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塔里木盆地台盆区深层天然气地球化学特征及成藏演化

陈斐然，张义杰，朱光有，张宝收，卢玉红，张志遥   

  1. 1.中国石油勘探开发研究院，北京 100083；
    2.中国石油塔里木油田勘探开发研究院，新疆 库尔勒 841000
  • 收稿日期:2018-04-17 修回日期:2018-05-31 出版日期:2018-06-10 发布日期:2018-06-10
  • 作者简介:陈斐然（1988-），男，湖南新宁人，博士研究生，主要从事油气藏形成分布与勘探研究.E-mail：feiran_c@163.com.
  • 基金资助:

    国家科技重大专项（编号：2016ZX05004-001）资助。

Geochemistry and accumulation process of deep natural gas in the platform-basin region,Tarim Basin

Chen Fei-ran,Zhang Yi-jie,Zhu Guang-you,Zhang Bao-shou,Lu Yu-hong,Zhang Zhi-yao   

  1. 1.Research Institute of Petroleum Exploration & Development,PetroChina,Beijing 100083,China;
    2.Research Institute of Exploration and Development,Tarim Oilfield Company,PetroChina,Korla 841000,China
  • Received:2018-04-17 Revised:2018-05-31 Online:2018-06-10 Published:2018-06-10

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281

摘要： 近年来在塔里木盆地台盆区顺南—古城地区中—下奥陶统(6 000~7 200m)、塔中中深井区中—下寒武统(6 400~7 000m)及麦盖提斜坡罗斯2井奥陶系蓬莱坝组(5 800m)深层相继获得天然气发现，气源对比显示天然气主要来源于寒武系。台盆区深层天然气干燥系数(C1/C1-4)基本>0.95，以干气为主；天然气甲烷碳同位素值(δ13C1)主要分布在-39.0‰~-33.5‰之间，部分<-40.0‰；乙烷碳同位素值(δ13C2)在-39.0‰~-32.0‰之间，与干酪根热模拟实验结果吻合较好，相当于玉尔吐斯组烃源岩在20℃/h升温速率热模拟条件下550~600℃产物。中深1井∈2a及中深5井∈1w受寒武系干酪根裂解气晚期充注影响较小，热演化程度相对较低，以低成熟度原油伴生气为主。台盆区海西期以来寒武系过成熟干酪根裂解气对深层油气藏的持续充注，是造成目前台盆区深层天然气干燥系数偏高及碳同位素组成偏重的主要原因。不同地区深层天然气藏受储层物性、构造断裂活动及寒武系过成熟干酪根裂解气差异充注影响，导致不同层段天然气性质差异较大。

关键词: 塔里木盆地, 深层天然气, 地球化学特征, 热模拟, 成藏演化

Abstract: In recent years,many natural gas reservoirs have been discovered in the platform-basin region of the Tarim Basin.For example,Shunnan-Gucheng area in the Middle-Lower Ordovician (6 000-7 200m),Tazhong area in the Middle-Lower Cambrian (6 400-7 000m) and Markit Slope Well LS2 in Ordovician Penglaiba Formation (5 800m),the natural gas is mainly from the Cambrian source rocks by the results of gas-source correlation.In the platform-basin region,the dryness coefficient of natural gas (C1/C1-4) was mainly greater than 0.95 and it is defined as dry gas;the isotopic value of methane (δ13C1) was mainly distributed from -39.0‰ to -33.5‰,partly less than -40.0‰;while the isotopic values of ethane (δ13C2) are distributed from -39.0‰ to -32.0‰,which was in accordance with the results of kerogen thermal simulation experiments at 550℃ to 600℃(at 20℃/h).With little influence from the charging of Cambrian kerogen pyrolysis gas and low degree of thermal evolution,the interval of Well ZS1 ∈2a and Well ZS5 ∈1wcontain low maturity of oil associated gas.The impact of the charging of post-mature kerogen pyrolysis gas from Cambrian source rock,led to the deep natural gas with the characteristics of high dryness coefficient and heavy carbon isotope values.The characteristics of deep natural gas in different areas of Tarim Basin vary greatly,the main reasons include physical properties of reservoirs,tectonic fault activity,and differential filling of Cambrian over-mature kerogen pyrolysis gas.

