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天然气运移的气体同位素地球化学示踪 总被引：16，自引：0，他引：16
本文通过鄂尔多斯等含油气盆地内岩石酸解烃、罐顶气和同源多产层天然气碳同位素组成的变化，从实例剖析出发，探讨了天然气运移时气体同位素组成的变化及其对天然气运移的示踪。天然气在通过沉积地层中孔隙系统和微裂隙运移时，天然气中的甲烷碳同位素会发生一定的分馏，而乙烷以上重烃碳同位素几乎不发生分馏；在天然气层所在深度，罐顶气甲烷碳同位素组成与天然气一致，在天然气层附近，罐顶气甲烷碳同位素则明显偏离了热演化趋势线；烃源岩酸解烃与其同源的天然气重烃碳同位素组成具有较好的一致性和可比性。由此，可利用气体组分碳同位素的上述变化特征，追索天然气的运移作用。 相似文献
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砂岩孔隙介质内天然气运移的微观物理模拟实验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
采用真实的砂岩微观模型,通过与实际地质状况较为相似条件下的气驱水运移实验模拟天然气在砂岩孔隙内的二次运移,直接观察了天然气在砂岩孔隙、喉道内运移的过程和特征,在此基础上,分析和探讨了真实砂岩孔隙介质中天然气的微观运移机理。研究发现,天然气运移路径的形态通常迂回曲折,表现复杂的分支状特征,而且气体只沿毛细管阻力最小的运移路径向前运移;受真实砂岩孔隙结构的非均质性和运移动力变化的影响,天然气运移的速率不均一,呈现出跳跃式的运移方式;在孔喉比相差较大的亲水介质中,气体的卡断现象较为普遍,卡断增加了气体运移的阻力,对天然气运移十分不利;外界突发性的振动能够增加天然气运移的有效性。 相似文献
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对胜利油田临南洼陷一块未成熟Ⅱ型烃源岩的干酪根样品进行了封闭体系下高温高压热模拟实验,获取了不同热演化阶段天然气组分和碳同位素值,通过混合配比计算,研究了同源不同成熟度天然气的混合对天然气组分和碳同位素的影响。结果表明,同源不同成熟度天然气的混合改变天然气的组分与碳同位素特征,其变化规律受端元气的成熟度及混合系数的影响,并且端元气体的成熟度差别越大,混合气组分与碳同位素值随混合系数的变化越明显。本研究中,在热模拟实验的成熟度范围内(Easy Ro:0.72%~3.0%),不同混合模型中天然气的δ~(13)C_1与δ~(13)C_2不存在倒转;只有当过成熟天然气和低成熟天然气混合,并且以过成熟天然气为主时,才可能导致δ~(13)C_2与δ~(13)C_3不同程度倒转,但这种混合模型在实际地质条件下很难形成,因此认为只是同源不同成熟度混合作用一般不会造成天然气碳同位素的倒转。本研究对于深刻认识含油气盆地天然气的气源及其碳同位素特征提供了理论依据。 相似文献
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天然气水合物是一种新型的洁净能源。甲烷天然气水合物是储量最丰富的一种类型,常出现在深海中或极地大陆上,其生成的过程中会发生同位素的分馏效应。通过实验室模拟水合物生成的过程,利用天然海水与甲烷或二氧化碳气体反应,以及更接近实际生成环境的甲烷-海水-沉积物动态聚散实验,对甲烷水合物和二氧化碳水合物生成前后δ13C值进行测定,研究水合物生成过程中δ13C的变化情况。实验证明,水合物反应中碳同位素分馏是存在的,其变化程度明显小于氧同位素和氢同位素。甲烷水合物碳同位素的分馏系数αC的值为1000 3~1000 9。二氧化碳水合物生成反应后气相的碳、氧同位素变轻,重同位素趋向于进入水合物中,二氧化碳水合物碳同位素的分馏系数αC的值为1000 7~1001 2。海水中溶解的CO2气体在甲烷水合物形成过程中会被水合物捕获,从而使得δ13CDIC值变小,重的碳同位素趋于进入水合物中,而较轻的碳同位素留在海水中。但由于海水中含有的溶解CO2气体有限,经过多轮水合物动态聚散后δ13CDIC值的变化幅度会越来越小。 相似文献
