天然气地球科学
高级检索
作者投稿 专家审稿 编辑办公

天然气地球科学 ›› 2019, Vol. 30 ›› Issue (9): 1362–1369.doi: 10.11764/j.issn.1672-1926.2019.05.008

• 天然气地球化学 • 上一篇    下一篇

准噶尔盆地新光地区佳木河组天然气地球化学特征及成因

李二庭1,2(),靳军1,2,曹剑3,马万云1,2,米巨磊1,2,任江玲1,2   

  1. 1. 新疆砾岩油藏实验室，新疆 克拉玛依 834000
    2. 中国石油新疆油田分公司实验检测研究院，新疆 克拉玛依 834000
    3. 南京大学，江苏 南京 210003
  • 收稿日期:2019-03-02 修回日期:2019-05-21 出版日期:2019-09-10 发布日期:2019-10-14
  • 作者简介:李二庭（1988-），男，安徽宿州人，高级工程师，博士，主要从事油气地球化学研究.E-mail：lierting@petrochina.com.cn.

Geochemical characteristics and genesis of natural gas in Jiamuhe Formation in Xinguang area, Junggar Basin

Er-ting Li1,2(),Jun Jin1,2,Jian Cao3,Wan-yun Ma1,2,Ju-lei Mi1,2,Jiang-ling Ren1,2   

  1. 1. Xinjiang Laboratory of Petroleum Reserve in Conglomerate, Karamay 834000, China
    2. Research Institute of Experiment and Testing, Xinjiang Oilfield Company, PetroChina, Karamay 834000, China
    3. Nanjing University, Nanjing 210003, China
  • Received:2019-03-02 Revised:2019-05-21 Online:2019-09-10 Published:2019-10-14

RichHTML

5

PDF (PC)

174

摘要：

通过对二叠系烃源岩生烃潜力评价及地层孔隙生烃模拟实验，明确了准噶尔盆地二叠系佳木河组、风城组和下乌尔禾组3套烃源岩生烃潜力及生烃特征，并在天然气地球化学特征研究基础上，结合与天然气伴生凝析油正构烷烃碳同位素分析，确定了准噶尔盆地中拐凸起新光地区佳木河组致密砂岩气藏天然气的来源。结果表明，二叠系3套烃源岩生烃潜力从大到小顺序为：风城组＞下乌尔禾组＞佳木河组，风城组烃源岩类型最好，以生油为主，下乌尔禾组烃源岩倾油倾气，佳木河组烃源岩倾气。新光地区佳木河组致密砂岩油藏天然气C7轻烃组成以正庚烷为主，含量大于40%，甲基环己烷含量小于40%，乙烷碳同位素值分布在-29.0‰~-27.0‰之间，为偏腐泥型的过渡型气；与佳木河组致密砂岩天然气伴生的凝析油正构烷烃碳同位素增加呈“V”型分布，与下乌尔禾组烃源岩相一致，表明新光地区佳木河组凝析油来源于下乌尔禾组烃源岩。综合分析认为，准噶尔盆地新光地区佳木河组致密砂岩天然气主要来源于高成熟的下乌尔禾组烃源岩。

关键词: 准噶尔盆地, 新光地区, 致密砂岩气, 地层孔隙生烃模拟, 正构烷烃碳同位素

Abstract:

In this paper, the hydrocarbon generation potential and characteristics of the three sets of source rocks of the Jiamuhe, the Fengcheng and the Lower Wuerhe Formations in the Junggar Basin are identified by the hydrocarbon generation potential evaluation and the formation porosity thermocompression simulation experiment. Furthermore, based on the study of natural gas geochemical characteristics, combined with the carbon isotope analysis of natural gas associated condensate normal alkanes, the source of natural gas in the Jiamuhe Formation tight sandstone reservoir in the Xinguang area of the Zhongguai Uplift in the Junggar Basin was determined. The result shows, hydrocarbon generation potential of the three sets of source rocks in the Permian: Fengcheng Formation > Lower Wuerhe Formation > Jiamuhe Formation. Fengcheng Formation source rocks are the best, but mainly generate oil, the Lower Wuerhe Formation source rocks generate oil and gas, Jiamuhe Formation source rocks only generate gas. The C7 light hydrocarbon compositions of the natural sandstone reservoir of the Jiamuhe Formation in Xinguang area is dominated by n-heptane, with content more than 40%, the methylcyclohexane content less than 40%, and the carbon isotope distribution of ethane between -29.0‰ and -27.0‰, which shows the gas are from sapropelic source rock. The carbon isotope composition distribution of n-alkanes in the condensate oil associated with the tight sandstone natural gas of the Jiamuhe Formation demonstrates “V” type, which is consistent with the source rocks of the Lower Wuerhe Formation, indicating that the Jiamuhe Formation condensate from the Xinguang area is derived from the Lower Wuerhe Formation source rock. According to the comprehensive analysis, the tight sandstone natural gas of the Jiamuhe Formation in the Xinguang area of the Junggar Basin is mainly derived from the high-mature Lower Wuerhe Formation source rocks.

