川东北地区大中型气藏天然气特征及气源.pdf

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第 3 2卷第 5 4期 --5 天然乞地 O Ⅱ G A S G E 0 L 0 G Y 2 0 1 1年 1 2月 文章编号 0 2 5 39 9 8 5 2 0 1 1 0 6 0 8 6 7 0 6 川 东北地 区大 中型气藏天然气特征及气 源 王 强 , 徐 立恒 , 陈 践 发 。 1 . 中国地质大学 资源学院, 湖北 武汉 4 3 0 0 7 4 ; 2 . 中国石油 大庆油田有限责任公司 勘探开发研究院, 黑龙江 大庆 1 6 3 7 1 2 ; 3 . 中国石油大学 地球科学学院 , 北京 1 0 2 2 4 9 摘要 四川盆地东北部 下三叠统 飞仙 关组、 上二叠统长兴 组内发现 了丰富的天然气资源 , 展现 了良好 的潜 力。结合川东北 地区烃源岩特征, 对比分析长兴一飞仙关组天然气组分、 同位素待征与石炭系气藏的异同, 从而确定其主力烃源岩层; 对长 兴一飞仙关组储层进行密集采样, 分析其有机碳值, 进而定量评价储层沥青的含量; 同时根据物质守恒原理, 计算出普光古 油藏裂解生成的天然气总量。研究发现, 龙潭组烃源岩是长兴一飞仙关组气藏的主力烃源岩, 干酪根裂解气超过原油二次 裂解气的贡献, 是气藏的首要气源类型; 普光气藏的古油藏裂解生成天然气总量为3 6 1 01 0 I l l , 其贡献不能满足普光大 型气藏的形成 , 进 一步验证 了关于长兴一飞仙组气藏首戛气源为干酪根裂解气 的结论。 关键词 同位素 ; 储 层沥青 ; 烃源 岩; 天然气 ; 普光气藏 ; 川东北 中图分类号 T E l 2 2 . 1 文献标 识码 A Cha r a c t e r i s t i c s a n d o r i g i n o f n a t u r a l g a s i n l a r g e a n d me di um - s i z e d g a s r e s e r v o i r s i n n o r t h e a s t S i c hu a n Ba s i n Wa n g Q i a n g , X u L i h e n g a n d C h e n J i a n f a 1 .F a c u l t y o fE a r t h R e s o u r c e s , C h i n a U n i v e r s i t y of G e o s c i e n c e s , W u h a n , H u b e i 4 3 0 0 7 4, C h i n a ; 2.Ex pl o r a t i o n a n d De v e l o p me n t Re s e ar c h I n t i t u t e ,P e t r o C h i n a D a q i n g O i l fie l d C o m p a n y , D a q i n g, H e i l o n i a n g 1 6 3 7 1 2 , C h i n a ; 3 .C o l l e g e of G e o s c i e n c e s , C h i n a U n i v e r s i t y ofP e t r o l e u m, B e in g 1 0 2 2 4 9 , C h i n a Abs t r a c t Abu n d a nt n a t u r a l g a s r e s o u r c e s h a v e b e e n d i s c o v e r e d i n t h e L o we r Tr i a s s i c Fe i x i a n g u a n F 0 r ma t i 0 n a n d Upp e r Pe r mi a n Ch a ng x i n g F o r ma t i o n i n n o r t he a s t S i c h u a n Ba s i n,r e v e a l i n g g o o d p o t e n t i a l f o r n a t u r a l g a s e x D l o r a t i o n. Ba s e d o n a n a n a l y s i s o f t he c h a r a c t e r i s t i c s o f h y dr o c a r b o n s o u r c e r o c k s i n n o r t h e a s t S i c h u a n Ba s i n .we i d e n . t i f y t h e m a j o r h y d r o c a r b o n s o u r c e r o c k s b y t h e c o m p a r i s i o