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关于川中区域侏罗系天然气研讨剖析

2013-07-19 14:51 来历:地质学论文 人参加在线咨询

一、气藏根本特征

川中区域已发现了八角场、龙女寺、南充、广安等与侏罗系天然气有关的油气田(藏)。这些油气藏有着杰出的成藏条件:侏罗系发育的烃源岩是这些气藏的重要物质来历,一起存在部分断层交流下伏须家河组气藏;储团体大面积散布,储盖组合优胜,盖层封盖才干较好;圈闭类型多样,且与油气生成时刻匹配较好。从川中区域侏罗系油气藏中天然气组分特征来看(表1),天然气以烃类气体为主,烃类气体中又以甲烷、乙烷、丙烷占绝对优势。天然气中甲烷的均匀体积分数(φ)为85%左右,乙烷的均匀体积分数为7.4%左右,天然气中重烃含量相对较高。侏罗系天然气枯燥系数均匀值均为0.88,以湿气为主。侏罗系天然气不含H2S,为陆相成因气。比照川中区域中、下侏罗统天然气组分特征参数能够发现,中、下侏罗统甲烷含量、乙烷含量、总烃含量、枯燥系数等参数均较为类似,标明中、下侏罗统天然气或许有相同的气源。

二、天然气成因类型

1.组分与天然气成因类型

实验模仿干酪根裂解气与油裂解气发现不同成因天然气烷烃组分有显着的差异:干酪根裂解气C2/C3值改变较小,C1/C2值逐步增大;油裂解气C2/C3值改变较大,C1/C2改变较小。从川中区域侏罗系天然气C2/C3值与C1/C2值联系图来看(图1),侏罗系天然气C2/C3值改变相对较小,C1/C2值逐步增大,表现出干酪根裂解气的特征。这阐明川中区域中、下侏罗统石油对侏罗系天然气来历没有奉献,其原因或许首要是侏罗系埋藏较浅,储层中的石油还未到达裂解成气的阶段。从川东区域下三叠统油裂解气烷烃含量改变特征来看(图1),C1/C2值改变较小,C2/C3值改变较大,表现出典型的油裂解气的特征。比照川东区域油裂解气C1/C2值与C2/C3值改变特征,研讨区侏罗系天然气干酪根裂解气的特征更为显着。

2.碳同位素与天然气成因类型

川中区域侏罗系天然气碳同位素特征,全体表现为δ13C1<δ13C2<δ13C3的正常系列散布特征,必定了研讨区天然气的有机成因。从侏罗系天然气δ13C1和C1/(C2+C3)联系图来看(图2),以热成因气为主,不存在生物成因气。从天然气母质来历看,川中区域上三叠统与侏罗系天然气全体散布在Ⅱ型与Ⅲ型干酪根热成因气区域内,相对而言上三叠统天然气更接近Ⅲ型干酪根热成因气,标明其首要为煤型气;而侏罗系天然气更接近Ⅱ型干酪根热成因气,标明其或许首要为油型气;一起,侏罗系部分天然气落在了Ⅲ型干酪热成因气区间内,标明部分侏罗系天然气为煤型气。

不同母质类型的干酪根具有不同的碳同位素值,而干酪根中的碳同位素又能较好地传递给它们生成的烷烃气,然后使得不同母质来历天然气中烷烃气碳同位素具有必定的差异。天然气首要烷烃气中,又以乙烷对母质碳同位素的继承性较好,刚文哲等经过实验模仿证明晰该定论。乙烷碳同位素对母质杰出的继承性,使其成为天然气成因类型区别的重要目标。可是,关于使用乙烷碳同位素区别煤型气与油型气的界限值,不同的学者有不同的观念。但是,不同界限值差异较小,因而本文选用较常用的界限值(油型气δ13C2值<-28‰,煤型气δ13C2值>-28‰)来判别研讨区天然气的成因类型。从川中区域上三叠统与中、下侏罗统天然气δ13C2与δ13C2-1联系图来看(图3),以δ13C2=-28‰能较好地将上三叠统与中、下侏罗统天然气成因类型进行区别:上三叠统天然气都散布在δ13C2值>-28‰的区域内,天然气成因类型为煤型气;中、下侏罗统天然气则首要散布在δ13C2值<-28‰的区域内,天然气成因类型为油型气;部分中、下侏罗统天然气样品与上三叠统天然气有较为类似的δ13C2与δ13C2-1值,落在了δ13C2值>-28‰的区域内,表现出煤型气的特征。因而,川中区域中、下侏罗统天然气以油型气为主,部分为煤型气。

