克拉2气田天然气地球化学特征与成藏过程

在克拉2气田大量的天然气组分和组分的碳同位素以及其他分析资料的基础上, 讨论了克拉2气田天然气的地球化学特征、来源、成因及成藏过程. 克拉2气田天然气组分偏“干”, 干燥系数近于1.0, 且碳同位素明显偏重, 如δ ¹³C₁均值为-27.36‰, δ ¹³C₂均值为-18.5‰. 综合分析认为, 库车油气系统腐殖型天然气主要来源于三叠和侏罗系烃源岩, 并且侏罗系烃源岩的贡献可能要大于三叠系. 克拉2天然气组分偏干、同位素偏重的主要原因是克拉2天然气为腐殖型烃源岩为主的晚期阶段聚集的产物, 同时也受异常高压的影响. 结合源岩生烃史和构造发育史, 可将克拉2气田的成藏概括为两次充注、两次调整(破坏)的形成过程, 即喜山早期油气充注、破坏过程和喜山晚期的天然气充注、调整过程.     

强超压储层天然气成藏条件

研究对比了克拉2大气田的成藏条件及中国南海大陆架上琼东南盆地崖21-1构造, 认为强超压储层的成藏条件(在其他成藏条件都具备的条件下)最重要的有两条：一是天然气充注与超压形成时间搭配;二是盖层质量. 如果天然气充注比超压形成时间早, 而且具有蒸发岩层优质盖层, 则易于形成气藏;如果相反则难于形成气藏.     

塔里木盆地海相成因天然气的两种聚集模式

塔里木盆地台盆区发现的和田河气田、轮古东气田、塔中气田属于海相成因天然气藏，气源来自寒武系烃源岩．模拟实验表明，滞留于烃源岩内的分散可溶有机质晚期裂解成气，是海相天然气的主要成因．分散可溶有机质裂解气通过两种方式聚集成藏，一种是在晚期构造运动强烈的断裂带上一次成藏，形成和田河典型的干气气藏气田；另一种是在轮南和塔中继承性隆起带上形成的凝析气藏，通过裂解气与原油的混合模拟实验证实，是由于这些隆起带上早期发生过大规模的原油聚集，晚期分散可溶有机质裂解气对古油藏充注混合后形成的．     

四川盆地普光大型气田油气充注与富集成藏的主控因素

以油气运移、聚集为主线，通过油气（藏）地球化学与综合地质的技术与方法，探讨了普光大型气田油气充注历史；结合该区构造．沉积演化历史，分析了油气成藏的主控因素．研究认为，普光气田天然气主要是煤成气和原油裂解气，主力烃源岩为上二叠统富含有机质的炭质泥岩和下志留统泥页岩．普光气田的形成经历了3次充注与调整过程；普光构造处于有利的古构造位置、发育优质的疏导体及有效保存条件是形成普光大型气田的主要控制因素．     

四川盆地川东北部飞仙关组高含硫化氢大型气田群气源探讨

近年来四川盆地川东北地区下三叠统飞仙关组发现了多个高含硫化氢的大型鲕粒岩气藏，天然气探明储量已超过5000×10^8m^3．由于该区烃源岩层数多且演化程度高，受到TSR的蚀变改造，因此气源一直难以确定．在天然气样品分析的基础上，综合分析油气地质、烃源岩的分布与演化、成藏充注与调整、以及天然气混合作用与次生蚀变等因素，认为飞仙关组气藏的主力气源是二叠系龙潭组烃源岩，其次是志留系龙马溪组烃源岩．由于圈闭形态与不同烃源岩生排烃时期的匹配差异，造成各气藏天然气成因的差异，其中，普光气田主要捕获了龙潭组烃源岩生成的天然气，混有志留系生成的原油裂解气，而渡口河、铁山坡、罗家寨等以志留系生成的原油裂解气为主，并混有龙潭组烃源岩生成的天然气．     