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在对渝东南地区五峰组—龙马溪组页岩现场解吸气样的气体组分和稳定碳同位素分析的基础上,对页岩气的成因类型和烷烃碳同位素倒转原因进行了探讨。渝东南地区五峰组—龙马溪组页岩气的甲烷含量高(94.33%~98.96%),非烃组分(主要包括N_2、CO_2)含量较少,干燥系数大于0.98,为典型的干气。甲烷、乙烷碳同位素值的范围分别为-49‰~-24.4‰、-39.4‰~-29‰,含气性较好的武隆地区Y1井气样烷烃气体呈现δ~(13)C_1δ~(13)C_2δ~(13)C_3的碳同位素"完全倒转"特征,含气性较差的酉阳地区Y2井气样烷烃气体基本具正碳同位素系列特征。天然气成因类型判识标志和图版分析表明,渝东南地区五峰组—龙马溪组页岩气为有机质高温裂解的油型气,是早期生成的干酪根裂解气和后期原油裂解气的混合气,这也是引起武隆地区Y1井气样碳同位素倒转的主要原因,同时这也可能与页岩气高产有关。 相似文献
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柴达木盆地三湖地区第四系生物气的形成途径与运聚方式 总被引：22，自引：1，他引：22
柴达木盆地三湖(台吉乃尔湖、涩聂湖、达布逊湖)地区第四系生物气区是我国最大的生物气区。笔者系统采集了该气区21个天然气样品,测量了其组分和碳同位素组成,重点探讨了生物气形成途径和运聚方式。生物气δ~(13)C_1和δ~(13)C_(CO_2)均随深度增大而变重,显示了CO_2还原途径成气的特征。生物气δ~(13)C_1、δ~(13)C_(CO_2)和δD分布与CO_2还原方式形成的生物气的相应同位素值分布范围接近。在有关成因图解中这些数据主要位于CO_2还原途径成气范围内。生物气CO_2和CH_4之间的碳同位素分馏系数α_c>1.055,具有CO_2还原途径成气的特征。柴达木盆地第四纪干旱的古气候、较低的古温度、较高的沉积速率和水体中较高的硫酸盐含量使得甲烷菌的大量繁殖只能在较大的深度范围内才能实现,从而,有利于CO_2还原途径成气作用进行。涩北一号、涩北二号气田生物气δ~(13)C_1组成分布可能表明,生物气形成以后沿疏导层水平运移进入气藏,基本不存在垂向运移。该项研究对于进一步深入探讨生物气成因、形成条件,确定生物气模拟实验方式与条件,计算生物气资源量,建立成藏模式和选择天然气有利勘探区块均具有重要价值。 相似文献
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东方1-1气田天然气运移地球化学特征 总被引：14，自引：1，他引：14
本文通过莺歌海盆地东方１－１气田天然气地球化学特征的研究，探讨了天然气运移的地球化学指标。研究表明，低分子正构烷烃、异构烷烃与正构烷比值、芳烃与链状烷烃比值、△Ｒ３参数、同位素及非烃组分可作为较好的天然气运移地球化学指标。这些地球化学指标在垂向上的变化规律显示了东方１－１气田天然气垂向运移的特点。 相似文献
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致密砂岩气是非常规油气资源的重要组成部分,是当前技术条件下可动用程度最高的部分.致密砂岩气可分为连续型致密砂岩气和圈闭型致密砂岩气.通过系统地对比圈闭型和连续型致密砂岩气在运聚、分布上的地质、地化特征差异,并使用物理模拟实验揭示了连续型致密砂岩气呈近源累计聚集的动力学成因机制.研究表明:圈闭型致密砂岩气是天然气远距离运聚的结果,在天然气组分和碳同位素上都有很明显的分馏效应,具有良好的输导体系,形成了“常规圈闭汇聚、具有边底水、优质盖层封盖”的特征;连续型致密砂岩气是近源累计聚集的结果,天然气组分和碳同位素基本不产生分馏效应,同一地区碳同位素呈现离散性,表现出“连续分布、近源汇聚、气-水分布复杂或倒置”的特征.连续型致密砂岩气近源累计聚集是致密砂岩储层中近纳米级孔喉背景下天然气运移动阻力变化及平衡的结果.在天然气运移至气-水临界界面之前,气-水界面将天然气与地层水分为两个系统,天然气运移的动力是气体异常压力,浮力作用产生的基本条件不满足,运移阻力是上覆地层水压力和毛细管压力.连续型致密砂岩气圈闭可认为是非常规动力圈闭,其核心可概括为“(近)纳米级孔喉、气体活塞式推进、浮力基本不起作用、动阻力平衡决定气-水界面”. 相似文献
