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川北元坝地区天然气地球化学特征及气源研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 08:08:48
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川北元坝地区天然气地球化学特征及气源研究【摘要】:本文在对元坝地区J2q、J1z、T3x组陆相烃源岩和二叠系P2w、P1m、P1q组海相烃源岩的有机质丰度、干酪根类型及成熟度等方面

【摘要】:本文在对元坝地区J2q、J1z、T3x组陆相烃源岩和二叠系P2w、P1m、P1q组海相烃源岩的有机质丰度、干酪根类型及成熟度等方面进行分析的基础上,重点研究了元坝地区J2q、J1z、T3x组陆相天然气,T21、T1f、P2ch、P2w、P1q组海相天然气的化学组分及烷烃碳同位素等有机地球化学特征并对其进行气源分析。 元坝地区海、陆相天然气的组分差别很大。陆相天然气以气态烷烃为主,非烃气体含量普遍很低,N2、C02含量不高,各气样几乎不含H2S;从气态烷烃的含量分布来看,重烃C2+含量相对较高。其中,J2q组天然气干燥系数都在0.85以下,为湿气;J1z、T3x组天然气干燥系数C1/(C1-C5)普遍在0.95以上,属高温裂解干气。而海相天然气含有较多的H2S、CO2等非烃气体;气态烷烃含量相对较低。其中,T21、T1f及P2ch层位的天然气烷烃含量基本上分布在90%以上,干燥系数C1/(C1-C5)值均大于0.98。P2w、P1q组天然气样总烃分布在97%以上,而CH4含量很高,干燥系数Cl/(Cr-Cs)接近于1。同时,海相T1f、P2ch、P2w、P1q天然气的C1/(C2+C3)值基本上大于400,而陆相J1z、T3x天然气C1/(C2+C3)值基本上小于200,故可以利用Cl/(C2+C3)值粗略地区分元坝地区海、陆相天然气。 元坝地区海、陆相天然气的烷烃碳、氢同位素值差别也很大。陆相天然气δ13C1普遍小于海相δ13C1,同样陆相δD1小于海相δD1。相反,陆相δ13C2普遍大于海相δ13C2。其中,陆相J2q组天然气δ13C2值分布在-32.3-31.4‰范围,为油型气;而J1z、T3x组天然气δ13C2较重,具有煤型气的特点。但是,T3x1~2组天然气碳氢同位素分布较为复杂,乙烷碳同位素明显偏轻,大多数气样轻于-28‰,有油型气的混入,出现δ13C1δ13C2的反序分布。而海相T21层位的天然气δ13C2值分布在-36.6--29.6‰之间,均小于-28%o,具有油型气的特点。T1f、P2ch组天然气烷烃碳同位素较为复杂,烷烃碳同位素序列分布既有δ13C1δ13C2正序分布,也有δ13C1δ13C2倒序分布,为混源所致,但散失作用对其也有一定的影响。进一步对海、陆相天然气的碳氢同位素进行分析发现,可以利用δ13C2和δ13C1差值与δ13C1值的相关图来区分元坝地区海、陆相天然气。此外,元坝地区陆相天然气δ Dl值小于-140‰,而海相天然气δ Dl值均大于-140%o;甲烷碳、氢同位素随着成熟度的增加而变重,元坝陆相气(J1z、T3x组天然气)和海相气两者的变化趋势有所不同。所以,可以利用δ Dl=-140‰值及甲烷碳、氢同位素变化趋势对陆相、海相天然气进行区分。 此外,针对海相T1f、P2ch天然气具有高含量H2S、CO2的特点,对H2S与C02含量关系、C02含量和其碳同位素关系进行了分析。P2ch层位天然气H2S含量随着C02含量的增加而增加,且C02碳同位素随着二氧化碳含量的增加而变轻。而Tlf层的天然气H2S与C02含量之间则表现出一定的负相关性,且C02碳同位素随着C02含量的增加而增加。从T1f、P2ch组的SO42-与Mg2+的匹配关系看,长兴组的TSR作用可能要大于飞仙关组。结合上述这两个层位天然气的组分及同位素分析,认为:P2ch组的天然气发生了TSR过程,产生的H2S和C02与周边的碳酸盐岩发生作用,使得该层位天然气中CO2的碳来源于TSR所产生的有机碳和碳酸盐岩溶蚀所产生的无机碳。