四川盆地震旦系气藏TSR证据及控制因素

doi:10.11764/j.issn.1672-1926.2022.02.002

Abstract

Abstract:

Comprehensive analysis of reservoir bitumen， fluid inclusion composition， sulfur distribution and sulfur isotope characteristics in Sinian system， Gaoshiti-Moxi area of Sichuan Basin， shows that thermochemical sulfate reduction （TSR） occurred in the Gaoshiti-Moxi area， but the TSR is weak and it is mainly controlled by hydrothermal fluid flow related to strike-slip faults. Main evidences are as follows：（1） Sulfide and sulfate minerals such as galena， sphalerite， pyrite and barite are developed in many Sinian reservoirs in outcrops of the peripheral area of Sichuan Basin and Gaoshiti-Moxi area. The sulfur isotope is characterized by high δ³⁴S values， which are generally greater than 12‰， indicating that the source of sulfur is seawater and related to TSR. （2） The S/C range of Sinian solid bitumen in Gaoshiti-Moxi area is 0.031-0.059， which has typical characteristics of TSR bitumen. （3） The content of H₂S in some fluid inclusions is high， and the fluid inclusions containing elemental sulfur， bitumen and calcite daughter crystals are direct evidence of TSR. （4） The content of H₂S in Sinian gas reservoir is 0.24%-6.8%， with an average of 1.22%. It is a micro-high H₂S gas reservoir. The absence of gypsum deposits in the formation and SO₄^2- in the formation water is quite low， which is completely different from the global high sulfur gas reservoir where TSR occurs， indicating that the effect intensity of TSR in Sinian gas reservoir is weak. （5） Wells， which have found sulfide in the Sinian system in Gaoshiti-Moxi area， are mainly located near the NW and NWW strike-slip faults， and the distribution is obviously controlled by faults. TSR may be derived from deep hydrothermal fluids communicated by faults， and TSR is mainly developed near faults， which is fault-controlled TSR. H₂S generated by TSR of hydrocarbons in Sinian reservoirs in Sichuan Basin promotes the formation of lead-zinc deposits and other sulfide deposits， that is， hydrocarbon accumulation， cracking and fracture fluid activity， TSR and the formation of MVT type lead-zinc deposits are closely linked， which is an ideal area for the study of deep organic-inorganic interaction.

Key words: TSR, Lead-zinc deposits, Bitumen, Hydrogen sulfide, Fluid inclusion, Hydrothermal fluid, Sinian System, Sichuan Basin

CLC Number:

TE121

Qiang LIU, Xuesong LU, Junjia FAN, Shaobo LIU, Xingzhi MA, Bokai DAI, Lili GUI, Weiyan CHEN. Evidence and controlling factors of thermochemical sulfate reduction in the Sinian gas reservoirs， Sichuan Basin[J].Natural Gas Geoscience, 2022, 33(6): 929-943.

Figures/Tables 11

Fig.1

Fig.2

Fig.3

Fig.4

Table 1

Sulfur isotope characteristics of lead-Zinc deposits in Dengying Formation, Gaoshiti-Moxi areas"

样品编号	层位	深度/m	矿物	矿物特征	δ³⁴S/‰
样品编号	层位	深度/m	矿物	矿物特征	平均值	最大值	最小值
MX148-1	灯二段	5 596.3	黄铁矿	微晶白云岩砾屑中自形—半自形粗粒黄铁矿颗粒富集成团块	26.11	26.24	25.88
MX148-2	灯二段	5 596.7	黄铁矿	黄铁矿沿裂缝分布	25.76	26.9	23.69
MX148-3	灯二段	5 596.62	黄铁矿	微晶白云石中自形—半自形粗粒黄铁矿颗粒富集成团块	20.28	26.12	13.47
PT101-6	灯二段	5 779.02	黄铁矿	细粒黄铁矿聚集，条带状分布	16.802	18.46	15.73
PT102-2	灯二段	5 878.56	黄铁矿	细粒黄铁矿聚集成块，形状不规则，粒径为10~100 μm，沿微晶白云石与细晶白云石胶结物接触边缘分布，溶蚀矿洞中充填白云石、石英、萤石	15.706	16.43	15.09
PT1-21	灯二段	5 727.96	黄铁矿	自形粗粒黄铁分布与闪锌矿伴生	24.02	24.95	23.5
PT1-21	灯二段	5 727.96	闪锌矿	石英脉体旁，不规则块状闪锌矿分布于微晶白云石中，内见细粒黄铁	26.38	27.2	25.1
PT1-36	灯二段	5 747.48~5 747.56	黄铁矿	微晶白云石中自形—半自形细粒黄铁矿富集成块	17.38	17.59	17.01
PT1-44	灯二段	5 749.91	黄铁矿	微晶白云石中自形—半自形细粒黄铁矿颗粒富集，细晶白云石中未见黄铁矿，黄铁矿颗粒间见方铅矿	18.02	18.14	17.81
PT1-51	灯二段	5 753.27	黄铁矿	藻团块上自形—半自形细粒黄铁矿颗粒聚集成块	16.025	16.76	15.57
PT1-56	灯二段	5 757.53	黄铁矿	微晶白云石中自形—半自形细粒黄铁矿颗粒聚集成块、成条带状	25.83	26.9	25.06
PT1-57	灯二段	5 758.16~5 758.29	黄铁矿	微晶白云石中自形—半自形细粒黄铁矿颗粒富集，黄铁矿颗粒间见方铅矿	16.73	18.49	15.28
PT1-58-1	灯二段	5 758.94	黄铁矿	早期白云石细脉中黄铁矿条带	2.73	6.63	-0.45
PT1-58-2	灯二段	5 758.94	黄铁矿	细晶白云石中自形—半自形黄铁矿	15.06
PT1-75	灯二段	5 771.71~5 771.86	黄铁矿	白云岩砾屑中自形—半自形细粒黄铁矿聚集成块	15.6	16.57	15.1
PT1-84	灯二段	5 778.71	黄铁矿	微晶白云石中自形—半自形粗粒黄铁矿富集成团块	16.456	17.44	15.68