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松辽盆地徐家围子断陷无机成因天然气及其成藏模式 总被引：37，自引：0，他引：37
通过对徐家围子地区天然气组分、同位素资料以及气体包裹体资料的综合分析认为 ,该地区存在无机成因天然气。烃类气体中具有重碳同位素异常 ( >- 2 0‰ )和负碳同位素系列(δ13C1>δ13C2 >δ13C3)的同位素分布特征 ,表现出无机成因烃类气体的特点。高含量的无机CO2 气体和幔源氦的发现 ,指示着该区无机成因天然气主要来自于地球的深部。地幔热柱上升在地壳不同圈层中引起的岩浆火山活动是无机天然气的主要来源 ,而由此形成的地壳“网状”结构和基底大断裂是无机气上升运移至浅部聚集成藏的主要运移通道。构造活动间歇期和活动期分别以渗流方式和幕式涌流方式向上运移可能是深部流体运移的两种主要方式。古隆起带、岩浆侵入带以及基底大断裂带是无机成因天然气的有利聚集带。 相似文献
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天然气运移的气体组分的地球化学示踪 总被引：18，自引：1，他引：17
本文通过我国不同含油气盆地典型地区岩石酸解气、罐顶气和天然气中化学组分分析,结合天然气的形成和盆地的地质演化,研究了天然气运移时组分的变化。结果表明,天然气通过地层孔隙系统运移时,组分会发生明显分馏,表现在甲烷相对重烃、异构丁烷相对正构丁烷的优先迁移。酸解气、罐顶气和成藏天然气中C1/C2+、iC4/nC4及总烃/非烃等比值,是天然气运移示踪的有效指标。 相似文献
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对四川盆地东部50个天然气样品组分和碳、氢同位素组成分析结果显示,天然气以烃类气体为主,干燥系数高(C1/C1+=0.975~1.0),H2S含量变化较大(H2S=0.00%~16.89%)。利用烷烃气碳、氢同位素组成和判识油型气热演化程度图版,确定四川盆地东部天然气主要为原油裂解气,且热演化程度已处于油气裂解阶段。在四川盆地东部,烷烃气碳、氢同位素组成普遍存在局部倒转现象,即δ13C1δ13C2δ13C3和δD1δD2,这主要与研究区域不同硫酸盐热化学还原作用(TSR)强度有关,因为在该反应过程中不仅会产生大量的CH4,其碳同位素较重,同时,水参与了硫酸盐与烃类的化学还原反应使得水中的H+与烃类中H+发生同位素交换,从而引起TSR生成CH4的氢同位素分馏大于干酪根直接生烃过程造成的氢同位素分馏。异常δ13CCO2值与TSR反应过程中部分碳同位素较轻的CO2与硫酸盐中金属离子(Mg2+、Fe2+、Ca2+等)以碳酸盐的形式沉淀后,导致气藏中残余重碳同位素组成的CO2与酸性气体腐蚀碳酸盐岩储集层形成的CO2相混合有关。 相似文献
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柴达木盆地天然气地球化学特征与成因 总被引：1，自引：0，他引：1
本文系统采集了柴达木盆地不同构造分区19个油气田的65个天然气样品,测试了其组分和碳同位素值,综合研究了天然气的地球化学特征及成因。柴达木盆地天然气可分为生物气、腐泥型油型气、混合型油型气、煤型气和混合气。生物气δ~(13)C_1非常轻,C_2+含量极低,分别位于-68.2‰～-61.8‰和0.06％～0.20％范围;δD和δ~(13)C_(CO_2)较重,显示了 相似文献
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《新疆地质》2017,(3)