Key words: Tarim Basin, Deep natural gas, Geochemical characteristics, Thermal simulation, Accumulation process

中图分类号: 

  • TE122.1+13

［1］Zhu Guangyou，Zhang Baotao，Yang Haijun，et al.Origin of deep strata gas of Tazhong in Tarim Basin，China[J].Organic Geochemistry 2014，74:85-97.
[2]Zhang Jizhi，Wang Zhaoming，Yang Haijun，et al.Origin and differential accumulation of hydrocarbons in Cambrian sub-salt dolomite reservoirs in Zhongshen area，Tarim Basin，NW China[J].Petroleum Exploration and Development，2017，44(1):40-47.
张纪智，王招明，杨海军，等.塔里木盆地中深地区寒武系盐下白云岩油气来源及差异聚集[J].石油勘探与开发，2017，44(1):40-47.
[3]Song Daofu，Wang Tieguan，Li Meijun.Geochemistry and possible origin of the hydrocarbons from Wells Zhongshen1 and Zhongshen1C，Tazhong Uplift[J].Science in China:Series D，2016，46(1):107-117.
宋到福，王铁冠，李美俊.塔中地区中深1和中深1C井盐下寒武系油气地球化学特征及其油气源判识[J].中国科学:D辑，2016，46(1):107-117.
[4]Wang Tieguan，Song Daofu，Li Meijun，et al.Natural gas source and deep gas exploration potential of the Ordovician Yingshan Formation in the Shunnan-Gucheng region，Tarim Basin[J].Oil & Gas Geology，2014,35(6):753-762.
王铁冠，宋到福，李美俊，等.塔里木盆地顺南—古城地区奥陶系鹰山组天然气气源与深层天然气勘探前景[J].石油与天然气地质，2014,35(6):753-762.
[5]Zhu G，Zhang B，Yang H，et al.Secondary alteration to ancient oil reservoirs by late gas filling in the Tazhong area，Tarim Basin[J].Journal of Petroleum Science and Engineering，2014，122:240-256.
[6]Zhu G，Huang H，Wang H.Geochemical significance of discovery in Cambrian reservoirs at Well ZS1 of the Tarim Basin，northwest China[J].Energy & Fuels，2015，29(3):1332-1344.
[7]Wang Zhaoming，Xie Huiwen，Chen Yongquan，et al.Discovery and exploration of Cambrian subsalt dolomite original hydrocarbon reservoir at Zhongshen-1 Well in Tarim Basin[J].China Petroleum Exploration，2014，19(2):1-13.
王招明，谢会文，陈永权，等.塔里木盆地中深1井寒武系盐下白云岩原生油气藏的发现与勘探意义[J].中国石油勘探，2014，19(2):1-13.
[8]Wu Guanghui，Li Qiming，Xiao Zhongyao，et al.The evolution characteristics of paleo-uplifts in Tarim Basin and its exploration directions for oil and gas[J].Geotectonicaet Metallogenia，2009，33(1):124-130.
邬光辉，李启明，肖中尧，等.塔里木盆地古隆起演化特征及油气勘探[J].大地构造与成矿学，2009，33(1):124-130.
[9]Zhang Guangya，Zhao Wenzhi，Wang Hongjun，et al.Multicycle tectonic evolution and composite petroleum systems in the Tarim Basin[J].Oil  & Gas Geology，2007，28(5):653-663.
张光亚，赵文智，王红军，等.塔里木盆地多旋回构造演化与复合含油气系统[J].石油与天然气地质，2007，28(5):653-663.
[10]Feng Zengzhao.Cambrian and Ordovician Lithofacies Paleogeography in the Tarim area[M].Beijing:Geological Publishing House，2005:499.
冯增昭.塔里木地区寒武纪和奥陶纪岩相古地理[M].北京：地质出版社，2005:499.
[11]He Dengfa，Jia Chengzao，Li Desheng，et al.Formation and evolution of polycyclic superimposed Tarim Basin[J].Oil & Gas Geology，2005，26(1):64-77.
何登发，贾承造，李德生，等.塔里木多旋回叠合盆地的形成与演化[J].石油与天然气地质，2005，26(1):64-77.