前陆盆地异常压力特征与天然气成藏模式

库车、准南和川西等前陆盆地普遍存在异常高压, 其异常高压的分布特点是：压力系数高, 分布范围和层序广; 异常高压分布层位与岩性密切相关; 异常高压分布与山前拗陷区密切相关. 库车和准南地区异常高压的形成既有不均衡压实成因又有构造挤压成因, 但在不同盆地和同一盆地不同地质时期, 各种因素所起的主导作用不同. 通过分析重点前陆盆地异常压力分布与气藏的关系及异常压力对气藏形成的影响作用, 建立了不同的天然气成藏模式：(1) 强烈构造活动使超压带内成藏(库车克拉2气田); (2) 浅部泄压、后期成藏模式(准南呼图壁气田); (3) 深部压力传递伴随天然气运移和聚集成藏(川西新场气田).     

塔里木盆地克拉通区油气藏形成主控因素与油气分布

塔里木盆地克拉通区位于盆地腹部, 主要发育寒武系海相烃源岩, 其次是中、上奥陶统海相和石炭-二叠系海陆过渡相烃源岩. 烃源岩分区、分期成熟, 形成不同时期的多个供烃中心. 克拉通区经历了多期构造运动, 形成多个古隆起. 不同时期有效供烃中心与古隆起相匹配是控制油气藏形成与分布的最主要因素, 古隆起具有多期油气充注历史, 并经历了多期调整甚至破坏, 有效供烃中心周围的古隆起及其斜坡区最有利于油气聚集, 油气相态与供烃中心演化历史有关. 海西晚期是塔里木盆地克拉通区最广泛的成藏时期, 毗邻烃源岩、保存条件良好的原生油气藏是勘探的最有利目标; 区域盖层之下、断裂带周围、不整合面上和下油气最富集; 石炭系砂岩、奥陶系风化壳岩溶、内幕碳酸盐岩储层是油气聚集的主要层段; 石炭系、志留系砂岩尖灭油气藏、碳酸盐岩缝洞型岩性油气藏是进一步勘探的主要对象.     

塔里木盆地轮西地区奥陶系潜山油藏成藏过程及聚集模式

轮西地区奥陶系溶缝洞型潜山油藏中的原油以重油为主，为源自中、下寒武统烃源岩和中、下奥陶统烃源岩的混合油，经历了以侧向运移和聚集为主的加里东晚期-早海西期油气聚集和破坏，即有沿断裂向上调整又有侧向运移和聚集的海西晚期油气聚集并在海西末期降解形成重油的成藏过程．轮西地区奥陶系潜山油藏不存在燕山晚期-喜山期油气充注，却受该期深部轻质油气扩散的影响，表现为重油与原油裂解形成的干燥系数为0．91—0．96的溶解气伴生．通过对该地区奥陶系潜山成藏过程的研究，对塔里木盆地克拉通地区早期充注形成的油气藏的勘探潜力的认识具有重要的意义．     

塔里木盆地轮南低凸起油气多期成藏动力学

根据烃源岩生烃期、封盖层与圈闭形成期、有机包裹体分析、储层沥青分析等技术综合确定了轮南低凸起区有二叠纪、白垩纪至早第三纪、晚第三纪至第四纪3个成藏期和二叠纪末期与晚第三纪至第四纪两个油气藏调整期. 综合研究表明, 早海西期形成的奥陶系大型潜山在二叠纪时为源自寒武系至下奥陶统的石油沿奥陶系风化壳顶面由南向北侧向充注成藏, 成藏后经历了二叠纪末期的改造、白垩纪至早第三纪的调整与晚第三纪至第四纪的再次充注的复杂过程, 形成了早期重质海相原生油藏和晚期原生轻质油气藏. 石炭系、三叠系、侏罗系油气藏则是奥陶系油气藏向上调整与再分配的结果, 其中, 三叠至侏罗系油气藏的形成受晚第三纪以来构造向北掀斜的影响, 源自不同烃源岩层系的油气沿断层垂向运移, 进入三叠系底部不整合面继而由北向南侧向运移和聚集成藏.     