天然气中甲烷的碳同位素较其他烷烃气具有更好的热老练继承性,且甲烷碳同位素值随热老练效果添加而增大,许多学者提出了它们之间的联系式(δ13C1?犚o),这些联系式常被用来预算天然气的老练度、追寻天然气的来历。一起,因为来自相同老练度的不同母质类型的天然气(油型气、煤型气)甲烷碳同位素值显着不同,因而它们存在不同的δ13C1?犚o联系式。若使用煤型气δ13C1?犚o联系式核算油型气老练度值或用油型气δ13C1?犚o联系式核算煤型气老练度值,核算成果往往都会与天然气实践老练度值存在较大差异,乃至不符合有机生烃理论。所以,关于不能判别是否为油型气或煤型气的天然气,能够将其甲烷碳同位素值别离带入油型气与煤型气δ13C1?犚o联系式,核算天然气老练度值,结合实践天然气老练度值,直接判别天然气成因类型。作者别离依据Stahl(1975)、Faber(1987)、戴金星(1993)的煤型气与油型气δ13C1?犚o联系式核算了川中区域侏罗系天然气老练度值(表2),煤型气δ13C1?犚o联系式核算的老练度(犚o)值散布规模别离为:0.06%~0.19%、0.05%~0.17%、0.17%~0.55%,显着这些成果与侏罗系热成因天然气不符。不同油型气δ13C1?犚o联系式取得的天然气老练度值的散布规模与均匀值较为共同,天然气热演化程度散布在老练与高老练之间,以老练阶段为主(表2),与前人选用其他办法得到的研讨区天然气老练度特征共同。这阐明用油型气δ13C1?犚o联系核算侏罗系天然气老练度值是牢靠的,一起也阐明晰侏罗系天然气成因类型为油型气。

3.轻烃与天然气成因类型

煤型气首要来自富含芳香族结构的Ⅲ、Ⅱ2型干酪根,油型气首要来自富含脂肪族结构的Ⅰ、Ⅱ1型干酪根,所以煤型气更富集芳香族组成,油型气更富脂肪族组成。Thompson依据母质类型的差异回归出了脂肪族与芳香族演化曲线,油型气首要散布在脂肪族曲线邻近,煤型气则首要散布在芳香族曲线邻近。从川中区域上三叠统煤型气、川西区域下三叠统油型气、川南区域上二叠统油型气与川中区域侏罗系天然气庚烷值与异庚烷值联系图来看(图4),川中区域上三叠统天然气散布在芳香族曲线邻近,与其煤型气成因类型相符;川中区域侏罗系天然气与川西区域下三叠统油型气、川南区域上二叠统油型气均散布在脂肪族曲线邻近,标明研讨区侏罗系天然气以油型气为主。

因为不同成因天然气犓1值(图5中横坐标与纵坐标的比值)有必定的差异,且犓1值与老练度无关,故能够使用其判识煤型气与油型气。从川西区域上三叠统至下白垩统与川中区域侏罗统系、川西区域下三叠统、川南区域上二叠统天然气犓1值散布特征来看(图5),川西区域T3?K天然气犓1值拟合较好,对川西天然气成因剖析已标明其首要为腐殖型干酪根成因煤型气。川中J、川西T1、川南P2天然气犓1值拟合联系较好,而与川西T3?K煤型气犓1值拟合曲线显着不同,而川西T1、川南P2天然气为油型气,所以依据川中侏罗系天然气犓1值与川西煤型气、川西与川南油型气犓1值之间的联系,能够判别川中侏罗系天然气为油型气。

在生物体中,五员环结构(环戊烷系列的根本结构)仅见于甾类、萜类化合物、前列腺素等生长激素以及饱满、不饱满脂肪酸中,富集在腐泥型有机质中;六员环结构(环己烷系列的根本结构)更多地能够由木质素和纤维素的六员含氧环演化而来,与腐殖型有机质的联系更亲近,因而依据天然气中C6轻烃组成能够判别天然气成因类型。在C6轻烃化合物组成三角图中(图6),川中区域上三叠统煤型气相对接近代表腐殖型母质来历的环己烷端元,这与其煤型气成因类型相符。下侏罗统天然气相对远离环己烷端元,表现出与腐泥型有机质更好的相关性。依据环己烷指数判识天然气成因类型规范(图6),侏罗系天然气首要表现为腐泥型干酪根成因气,即油型气。

