廣州地化所在川中安岳特大型氣田天然氣成藏機(jī)制方面取得進(jìn)展
川中安岳氣田是我國(guó)迄今發(fā)現(xiàn)的規(guī)模最大的深層天然氣田,探明儲(chǔ)量超萬(wàn)億方。其震旦系-寒武系含氣系統(tǒng)發(fā)育多套烴源巖,且地層年代老、埋藏深、經(jīng)歷過(guò)多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng),具有多源生烴和多期成藏的特點(diǎn)。另外,震旦-寒武系含氣系統(tǒng)曾遭受極高的地層溫度,早期充注的原油均已裂解生成焦瀝青和天然氣,常規(guī)的油源對(duì)比和成藏研究方法已無(wú)法用于此類(lèi)深層高成熟天然氣的來(lái)源及成藏過(guò)程研究。儲(chǔ)層中的焦瀝青和氣體包裹體是油氣來(lái)源及成藏過(guò)程的重要記錄,但如何利用高過(guò)成熟階段的地球化學(xué)記錄反演整個(gè)油氣藏的熱演化過(guò)程仍是一個(gè)挑戰(zhàn)。
針對(duì)以上問(wèn)題,中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所有機(jī)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士生王星在導(dǎo)師田輝研究員的指導(dǎo)下,對(duì)寒武烴源巖來(lái)源的稠油及其族組分進(jìn)行了封閉體系熱模擬實(shí)驗(yàn),研究了焦瀝青生成及碳同位素?zé)嵫莼卣?,并?jù)此對(duì)震旦-寒武系儲(chǔ)層中的油氣來(lái)源進(jìn)行了判識(shí),同時(shí)對(duì)川中地區(qū)安岳氣田震旦系燈影組儲(chǔ)層中的氣體包裹體開(kāi)展了巖相學(xué)觀察、激光拉曼測(cè)試和顯微測(cè)溫等研究,劃分了燈影組油氣成藏期次并對(duì)其壓力演化過(guò)程進(jìn)行了研究,取得了以下認(rèn)識(shí):
(1)族組成差別很大的原油具有不同的焦瀝青產(chǎn)率,但其焦瀝青碳同位素差別較小,可作為判別焦瀝青來(lái)源的有效參數(shù)。安岳氣田震旦-寒武系儲(chǔ)層中的焦瀝青主要生成于中侏羅世至早白堊世(圖1),其中龍王廟組儲(chǔ)層中的焦瀝青主要源于寒武系筇竹寺組烴源巖生成的原油,而燈影組儲(chǔ)層中的焦瀝青可能源于震旦系燈影組和陡山沱組以及寒武系筇竹寺組和麥地坪組烴源巖生成的混合原油。
(2)川中高石梯-磨溪地區(qū)燈影組儲(chǔ)層中發(fā)育三種不同類(lèi)型的氣體包裹體,其中類(lèi)型I和類(lèi)型II氣體包裹體有不同含量的焦瀝青,二者是由早期捕獲的原油包裹體經(jīng)過(guò)熱裂解形成的,因此這兩種包裹體記錄了早期的原油充注事件及封閉體系中的原油裂解。類(lèi)型III氣體包裹體中不含焦瀝青,記錄了氣藏中天然氣的充注過(guò)程及實(shí)際儲(chǔ)層中的原油裂解(圖2)。不同類(lèi)型氣體包裹體的成因與其共生鹽水包裹體均一溫度所記錄的信息一致。
(3)盡管目前震旦系燈影組為常壓儲(chǔ)層,然而類(lèi)型III氣體包裹體所記錄的儲(chǔ)層壓力表明在天然氣充注階段儲(chǔ)層為超壓狀態(tài),壓力系數(shù)達(dá)到1.32–1.79。在類(lèi)似于類(lèi)型I氣體包裹體的封閉體系中,震旦系儲(chǔ)層中的原油裂解可產(chǎn)生壓力系數(shù)為1.54–2.21的超壓(圖3),類(lèi)型III氣體包裹體記錄的較低的壓力系數(shù)表明燈影組儲(chǔ)層在原油裂解階段并非封閉體系,在中晚白堊世構(gòu)造抬升之前就有大量的天然氣發(fā)生散失。

圖1 震旦系燈影組(a)和寒武系龍王廟組(b)儲(chǔ)層中不同類(lèi)型原油的焦瀝青生成過(guò)程

圖2 不同類(lèi)型氣體包裹體的激光拉曼特征。(a)和(b):類(lèi)型I氣體包裹體;(c)和(d):類(lèi)型II氣體包裹體;(d)和(e):類(lèi)型III氣體包裹體

圖3 根據(jù)氣體包裹體中的甲烷拉曼位移和共生鹽水包裹體均一溫度計(jì)算得到的類(lèi)型III氣體包裹體捕獲溫度和壓力以及在類(lèi)型III氣體包裹體捕獲時(shí),類(lèi)型I和類(lèi)型II氣體包裹體的內(nèi)部壓力
上述結(jié)果對(duì)于川中安岳特大型氣田天然氣成藏機(jī)制研究提供了新的方法和認(rèn)識(shí)。本研究獲得中科院先導(dǎo)A(XDA14010104)、國(guó)家油氣重大專(zhuān)項(xiàng)(2017ZX05008-002-004)、國(guó)家自然科學(xué)基金(41925014)和廣東省自然科學(xué)基金(2016A030310119)的聯(lián)合資助。論文近期發(fā)表于國(guó)際主流期刊MARINE AND PETROLEUM GEOLOGY和ENERGY&FUELS雜志?!?/font>
論文信息:
Wang, Xing; Tian, Hui; Xiao, Xianming; Liu, Dehan; Min, Yushun; Li, Tengfei; Ji, Sui; Peng, Ping'an. Methane-dominated gaseous inclusions in the Sinian carbonate reservoirs in central Sichuan Basin and their implications for natural gas accumulation. MARINE AND PETROLEUM GEOLOGY, 2021, 125: 104871. DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2020.104871
相關(guān)鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264817220306541?via%3Dihub
Wang, Xing; Tian, Hui; Zhou, Qin; He, Chunmin. Origin and Formation of Pyrobitumen in Sinian-Cambrian Reservoirs of the Anyue Gas Field in the Sichuan Basin: Implications from Pyrolysis Experiments of Different Oil Fractions. ENERGY & FUELS, 2021, 35(2): 1165-1177. DOI: 10.1021/acs.energyfuels.0c03263
相關(guān)鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.energyfuels.0c03263
(有機(jī)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室供稿)

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