n o f t h e n a t u r a l g a s c o m p o s i t i o n a n d i s o t 0 D e l e a t u r e s o f t he Ch a n g x i n g a nd Fe i x i a n g u a n f o r ma t i o ns wi t h t h a t o f t h e Ca r b o n i r o us r e s e r v o i r s .Th e Cha n g x i n g a n d F e i x i a n g u a n f o r ma t i o n s we r e d e ns e l y s a mpl e d t o me a s u r e t h e i r o r g a n i c c a r b o n c o n t e n t s a nd t o q u a n t i t a t i v e l v c a l c ul a t e b i t u me n c o n t e n t s o f t h e r e s e r v o i r s . Me a n wh i l e , t h e t o t a l g a s v o l u me f r o m o i l . c r a c k i n g i n P u g u a n g a n c i e n t 0 i l r e s - e r v o i r s we r e c a l c u l a t e d b a s e d o n t h e p r i n c i p l e o f c o n s e r v a t i o n o f ma t t e r . Th e s t u d y S HO WS t h a t t h e L o n g t a n Fo r ma t l o n s o u r c e r o c k s a r e t h e m a j o r s o u r c e r o c k s f o r C h a n g x i n g a n d F e i x i a n g u a n f o r ma t i o n g a s r e s e r v o i r s . T h e k e r o g e n c r a c k i n g c o nt r i b u t e d mo r e g a s t h a n s e c o n d a r y c r a c k i n g o f c r u d e o i l ,t h u s g a s f r o m k e r o g e n c r a c k i n g i s t h e p r i ma r y g a s s o u r c e. Th e t o t a l g a s g e n e r a t e d f r o m o i l c r a c k i n g i s 3 6 1 BCM i n t h e Pu g ua n g g a s p o o l ,wh i c h i s n o t l a r g e e no ug h f o r t h e for mi ng o f t h e h u g e Pu g ua n g g a s p o o 1 .T h i s f u r t h e r p r o v e s t h e c o n c l u s i o n t h a t t h e m a j 0 r g a s rt h e Ch a ng x i n g a n d Fe i x i a n g u a n f o r ma t i o n g a s r e s e r v o i r s c o me s fro m k e r o g e n c r a c k i n g g a s . Ke y wo r ds i s o t o p e, r e s e r v o i r b i t u me n, s o u r c e r o c k ,n a t ur a l g a s, P u g u a n g g a s p o o l , no he a s t S i c hu a n Ba s i n 近年来 , 在 四川盆地东北部下j叠统 飞仙 关 组 、 上二叠长兴组 内 简称长兴一飞仙关组 发现 收稿 日期 2 0 1 1 一 O l 一2 0 第一作者简 介 王强 1 9 8 1 -- , 男 , 博士研究生 ,石油地质。 基金项 目 中国石油化 丁股份有 限公司项 目 G O 8 0 00 6一Z S一1 3 8 。 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 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 6期 王强 , 等. 