碳酸盐岩碳、氧同位素对古气候、古环境及成岩流体示踪具重要的指示意义。通过对羌塘盆地南部昂达尔错地区QZ-11井、QZ-12井布曲组岩心观察、薄片鉴定及碳氧同位素分析,结果表明:研究区布曲组是在炎热、半干旱-半潮湿古气候条件下,在台地边缘礁滩环境发育的一套碳酸盐岩沉积;岩性包括灰岩,白云岩及过渡性岩类,白云岩主要发育在高位体系域晚期台缘浅滩微相中,白云岩包括保留先驱灰岩原始组构的颗粒白云岩、泥微晶白云岩及先驱灰岩原始组构不可见的晶粒白云岩;研究区内的碳酸盐岩δ~(13)C_(PDB)分布范围为1.5‰~4‰,δ18OPDB分布范围为-7.6‰~-12.1‰,其中灰岩的δ~(13)C_(PDB)分布范围为1.5‰~2.9‰,普遍高于同期全球海水碳同位素值,推测可能与高位体系域晚期强蒸发及生物繁盛有关,白云岩和过渡性岩类中δ~(13)C_(PDB)分布范围为1.4‰~4‰,说明为继承先驱灰岩中碳同位素组成,局部可能受到白云石化流体的改造;氧同位素组成虽然普遍低于同期海水值,但白云岩中保留先驱灰岩原始组构的颗粒白云岩氧同位素值仍高于灰岩,表明其形成与蒸发环境有关,而细晶白云岩、中粗晶白云岩氧同位素组成呈逐步降低趋势,表明可能受埋藏阶段温度升高的影响。 相似文献
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煤层甲烷碳同位素在煤层气勘探中的地质意义——以沁水盆地为例 总被引：1，自引：0，他引：1
根据沁水煤层气甲烷碳同位素的组成与分布特征 ,从煤层甲烷碳同位素在煤层气解吸—扩散—运移中的分馏效应 ,结合水文地质条件和构造条件 ,讨论了煤层甲烷碳同位素在煤层气勘探中的地质意义 ,认为沁水煤层气δ13C1值不仅总体上较高 ,而且随埋深增大而增高 ,说明沁水煤层气存在因煤层抬升而卸压所导致的煤层气解吸—扩散—运移效应 ,从而形成了该区甲烷碳同位素在平面上的分带现象。 相似文献
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鄂尔多斯盆地上古生界天然气运移特征及成藏过程分析 总被引：14，自引：1，他引：13
运用石油地质动态分析及综合研究方法,以鄂尔多斯盆地上古生界砂泥岩压实特征、古压力恢复、包裹体、成岩作用资料为基础,对上古生界天然气运移的地质背景、天然气运移特征进行详细分析,对储层致密化、古高压异常对天然气运移、成藏的影响等方面进行研究,认为上古生界砂岩致密化发生于中三叠世一晚三叠世,早于大规模油气运移时期,天然气呈连续相运移需要的临界气柱高度远大于砂岩的单层厚度,受压力封存箱的封闭以及封存箱内不均匀分布的高压泥质岩阻隔,天然气难以沿构造上倾方向作大规模运移,主要为就近垂向运移聚集成藏;成藏特征研究显示,只有毛管中值压力平均值小于6.21 MPa、厚度大于4 m以上的优质储层段能够允许天然气成藏,而且气水分布主要受构造部位、储层非均质控制.故此,上古生界气藏主要为致密储层条件下的岩性和构造-岩性气藏类型;根据各时期、各地区、各层段不同的天然气运移、成藏特征,将上古生界压力封存箱划分为非烃源岩和烃源岩两个成藏子系统,前者具自生自储、短距离运移、早期(J2-K1)源内成藏特点,形成原生气藏,而后者属近-远距离运移、晚期(K1-K2,K2末-Q)源外成藏特点. 相似文献
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弄清煤成气的识别标志对正确确定天然气类型有重要的理论和实践意义。一、煤成气的识别标志和方法(一)甲烷碳同位素(δ~(13)C_1‰)1.煤级 R~00.5—2.5％范围内,源岩形成的天然气δ~(13)C_1>-30‰是煤成气;≤-47>-55‰是油型气(图5-1)。由图3可知前者的变化范围是-42.9—-19‰,后者的最大值为-30‰,大于该值的气应属煤成气,如东濮凹陷文留气藏δ~(13)C_1=-28.53‰等。 相似文献
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川东北飞仙关组鲕滩天然气地球化学特征与成因 总被引：29，自引：3，他引：26