库车拗陷大中型气田形成的地质条件

库车拗陷三叠至侏罗系烃源岩分布面积10000 km²以上, 厚度可达1000 m, 暗色泥岩、碳质泥岩、煤岩有机碳含量分别可达6%, 40%和93%, 有机质以腐殖型为主, 形成了一个超强充注的富气系统; 上第三系、下第三系膏盐岩、膏泥岩优质区域盖层分别与上第三系砂岩和白垩系至下第三系砂岩构成库车拗陷最重要的储盖组合, 其次是侏罗系泥岩与砂岩构成的储盖组合; 褶皱-逆冲断带圈闭定型晚, 主要形成于晚第三纪至第四纪, 其中可识别出10种构造样式, 它们具有南北分带、东西分段、上下分层的分布特征, 与被动顶板双重构造有关的盐下断弯背斜为最有利圈闭; 该油气系统以晚期成藏为特征, 喜马拉雅早期以形成凝析油气藏和油藏为主, 主要分布在生烃中心的外环, 喜马拉雅中、晚期是气藏主要形成期, 分布在靠近生烃中心的内环; 气藏超压与巨厚膏盐岩盖层形成封闭体系、强烈构造挤压作用及抬升作用有关. 在库车拗陷褶皱-冲断带第二、三排构造带, 第三系膏盐岩、膏泥岩优质区域盖层之下的完整背斜圈闭是进一步寻找大中型气田的主要目标.     

库车拗陷依南2气藏天然气生成与聚集

应用生烃动力学与碳同位素动力学方法，结合天然气藏形成的地质背景，研究了塔里木盆地库车拗陷依南2气藏天然气生成与聚集．依南2气藏天然气主要来源于库车拗陷阳霞凹陷中心中下侏罗统含煤岩系烃源岩，基本上属长期累积聚集气，主要聚集时间为0～5Ma，对应Ro为1．25％～1．95％；天然气散失率为25％～30％．该研究，不仅弥补了传统的依据生、储、盖及圈闭的匹配关系来研究天然气藏形成模式的不足，而且对其他气藏的研究具有借鉴意义．     

克拉2气田石油地质特征

克拉2气田位于库车拗陷克拉苏构造带中段, 是双重构造中呈串珠状分布的一系列褶皱中的一个局部构造. 含气层系以下白垩统巴什基奇克组砂岩为主, 其次为下第三系库姆格列木群白云岩段和砂砾岩段及下白垩统巴西盖组砂岩. 天然气中甲烷含量大于97%, 属于干气, 气源为侏罗系煤系地层. 克拉2号构造圈闭形成于西域期, 成藏期晚. 下第三系厚层膏盐区域盖层形成的良好封盖条件及其成藏期晚是克拉2大气田得以很好保存的根本原因. 克拉2气田的异常高压是由于西域期来自北部的强烈构造挤压作用而形成的.     

油裂解生气是海相气源灶高效成气的重要途径

干酪根晚期生气潜力和原油裂解气的问题关系到海相高-过成熟地区天然气的来源和勘探前景. 用高磁场固体₁₃C核磁共振技术研究不同类型和演化程度干酪根的结构和油气潜力碳含量, Ⅰ~Ⅲ型干酪根在高-过成熟阶段气潜力碳含量均较低, 表明生气潜力较小, 生气数量有限; 而低成熟Ⅰ型干酪根油潜力碳含量较高, 表明在生油窗阶段大量生油, 为后期发生油裂解生气奠定了物质基础. 原油生气动力学实验表明, 在160℃左右(Ro=1.6%)原油才开始大量裂解形成天然气, 主生气期晚于干酪根的, 但生气数量是干酪根的2~4倍, 这种成因天然气富含甲基环己烷, 具有不同于干酪根晚期热降解气的特征.     