川东北地区大中型气藏天然气特征及气源 8 7 l 氧化碳 被 认 为 是 气 藏 中发 生硫 酸盐 热 化 学 还 原作用所致 , 其中涉及到碳元素和氢元素 的转移 与守恒 。 因此 只要 清楚储 层 中固体沥 青 的量 , 通 过物 质 守 恒 原 理 , 就 可 估 算 出 古 油 藏 裂 解 生 气量 。 本次选用普光构造带普光 2井和普光 6井长 兴一飞f J I I 关组碳酸盐岩剖面 , 间隔 1~2 m进行连 续取样 , 共计 1 3 7块样品 , 送往 中国石油大学油气 资源与探 测 国家 重点实验 室进行 全岩 有机碳 分 析 。长兴组 的平均有机碳值为 1 7 %, 飞仙关组 的 有机碳值为 0 . 2 9 %, 反映长兴组储层丰度不如飞 仙关组大。 设储层单位面积 内古原油质量为 X ; 单位面 积 甲烷 质量 为 , H 。 S质量 为 X , C O 质 量为 X 现今储层单 位面积 沥青 的有机 碳总 质量为 T O C 沥 青, 上述单位都为 t / m 。 根据碳元素与氢元素守恒原则 , 列方程组 Xo TOC沥青 G X oB ; ’ c X Xc o 2 1 6V1 3 4V 2 4 4V 3 式中 4为原油中碳元素 的质量分数 ; B为原 油中 氢元素的质量 分数。根据海相原油 的平 均值 , 取 A 0 . 7 1 , B0 . 1 3 。V l , v 2 , 分别为 C H 4 , H 2 S , C O 在普光气 藏中的体积 分数 , 。 取 8 0 %, 取 1 1 % , 取 9 %。 7 0c沥青 0c沥青 1 0 P ∑ 1 一 F i T O C 一 0 . 1 2 式中 P为碳酸盐岩的密度值 , 取值为 2 . 7 g / c m 。 ; T O C 为本次所测得 的储 层不 同深度 的有机碳 含 量 , %, 为相应有机碳含量分布的厚度 , m; F 为 储层不同深度对应 的岩石孔 隙度 , %。取普光气 藏圈团面积为 5 0 k m 。 计算结果如表 1所示 , 普光圈团长兴一飞仙关 组古油藏原油总量为 5 . 0 11 0 t , 古油藏裂解 累 积生成的天然气总量为 3 6 1 01 0 13 1 。 虽然古油藏裂解成天然气是在 已有圈团中进 行 , 构造运动平缓 , 嘉陵江组上部及雷 口坡组 内的 膏盐岩盖层 已形成 , 保存条件具备 , 但是由于成藏 时间较早 约在 1 6 0 Ma , 其所生成的天然气有 一 定的散失 水溶 、 吸附 、 扩散 , 而且经历 了强烈 的 T S R反应 消耗 , 初步估 计其 所剩 天然 气不 足 5 0 %; 截止 2 0 0 6年底 , 普 光气 田探 明天然气 地质 储量已达到 3 5 6 0 . 71 0 m 。 , 而且随着勘探程度 的提高 , 其储量会不断提高 , 因此单靠古原油裂解 气 的贡献不能满足普光大型气藏的形成 。综合 前面天然气组分及 同位素特征分析 的结果 , 认为 龙潭组烃源岩干酪根裂解气对普光气藏贡献超过 油的二 次 裂解 的贡献 , 是 普 光气 藏 的首 要气 源 类 型 4 结论 1 川东北长兴一飞仙关组气藏天然气 甲烷 、 乙烷碳 同位素分 布与石 炭系天然气分布不 同, 认 定二者具有不同气源。石炭系气藏已被证实来源 于志留系泥岩 , 因此 , 志 留系泥岩对川东北长兴一 飞仙关组气藏的贡献不大 ; 2 川 I 东北长兴一飞仙关组气藏天然气属于干 酪根裂解气与原油 裂解 气混合而成 , 且干酪根裂 解气 的 贡 献 大 一 些 , 这 正 与 干 酪 根 类 型 为 Ⅱ 一Ⅲ型的龙潭组烃源岩性质相符 ; 3 通过元素物质平衡法 , 估算 出古油藏裂解 累积生成 的天然气总量为 3 6 0 01 0 m , 综合研 究认为龙潭组烃源岩干酪根裂解气对普光气藏贡 献超过油的二次裂解气 的贡献 , 是普光气藏 的首 要气源类型。 表 1 川东北普光气藏长兴一飞仙关组油气量计算值 Ta bl e 2 Cal c ul at e d oi l /g a s v ol ume o f t h e Cha ng xi ng a nd Fe i xi a ngua n f o r mat i o ns i n Pugua ng ga s po o l i n nor t he a s t Si c hua n Bas i n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 7 2 石 油 与 天 然 气 地 质 第 3 2卷 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] 参考文献 王兰生 , 李 宗银 , 沈 平 , 等. 四川盆 地东部 大 中型气藏成 烃 条件分析 [ J ] . 天然气地球科学 , 2 0 0 4, 1 5 6 5 6 75 7 1 . 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