生。陆相混合型有机质从低成熟到过成熟阶段也都可能形成凝析油。利用凝析油单体烃的组份特征，石蜡指数和庚烷值对我国主要含油气盆地凝析油的成熟度进行了计算，所得结果，大都与地质实际相吻合。研究表明我国凝析油成熟度的分布范围从低成熟到过成熟均有。三种不同成因的凝析油其地球化学特征具有一定差异，煤系地层腐殖型有机质形成的凝析油从组份来讲相对富含芳烃，其芳烃含量一般为１６．２～２３．５％，饱和烃／芳烃值为３．２～５．２，同时其姥鲛烷／植烷值相对较高，通常均大于３；而海相腐泥型有机质生成的凝析油则相对富含饱和烃，其饱／芳比值为１１．８～１８．２?

天然气中氮的地球化学特征

本文研究了天然气中氮的地球化学特征，并讨论了氮的成因。中国含油气盆地内绝大多数天然气的含氮量小于６％，测得天然气的δ１５Ｎ值分布在－５７‰和＋９５‰之间．多数在－２０‰＋２０‰的范围内。沉积盆地内天然气中的氮以分子形式被吸附于岩石的碎屑表面或以游离状态分布于岩石孔隙中。富氮天然气主要分布于深大断裂带或新生代岩浆活动地区。天然气的氮既有有机成因的，也有无机成因的。

“西气东输”探明天然气的地球化学特征及资源潜势

“西气东输”是西部大开发宏伟工程之一。第一期输气目标为 12 0× 10 8m3 。供气基地主要为西部四大盆地 ,特别是其中的塔里木盆地。塔里木盆地剩余可采储量 3397× 10 8m3 ,基本满足了第一期工程对资源储备的要求。但随着西气东输工程的完善和全国对天然气需求的增大 ,提供更充分的资源保证是地学工作者光荣而艰巨的任务。研究四大盆地主要大中型气田地球化学特征 ,对此有积极意义。研究表明 :塔里木盆地以几个前陆盆地的煤型气为主 ,四川盆地以川东为过成熟油型为主 ,鄂尔多斯盆地以台盆型煤型气和高—过熟油型与煤型复合气为主 ,柴达木盆地则以低演化煤型气为主。特别是前三个盆地 ,其资源潜势很大 ,都可能在短期内成为探明储量突破万亿立方米的大气区。它们不仅会为西气东输 ,而且将我国在今后 5至 15年间 ,天然气产能达 5 0 0× 10 8m3 和 10 0 0× 10 8m3