新场地区上三叠统须五段陆相页岩层系非常规天然气特征与成因

除下古生界海相页岩具有页岩气开采的价值外,四川盆地陆相领域页岩层序也非常发育;其中川西坳陷须五段获得突破,但其非常规天然气地球化学特征十分复杂、成因类型多样,开展非常规天然气特征和成因的研究对于有效的认识四川盆地陆相页岩的勘探开发前景具有重要意义。在对川西坳陷上三叠统须五段陆相页岩层序天然气组分和同位素特征分析的基础上,结合该区实际地质条件的分析,研究了天然气的成因类型、天然气成熟度和天然气的赋存状态。结果表明:须五段天然气主要为烃类气体,甲烷含量、干燥系数变化大;但平均值较低,烷烃同位素具有δ13C1δ13C2δ13C3δ13C4的正常序列分布特点;但甲烷碳同位素值(δ13C1)变化大,在-44.4‰~-27.1‰之间;乙烷碳同位素值明显偏轻,介于-28.1‰~-22.9‰之间。须五段天然气为典型煤型气,具有成熟-中等成熟阶段热成因气的特征;天然气为吸附气与游离气的混合气体,但以吸附气为主,在生产过程中,由于同位素的分馏效应,导致天然气甲烷碳同位素偏重。     

川东飞仙关组烷烃气碳同位素特征与成因分析

飞仙关组作为川东主力气层,陆续已经发现了普光、毛坝、东岳寨、渡口河等一系列大中型气藏,展示了极其重要的战略地位。目前常规的组成分析方法已经不能满足该层天然气类型及成因的判别要求。通过分析烷烃气碳同位素特征,判识天然气类型、分析其成因机制。实验分析显示部分样品C_1~C_3烷烃气的碳同位素比值呈δ~(13)C_1δ~(13)C_2δ~(13)C_3分布(倒转),显示为多源、多期天然气混入。同时根据C_1/C_2+C_3与δ~(13)C_1及ln(C_1/C_2)与In(C_2/C_3)的值域变化特征,最终判断川东大多气藏以原油裂解气为主,混入一定的煤型气。川东飞仙关组古油藏于晚侏罗世沉积期,其埋藏深度介于5 300~8 200 m之间,油藏温度普遍超过150℃,油发生热裂解,生成烷烃气及沥青,持续时间大于30 Ma。     

米仓山-汉南隆起牛蹄塘组页岩稳定碳同位素组成及其意义

利用牛蹄塘组暗色泥页岩样品进行有机碳同位素(δ~(13)C_(org))、无机碳同位素(δ~(13)C_(carb))、氧同位素(δ~(18)O)、总有机碳(TOC)、微量元素测定,分析米仓山-汉南隆起区早寒武世古海洋环境及其与页岩有机质生产的关系。基于原始海洋巨大溶解有机碳库(DOC)和海洋分层理论,结合不同古海洋微生物种属碳分馏特征,描述米仓山-汉南隆起区早寒武世古海洋环境和有机质生产模式。结果表明:研究区牛蹄塘组页岩中获取的碳氧同位素具有良好的原始性,对研究区古海洋环境具有良好的指示意义;δ~(13)C_(org)明显富集轻碳同位素(~(12)C)显示强烈的负异常,分布在-34.032‰～-29.537‰,属于L型无定形有机质,且更富集轻碳同位素;δ~(13)C_(carb)明显富集重碳同位素(~(13)C),分布在-1.21‰～3.64‰;氧同位素δ~(18)O分布在-8.94‰～-3.5‰;研究区南北部碳氧同位素空间分布具有差异性,与南部西河乡剖面相比,北部宁强铁锁关和两河村剖面的碳同位素具较高的δ~(13)C_(org),偏正的δ~(13)C_(carb)和高的δ~(13)C_(carb-org),且δ~(13)C_(carb)与δ~(13)C_(org)呈明显的解耦关系而与δ~(13)C_(carb-org)线性相关;牛蹄塘组页岩碳氧同位素组成取决于海侵过程中藻类、化能自养、甲烷细菌、甲烷氧化菌等特殊的古海洋微生物种属分布或活动强度与上升洋流、海洋分层的有机结合。     

塔里木盆地塔东英南2气藏气源分析

英南2凝析气藏天然气属富氮湿气,烃类气体体积分数一般为78.86%~87.67%;甲烷68.92%~76.67%,重烃气体为9.17%~14.01%,非烃气体氮气为13.89%~21.07%,甲烷和乙烷的碳同位素分别为-38.6‰~-36.2‰和-30.9‰~-34.7‰.根据天然气组分、天然气碳同位素的特征,认为英南2凝析气藏的天然气来源于高过成熟的下古生界海相寒武系—下奥陶统腐泥型干酪根形成的原油裂解气,同时应用ln(C2/C3)-ln(C1/C2)及δ13C2-δ13C3与ln(C2/C3)判识模式也印证了英南2气藏气源为原油裂解气,气藏凝析油中存在高含量的金刚烷,指示原油经历了裂解,裂解程度为80%~90%.     