4.天然气成因类型归纳剖析

烷烃组分特征标明,川中区域侏罗系天然气首要为干酪根裂解气,必定了其有机热成因类型。甲烷碳同位素值与烷烃含量联系也证明晰研讨区天然气为有机热成因气,或许首要为油型气,部分为煤型气。天然气的甲烷、乙烷碳同位素依据标明,研讨区侏罗系天然气首要为油型气,有少数的煤型气。使用δ13C1?犚o联系式也阐明晰侏罗系天然气首要为油型气。天然气轻烃庚烷值与异庚烷值、犓1值、C6轻烃组成均标明研讨区侏罗系天然气首要为油型气。从上述成果可看出,不同的剖析办法取得的天然气成因类型有必定的差异,仅凭单方面剖析成果难以精确把握天然气成因类型,因而,有必要归纳多种剖析办法的成果才干取得精确、牢靠的天然气成因类型信息。归纳天然气组分、碳同位素及轻烃特征剖析成果,可知研讨区天然气成因类型以干酪根裂解成因油型气为主,一起存在少数的煤型气。

三、天然气来历

从川中区域烃源岩发育特征来看,陆相上三叠统至侏罗系发育了2套烃源岩:上三叠统烃源岩,母质类型为腐殖型,成烃方向首要是煤型气;侏罗系烃源岩首要发育于中、下侏罗统,母质类型以腐泥型为主,成烃方向首要是油与油型气。因而,从烃源岩发育层位与烃源岩成烃方向来看,侏罗系油型气首要来自侏罗系本身烃源岩,少数侏罗系煤型气来自上三叠统烃源岩。一起,川中区域存在部分交流上三叠统与侏罗系的断层,它们或许是上三叠统煤型气进入侏罗系油气藏的首要通道。

从川中区域三叠系与侏罗系天然气组分特征参数(甲烷含量与枯燥系数)来看(图7),下三叠统、中三叠统、上三叠统及侏罗系甲烷含量与枯燥系数显着不同,下三叠统、中三叠统天然气甲烷含量与枯燥系数相对较高,并且它们的这2项组分特征参数值非常类似,标明它们或许有类似的来历,前人研讨证明它们首要来自二叠系海相烃源岩。上三叠统与侏罗系天然气甲烷含量与枯燥系数显着小于下—中三叠统,并且上三叠统与侏罗系天然气不含H2S,中下—中三叠统天然气遍及含H2S,这阐明上三叠统与侏罗系天然气中没有二叠系海相烃源岩奉献,它们来自比二叠系埋藏更浅的烃源岩,即上三叠统与侏罗系烃源岩。一起,比照上三叠统与侏罗系天然气组分特征参数能够发现,上三叠统组分特征参数非常共同,阐明它们有类似的来历;侏罗系组分特征参数也非常共同,阐明侏罗系天然气也有类似的来历;上三叠统天然气组分特征参数显着不同与侏罗系天然气,阐明上三叠统与侏罗系天然气有不同的来历;侏罗系天然气组分特征参数显着小于上三叠统天然气。因而,结合川中区域陆相烃源岩发育特征及上三叠统与侏罗系天然气组分特征,可知上三叠统天然气首要来自上三叠统烃源岩,侏罗系天然气首要来自侏罗系烃源岩。归纳上述剖析,不难得出川中区域侏罗系天然气首要来自侏罗系烃源岩,少数的煤型气来自上三叠统烃源岩。

四、定论

1.川中区域侏罗系天然气以烷烃气为主,重烃含量相对较高,天然气枯燥系数较低,天然气首要为湿气。2.组分剖析标明研讨区侏罗系天然气首要为干酪根裂解气,侏罗系石油对其天然气来历没有奉献;碳同位素剖析标明侏罗系天然气首要为油型气,部分为煤型气;轻烃剖析标明侏罗系天然气为煤型气。使用不同办法取得的天然气成因类型存在必定的差异。归纳不同办法剖析成果,得到川中区域侏罗系天然气成因类型首要为干酪根裂解成因油型气,少数为煤型气。3.侏罗系天然气首要来自侏罗系腐泥型烃源岩,仅少数的煤型气来自上三叠统腐殖型烃源岩。(本文图、表略)

本文作者:王鹏 沈忠民 刘四兵 朱童 单位:油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学)

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