大氣田的天然氣地球化學特征戴金星課件

中國儲量千億立方米以上大氣田天然氣的地球化學特征

戴金星，李劍，丁巍偉，胡國藝羅霞，陶士振，張文正，朱光有，米敬奎2005-4-16.1概論2天然氣組分特征3烷烴氣碳同位素特征4氦同位素特征5中國大氣田天然氣成因匯報提綱.中國1000×108m3以上大氣田概表

1概論至2003年底在鄂爾多斯盆地和塔里木盆地發(fā)現(xiàn)6個儲量超過1000×108m3的大氣田這些大氣田占中國天然氣儲量的38.5%鄂爾多斯盆地:蘇里格、靖邊、大牛地、榆林、烏審旗塔里木盆地:克拉2.克拉2大氣田位于塔里木盆地；蘇里格、靖邊、大牛地、榆林、烏審旗大氣田均位于鄂爾多斯盆地的中北部。探明含氣面積為10582km2多1概論.1概論2天然氣組分特征3烷烴氣碳同位素特征4氦同位素特征5中國大氣田天然氣成因匯報提綱.蘇里格氣田烏審旗氣田中國大氣田天然氣組分含量百分頻率圖

2天然氣組分特征烷烴氣含量高；二氧化碳含量低根據(jù)6個大氣田150個氣樣的天然氣組分研究，編制了這些大氣田的氣組分百分頻率圖.中國大氣田天然氣組分含量百分頻率圖

榆林氣田大牛地氣田烷烴氣含量高；二氧化碳含量低2天然氣組分特征.中國大氣田天然氣組分含量百分頻率圖

靖邊氣田克拉2氣田烷烴氣含量高；二氧化碳含量低2天然氣組分特征.2天然氣組分特征.1概論2天然氣組分特征3烷烴氣碳同位素特征4氦同位素特征5中國大氣田天然氣成因匯報提綱.3烷烴氣碳同位素特征蘇里格氣田烏審旗氣田根據(jù)6個大氣田143個氣樣烷烴氣碳同位素組成研究編制了這些大氣田的甲烷碳同位素組成頻率圖烷烴氣碳同位素組成重而具有煤成氣的性質(zhì)中國大氣田δ13C1頻率圖

.烷烴氣碳同位素組成重而具有煤成氣的性質(zhì)中國大氣田δ13C1頻率圖

榆林氣田大牛地氣田3烷烴氣碳同位素特征.烷烴氣碳同位素組成重而具有煤成氣的性質(zhì)中國大氣田δ13C1頻率圖

靖邊氣田克拉2氣田3烷烴氣碳同位素特征.3烷烴氣碳同位素特征.烷烴氣碳同位素連線類型多蘇里格氣田烏審旗氣田榆林氣田蘇里格氣田、烏審旗氣田和榆林氣田，烷烴氣δ13C連線束除局部呈L型，主要呈俄文字母Ν型或波型趨勢，這類型連線的形成和烷烴氣發(fā)生單項性碳同位倒轉(zhuǎn)有關]，也是次生烷烴氣的的特征。3烷烴氣碳同位素特征.烷烴氣碳同位素連線類型多大牛地氣田烷烴氣δ13C連線束呈L形，具有δ13C1＜δ13C2＜δ13C3＜δ13CnC4＜δ13CiC4正碳同位素系列特征，說明這些烷烴氣是原生型有機成因氣大牛地氣田3烷烴氣碳同位素特征.靖邊氣田烷烴氣δ13C連線束則雜亂無章,這是由于碳同位素發(fā)生多項性倒轉(zhuǎn)，即有δ13C1＞δ13C2、δ13C2＞δ13C3和δ13C3＞δ13C4三項同位素倒轉(zhuǎn)而形成的烷烴氣碳同位素連線類型多靖邊氣田3烷烴氣碳同位素特征.烷烴氣碳同位素連線類型多克拉2氣田克拉2氣田烷烴氣δ13C連線束呈V型，碳同位素具有統(tǒng)一的一致倒轉(zhuǎn)，即δ13C1＜δ13C2＞δ13C3＞δ13C4（表3），說明烷烴氣受到次生改造。

3烷烴氣碳同位素特征..在分析過δ13CiC4和δ13CnC4的蘇里格氣田、烏審旗氣田、榆林氣田和大牛地氣田中，發(fā)現(xiàn)δ13CiC4＞δ13CnC4的特征。也就是說氣態(tài)烴中異構（丁烷）碳同位素具有比正構（丁烷）的重的規(guī)律。Galimov(1973)[13]和Stahl(1977)[14]指出：液態(tài)的原油中異構（石蠟烷）碳同位素也比正構（石蠟烷）的重。δ13CiC4＞δ13CnC4