Key words: Junggar Basin, Xinguang area, Tight sandstone gas, Formation porosity thermocompression simulation experiment, Carbon isotope of normal alkane

中图分类号: 

  • TE122.1+13

图1

准噶尔盆地中拐凸起构造位置示意"

图2

准噶尔盆地中拐凸起新光地区佳木河组天然气与五八区天然气碳同位素特征"

表1

准噶尔盆地中拐凸起新光地区及五八区佳木河组天然气碳同位素及轻烃组成特征"

井区 井号 层位 天然气碳同位素 /‰

干燥系数

C1/（C1-C5）

 C7轻烃组成 /%
δ13C1 δ13C2 δ13C3 甲基环己烷 正庚烷 二甲基环戊烷
新光地区 中佳2 P1 j -33.24 -27.87 -27.74 0.96 37.11 50.62 12.27
新光1 P1 j -32.51 -27.36 -26.56 0.96 37.89 50.57 11.54
中佳7 P1 j -34.11 -27.88 -28.06 0.97 34.78 43.48 21.74
五八区 金龙4 P1 j -31.08 -24.96 -21.96 0.96 74.16 17.54 8.30
金龙4 P1 j -30.83 -24.74 -21.97 0.96 70.86 18.54 10.60
金龙2 P1 j -31.84 -25.18 -20.80 0.96 58.24 21.30 20.46
克305 P1 j -26.60 -24.70 -20.92 0.97 75.57 12.80 11.62
克305 P1 j -28.37 -24.95 / 0.97 73.75 15.86 10.39

图3

准噶尔盆地中拐凸起新光地区佳木河组天然气与五八区天然气轻烃特征"

图4

准噶尔盆地西北缘二叠系烃源岩TOC与氯仿沥青“A”相关关系"

图5

准噶尔盆地西北缘二叠系烃源岩T max与I H相关关系"

表2

准噶尔盆地西北缘二叠系烃源岩热模拟样品信息"

井号 层位 岩性 TOC/% I H/(mg/g) T max/℃
拐16 P1 j 凝灰质泥岩 2.76 71 433
乌351 P1 f 凝灰岩 2.37 608 436
金探1 P2 w 深灰色泥岩 2.36 394 450

图6

准噶尔盆地二叠系佳木河组（a）、风城组(b)和下乌尔禾组(c)烃源岩生烃热模拟产烃曲线"

表3

准噶尔盆地西北缘二叠系烃源岩地球化学特征 of the Junggar Basin"

烃源岩 层位 岩性 TOC/% I H/(mg/g) T max/°C
金探1 P2 w 深灰色泥岩 3.37 550 450
风南1-1 P1 f 白云质泥岩 1.82 505 440
风南1-2 P1 f 白云质泥岩 1.22 447 437
风南4 P1 f 黑灰色泥岩 1.95 505 447
夏76-1 P1 f 深灰色泥岩 2.77 523 438
夏76-2 P1 f 深灰色泥岩 1.92 524 440
车201 P1 j 凝灰岩 1.64 55 453

图7

准噶尔盆地二叠系佳木河组、风城组和下乌尔禾组烃源岩正构烷烃碳同位素分布"

图8

准噶尔盆地新光地区佳木河组凝析油正构烷烃碳同位素分布"