松辽盆地深层CO2气藏40Ar-39Ar成藏年龄探讨

因缺乏合适的同位素年龄测定矿物, 油气成藏年龄从未被准确测定. 松辽盆地深层CO₂气藏储层营城组火山岩之石英发育CH₄-CO₂-盐水次生包裹体, 这种次生包裹体乃是气藏充注时捕获在石英裂隙中的流体形成的, 为开展⁴⁰Ar-³⁹Ar成藏年龄研究提供了极佳的测定对象. 火山岩储层石英次生包裹体⁴⁰Ar-³⁹Ar定年获得了高度线性相关的等时线,等时线年龄为(78.4± 1.3) Ma, 表明松辽盆地深层CO₂气藏充注发生于白垩纪晚期. 首次报道了高精度的天然CO2气藏成藏年龄数据, 建立了油气成藏年龄测定新技术, 证实了邱华宁在2006~2007年项目设计中提出的“以流体包裹体⁴⁰Ar-³⁹Ar定年技术解决油气成藏年龄”的研究思路和技术路线的正确性.     

四川盆地龙岗和罗家寨-普光地区二、三叠系长兴-飞仙关组礁滩体天然气成藏对比研究与意义

四川盆地龙岗和罗家寨-普光地区都发现了二、三叠系礁、滩体天然气藏,但气藏规模、丰度与分布差异较大.二者既有共性,更有差异.共性是:(1)礁、滩储集体岩性、物性及储集空间类型基本一致;(2)都具有良好的盖层条件,流体系统封闭性较好;(3)都存在液态烃早期充注、后期热裂解生气与抬升阶段气藏调整、晚期定型.差异性是:(1)罗家寨-普光地区以油型裂解气为主,多源供给,气源充足;龙岗地区以煤型气为主,气源充分性较差;(2)龙岗地区储层非均质性更强,横向变化较大;(3)罗家寨-普光地区深大断裂发育,源-储-输匹配较好,龙岗地区断层较少,裂缝输导为主,横向变化较大.上述差异导致罗家寨-普光地区发育高丰度构造型气藏,规模与整装性较好,龙岗地区岩性控制更明显,丰度、规模与整装性较差.指出下一步针对礁、滩体气藏的研究应该向川东北、川西北九龙山等地区拓展,应特别加大对龙岗与开江-梁平海过渡区新层系的研究和探索,努力获得新发现.     

构造演化对煤层气富集程度的影响

现今煤层气藏的富集程度是聚煤盆地回返抬升和后期演化对煤层气保持和破坏的综合叠加结果．从构造演化的角落来看，煤层气藏形成的关键时刻是煤层停止生气之后上覆“有效厚度”在地史上埋藏最小的时刻．中国除变质程度较低的含煤盆地外，绝大多数盆地都经历了回返抬升演化阶段，聚煤盆地回返抬升的时间早晚和长短及抬升的强度直接控制着煤层气藏的富集程度．聚煤盆地回返抬升后的构造演化对煤层气的富集程度也有重要影响．一直处于隆起剥蚀的地区，煤层气将不断散失；后期发生沉降的地区有利于煤层气的保存，但易造成煤层气饱和度的降低．     

四川盆地威远气田硫化氢的成因及其证据

威远震旦系灯影组气藏是我国发现的储层最古老的大型整装含硫气田, H₂S含量在0.8%~1.4%; 近期在灯影组上部新发现的寒武系洗象池组气藏也普遍含H₂S, 天然气的地球化学特征与灯影组相似, 但H₂S的硫同位素却存在差异. 气藏解剖发现震旦系和寒武系气藏虽不属于同一气藏, 但是气源都是来自寒武系. 天然气较高的干燥系数、烃类较重的碳同位素值、硫化物的硫同位素值以及气藏的低充满度、地层水特征、储层性质与H₂S的分布关系等证据表明, 威远气田震旦系和寒武系气藏的H₂S属于TSR成因. 硫酸盐的硫同位素分析表明, H₂S形成于各自的储层中, 即烃类充注到气藏后分别与震旦系灯影组和寒武系洗象池组的石膏发生硫酸盐热化学反应(TSR)形成H₂S. 灯影组气藏H₂S比该层硫酸盐的δ³⁴S偏轻8‰左右, 而洗象池组气藏H2S比该层硫酸盐的δ³⁴S偏轻12‰左右, 这与各储层TSR发生的温度差异有关, 寒武系洗象池组储层温度始终比震旦系灯影组温度偏低40℃左右, 温度在TSR过程中对硫同位素的分馏和H₂S的生成量具有控制作用.     

