以塔里木盆地哈拉哈塘凹陷内含硫化氢气藏为研究对象研究天然气的组分、同位素等地球化学特征,对其成因及运移方向进行探讨.结果表明:哈拉哈塘凹陷含H2S天然气干燥系数较低,分布在0.45～0.85,为湿气,且以原油伴生气为主,部分天然气具有生物气特征,成熟度较低;天然气干燥系数及成熟度由南向北降低,天然气可能由南向北运移;中—上奥陶统含硫碳酸盐岩及其沉积期间的海侵过程分别为天然气中H2S的生成提供了物质基础和有利环境,天然气中H2S质量分数与干燥系数和C02质量分数无明显相关性,但随δ13C1、δ13C2、δ13C3及δ13C4的减小H2S质量分数增加,结合该地区原油的生物降解特征,认为天然气中H2S为微生物硫酸盐还原成因.

利用天然气中稀有气体同位素组成特征可以有效地判识天然气的成因和来源.塔里木盆地不同构造单元典型天然气藏天然气中稀有气体丰度和同位素组成分析表明,天然气样品的3 He/4 He值均普遍较低,R/Ra值均小于0.1,天然气中的稀有气体主要为壳源放射性成因,指示低温"冷盆"的特征.3 He/4 He组成与热流值和古地温梯度之间没有简单的对应关系,指示盆地地幔热的来源较少.库车坳陷天然气成藏时代较晚,多为喜马拉雅期,其21 Ne/22 Ne较低,反映其受地幔端元混染作用较小.天然气中129 Xe相对亏损,指示无明显的幔源挥发分的混入,受岩性及构造特征的影响,相较于塔北隆起、塔中隆起天然气,库车坳陷天然气中Xe的壳源特征更为明显.

文中采用黄金管生排烃热模拟实验方法,开展了湖相页岩从低熟—成熟—高成熟—过成熟系列的热演化模拟实验.结果 表明:页岩热演化阶段中,不同系列的生物标志化合物具有不同的地球化学指示意义;根据正构烷烃∑C21//ΣC22+、类异戊二烯烃Pr/Ph的变化特征分析,395～470℃是模拟样品的生油高峰期,对应理论镜质组反射率Ro为0.87％～ 1.66％;芳烃各参数对于高成熟—过成熟原油成熟度的指示意义较好,其中,甲基菲参数MPI1与原油成熟度的相关性最好,4-MDBT/1-MDBT、苝/苯并[e]芘和苯并荧蒽/苯并[e]芘次之,三甲基萘参数TMNr、四甲基萘参数TeMNr最差;处于成熟阶段的页岩中残留液态烃体积分数较高.因此,在页岩油勘探工作中,应重视处于成熟阶段(Ro分布在0.5％～1.2％)的烃源岩.

基于松辽盆地西部斜坡区嫩江组8个烃源岩抽提物中芳烃馏分的气相色谱-质谱(GC-MS)分析,结果表明:研究区嫩江组烃源岩中检测到指示陆源高等植物来源的化合物,包括1,2,S-三甲基萘、卡达烯、惹烯、联苯、蒽及苝等,以及表征低等生物来源的(苊)和苯并藿烷等化合物,说明研究区嫩江组烃源岩有机质来源于陆源高等植物和低等生物的双重贡献.三芴系列和菲系列的综合分析表明:研究区嫩江组烃源岩形成于弱氧化的湖相环境.芳烃化合物成熟度参数,如烷基菲系列参数(MPI1)、烷基萘系列参数(DNR、TNR、TMNr、TeMNr)、三芳甾烷系列参数[C28-20S/(20S+ 20R)-TAS]、苯并着烷分布特征、二苯并噻吩系列参数(MDR、Rc4、Rc5)以及脱羟基维生素E系列参数-MTTC/γ-MTTC),指示研究区嫩江组烃源岩主体处于低成熟-成熟阶段.

采用饱和烃气相色谱、色谱—质谱技术,研究大兴安岭北部拉布达林盆地中生代烃源岩生物标志化合物特征,探讨有机质来源、热演化程度、沉积环境.结果表明:拉布达林盆地中生代烃源岩有机质丰度较高,有机质为Ⅰ型和Ⅱ1型干酪根,以混合来源为主,低等的水生物输入占优势,伴有一定的陆生高等植物输入;Pr/Ph为0.58～0.68,植烷的优势明显,倍半萜烷中8β(H)升补身烷的丰度高于8β(H)重排补身烷的,反映烃源岩形成于水体较深的还原环境;伽马蜡烷指数为0.29～0.33,沉积水体为具有一定盐度的微咸水沉积环境;(C20 TT+C21 TT)/(C23 TT+C24TT)、C24TET/C26TT丰度分别为0.67～0.90、0.44～0.54,显示咸水湖相烃源岩的特征;Ts/Tm、C29甾烷ββ/(ββ+αα)、C29甾烷20S/(20S+20R)丰度分别为0.72～0.92、0.43～0.44、0.47～0.49,反映烃源岩热演化程度较高.研究区中生代烃源岩形成于水体较深的微咸水还原条件下的古沉积环境,有利于有机质保存,整体为中等—好烃源岩,有机质以混合来源为主,热演化程度较高,具有一定的生烃潜力.

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