[12]Zhang Lijuan，Li Yong，Zhou Chenggang，et al.Lithofacies paleogeographical characteristics and reef-shoal distribution during the Ordovician in the Tarim Basin[J].Oil & Gas Geology,2007，28(6):731-737.
张丽娟，李勇，周成刚，等.塔里木盆地奥陶纪岩相古地理特征及礁滩分布[J].石油与天然气地质，2007，28(6):731-737.
[13]Wang Guolin.Analysis of Controlling Factors for Natural Gas Accumulation in Craton Area，the Tarim Basin[D].Chendu:Southwestern Petroleum University，2005.
王国林.塔里木盆地台盆区天然气成藏条件分析[D].成都：西南石油大学，2005.
[14]Wu Xiaoqi，Tao Xiaowan，Liu Jingdong.Geochemical characteristics and genetic types of natural gas from Lunnan area in Tarim Basin[J].Natural Gas Geoscience，2014，25(1):53-61.
吴小奇，陶小晚，刘景东.塔里木盆地轮南地区天然气地球化学特征和成因类型[J].天然气地球科学，2014，25(1):53-61.
[15]Zhao Mengjun.Special source of the natural gases of the Hotan River Gas Oilfield and the origin of its non-hydrocarbon gases[J].Geological Review，2002，48(5):480-486.
赵孟军.塔里木盆地和田河气田天然气的特殊来源及非烃组分的成因[J].地质论评，2002，48(5):480-486.
[16]Li Jin，Li Zhisheng，Wang Dongliang，et al.Geochemical characteristics and N2 source of nitrogen riched natural gas in Tarim Basin[J].Acta Petrolei Sinica，2013，34(supplement 1):102-111.
李谨，李志生，王东良，等.塔里木盆地含氮天然气地球化学特征及氮气来源[J].石油学报，2013，34(增刊1):102-111.
[17]Chen Jianfa，Zhu Yuenian.The origin of molecular nitrogen in natural gas and geochemical characters of molecular nitrogen in natural gas from east part of Tarim Basin[J].Natural Gas Geoscience，2003，14(3):172-176.
陈践发，朱岳年.天然气中氮的来源及塔里木盆地东部天然气中氮地球化学特征[J].天然气地球科学，2003，14(3):172-176.
[18]Zhang Baoshou，Gu Qiaoyuan，Zhang Haizu，et al.Genesis and study significance of high CO2 content in carbonate rocks in Tazhong area，Tarim Basin[J].Marin Oil-Gas Geology，2010，15(3):70-73.
张宝收，顾乔元，张海祖，等.塔中地区碳酸盐岩高含量二氧化碳的产生及研究意义[J].海相油气地质，2010，15(3):70-73.
[19]Dai Jinxing.Chinese Natural Gas Geology[M].Beijing:Petroleum Industry Press，1992:111-115.
戴金星.中国天然气地质学[M].北京：石油工业出版社，1992:111-115.
[20]Rooney M A，Claypool G E，Chung H M.Modeling thermogenic gas generation using carbon isotope ratios of natural gas hydrocarbons[J].Chemical Geology，1995，126(3/4):219-232.
[21]Wang Xiang，Zhang Min，Liu Yuhua.Origins of natural gas in Tazhong area，the Tarim Basin and their differences[J].Oil & Gas Geology，2010，31(3):335-342.
王祥，张敏，刘玉华.塔里木盆地塔中地区天然气成因及其差异[J].石油与天然气地质，2010，31(3):335-342.
[22]Zhao Wenzhi，Zhu Guangyou，Zhang Shuichang，et al.Relationship between the later strong gas-charging and the improvement of the reservoir capacity in deep Ordovician carbonate reservoir in Tazhong area，Tarim Basin[J].Chinese Science Bulletin，2009，54(20):3218-3230.
赵文智，朱光有，张水昌，等.天然气晚期强充注与塔中奥陶系深部碳酸盐岩储集性能改善关系研究[J].科学通报，2009,54(20):3218-3230.