3烷烴氣碳同位素特征.1概論2天然氣組分特征3烷烴氣碳同位素特征4氦同位素特征5中國大氣田天然氣成因匯報提綱.4．氦同位素特征

典型的殼源氦

根據(jù)6個氣田21個氦同位素組成研究，3He/4He絕大部分為n·10-8(即鄂爾多斯盆地的蘇里格、烏審旗、榆林、大牛地和靖邊氣田)，僅有塔里木盆地克拉2井為n·10-7

.4．氦同位素特征

.1概論2天然氣組分特征3烷烴氣碳同位素特征4氦同位素特征5中國大氣田天然氣成因匯報提綱.5．中國大氣田天然氣的成因

鄂爾多斯盆地和塔里木盆地大氣田δ13C1均較重，其值為庫珀盆地煤成氣相似。多數(shù)學者指出鄂爾多斯盆地5個大氣田的氣源是來自石炭－二疊系煤系，塔里木盆地克拉2大氣田的氣源是來自中、早侏羅世煤系。煤成氣為主.5．中國大氣田天然氣的成因

苯和甲苯碳同位素組成對比確定靖邊氣田氣源為煤成氣鄂爾多斯盆地、塔里木盆地、渤海灣盆地和鶯－瓊盆地烴源巖模擬實驗中苯和甲苯的碳同位素組成，與溫度（成熟度）無關而與源巖的干酪根類型有關。III型源巖的苯和甲苯的碳同位素重，而Ⅰ型源巖的苯和甲苯的碳同位素輕。所以可利用苯和甲苯的碳同位素作為氣源對比新指標.5．中國大氣田天然氣的成因

苯和甲苯碳同位素組成對比確定靖邊氣田氣源為煤成氣鄂爾多斯盆地和塔里木盆地苯和甲苯碳同位素比較圖.5．中國大氣田天然氣的成因

從碳同位素組分分析靖邊氣田的氣源以煤成氣為主,不是以油型氣為主鄂爾多斯盆地和塔里木盆地δ13C1－δ13C2對比圖.5．中國大氣田天然氣的成因

A區(qū)是塔里木盆地奧陶－寒武系源巖生成油型氣區(qū)，靖邊氣田只有3口井處在此區(qū)內(nèi)（占靖邊氣田參加編圖井70口的4.3%），因此，靖邊氣田油型氣比例極低，C區(qū)是煤成氣區(qū)，靖邊氣田有33口井在該區(qū)內(nèi)，說明該氣田有47.1%是煤成氣。B區(qū)是煤成氣與油型氣的混合氣區(qū)。由δ13C1－δ13C2圖分析靖邊氣田應是煤成氣為主，不是以油層氣為主從碳同位素組分分析靖邊氣田的氣源不是以油型氣為主.5．中國大氣田天然氣的成因

關于大氣田中深源無機成因氣的討論CH4／3He值確定CH4是有機成因.5．中國大氣田天然氣的成因

關于大氣田中深源無機成因氣的討論CH4／3He值確定CH4是機成因中國大氣田CH4／3He值在n·1010至n·1011級。Welhan等（1979）研究了東太平洋中脊北緯21o熱液流體中He、CH4組份及其同位素，提出CH4／3He為5×106。Sono等（1985）測定冰島幔源甲烷的CH4／3He值為1×105至2.1×107。卜部明子等（1983）測定日本列島溫泉氣中4個樣氣的CH4／3He值3.2×105至2.9×106。王先彬等（1993）指出中國騰沖火山區(qū)溫泉氣CH4／3He值為1.57×107至2.4×107。戴金星等研究了吉林省長白山天池溫泉、云南省騰沖縣澡塘河溫泉、大滾鍋溫泉、小滾鍋溫泉和渤海灣盆地港151井指出幔源成因甲烷CH4／3He值為n·105至n·107。徐永昌等（1998）指出CH4／3He值106至107是幔源甲烷。從以上CH4／3He值衡量中國6個大氣田,沒有一個大氣田中甲烷是幔源的深源無機成因的.關于大氣田中深源無機成因氣的討論5．中國大氣田天然氣的成因

碳同位素系列確定烷烴氣是有機成因

無機成因烷烴氣的特征

負碳同位素系列

（δ13C1