鄂尔多斯盆地延长探区页岩气

通过对中生界页岩气、中生界浅层气、上古生界天然气和周边盆地的生物成因气等多种成因气的地球化学特征(包括组分和碳同位素)对比,探讨鄂尔多斯盆地中生界页岩气的成因.鄂尔多斯盆地中生界页岩气甲烷体积分数为46.08%~94.56%,重烃体积分数为2.86%~37.61%,甲烷碳同位素为-52.0‰~-46.4‰.通过天然气组分及碳同位素对比分析,确定鄂尔多斯盆地延长组页岩气的成因既不是来自上古生界煤型气,也不是生物成因气,而是和盆地浅层气地球化学特征相似,属于偏腐泥型源岩热解形成的原油伴生气,源岩为延长组腐泥型烃源岩.考虑到热演化成熟度特征,认为吴旗—庆阳—富县一带中生界烃源岩热演化程度高,为页岩气勘探有利区.     

廉州湾红树林大型底栖动物食物来源研究

【目的】了解可能性食物源对红树林大型底栖动物的贡献率。【方法】利用碳氮稳定同位素技术,对广西廉州湾红树林大型底栖动物及可能性食物源的碳、氮同位素比值(δ~(13) C值、δ~(15) N值)进行分析,并通过贝叶斯稳定同位素混合模型,估算不同食物源对大型底栖动物的贡献率。【结果】大型底栖动物的δ~(13) C值为-23.37‰~-18.09‰,δ~(15) N值为6.59‰~17.00‰,δ~(13) C值、δ~(15) N值的变化范围较大,表明大型底栖动物食物来源较为复杂多样。7种可能性食物源的δ~(13) C值为-29.09‰~-21.53‰,δ~(15) N值为6.85‰~15.67‰,其中红树植物的δ~(13) C值最为贫化。大型底栖动物的营养级别均小于3,表明它们基本属于初级消费者。SIAR混合模型计算结果显示,颗粒有机物(POM)对大型底栖动物有较高的贡献率,其次为表层沉积物(SOM),大型藻类、附生植物的贡献率较低,红树植物叶片、落叶、树皮对大型底栖动物的贡献率最低。【结论】POM、SOM是广西廉州湾红树林大型底栖动物重要的食物源,红树植物不是大型底栖动物碳的主要来源。     

湖南羊角脑铀矿床碳氧同位素地球化学研究

羊角脑铀矿床是鹿井矿田南部的一个中型矿床,该矿床矿体主要受断裂破碎带控制,碳酸盐化与铀矿化关系密切。对羊角脑铀矿床不同期次的方解石脉进行碳氧同位素分析。该矿床成矿早期、成矿期、成矿晚期都发育方解石脉,从成矿早期→成矿期→成矿晚期,方解石的δ~(13)C_(PDB)值有明显降低的趋势,而δ~(18)O_(SMOW)值成矿早期最低,成矿期与成矿晚期方解石的δ~(18)O_(SMOW)值变化范围与平均值相似。羊角脑矿床成矿早期方解石δ~(13)C_(PDB)介于-5.0‰~-6.4‰,平均值为-5.8‰,与幔源CO_2的碳同位素变化范围与平均值相似,而成矿期与成矿晚期由于CO_2发生脱气作用引起的同位素分馏而降低,表明该矿床成矿流体中的碳来自地幔去气作用,方解石的δ~(13)C-δ~(18)O组成呈负相关关系,进一步证实羊角脑铀矿床成矿流体中CO_2矿化剂是地幔去气作用形成。     

油伴生CO2气的成因及其石油地质意义

以松辽盆地南部油伴生CO2气为研究对象,通过组分分析及碳、氧及氮同位素分析,结合中国已有伴生CO2气的含量及同位素数据,研究油伴生CO2气的成因及其意义.结果表明:中国油伴生气中CO2的含量为0～99.53%,大部分在5%以下;油伴生CO2气的δ13 CcO2值为-15.91‰+6.49‰,集中分布于-13‰～ -4‰,以无机成因气为主;松辽盆地南部油伴生CO2气的含量为1.43% ～54.22%,δ13CcO2值为-5.32‰～ -6.76‰,为幔源-岩浆成因;幔源-岩浆成因油伴生CO2气与气藏中的CO2气成因一致,注入时间一般晚于油气大规模充注时间,CO2充注驱油普遍存在;在幔源-岩浆CO2与油气混合成藏地区(如松辽盆地南部)寻找幔源-岩浆CO2充注驱油成因的次生油气藏将是一个新的勘探思路.     

