塔东地区天然气地球化学特征及运聚探讨.pdf
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1、第30卷第3期 磊油 与天热 乞肚彦 0ILG A SGEOL O G Y2009年6月 文章编号:0253 9985(2009)03 0324 06 塔东地区天然气地球化学特征及运聚探 讨 兰晓东 ,朱炎铭 ,冉启贵 。 ,程宏岗 。 (1 中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221008;2中国石油天然气股份有限公司 勘探开发研究院 廊坊分院,河北廊坊065007) 摘要:塔东地区存在两套烃源岩,根据对样品组分、碳氢 同位素及轻烃 组分等方面的综合分 析,塔东地区 天然气属于有机 海相油型气,来 自于寒武系 一 奥陶系烃源岩,形成温度较高,属于高温裂解气。结合碳同位素特征和天然气运移指
2、数A R , 对该区天然气运聚规律进行了探讨,大致方 向由构造低部 位 向构造高部位运移。从英南2井来看,其 气藏充注过程至少 有两次。 关键词:同位素组成;成因类型;地球化学特征 ;天然气运移和聚集;塔东地区 中图分类号:TE l22 1 文献标识 码:A Adiscussiononthe geochem icalcharacteristicsandmi g rationand acc umulationofnat uralgasintheeasternTarimBasin LanXiaodong ,Zhu Yan ming 。 ,R an Qig ui 。 ,Ch engHong gang
3、 。 (1 SchoolofResou rce andEarthScience,C hinaUniver sit yofM iningandTechnolog y,Xuzhou,Jiangsu221008,C hin a; 2La ngf i mgBr anchofPetr oChinaExploration&De ve lopmentResear chInstitute,Langfang,Hebei065007 ,Chi na) Abstract:Therearetw osets ofsour cerocksineaster nTarimBasinCom pr eh ensive ana l
4、 y sisofcom po nen ts ,i s o topesofcarbonand hydrogen ,and l i gh thydr ocarbonconstituentsofthesamplesfr omthebasinindicatesthat natu ralgasthereis m arin eorganicoil proneg asderivedfromtheCambrianand Ordoviciansou rcerocksThe gas w asfor medata veryhi ght em perat ureandtherefor ecanbeclassified
5、ascrackedgasStudyon gas accum u lationandmi g r ation p atternsbasedonchar acterofcarbonisotope andgas mi g rationindex (A R 3)sh ow sthatthe d irectionofgas migr ati onisgeneral l yf romstr uctur allowtohi gh Dataofthe w ellYingnan 一2 showthatthe r eser - voirstherehadexperiencedatleasttw otim esof
6、hydr ocarboncharges Keyw ords:isotopiccom p osition;genetictype;geochemicalchar acteristics; g asmi g rationandaccu m ulation; easter nTa而mBaSin 塔东地区位于天山和 阿尔金山之间 一 0 ,塔里 木盆地的东部,自北 而南包括孔雀河斜坡、满加尔 凹陷 一 英吉苏凹陷、古城鼻隆 一 塔东低凸起 一 罗布 泊鼻隆,总面积达 10X10 。 km 。 。本区油气显示丰 富,根据区域内26 口探井进行详细的油气显示分 析,在9 口油气显示井中有2口工业气流井(英
7、南 2井 、满东1井)、1口低产气流井(英东2井),同 时发现油气显示以天然气为主 ,有凝 析油或湿气 (图 1)。 因此,本区天然气的进 一 步的探讨将对 后期勘探有着十分重要的指导作用。 1 气源岩状况 塔东地区沉积了两套有效烃源岩,寒武 系 一 中、下奥陶统海相烃源岩和中、下侏罗统的煤系烃 源岩 引 。石炭系和志留系为连续发育的细砂岩和 粉砂岩,基本无生烃能力,为非烃源岩。前者本区 稳定发育,厚度大,分布广,主要由泥质岩(泥岩及 收稿日期:2008 12 31。 第 一 作者简介:兰晓东(198 4 一 ),男,硕士研究生,油气地质。 基金项 目:国家重点基础研究发展 (973)计划项
