四川盆地上二叠统天然气地化特征分析.pdf

天 然 气 勘 探 与 开 发 2 0 1 1 年 4月出版 四川盆地上二叠统天然气地化特征分析 唐涤万茂霞郑平施雨华张敏 中国石油西南油气 田公司勘探开发研究院 摘要应用天然气地球化学基本理论 ， 对四川盆地上二叠统天然气的地球化学特征进行了分析。天然气地 化特征显示， 其烃类组分约占天然气的9 0 ％ 一 9 9 ％， 相对密度大都分布在 0 ． 5 60 ． 6 4之间， 干燥系数的对数值 l o g C I ／ C 一般介于 I ． 5 6 3 ． 9 8 之间， 甲烷碳同位索值介于 一 2 9 ． 4 4 ‰ 一一 3 2 ． 8 8 ％ o 之间， 乙烷碳 同位素值介于 一 2 2 ． 6 8 o／ s o 一一 3 6 ． 1 2 ‰之间， 二叠系储层沥青规则甾烷组成与下三叠统飞仙关组落在同一区域， 表明其储层有机质 有着相似的母质来源， 储层沥青和干酪根碳同位素组成基本上展示了干酪根 沥青质 非烃 芳烃 饱和烃的分 布特征。可见四川盆地上二叠统长兴组天然气来源复杂 ， 具有多种成因类型， 从高熟到过熟、 从油型气到煤系气都 有分布， 各个气藏之间， 甚至同构造不同层段之间， 都可能存在不同成因类型的天然气。总体上， 四川盆地上二叠 统长兴组天然气以高～过成熟的腐殖来源的煤型气为主 ， 部分气藏具有混合气特征 ， 部分具有油型气特征， 与下二 叠统的天然气组分特征和同位素特征较相似， 可能有下二叠统的贡献。反映出上二叠统天然气主要源于二叠系本 层烃源岩， 属近源型。图4参4 关键词四川盆地上二叠统生物礁气藏地化特征气源对比 四川盆地上二叠统长兴组油气资源较为丰富， 在四川盆地各区块内均发现气藏， 显示出长兴组是 极具勘探开发潜力的有利层系。但上二叠统油气究 竟来自 何处弄清这一问题对进一步了解上二叠统 油气资源潜力及其分布， 具有重要的现实意义。为 此 ， 本文应用天然气地球化学基本理论 ， 从 四川盆地 上二叠统长兴组天然气的地球化学特征着手 ， 通过 天然气地化特征对 比分析， 对 四川盆地上二叠统长 兴组气藏天然气气源进行追溯。 1 天然气的地球化学特征 1 ． 1 天然气密度 四川盆地上二叠统长兴组天然气相对密度大都 分布在 0 ． 5 6 0 ． 6 4之间， 显示上二叠统、 下二叠统 的天然气密度相差不大。四川盆地上二叠统长兴组 气藏天然气密度与其甲烷含量成负相关关系， 与其 重烃含量 C 相关性不明显 ， 而与非烃含量成较 好的正相关关系。该结果表明四川盆地上二叠统长 兴组天然气密度明显与非烃含量的大小有关。 1 ． 2 烃类气体干燥系数特征 四川盆地二叠系天然气以烃类气体为主， 烃类 组分约占天然气的9 0 ％ ～ 9 9 ％， 烃类组分又以甲烷 为主， 重烃次之。从统计结果看， 四川盆地上二叠统 长兴组气藏天然气干燥系数的对数值 l o g c ／ C 一 般介 于 1 ． 5 6 3 ． 9 8之间， 干燥 系数与重烃含量成 负相关关系 图 1 ， 四川盆地上二叠统长兴组气藏 天然气干燥系数与 l o g C ／ l o g C ， 相关性较好 ， 反映了 天然气在热演化过程中， 随着热演化程度的增高， 大 多数样品重烃组分有序向轻组分转化的特点。 图 1 四川盆地上二叠统干燥系数与重烃含量相关关系图 2 天然气成因和类型判识 2 ． 1 天然气成 因判识 天然气的分类方法繁多， 按天然气的成因可以 作者简介唐涤， 女． 1 9 6 8 年出生， 工程师； 1 9 9 1 年毕业于兰州大学化学专业， 一直从事石油地化分析研究工作。地址 6 1 0 0 5 1 成都市府 青路一段一号中国石油西南油气田公司勘探开发研究院分析实验中心。电话 0 2 8 8 6 0 1 5 0 5 2 。E m a i l t a l l g d p e t r o c h l n a ． c o m ． c n 22 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 4卷第 2期 天 然 气 勘 探 与 开 发 分为有机成因气 和无机成 因气两大类 ， 判识指标之 一 是天然气烃类组分的碳同位素值 。