Table 1

Fig.5

Table 2

Fig.6

Fig.7

Table 3

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测试点号	层位	深度/m	沥青镜下特征	元素原子相对含量/%			S/C	O/C
测试点号	层位	深度/m	沥青镜下特征	C	O	S	S/C	O/C
PT1-101-1	灯二段	5 768.18	沥青脉体，脉体中发育方铅矿	92.25	4.67	3.08	0.033	0.051
PT1-101-2	灯二段	5 768.18	沥青脉体，脉体中发育方铅矿	93.13	3.9	2.98	0.032	0.042
PT1-101-3	灯二段	5 768.18	白云石孔洞中沥青	87.84	9.41	2.75	0.031	0.107
PT1-101-4	灯二段	5 768.18	沥青脉体，不含方铅矿	93.23	3.69	3.09	0.033	0.040
PT1-101-5	灯二段	5 768.18	沥青脉体，不含方铅矿	84.62	12.59	2.79	0.033	0.149
PT1-77-1	灯二段	5 773.68	缝合线中与方铅矿、黄铁矿伴生沥青	91.99	4.66	3.35	0.036	0.051
PT1-77-2	灯二段	5 773.68	缝合线中与方铅矿、黄铁矿伴生沥青	92.57	3.98	3.45	0.037	0.043
PT1-84-1	灯二段	5 778.71	孔洞中纤维状各向异性结构沥青	92.79	3.76	3.45	0.037	0.041
PT1-84-2	灯二段	5 778.72	孔洞中纤维状各向异性结构沥青	92.58	3.21	4.21	0.045	0.035
MX39-17-1	灯四段	5 303.00	沥青脉体	92.26	1.38	2.87	0.031	0.015

井号	层位	深度/m	赋存矿物	均一温度/℃	盐度/%	CH₄拉曼位移/cm^-1	气体组成/%
井号	层位	深度/m	赋存矿物	均一温度/℃	盐度/%	CH₄拉曼位移/cm^-1	CH₄	CO₂	H₂S
MX103	灯四段	5 245.5	白云石	160.1	2.3	2 915.36	98	0	2
MX39	灯四段	5 306.5	白云石	207	6.3	2 915.43	97	0	2
MX103	灯四段	5 245.4	萤石	227	10.49	2 914	91	6	2
MX39	灯四段	5 306.5	萤石	205	10.73	2 914.8	99	0	1
MX51	灯四段	5 334.14	萤石	-	-	2 911.36	82.1	12.7	5.2
MX39	灯四段	5 281.5	石英	153	11.22	2 914.96	92	7	1
MX13	灯四段	5 046.9	石英	149	6.3	2 915	95	5	0
MX103	灯四段	5 206.5	方解石	125.1	14.46	2 914	94	6	0

井号	层位	深度/m	主要离子类型及含量/（g/L）								矿化度/ （g/L）	水型
井号	层位	深度/m	K⁺	Na⁺	Ca²⁺	Mg²⁺	Ba²⁺	Cl^-	SO₄^2-	CO₃^2-	矿化度/ （g/L）	水型
GS1*	灯四段—灯二段	4 956~5 399	0.78	6.97	14.68	7.3	1.23	64.43	0	0	95.39	氯化钙
GS11	灯二段	5 402~5 467	3.01	12.44	10.99	5.76	0.19	42.53	0	0	74.99	氯化钙
GS6*	灯二段	5 334~5 345	2.57	15.60	19.12	6.36	0.27	80.48	0	0.24	124.64	氯化钙
MX8*	灯四段	5 102~5 172	5.62	21.60	16.76	6.24	0.55	73.52	0	0	124.28	氯化钙
MX9	灯二段	5 496	5.64	40.05	0.7	0.13	0	10.21	5.15	0	61.88	碳酸氢钠
MX10*	灯二段	5 449~5 470	2301	22.38	15.40	6.94	0.82	10.50	0	0	152.81	氯化钙
MX11	灯二段	5 449~5 470	2.31	22.39	15.42	6.93	0.88	10.50	0	0	153.39	氯化钙
MX17*	灯四段	5 062.5~5 073	4.21	38.99	10.36	4.56	1.37	12.68	0	0	186.29	氯化钙
MX18	灯二段	5 105.8	2.68	12.82	0.42	66.99	0	4.70	5.28	0	261.52	碳酸氢钠
MX22	灯四段	5 750.48	2907	11.65	3.51	0.30	0	13.12	1.69	0	33.61	碳酸氢钠
MX23	灯四段	5 213~5 271	2.34	9.23	13.72	7.87	0	71.74	0	0	104.90	氯化钙

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Evidence and controlling factors of thermochemical sulfate reduction in the Sinian gas reservoirs， Sichuan Basin

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