中国南方海相层系天然气烃源新认识及其示踪体系

1、 天然乞此第 卷 第 期 年 月文章编号: ? ? ? 中国南方海相层系天然气烃源新认识及其示踪体系刘文汇,王 杰,腾格尔,张殿伟,饶 丹,陶 成中国石油化工股份石油勘探开发研究院,北京 摘要:通过对南方海相层系多种烃源 烃源岩、固体沥青、沥青砂岩、原油/油苗 、天然气相关模拟实验及地球化学分析,发现海相层系存在多种烃源共存且相互转化、连续或叠置生烃特征,尤其南方海相烃源岩普遍存在生气母质的物质状态转换和生烃过程与奉献的接替,呈现出“多源复合、多阶连续的天然气形成演化特点。根据母质继承效应、同位素分馏效应及累积效应,构建了以稳定同位素组成为根底,以组分、生物标志化合物、轻烃、非烃气体和稀有气体

2、同位素、微量元素为重要手段的不同形式烃源转化成烃过程的示踪指标体系,可以示踪不同形式烃源转化成烃过程。进一步完善了天然气形成、成藏的三元示踪体系,提出了气源岩时代模型公式以及气一源比照、成因判识指标及其示踪,初步建立混源气识别及混源比例定量判识模型。关键词:三元示踪体系;混源气;地球化学;天然气;海相层系;中国南方中图分类号: . 文献标识码: , , , , , :, , / ?.,. “., ., ,?,. ,? , . :, ? , , ,中国南方海相层系发育多套烃源岩,主要为 泥质岩、泥灰岩,还有碳酸盐岩,这些海相烃源岩收稿日期:一 ? 。第一作者简介:刘文汇 一 ,男,教授级高级工程

3、师、博士生导师,天然气地质学及油气地球化学。了多参数拟合海相气源岩年龄的估算模型 。针 标。但演化至高一过成熟阶段 . ,重烃对中国南方海相地层的特点,提出如下假设: 碳同位素组成会重于烃源的碳同位素组成,往往大局部气田天然气 /值接近壳源会显示出类似煤型气重的重烃气碳同位素组成,值,区域构造稳定,可忽略幔源。 的影响 ;故不能简单地用重烃碳同位素组成判断天然气气藏形成与运移过程中俘获地壳内部非母质类型。源岩层中的氩组分以大气氩为主,不存在储层氩不同类型干酪根与原油、分散可溶有机质在的释放; /变化规律上具有明显差异,原油 分散将烃源岩和油气圈闭整体假设为封闭系可溶有机质 裂解产生的天然气 /

4、变化范统,烃源岩中的 衰变形成的。 脱离宿主矿围明显比干酪根降解产生的天然气要大,而且随物,随烃源岩形成的油气一起运移到油气圈闭中,着热演化程度增加,原油 分散可溶有机质 裂解构成封闭系统的气相态,烃源岩作为系统中的固产生的天然气,/增加速率明显比干酪根相态,氩组分在气、固两相到达动态平衡,理想状降解产生的天然气要大,表现出在,/一态下平衡常数 与气藏孔隙度呈正比。 ,/图上,原油裂解气 图的斜率大于根据 衰变规律,气藏中可表示为:干酪根降解气 图,与前人认识不一致,修正了前人经典图版的缺乏之处 图 。分散可溶 × ×舢有机质裂解气/ : 和:/ , 变化相对式中:均较大,

5、与其既有较高的饱和烃含量,又有较高的。 ?气藏中的含量, 。;重质组分含量是密切相关的。对于原油裂解形成? ?气藏孔隙度;的天然气/变化范围较小,且其值也小,?平衡常数;主要分布在 内,而/变化范围较大,?源岩中的钾含量,%;且其值也较大,而对于干酪根热解形成的天然气瓦?自然界中。 的丰度,为 . × ; /变化范围较大,且其值也较大,主要分?。 衰变成 的衰变常数,等于布在 内,而/变化范围较小,且其值.一 :也较小,所以/是判断干酪根降解气与原?。 衰变成。 和 的总衰变常数,油 分散可溶有机质 裂解气的有效指标。为 . × ;研究发现,原油与分散可溶有机质在? ?气源

6、岩年龄, 。 /一 一 关系图版上有明显差应用上述模型公式,对四川威远气田震旦系异 图 ,分散可溶有机质裂解气/ : 变化灯影组天然气和双庙气田下三叠统嘉陵江组天然范围较大, ,一 差异也较大,而原油裂气进行气源追索,研究发现威远气田气源岩主要解气/和 一 : 变化范围均较来自下寒武统九老洞组暗色泥岩,双庙气田气源小,所以提出了/一 一 图版岩主要来自于上二叠统龙潭组烃源岩,与前人认可以作为判断原油裂解气与分散可溶有机质裂解识是一致的,展示了明该模型公式在南方地区良气的有效指标。好的应用前景。. 天然气藏混源气识别及混源比例确定?. 新的天然气母质类型示踪指标气体烃系列同位素计算筛选不同形式烃源 烃源岩、油、凝析油、重对煤型气和油型气按不同比例进行混合,混质油、固体沥青 进行生烃动力学模拟实验,发现源气烷烃气碳同位素值具有 阶段变化模式 。无论何种烃源在任何演化阶段的产物 都不对乙烷和丙烷而言,随着油型气比例的降低,呈对会重于其源干酪根或沥青“ 碳同位素组成。数关系变化, 阶段中碳同位素组成变重的趋势逐重烃