四川盆地上二 叠 统 长 兴 组 天 然 气 甲烷 的 碳 同 位 素 值 介 于 一 2 9 ． 4 4 ％ o 一一 3 2 ． 8 8 ％ o 之间 ， 小于 一 2 0 ％ o ， 展示 了有机 成因气的特点 ， 从二叠系气藏 中天然气 的碳 同位素 特征看 ， 虽然 甲烷、 乙烷碳 同位素发生 了倒转 8 ” C 1 8 埒 C ， 但并未见 8 ” C 2 8 “ C 的倒转现象 ， 因 此可以判断长兴组天然气主要仍为有机成 因气 J 。 2 ． 2 天然气类型判识 按照经验划分方法 ， 做 出四川盆地二叠 系天然 气甲烷 、 乙烷碳 同位素组成相关关系 图 图 2 。从 图中看出四川盆地上二叠 统长兴组 天然气来源 复 杂 ， 具有多种成因类型 ， 从 高熟到过熟 、 从油型气 到 煤系气都有分布 ， 各个气藏之间 ， 甚 至同构造不同层 段之间， 都可能存在不 同成因类型的天然气 。 图 2 四川盆地 二叠系天然气 甲烷 、 乙烷 碳 同位素组成 相关关系图 3 天然气气源探讨 勘探实践证实 ， 四川盆地上二叠统获工业气流 的储层主要集中在上二叠统长兴组。本次研究通过 对四川盆地上二叠统气藏与其它层系产层的天然气 地化特征对 比， 对气源进行追踪 ， 同样证实了上二叠 统长兴组天然气主要是 自源型 ， 但不排除来 自下二 叠统烃源层 的贡献。 3 ． 1 天然气碳同位素对比 烃类气体的碳同位素是判断天然气母质类型的 一 项重要指标， 通过天然气碳同位素特征对比， 可以 有效地进行气源对 比。从统计数据看 ， 上二叠统长 兴组天然气 甲烷 的碳 同位素分布介于 一2 9 ． 4 4 ％ 0 一 一 3 2 ． 8 8 ％ o 之间， 乙烷碳同位素值介于 一 2 2 ． 6 8 ％ 0 一 一 3 6 ． 1 2 ％ o 之间， 乙烷与甲烷的碳同位素相对富集系 数△ C 一 C 变化在 一 3 ． 2 4 7 ． 4 4 ， 局部地区出现 了碳同位素发生倒转的现象。下二叠统天然气甲烷 的碳同位素分布介于 一 2 8 ． 4 9 ％ 0 一一 3 8 ． 9 0 ％ 0 之间， 乙烷碳同位素值介于 一 2 8 ． 7 9 ％ 0 ～一 3 6 ． 7 7 ％ 0 之间， 乙烷与 甲烷 的碳 同位 素相对富集系数 △ C 一C 变化在 一6 ． 0 1～2 ． 8 3 ， 局部地区亦出现了碳 同位素 发生倒转 的现象。展示两个产层的天然气碳同位素 既存在相似之处又有一定差异的天然气碳同位素特 征。出现腐殖型来源 的高熟煤系气、 腐 泥型来源的 高熟或过熟油系气以及高一过熟腐殖、 腐泥混合气 在二叠系都有分布的特征 。表明上二叠统长兴组在 局部地 区可能有下二叠统烃源层的贡献 2 J 。 3 ． 2储层沥青特征对 比 1 沥青“ A” 饱和烃色谱地球化学特征对比 从正构烷烃色谱特征看 ， 上 二叠统烃源岩饱和 烃 O E P 值主要集中在 0 ． 81 ． 2范围内， 表明其有 机质均进入成熟至高成熟阶段 。上二叠统长兴组正 构烷烃 主峰碳数低 ， 多集 中在 C C ， 低碳数正烷 烃占优势 ， 姥鲛烷与植 烷 的比值较小 ， 大多在 0 ． 5 8 左右； 具有明显的植烷优势。与下二叠统的正构烷 烃分布特征有较明显的相似性， 表明两者储层有机 质有着相似的母质来源 。 2 甾烷分布对 比 规则甾烷组成是生物标志化合物中的一项重要 指标 ， 它与有机质物源、 有机质沉积环境及有机质成 熟度等有着密切的关系。从规则 甾烷组成相对含量 三角图 图 3 可 以看 出， 飞仙关、 上二叠统、 下二叠 统甾烷分布落在 同一 区域 ， 表 明其储层有机质有着 相似的母质来源 。 图例 ●T． f o PI e h △大隆组 吴家坪组 口龙 潭组 x P． m 簟PI q 审P． 