1 Dai Jinxing , Ni Yunyan , Wu Xiaoqi . Tight gas in China and its significance in exploration and exploitation[J]. Petroleum Exploration and Development, 2012, 39(3): 257-264.
戴金星, 倪云燕, 吴小奇 . 中国致密砂岩气及在勘探开发上的重要意义[J]. 石油勘探与开发, 2012, 39(3): 257-264.
2 Zhang Ji , Hou Kefeng , Li Fuping , et al . Reserves evaluation of tight sandstone gas reservoir based on reservoir geological knowledge database: A case study of Su 14 block in Sulige Gasfield, Ordos Basin[J]. Natural Gas Geosicence, 2017, 28(9): 1322-1329.
张吉, 侯科锋, 李浮萍, 等 . 基于储层地质知识库约束的致密砂岩气藏储量评价: 以鄂尔多斯盆地苏里格气田苏14区块为例[J]. 天然气地球科学, 2017, 28(9): 1322-1329.
3 Tang Dahai , Wang Xiaojuan , Chen Shuangling , et al . Analysis about the main controlling factors of tight gas accumulation and high output in Xujiahe Formation of Zhongtaishan area, Sichuan Basin[J]. Natural Gas Geosicence, 2018, 29(11): 1575- 1584.
唐大海, 王小娟, 陈双玲, 等 . 四川盆地中台山地区须家河组致密砂岩气藏富集高产主控因素[J]. 天然气地球科学, 2018, 29(11): 1575-1584.
4 Li Jian , Jiang Xiaohua , Wang Xiuqin , et al . Mechanisms for gas accumulation and enrichment in tight sandstone reservoir in rift basins: Cases from the Songliao Basin and the Bohai Bay[J]. Oil and Gas Geology, 2017, 38(6): 1005-1018.
李剑, 姜晓华, 王秀芹, 等 . 裂谷盆地致密砂岩气成藏机制与富集规律——以松辽盆地与渤海湾盆地为例[J]. 石油与天然气地质, 2017, 38(6): 1005-1018.
5 Wang Weiming , Lu Shuangfang , Chen Xuan , et al . A new method for grading and assessing the potential of tight sand gas resources: A case study of the Lower Jurassic Shuixigou Group in the Turpan Hami Basin[J]. Petroleum Exploration and Development, 2015, 42(1): 60-67.
王伟明, 卢双舫, 陈旋, 等 . 致密砂岩气资源分级评价新方法——以吐哈盆地下侏罗统水西沟群为例[J]. 石油勘探与开发, 2015, 42(1): 60-67.
6 He Wenjun , Yang Haibo , Fei Liying , et al . Comprehensive analysis of tight sandstone gas resource potential in the favorable area of Jiamuhe Formation in Xinguang area, Junggar Basin[J]. Natural Gas Geosicence, 2018, 29(3): 370-381.
何文军, 杨海波, 费李莹, 等 . 准噶尔盆地新光地区佳木河组致密砂岩气有利区资源潜力综合分析[J]. 天然气地球科学, 2018, 29(3): 370-381.
7 National Energy Administration . SY/T 6832-2011 Oil and Gas Industry Standard of the People’s Republic of China: Geological Evaluating Methods for Tight Sandstone Gas[S]. Beijing: Petroleum Industry Press, 2011.
国家能源局 . SY/T 6832-2011 中华人民共和国石油和天然气行业标准: 致密砂岩气地质评价方法[S].北京: 石油工业出版社, 2011.
8 Wang Xiaoming , Cao Yingchang , Yuan Guanghui , et al . Diagenetic characteristics and controlling factors of the permian tight sandstone reservoirs in Zhongguai area[J]. Marine Geology Frontiers, 2015, 31(9): 46-54.
王孝明, 操应长, 远光辉, 等 . 中拐地区二叠系致密砂岩成岩作用及其控制因素[J]. 海洋地质前沿,2015, 31(9): 46-54.
9 Yang Yiting , Chen Qunfu , Chen Lei , et al . Tight sandstone gas genetic type and gas source in the Jiamuhe Formation of Zhongguai area,Junggar Basin[J].Xinjiang Oil and Gas, 2017, 13(3): 6-10.
杨镱婷, 陈群福, 陈磊, 等 . 准噶尔盆地中拐地区佳木河组致密砂岩气成因类型及气源[J]. 新疆石油天然气, 2017, 13(3): 6-10.