[23]Zhu Guangyou，Zhang Shuichang，Su Jin，et al.Alteration and multi-stage accumulation of oil and gas in the Ordovician of the Tabei Uplift，Tarim Basin，NW China:Implications for genetic origin of the diverse hydrocarbons[J].Marine and Petroleum Geology，2013，46(4):234-250.
[24]Zhu Guangyou，Weng Na，Wang Huitong，et al.Origin of diamondoid and sulphur compounds in the Tazhong Ordovician condensate，Tarim Basin，China:Implications for hydrocarbon exploration in deep-buried strata[J].Marine and Petroleum Geology，2015，62:14-27.
[25]Zhao Mengjun,Zhang Shuichang,Liao Zhiqin.et al.The cracking gas from crude oil and its significance in gas exploration[J].Petroleum Exploration and Development，2001，28(4):47-49.
赵孟军，张水昌，廖志勤.原油裂解气在天然气勘探中的意义[J].石油勘探与开发，2001，28(4):47-49.
[26]Wang Zhaoming，Wang Qinghua，Zhao Mengjun，et al.Geochemistry characteristics and accumulation process of natural gas in Hetianhe gas field，Tarim Basin[J].Science in China:Series D，2007,37(S2):69-79.
王招明，王清华，赵孟军，等.塔里木盆地和田河气田天然气地球化学特征及成藏过程[J].中国科学:D辑，2007,37(S2):69-79.
[27]Horsfield B，Schenk H J，Mills N，et al.An investigation of the in-reservoir conversion of oil to gas:Compositional and kinetic findings from closed-system programmed temperature pyrolysis[J].Organic Geochemistry，1992，19(1/3):191-204.
[28]Zhu Guangyou，Chen Feiran，Wang Meng，et al.Discovery of the Lower Cambrian high-quality source rocks and deep oil and gas exploration potential in the Tarim Basin，China[J].AAPG Bulletin，2018:1-29.DOI:10.1306/03141817183.
[29]Wang Feiyu，Zhang Shuichang，Zhang Baomin，et al.Maturity and its history of Cambrian marine source rocks in the Tarim Basin[J].Geochemica，2003，32(5):461-468.
王飞宇，张水昌，张宝民，等.塔里木盆地寒武系海相烃源岩有机成熟度及演化史[J].地球化学，2003，32(5):461-468.
[30]He Dengfa，Jia Chengzao，Liu Shaobo，et al.Dynamics for multistage pool formation of Lunnan Low Uplift in Tarim Basin[J].Chinese Science Bulletin，2002，47(supplement 1):128-138.
[31]Zhou Xinyuan，Jia Chengzao，Wang Zhaoming，et al.Characteristics of carbonate gas pool and multistage gas pool formation history of Hetianhe Gasfield，Tarim Basin，northwest China[J].Chinese Science Bulletin，2002，47(supplement 1):146-152.
[32]Zhang Shuichang，Zhao Wenzhi，Wang Feiyu，et al.Paleozoic oil cracking gas accumulation history from eastern part of the Tarim Basin:A case study of the YN2 gas reservoir[J] Natural Gas Geoscience，2004,15(5):441-451.
张水昌，赵文智，王飞宇，等.塔里木盆地东部地区古生界原油裂解气成藏历史分析——以英南2气藏为例[J].天然气地球科学，2004,15(5):441-451.
[33]Tian Hui，Xiao Xianming，Li Xianqing，et al.Comparison of gas generation and carbon isotope fraction of methane from marine kerogen- and crude oil-cracking gases[J].Geochemica，2007，36(1):71-77.
田辉，肖贤明，李贤庆，等.海相干酪根与原油裂解气甲烷生成及碳同位素分馏的差异研究[J].地球化学，2007，36(1):71-77.