1 C2 图3 四川盆地叠系规则甾烷组成三角图 3 储层沥青和干酪根碳同位素特征对比 四川盆地二叠系储层沥青和干酪根碳同位素特 征图 图 4 ， 其有机组分的碳 同位素极其相似， 基本 上展示了干酪根 沥青质 非烃 芳烃 饱和烃的 分布特征 ， 这表 明二叠系储层有机质 主要是本层 自 生。但下二叠统部分资料表现出烃源岩干酪根碳同 位素比储层沥青碳同位素更轻的现象， 即碳同位素 值倒置 ， 其原因有待进一步研究 。 2 3 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 天 然 气 勘 探 与 开 发 2 0 1 1 年 4月 出版 图4 四川盆地二叠系储层沥青和干酪根碳同位索特 征 图 4结论 四川盆地上二叠统长兴组天然气具有多种成 因， 以高 一 过成熟的腐殖来源的煤型气为主， 部分气 藏具有混合气特征 ， 还有部分气藏具有油型气特征 ， 与下二叠统 的天然气组分特征 和同位素特征较相 似 ， 可能有下二叠统的贡献 。反 映出上二叠统天然 气主要源于二叠系本层烃源岩 ， 属近源型。 参考文献 1 王兰生， 苟学敏， 刘国瑜， 等 ．四川盆地天然气的有机地 球化学特征及其成因．沉积学报， 1 9 9 7 ， 0 2 ． 2 戴鸿鸣， 王顺玉， 陈义才 ．油气勘探地球化学[ J ] ．北京 石油工业 出版社 ， 2 0 0 0 ． 3 朱光有， 张水昌， 梁英波， 等， 四川盆地天然气特征及气源 [ J ] ．地学前缘， 2 0 0 6 ，1 3 2 ． 4 陈盛吉 ． 川东北地区中下侏罗统的烃原岩条件[ J ] ．天 然气勘探与开发， 2 0 0 2 ， 2 5 1 ． 修改回稿 日 期2 0 1 0 0 6 - 3 0 编辑景岷冒 上接第 l 4页 胶结物含量之间呈现出反 比的变化趋势 图 8 。 图8 丹凤场构造须四段孔隙度与胶结物含量相关图 3 结论 1 须家河组储集层为一套成分成熟度和结构 成熟度中一较高的陆源碎屑岩。岩石类型主要为中 粒岩屑砂岩、 长石岩屑砂岩。岩石碎屑颗粒的分选 、 磨圆较好 ， 杂基含量低。成分成熟度指数为 2 ． 7 1 4 ． 6 0 。 2 储层孑 L 隙主要是残余原生粒间孑 L 隙、 粘土 矿物晶间孔和粒内次生溶蚀孔 隙。储层孔喉小， 孔 隙连通较差、 孔隙结构复杂， 属于s J , L 微细喉砂岩储 集层。 3 储层均具有低孔、 低渗 一特低渗砂岩储层 的特点。储层平均孔隙度为 6 ． 5 9 ％， 主要集中在 4 ％ 一1 0 ％ 内； 渗 透率 小 于 l m D ， 主 要 分布 在 2 4 0 ． 0 1 mD一 0 ． 1 m D 内。 4 钻井、 试井结果表 明研究 区须家河组储层 具有双重孔隙介质特征， 储层类型为裂缝 一 孔隙型， 裂缝对改善渗流能力、 提高产能具有重要作用。 5 层中残余原生粒间孔保留程度是决定储层 质量的关键因素。粒度较细的砂岩往往因为软质岩 屑重 ， 早期机械压实使孔隙几 乎损失殆尽。次生粒 内溶孔对储层质量提高有补充作用 。 6 优质储层一般发育于铁绿泥石环边较发育 的以硬质岩屑为主的岩屑石英砂岩、 中 一粗粒岩屑 砂岩和长石岩屑砂岩中。 参考文献 1 罗蜇潭， 王允诚著 ．油气储集层的孔隙结构[ M] ．北京 科学出版社 ， 1 9 8 6 ． 2 邸世祥 ， 祝总祺著 ．碎屑岩储集层的孔隙结构及其成因 与对油气运移的控制作用[ M]西安 西北大学出版社， 1 9 9 0 ． 3 闵琪， 金贵孝 ， 荣春龙主编 ．低渗透油气田研究与实践 [ M] ．北京 石油工业出版社 ， 1 9 9 9 ． 4 蒋裕强， 郭贵安 ， 陈辉， 等 ．川 I 中地区上三叠统须家河组 二段和四段砂岩优质储层成因探讨 [ J ] ．油气地质与采 收率 ， 2 0 0 7 ， 1 4 1 1 8 2 1 ． 5 周康 ， 彭军， 耿梅 ．川中一川南过渡带致密砂岩储层物性 主控因素分析[ J ] ．断块油气田， 2 0 0 8 ， 1 5 2 81 1 ． 修改回稿日期2 0 1 0 一 o 9 一 l 9 编辑王晓清 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