10 Wang Yutao ， Lv Chungang , Yao Aiguo , et al . Tight sandstone gas resource potential and exploration prospect in the Junggar Basin[J]. Natural Gas Geosicence, 2015, 26(5): 855-860.
王屿涛, 吕纯刚, 姚爱国, 等 . 准噶尔盆地致密砂岩气资源潜力及勘探前景[J]. 天然气地球科学, 2015, 26(5): 855-860.
11 Liu Bo , He Bo , Huang Zhilong , et al . Sources and distribution patterns of natural gas of different genetic types at the northwestern margin of the Junggar Basin[J]. Natural Gas Industry, 2014, 34(9): 40-46.
柳波, 贺波, 黄志龙, 等 . 准噶尔盆地西北缘不同成因类型天然气来源及其分布规律[J]. 天然气工业, 2014, 34(9): 40-46.
12 Yang Haifeng , Liu Guangdi , Lei Dewen , et al . Differences between oil and gas accumulations in Zhongguai, 5th & 8th districts of Karamay Oil Field, northwestern margin of Junggar Basin[J]. Geological Journal of China Universities, 2008, 14(2): 262-268.
杨海风, 柳广弟, 雷德文, 等 . 准噶尔盆地西北缘中拐、五、八开发区佳木河组天然气与石油成藏差异性研究[J]. 高校地质学报, 2008, 14(2): 262-268.
13 Mango F D . The origin of light hydrocarbons in petroleum: A kinetic test of the steady-state catalytic hypothesis[J]. Geochemical and Cosmochemical Review,1990,54(5):1315-1323.
14 Xu Yongchang , Liu Wenhui , Shen Ping . A review of isotope geochemical researches on oil and gas in oil and gas bearing basins[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2001, 19(2): 161-168.
徐永昌, 刘文汇, 沈平 . 含油气盆地油气同位素地球化学研究概述[J]. 沉积学报, 2001, 19(2): 161-168.
15 Zheng Lunju , Qin Jianzhong , He Sheng , et al . Preliminary study of formation porosity thermocompression simulation experiment of hydrocarbon generation and expulsion[J]. Petroleum Geology and Experiment, 2009, 31(3): 296-302.
郑伦举, 秦建中, 何生, 等 . 地层孔隙热压生排烃模拟实验初步研究[J]. 石油实验地质, 2009, 31(3): 296-302.
16 Gao Gang , Xiang Baoli , Du Pengyan , et al . Comparison of thermal simulation product characteristics of mudstone and argillaceous dolomite from Fengcheng Formation in Mahu Sag of Junggar Basin[J]. Journal of Earth Sciences and Environment, 2016, 38(1): 94-103.
高岗, 向宝力, 都鹏燕, 等 . 准噶尔盆地玛湖凹陷风城组泥岩与泥质白云岩热模拟产物特征对比[J]. 地球科学与环境学报, 2016, 38(1): 94-103.
17 Chen Zhelong , Liu Guangdi , Wei Yanzhao , et al . Distribution pattern of tricyclic terpanes and its influencing factors in the Permian source rocks from Mahu Depression in the Junggar Basin[J]. Oil and Gas Geology, 2017, 38(2): 311-322.
陈哲龙, 柳广弟, 卫延召, 等 . 准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系烃源岩三环萜烷分布样式及影响因素[J]. 石油与天然气地质, 2017, 38(2): 311-322.
18 Zhao Mengjun , Huang Dipan , Zhang Shuichang . An on-line carbon isotope study of hydrocarbon monomers in crude oils from Tarim Basin[J].Petroleum Exploration and Development, 1994, 21(3): 52-59.
赵孟军, 黄第藩, 张水昌 . 原油单体烃类的碳同位素组成研究[J]. 石油勘探与开发, 1994, 21(3): 52-59.
19 Bjoroy M , Hall P B , Mol R P . Variation in the isotopic composition of single components in the C4-C20 fraction of oils and condensates[J]. Orgnic Geochemistry, 1994, 21: 761-776.