原油厌氧微生物降解特征分析

为了研究原油厌氧微生物降解形成的原油组分和伴生气特征,在亨盖特厌氧微生物操作平台上,利用厌氧降解菌群对胜利油田两种稀油进行模拟降解研究。结果表明:稀油经过微生物厌氧降解具有稠化的趋势,伴随降解产生CH_4和少量CO_2,降解248 d每克原油能够产3.0 mmol CH_4,补充矿物质营养后每克原油(滨76)产CH_4达到6.4 mmol。不同原油降解产生的气体碳同位素存在显著差异,义141原油所产气体CH_4中13C同位素比值偏差(δ(13C))分布为-4.636%~-4.527%,CO_2的δ(13C)分布为0.424%~0.850%;而滨76原油降解所产气体CH_4的δ(13C)分布为-4.983%~-4.853%,CO_2的δ(13C)分布为0.254%~0.465%,碳同位素相对值差异性是由原油自身碳同位素组成差异性所导致。两种原油的饱和烃组分均被显著降解,最高由初始的72.77%下降到44.0%,但两种原油的胆甾烷等生物标志物在降解前后无显著变化,表明原油仍处于轻度生物降解阶段。室内模拟研究揭示的原油厌氧微生物降解过程的油气特征可为生物成因的稠油及伴生气的勘探开发提供重要理论指导。     

江西永平铜矿含矿方解石C-O同位素研究

江西永平铜矿床是位于钦-杭金属成矿带东端的一个大型铜矿床,其成因类型长期存在较大争议。通过对永平铜矿床后成矿阶段含矿方解石进行C-O同位素及XRD测试。结果表明,方解石C-O同位素组成相对均一,其δ~(13)C_(PDB)值为-2.7‰～-3.8‰,平均值-3.3‰;δ~(18)O_(SMOW)值为16.4‰～17.9‰,平均值为17.2‰。该结果说明永平铜矿床后成矿阶段的碳来自于深部原生碳酸岩或幔源碳酸岩,海相碳酸盐岩几乎无贡献;氧同位素结果显示其可能经历了原生碳酸岩或幔源碳酸岩与硅酸盐岩高温交换作用。永平铜矿床为矽卡岩型矿床,成矿阶段石英+方解石±硫化物脉形成的温度为122℃左右。本研究成果为永平铜矿床的成因和后成矿阶段演化的流体特征提供了新的制约。     

量子理想气体热力学性质的普遍性讨论

本文讨论由能谱关系为ε=αp~δ的粒子组成的n维理想气体的热力学性质,并引入广义积分Ⅰ(z,ξ;a),将非相对论性和极端相对论性的玻耳兹曼气体、费米气体和玻色气体的性质进行统一的论证分析。     

阜新王营井田浅成气的成藏与岩浆活动

王营井田是产气率较低，裂隙又很不发育的长焰煤井田，但该井田却很有成为很具有开发价值的煤成气田。本文从该井田的地质特征－成煤期后有剧烈的岩浆活动这一现象出发，依据井下瓦斯突出及矿井抽放瓦斯的实际资料，同时运用煤成气的生成、储藏、运移理论，科学分析了该井田能产出大量煤成气的原因－即岩墙、岩床不但提高了长焰煤的产气率，而且也造就了煤成气的储运场所和运移通道。从而得出了岩浆活动是促成浅产质煤能成为可资开发的煤成气田的重要因素这一结论。     

浅谈煤层瓦斯生成和聚集的规律

介绍了煤层变质演化的因素,论述了煤层生烃时间及生烃量,探讨了煤层瓦斯聚集的一般规律。     

注气速度对空气泡沫防气窜性能影响的实验研究

通过岩心渗流物模实验,采用气液同注方式,对不同注气速度条件下空气泡沫防气窜能力进行了实验研究。实验测量了岩心两端注入压差随注气速度增长的变化值,对比了含聚泡沫和无聚泡沫防气窜能力,得出在注气速度一定的情况下,含聚泡沫的注入压差明显高于无聚泡沫,且含聚泡沫能在更高的注气速度条件下防气窜,并且界定了气窜发生的临界注气速度。     