8、目(2007C B 209503)。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第3期兰晓东,等 塔东地区天然气地球化学特征及运聚探讨325 图1塔东地区构造单元划分及 油气显示 Fi g 1Thestru cturalunitsandoilandgas showsineaster nTarimBasin 页岩)、灰岩和白云岩以及它们之间的过渡型岩石 组成,有机质丰度高,生烃潜量在0 37 075mgg, 地史 中有过巨大的生烃贡献,而且 至今仍有 一 定 的生烃潜 力。后者 煤 系烃源岩主要分布于北部 的英吉
9、苏凹陷罗布泊地区,最厚可达 365In ,岩石 类型包括暗色泥岩、碳 质泥岩和煤 岩,碳 质泥岩 TO C含量为665 4879 ,煤岩 TO C含 量为 3520 978 0 ,生烃 潜力 均很大,为很好的 烃源岩。 根据本区固体沥青做等效 镜质体反射 率研 究,寒武 系 一 奥 陶统海 相 烃源岩现今 烃源岩演化 程度很高,R。主要分布在 20 25 之间 ,处 于高过成熟阶段。据经典干 酪 根生烃理论和 “ 接 力生气 ” 模 式 Hj ,判 断其为塔东地区主 要的气源 岩。中、下侏罗统 的煤系烃源岩成熟度较低,本文 不做讨论。 2 天然气地球化学特征 天然气的组分和同位素特征 是研究天
10、然气成 因、来源和进行气 一 气源 对比等非 常重要 的地球 化学 指标之 一 。 。通过分 析来 自满东 1井 、龙 口I井、英南2井、英东2井和古隆1井等天然气 样品,对塔东地区的天然气特征做如下阐述。 21天然气组分特征 塔东地区天然气相 对密度变 化较小,分布在 059 077之间 ,甲烷和重烃 含量的分布范 围较 宽,甲烷含量介于65 92之间 ,重烃含量介于 076 1973之间 (图2),非烃气体主要是氮 气,其他非烃气体含量很 少。英 东 2井天然气甲 烷最高,在 90左右 , C : C 。含量为 19 24 ,其天然气较干;满东 1井天然气 中甲烷含 量最低,在 65左右
11、, C : 一 c。含 量 最高 ,在 1295 1433之间;其他井天然气甲烷含量介 于65 93 874 6 ,C2 一 C 6主要介于 944 图2塔东地区天然气甲烷与重烃含量关系 F i g 2Therelationshi p ofCH 4 andheavyhydr ocarbons ineaster nTarimBasin 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 326石 油与天然气地质第30卷 1973之间 ,表现出湿气特 点。随着埋深变浅, 英南2井气层天然气的 甲烷 含 量逐渐减小,重烃 气逐
12、渐增加,可能是 由于 天然气的扩 散散失和盖 层的渗漏作用 0 。 塔东地区天然气轻烃组成整体分布特征为以 链烷烃为主(图3),占46 1 937 ,其次是环 烷烃占5 4 一 415 ,而芳烃含量 最低,分布在 02 138之间 ,反映出典型的腐泥型烃源岩 来源特征 一 0 。 2040 C 。 c。支链+直链烷烃, C。 C ,环烷烃, 满东1井 it 英东2井 英南2 60 8 0 C 。 C 7芳烃, 图3塔东地区天然气轻烃组分特征 Fi g 3Li gh th yd rocarboncomponentsofeaster nTarimBasin 22 天然气同位素特征 塔东地区各井天然
13、气的碳同位素表现 出 一 定 的差异,英南2井和英东 2井天然气碳 同位素较 重,龙口 1井 、满东1井、英东2井及古隆 1井天然 气碳 同位素相对较轻(表 1)。 各井8 ” c。均小于 一 30o ,可以判定该区各井天然气为有机成因的 天然气 川 。 正常烷烃气碳 同位素系列是依烷烃气分子中 碳数顺序递增,8 ” C 值依次递增或递减。当烷烃 气的8 ” C值不按正 、负碳 同位素系列规律,排列 出 现混乱时,谓之碳 同位 素系列倒转。致使倒转的 原 因有有机烷烃气和无 机烷 烃气的混合;煤成气 和油型气的混合;同型 不同源气或同源 不同期气 的混合和烷烃气中某 一 或某些组分被细菌氧化。
14、 倒转可由其中 一 种原 因,也可由两种或更多种 原 因所致 。 满东 1井 、英南2井呈 现正碳同位素序列,而 英东2井和古城4井产于寒武系 一 奥 陶系烃源岩 层的天然气 同位素发生倒转 (图 4)。 这可能是 由 于早期较低成熟度源岩形成的天然气散失 一 部分 后的剩余气,与晚期较高成熟度 同源 源岩形成 的 天然气相掺合所导致。华英参1井 由于混入了煤 型气 (图 5),而使碳同位素序列出现异常。 龙口 1 井8 ” C ,比8 1 3C。重,很有可能是由于细菌的氧化 而8 ” C ,变重 。 表1塔东地区天然气碳氢同位素组成 Table1Carbonand hydrogenisoto
15、pecompositionofgasineasternTarimBasin J J 英南2 J J J 3 4 709 3 5 107 3 5051 3 5176 36261 3 6675 3 7259 37760 3 8 055 38 339 363 362 373 372 375 309 315 333 346 347 288 282 293 291 289 295 276 303 276 273 D 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第3期兰晓东,等 塔东地区天然气地球化学特征及运聚探讨327 图
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