20 Huang Pan , Ren Jiangling , Li Erting , et al . Biomarker and carbon isotopic compositions of source rock extracts and crude oils from Mahu Sag, Junggar Basin[J]. Geochimica, 2016, 45(3): 303-314.
黄攀, 任江玲, 李二庭, 等 . 准噶尔盆地玛湖凹陷烃源岩和原油生物标志物与碳同位素组成及其意义[J]. 地球化学, 2016, 45(3): 303-314.
21 Wang Guobin , Wang Yi , Li Erting , et al . Molecular and carbon isotopic compositions of oil components in the Baikouquan Formation oil-bearing reservoir rocks on the western slope of the Mahu Sag, Junggar Basin[J]. Geochimica, 2017, 46(3): 276-291.
王国彬, 王熠, 李二庭, 等 . 准噶尔盆地玛湖凹陷西斜坡百口泉组含油储集岩分子与碳同位素地球化学特征及其意义[J]. 地球化学, 2017, 46(3): 276-291.
[1] 郭旭光, 何文军, 杨森, 王江涛, 冯右伦, 贾希玉, 邹阳, 王霞田, 黄立良. 准噶尔盆地页岩油“甜点区”评价与关键技术应用——以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(8): 1168-1179.
[2] 龚德瑜, 张越迁, 郭文建, 宋志华, 卢山, 吴卫安. 次生生物甲烷与生物降解作用的判识——以准噶尔盆地腹部陆梁油气田为例[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(7): 1006-1017.
[3] 李勇, 陈世加, 路俊刚, 肖正录, 何清波, 苏恺明, 李俊良. 近源间互式煤系致密砂岩气成藏主控因素——以川中地区须家河组天然气为例[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(6): 798-808.
[4] 卫延召, 宋志华, 奇瑞, 王伟, 龚德瑜, 王峰. 准噶尔盆地陆梁隆起东部滴北凸起天然气成因来源再认识[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(6): 840-849.
[5] 胡自龙, 卞保力, 刘海磊, 赵龙, 卢山, 王绍清. 准噶尔盆地大井地区天然气成因、来源与成藏过程[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(6): 850-859.
[6] 位云生, 贾爱林, 郭智, 孟德伟, 王国亭. 致密砂岩气藏多段压裂水平井优化部署[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(6): 919-924.
[7] 王伟锋, 张仲达. 准噶尔盆地五彩湾地区石炭系烃源岩演化及油气成藏过程[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(4): 447-455.
[8] 胡瀚文, 张元元, 卓勤功, 贾承造, 郭召杰. 准噶尔盆地南缘下组合油气成藏过程——以齐古油田为例[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(4): 456-467.
[9] 付爽, 庞雷, 许学龙, 曹元婷, 刘振宇, 张顺存, . 准噶尔盆地玛湖凹陷下乌尔禾组储层特征及其控制因素[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(4): 468-477.
[10] 刘如红, 李剑, 肖中尧, 李谨 , 张海祖, 卢玉红, 张宝收, 马卫, 李德江, 刘满仓. 塔里木盆地库车坳陷吐格尔明地区油气地球化学特征及烃源探讨[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(4): 574-581.
[11] 潘建国, 黄林军, 王国栋, 郭娟娟, 马永平, 罗昭洋. 源外远源油气藏的内涵和特征——以准噶尔盆地盆1井西富烃凹陷为例[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(3): 312-321.
[12] 高阳, 王志章, 易士威, 佘源琦, 林世国, 李明鹏, 张春林, . 鄂尔多斯盆地天环地区盒8段致密砂岩岩石矿物特征及其对储层质量的影响[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(3): 344-352.
[13] 朱立文, 王震亮, 张洪辉. 鄂尔多斯盆地乌审召地区山2亚段致密气“甜点”控因分析[J]. 天然气地球科学, 2018, 29(8): 1085-1093.
[14] 高崇龙, 纪友亮, 靳军, 王剑, 任影, 曾力, 王道伟, 张昊, 李谨杰. 古隆起埋藏期沟谷残丘地貌下沉积体系及油气藏发育模式——以准噶尔盆地腹部石南地区清水河组一段为例[J]. 天然气地球科学, 2018, 29(8): 1120-1137.
[15] 裴立新, 刚文哲, 朱传真, 刘亚洲, 何文军, 向宝力, 董岩. 准噶尔盆地烷烃气碳同位素组成及来源[J]. 天然气地球科学, 2018, 29(7): 1020-1030.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 胡素云, 陶士振, 闫伟鹏, 门广田, 唐振兴, 薛建勤, 贾希玉, 陈旋, 江涛, 黄东, 梁晓伟. 中国陆相致密油富集规律及勘探开发关键技术研究进展[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(8): 1083 -1093 .
[2] 张梦琪, 邹才能, 关平, 董大忠, 孙莎莎, 施振生, 李志欣, 冯子齐, 李拉毛才旦. 四川盆地深层页岩储层孔喉特征[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(9): 1349 -1361 .
[3] 苏亦晴, 陈天胜, 尹艳树, 王立鑫, 赵学思, 胡迅. 多点地质统计反演技术[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(9): 1386 -1392 .