[1] 张殿伟, 何治亮, 李甘璐. 四川盆地奥陶系油气地球化学特征及成藏模式[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(3): 428-435.
[2] 王森, 张明震, 李爱静, 张静, 杜圳, 杜宝霞, 吉利民, 张献文. 潮水盆地和民和盆地中侏罗统青土井组煤系烃源岩有机地球化学特征及其意义[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(2): 282-294.
[3] 张迈, 刘成林, 田继先, 庞皓, 曾旭, 孔骅, 杨赛. 柴达木盆地西部地区原油地球化学特征及油源对比[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(1): 61-72.
[4] 赵晗, 马中良, 郑伦举, 谭静强, 李群, 王张虎, 宁传祥. 有限空间温压共控热模拟油气产物地球化学特征[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(1): 73-83.
[5] 张荣虎, 杨海军, 魏红兴, 余朝丰, 杨钊, 伍劲. 塔里木盆地库车坳陷北部构造带中东段中下侏罗统砂体特征及油气勘探意义[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(9): 1243-1252.
[6] 刘金华, 郭瑞, 马洪涛, 夏步余, 先伟, 蒋阿明, 葛政俊. 塔里木盆地塔河地区东部阿克库勒组阿四段条带状砂体成因再认识[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(9): 1253-1262.
[7] 熊小峰, 郭潇潇, 朱继田, 郭明刚, 李兴. 南海西部深水区气田天然气地球化学特征差异及其成因[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(7): 1053-1062.
[8] 戴金星, 洪峰, 倪云燕, 廖凤蓉. 塔里木盆地英吉苏凹陷煤成气前景良好[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(6): 771-782.
[9] 周国晓, 魏国齐, 胡国艺. 四川盆地龙岗与元坝气田陆相油气系统差异[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(6): 809-818.
[10] 吴小奇, 倪春华, 陈迎宾, 朱建辉, 李贶, 曾华盛. 鄂尔多斯盆地定北地区上古生界天然气来源[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(6): 819-827.
[11] 李剑, 郝爱胜, 齐雪宁, 陈旋, 国建英, 冉启贵, 李志生, 谢增业, 曾旭, 李谨, 王瑀, 刘如红, . 中国西北地区侏罗系煤成气地球化学特征与勘探潜力[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(6): 866-879.
[12] 贾爱林, 唐海发, 韩永新, 吕志凯, 刘群明, 张永忠, 孙贺东, 黄伟岗, 王泽龙. 塔里木盆地库车坳陷深层大气田气水分布与开发对策[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(6): 908-918.
[13] 高永亮, 文志刚, 李威. 湖相富有机质细粒沉积岩地球化学特征及其对致密油气成藏的影响——以鄂尔多斯盆地陇东地区延长组长7段为例[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(5): 729-739.
[14] 康广星, 徐学敏, 汪双清, 杨佳佳, 孙玮琳, 沈斌, 秦婧, 芦苒, 张小涛, 郭望. 古生界干酪根热演化模拟实验[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(4): 593-602.
[15] 唐友军, 郑磊, 李永飞, 郜晓勇, 宗文明, 孙求实, 何大祥. 凌源—宁城盆地牛营子坳陷侏罗系海房沟组烃源岩芳烃地球化学特征及其地质意义[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(3): 433-446.
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[1] 赵应成,周晓峰,王崇孝,王满福,郭娟娟 . 酒西盆地青西油田白垩系泥云岩裂缝油藏特征和裂缝形成的控制因素[J]. 天然气地球科学, 2005, 16(1): 12 -15 .
[2] 任以发. 微量烃分析在井中化探录井中的应用[J]. 天然气地球科学, 2005, 16(1): 88 -92 .
[3] 郑建京;吉利明;孟仟祥;. 准噶尔盆地天然气地球化学特征及聚气条件的讨论[J]. 天然气地球科学, 2000, 11(4-5): 17 -21 .
[4] Seewald J S;Benitez-Netson B C;Whelan J K(美国);刘全有（译）. 天然气形成与组成的实验和理论因素[J]. 天然气地球科学, 2000, 11(4-5): 30 -44 .
[5] 付广;杨勉;. 盖层发育特征及对油气成藏的作用[J]. 天然气地球科学, 2000, 11(3): 18 -24 .
[6] 张延敏, . 1996～1999年世界天然气产量[J]. 天然气地球科学, 2000, 11(3): 44 -45 .
[7] 付广;王剑秦. 地壳抬升对油气藏保存条件的影响[J]. 天然气地球科学, 2000, 11(2): 18 -23 .
[8] 陈建阳，张志杰，于兴河 . AVO技术在水合物研究中的应用及应注意的问题[J]. 天然气地球科学, 2005, 16(1): 123 -126 .
[9] . 西部天然气资源全面大开发在即[J]. 天然气地球科学, 2000, 11(1): 27 .
[10] 王先彬;妥进才;周世新;李振西;张铭杰;闫宏;. 论天然气形成机制与相关地球科学问题[J]. 天然气地球科学, 2006, 17(1): 7 -13 .