和田河气田碳酸盐岩气藏特征及多期成藏史

根据气源对比研究, 认为该区气藏的主要气源岩为寒武系烃源岩. 在烃源岩演化和构造演化研究的基础上, 结合该区气藏储层沥青薄片分析和流体包裹体均一温度研究, 认为气藏主要有3个形成期. 第1期为晚加里东期, 寒武系烃源岩生成的油通过断层以液相形式向上运移至奥陶系碳酸盐岩储层中聚集, 成藏后由于地壳抬升, 该油藏被破坏; 第2期为晚海西期, 寒武系烃源岩到生凝析气阶段, 由于断裂活动切穿至二叠系, 烃类以液相形式进入奥陶系储层, 可能圈闭条件不好, 没有大规模成藏; 第3期为喜山期, 由于挤压应力的作用, 和田河气田两侧断裂活动剧烈, 形成现今的断垒构造, 寒武系烃源岩到生干气阶段, 烃类以气相形式向上运移至奥陶系和石炭系储层, 形成现今的大气藏.     

中国海相碳酸盐岩气藏硫化氢形成的控制因素和分布预测

在碳酸盐岩储集层系中往往发育膏盐，硫化氢在碳酸盐岩油气藏中也比较常见，而高含硫化氢天然气的成因目前普遍认为是硫酸盐热化学还原作用（TSR）的结果，因此硫化氢与石膏分布的关系就显得比较密切．但是在许多膏盐发育的碳酸盐储集层中，就没有硫化氢的生成．最近研究发现，膏盐的存在只是硫化氢形成的一个基本条件，储层孔隙的发育情况、地层水中硫酸根离子的含量、储层经历的温度条件、油气-水界面的存在、烃类组成、储层岩石组合等，都对TSR的发生有重要的控制作用．这是因为TSR是在高温条件下烃类将硫酸盐还原生成硫化氢和二氧化碳等酸性气体的过程，硫化氢的形成要受到TSR反应的控制，因此反应空间的连通性、硫酸根离子与烃类的接触机会、反应温度等都对TSR反应产生影响．由于硫化氢的化学性质比较活跃，聚集成藏保存下来还受地层中重金属离子的含量等因素的控制．硫化氢分布的预测主要是基于TSR反应条件是否具备、保存条件是否良好的前提下，结合已发现高含硫化氢气藏的特点，建立海相碳酸盐岩层系硫化氢分布的预测模型：在含膏岩的孔隙型储集层系中、地层水中富含硫酸根贫重金属离子，油气充注成藏后又经历过较高的温度，且气藏保存较好，是高含硫化氢天然气分布的有利区域．     

塔里木盆地轮南地区奥陶系碳酸盐岩油气富集特点

轮南凸起经历了晚加里东期、海西期的强烈隆升剥蚀及印支期以来的叠加改造过程．轮南凸起及其周围地区长期处在油气运移的指向上，经历了3个一级波动周期的油气成藏旋回：第一成藏旋回以破坏为特点，第二成藏旋回以改造为特点，第三成藏旋回以富集为特点。轮南地区溶洞系统有3个发育段，缝洞系统发育程度及其连通性是风化壳型油气富集的重要因素，密集发育的裂缝及小断层沟通溶洞就形成油气富集区；而孤立的溶洞由于没有油气来源，钻到溶洞发育区也是出水。在断垒带顶部泄漏区含水；紧邻的斜坡高部位盖层条件欠佳为高渗漏区，是稠油分布区；斜坡低部位以及平台区，晚期油气的充注形成轻质油和凝析油分布区；中、上奥陶统的残存区是寻找早期形成的碳酸盐岩原生油气藏的有利地区．围绕轮南低凸起沿斜坡往下向着凹陷的方向是碳酸盐岩有利油气富集区．准确预测碳酸盐岩缝洞分布区是本区发现油气的前提，而准确识别裂缝及小断裂的分布更是提高勘探成功率的关键．