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科研進展

廣州地化所在川中安岳特大型氣田天然氣成藏機制方面取得進展

  

  川中安岳氣田是我國迄今發現的規模最大的深層天然氣田,探明儲量超萬億方。其震旦系-寒武系含氣系統發育多套烴源巖,且地層年代老、埋藏深、經歷過多期構造運動,具有多源生烴和多期成藏的特點。另外,震旦-寒武系含氣系統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,常規的油源對比和成藏研究方法已無法用于此類深層高成熟天然氣的來源及成藏過程研究。儲層中的焦瀝青和氣體包裹體是油氣來源及成藏過程的重要記錄,但如何利用高過成熟階段的地球化學記錄反演整個油氣藏的熱演化過程仍是一個挑戰。

  針對以上問題,中國科學院廣州地球化學研究所有機地球化學國家重點實驗室博士生王星在導師田輝研究員的指導下,對寒武烴源巖來源的稠油及其族組分進行了封閉體系熱模擬實驗,研究了焦瀝青生成及碳同位素熱演化特征,并據此對震旦-寒武系儲層中的油氣來源進行了判識,同時對川中地區安岳氣田震旦系燈影組儲層中的氣體包裹體開展了巖相學觀察、激光拉曼測試和顯微測溫等研究,劃分了燈影組油氣成藏期次并對其壓力演化過程進行了研究,取得了以下認識:

  (1)族組成差別很大的原油具有不同的焦瀝青產率,但其焦瀝青碳同位素差別較小,可作為判別焦瀝青來源的有效參數。安岳氣田震旦-寒武系儲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-磨溪地區燈影組儲層中發育三種不同類型的氣體包裹體,其中類型I和類型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過熱裂解形成的,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程及實際儲層中的原油裂解(圖2)。不同類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層,然而類型III氣體包裹體所記錄的儲層壓力表明在天然氣充注階段儲層為超壓狀態,壓力系數達到1.32–1.79。在類似于類型I氣體包裹體的封閉體系中,震旦系儲層中的原油裂解可產生壓力系數為1.54–2.21的超壓(圖3),類型III氣體包裹體記錄的較低的壓力系數表明燈影組儲層在原油裂解階段并非封閉體系,在中晚白堊世構造抬升之前就有大量的天然氣發生散失。

 

圖1 震旦系燈影組(a)和寒武系龍王廟組(b)儲層中不同類型原油的焦瀝青生成過程

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

圖3 根據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算得到的類型III氣體包裹體捕獲溫度和壓力以及在類型III氣體包裹體捕獲時,類型I和類型II氣體包裹體的內部壓力

  上述結果對于川中安岳特大型氣田天然氣成藏機制研究提供了新的方法和認識。本研究獲得中科院先導A、國家油氣重大專項、國家自然科學基金和廣東省自然科學基金的聯合資助。論文近期發表于國際主流期刊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

  相關鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.energyfuels.0c03263

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