而Tlf组的天然气来源于P2ch组中经TSR作用的天然气,在运移过程中H2S与周边的碳酸盐岩作用而减少,但同时C02含量变大、碳同位素变重,但是也不能排除Tlf组发生TSR作用。 结合上述海、陆相各个层位的天然气地球化学特征进行了气-气对比及气-岩对比分析,认为J1z、J2q及T3x3~5组天然气可能主要来源于本层位烃源岩;而T3x1-2组天然气为本层位产生的煤型气与下伏海相油型气的混合气。T21天然气可能为志留系烃源岩裂解气和须家河组煤型气的混合气。P2ch、P2w和Plq天然气均来源于二叠系海相烃源岩。其中,Tlf层位天然气主要以原油裂解气为主,可能是早期P2ch层位天然气上窜的结果,并且有一定量的干酪根裂解气的充注,而其主要烃源岩为二叠统烃源岩。P2ch层位的天然气是混合气,即经TSR作用的原油裂解气和未经TSR作用的干酪根初次裂解气的混合气。 【关键词】:川北元坝地区 陆相天然气 海相天然气 碳同位素 化学成分 硫酸盐热化学还原 干酪根初次裂解气 原油二次裂解气 气源
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:P618.13
【目录】:
  • 致谢4-5
  • 摘要5-7
  • Abstract7-12
  • 1 绪论12-23
  • 1.1 选题来源与意义12-13
  • 1.2 天然气成因理论与应用方法13-18
  • 1.2.1 天然气成因类型及其特征13-18
  • 1.2.2 气源对比18
  • 1.3 研究现状18-21
  • 1.3.1 元坝及其周边地区各层位天然气地球化学特征及其气源分析18-20
  • 1.3.2 存在的问题20-21
  • 1.4 研究内容21-22
  • 1.5 工作量统计22-23
  • 2 川北元坝地区的地质背景及样品分析23-30
  • 2.1 川北元坝地区的地质背景23-27
  • 2.1.1 四川盆地的演化及其油气的分布23-24
  • 2.1.2 川东北地区构造及烃源岩层位分布24-25
  • 2.1.3 元坝地区油气分布25-27
  • 2.2 样品分析过程27-30
  • 2.2.1 烃源岩岩样分析28-29
  • 2.2.2 天然气气样分析29-30
  • 3 烃源岩地球化学特征30-38
  • 3.1 陆相烃源岩30-34
  • 3.1.1 烃源岩有机质丰度30-31
  • 3.1.2 烃源岩有机质类型31-33
  • 3.1.3 烃源岩有机质热演化程度33-34
  • 3.2 海相烃源岩34-38
  • 3.2.1 烃源岩有机质丰度34-35
  • 3.2.2 烃源岩有机质类型35-36
  • 3.2.3 烃源岩有机质热演化程度36-38
  • 4 元坝地区陆相天然气地球化学特征及其来源分析38-47
  • 4.1 天然气化学成分及同位素组成特征38-40
  • 4.1.1 化学组成38-39
  • 4.1.2 同位素组成39-40
  • 4.2 天然气成因类型40-43
  • 4.3 天然气气源分析43-47
  • 4.3.1 中下侏罗统气源43-44
  • 4.3.2 须家河组气源44-47
  • 5 元坝地区海相天然气地球化学特征及其来源分析47-61
  • 5.1 海相天然气组分及其同位素组成47-50
  • 5.1.1 天然气组分47-48
  • 5.1.2 烷烃同位素48-50
  • 5.2 海相天然气成因类型50-53
  • 5.3 烷烃碳同位素倒转探讨53-54
  • 5.4 元坝海相天然气TSR及CO_2的来源分析54-56
  • 5.5 天然气烷烃来源分析56-61
  • 5.5.1 原油裂解气和烃源岩裂解气来源57-58
  • 5.5.2 原油裂解气和烃源岩裂解气充注的先后顺序58-61
  • 6 结论61-64
  • 参考文献64-71
  • 作者简历71


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