四川盆地东北部下三叠统飞仙关组鲕滩气藏天然气烃类气体以甲烷为主,含量主要分布在75%～90%之间,C2 含量很少,为0%～0.15%,干燥系数为0.997 0～0.999 8,是典型的干气;非烃气体以H2S和CO2为主,含量分别为4.21%～16.24%和0.97%～10.41%.天然气δ13C1值为-29.0‰～-31.5‰,δ13C2值为-29.4‰～-32.4‰.多参数表明鲕滩气藏天然气是以腐泥型为主的高过成熟天然气.高含H2S的天然气分布区域与含石膏地层分布基本一致,这些H2S为飞仙关组气藏附近的石膏经热化学硫酸盐还原作用(TSR)而生成,CO2是其主要的副产物.在TSR过程中,C2 重烃气体比甲烷更容易与硫酸盐发生反应,也就是C2 重烃气体的消耗速率大于甲烷,从而导致发生TSR反应的天然气C2 含量低、H2S和CO2含量高.天然气δ13C1值与甲烷含量之间具有很好的负相关关系,而与天然气酸性系数[H2S/(H2S CnH2n 2)]具有正相关关系.根据同位素动力学的分馏效应,随着TSR的进行,烃类分子中的12C损耗速率大于13C,残留下来的烃类分子中则更加富集13C,也就是TSR反应使天然气碳同位素变重. 相似文献
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《矿物岩石》2018,(4)
巧家茂租铅锌矿是滇东北赋存于上震旦统灯影组白云岩地层中的代表性铅锌矿床之一,通过对5件不同产状矿体中与成矿有关的热液成因碳酸盐矿物白云石和方解石样品的C-O同位素示踪分析,发现成矿流体中的碳主要有3种来源:(1)白云石的δ~(13)C_(V-PDB)值介于0.6‰～3.5‰,δ~(18)O_(V-SMOW)值介于17.9‰～18.5‰,具有明显的海相碳酸盐岩去碳酸盐化来源特征;(2)方解石的δ~(13)C_(V-PDB)值主要集中于-5.7‰～-1.95‰,δ~(18)O_(V-SMOW)值介于13.80‰～17.5‰,来自碳酸盐岩的溶解作用;(3)下层矿的方解石δ~(13)C_(V-PDB)值出现了较大负值(δ~(13)C_(V-PDB)=-28.9‰),同时较高的氧同位素值(δ~(18)O_(V-SMOW)=17.6‰)显示有机物氧化来源的有机碳同位素组成特征。综合前人的研究成果,认为茂租铅锌矿的形成与二叠纪峨眉山玄武岩浆热液无关,成矿物质除了前人认为的来源于基底地层和赋矿地层,区域上泥盆系碳酸盐岩也是重要的铅锌源。 相似文献
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温度是岩浆囊的重要物理参数,获取温度参数并监测其变化对更好地理解岩浆囊的物理化学性质和行为、评价火山的活动性和喷发危险性具有重要的理论和现实意义。火山岩浆-水热系统丰富的含碳气体,这些含碳气体间碳同位素温度计为我们解决休眠火山区地下岩浆囊的温度问题提供了可能。我们对宁洱火山区地表地热异常强度最高区的4个温泉点CO_2、CH_4碳同位素组成进行了2年的连续观测和2次平行观测,利用观测数据对CO_2、CH_4气体的岩浆来源进行了甄别,对CO_2-CH_4间碳同位素分馏是否发到平衡进行了判断,然后利用Horita CO_2-CH_4碳同位素平衡分馏方程计算了宁洱-通关火山区逸出气体的源区温度。结果表明:宁洱火山区4个样点中,1个样点的CO_2和CH_4均为非岩浆成因,其他3个样点的主要属于岩浆来源。剔除了非岩浆来源的数据后的δ-Δ图解法判断CO_2-CH_4间碳同位素分馏达到了平衡。3个样点的CO_2、CH_4碳气体源区温度分别为425~475℃、941~995℃和1179~1578℃。结合最上部地壳温度场结果,我们认为,宁洱火山区现今存在2个壳内岩浆房,分别位于宁洱火山以南和通关火山以北,宁洱岩浆房的温度为1179~1578℃,通关岩浆房的温度为941~995℃。2个岩浆房的现今温度已达到流纹岩浆(600~900℃)、安山岩(800~1100℃)和玄武岩浆(1000~1250℃)的形成温度。思普地震带空间上密集的6级地震丛集活动可以用宁洱岩浆房的高活动性来解释。δ-Δ图解法判断CO_2-CH_4间碳同位素分馏平衡准则应修正为:在保持两拟合直线的斜率符号相反的条件下,δ~(13)CCO_2-ΔCO_2-CH_4拟合直线和δ~(13)CCH_4-ΔCO_2-CH_4拟合直线应相交于δ轴附近截距差Δb≤0.16处。 相似文献