综采工作面瓦斯治理分析

分析了综采工作面瓦斯涌出的特征和在各种通风系统下瓦斯涌出情况，提出了改进工作面通风系统和瓦斯抽放两种综采工作面瓦斯治理技术方案。     

煤层瓦斯含量及煤与瓦斯突出机理探讨

本文以实验为基础,研究了气体的吸附性和瓦斯含量间的关系,煤质和瓦斯含量间的关系,煤的孔隙率和瓦斯含量间的关系,以及突出煤层和非突出煤层瓦斯含量间的差别,并在此基础上探讨了煤和瓦斯突出机理.     

泥页岩对不同赋存状态页岩气的容烃能力定量表征—以伊通盆地双阳组为例*

由于页岩气在泥页岩储层中以多种方式赋存,在开展页岩气资源评价时,需定量表征泥页岩对不同赋存状态页岩气的容烃能力。基于泥页岩等温吸附试验,评价不同丰度、不同成熟度泥页岩的吸附气能力;并通过温、压校正转换至任一温度、任一压力下泥页岩的吸附气能力。借助Vasquez-Beggs模型,评价地质条件下油溶气能力,分析页岩气中不同赋存状态下页岩气含量的比例关系,推算出游离气量。研究表明,在压力达到一定后,泥页岩最大吸附能力主要受到有机质含量的制约;而油溶气量除了受到温、压和原油数量的影响外,气在原油中的溶解度同样至关重要。从伊通盆地评价结果来看,双阳组页岩气最多可达到5 703.74亿m3,其中主要吸附态赋存于泥页岩储层中,其次为游离态页岩气,油溶气量较少,仅为165.54亿m3。     

成贵铁路有害气体地质特征及分布规律研究

成都至贵阳高速铁路途经三个地貌单元,工程地质问题极为突出,线路工程所经区域有害气体不良地质极发育,主要类型为气田气、煤层气两大类,分布范围广泛,受其影响全线不同区段共有117座瓦斯隧道,为铁路建设史上之最。有害气体严重威胁着铁路工程的施工及运营安全,因此研究成贵铁路不同类型有害气体的地质特征及分布规律,对有害气体的防治具有重要意义。根据对铁路沿线区域地貌单元、大地构造背景、地层特性、储气构造、有害气体类型的地质分析,结合综合勘探、气体测试等验证,总结出成贵铁路工程有害气体发育的地质特征;基本查明气田气、煤层气的分布范围及分区规律,划分了隧道瓦斯等级,可供类似工程建设借鉴。     

页岩气藏游离气量和解吸气量计算方法研究

页岩气藏中天然气赋存形式不仅包括游离形式,还有吸附形式。对于页岩气藏,准确识别气藏中两种气体状态的相对多少,对认识气藏开发动态具有重要意义。常规岩心实验认识气藏赋存特征不仅成本较高,而且操作繁琐,误差难以控制。为此,根据物质平衡原理,分别建立了页岩单纯介质定容气藏、页岩单纯介质封闭气藏和页岩双重介质封闭气藏的物质平衡方程,并结合页岩气藏的生产特点,提出了页岩气藏游离气量和解吸气量的计算方法,最后进行了计算实例分析。该方法避免了模拟实验的繁琐和误差,简单实用,是页岩气藏动态分析的有效手段。     

中国天然气资源研究

在大量统计数据的基础上,对中国天然气资源从类型、富集程度、分布特征等方面进行了研究。首先,中国常规天然气储量探明史可大致分为4个阶段,储量增长上了3个台阶,集中分布于六大盆地;其次,常规天然气资源,主要分布在中部、西北部和海域,其特点为:时代分布老、丰度低、探明程度低、潜力大;第三,中国煤层气资源量,主要富集在东部、中部和西北部;第四,致密砂岩气有一般致密砂岩气和深盆气两种赋存形式,中国许多盆地具备形成深盆气的条件,也有较大的资源潜力;第五,中国海域的南海和东海,陆地的青藏高原和东北北部可能富含天然气水合物;第六,中国众多含油气盆地的地层水,蕴藏着十分丰富的水溶气资源;最后,泥页岩气、深源气、二氧化碳气和硫化氢气也是不可忽视的资源,具有较大的资源潜力。