0 引言
1 地质背景
2 研究样品与实验方法
2.1 流体包裹体均一温度测试
2.2 气体含量及同位素检测
3 流体包裹体物理化学特征
3.1 流体包裹体岩矿学特征
3.2 流体包裹体充注历史与成藏演化
4 流体包裹体气体与现今气田气地球化学差异性
4.1 烃类及非烃气体组成特征
表1 鄂尔多斯盆地上古生界流体包裹体气体组分与碳同位素数据Table 1 Gas composition and carbon isotope data sets of fluid inclusions in the Upper Paleozoic of Ordos Basin |
气 田 | 序 号 | 样品 编号 | 井 号 | 深度 /m | 层 位 | 岩 性 | 组分含量/% | 碳同位素δ13C/‰(VPDB) | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CH4 | C2H6 | C3H8 | iC4H10 | nC4H10 | iC5H12 | nC5H12 | H2 | N2 | CH4 | C2H6 | C3H8 | CO2 | |||||||
米脂 | 1 | M17-1 | 米17 | 2 544 | 石盒子组 | 砂岩 | 95.94 | 1.90 | 0.27 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | / | 0.09 | 1.72 | -37 | -24.3 | -21.1 | -13.4 |
2 | M17-2 | 米17 | 2 625 | 山西组 | 砂岩 | 78.31 | 3.82 | 0.73 | 0.15 | 0.14 | 0.06 | / | 0.09 | 16.71 | -37.3 | -25.5 | -23.5 | -14.9 | |
3 | M24-1 | 米24 | 1 841 | 石千峰组 | 砂岩 | 42.56 | 0.16 | 0.17 | 0.05 | 0.04 | 0.09 | / | 6.77 | 50.15 | / | / | / | -13.1 | |
4 | M24-2 | 米24 | 2 087 | 石盒子组 | 砂岩 | 24.96 | 0.02 | 0.01 | / | / | / | / | 1.88 | 73.12 | / | / | / | -16.6 | |
5 | M37-1 | 米37 | 2 562 | 石盒子组 | 砂岩 | 91.31 | 2.05 | 0.39 | 0.09 | 0.07 | 0.03 | 0.01 | 0.63 | 5.41 | -36.4 | -21.2 | -18.2 | -14.0 | |
6 | Y123-1 | 榆123 | 2 200 | 石盒子组 | 砂岩 | 97.79 | 0.01 | 0.00 | / | / | / | / | 0.00 | 2.20 | -33.1 | -12.8 | |||
7 | Y74-1 | 榆74 | 2 487 | 石盒子组 | 砂岩 | 38.65 | 22.21 | 8.66 | 0.79 | 1.00 | 0.24 | 0.08 | 0.10 | 28.29 | -35.7 | -21.5 | -20.6 | -14.7 | |
8 | Y74-2 | 榆74 | 2 714 | 石盒子组 | 砂岩 | 34.17 | 2.70 | 0.38 | 0.08 | 0.05 | / | / | 0.02 | 62.60 | -41.7 | -21.9 | -20.9 | -14.2 | |
神木 | 9 | S14-1 | 神14 | 2 143 | 石盒子组 | 砂岩 | 28.66 | 0.76 | 0.02 | 0.05 | / | / | / | 0.29 | 70.22 | -33.7 | / | / | -13.6 |
10 | S20-1 | 神20 | 1 903 | 山西组 | 砂岩 | 24.80 | 0.09 | 0.02 | / | / | / | / | 0.09 | 75.00 | -36.7 | / | / | -15.6 | |
11 | S37-1 | 神37 | 2 115 | 石盒子组 | 砂岩 | 77.46 | 2.43 | 0.53 | 0.08 | 0.08 | / | / | 0.01 | 19.42 | -40.5 | -23.2 | -20.5 | -14.1 | |
12 | S37-2 | 神37 | 2 131 | 山西组 | 砂岩 | 15.11 | 0.05 | 0.28 | 0.05 | 0.04 | 0.37 | / | 0.25 | 83.87 | / | / | -15.9 | ||
13 | S10-1 | 双10 | 2 306 | 石盒子组 | 砂岩 | 98.15 | 0.10 | 0.02 | 0.00 | 0.00 | / | / | 0.14 | 1.59 | -38.4 | -27.4 | -27.0 | -12.1 | |
14 | S54-1 | 双54 | 2 642 | 石盒子组 | 砂岩 | 91.12 | 0.83 | 0.10 | 0.02 | 0.02 | / | / | / | 7.90 | -39.7 | -25 | -24.8 | -11.7 | |
15 | S54-2 | 双54 | 2 682 | 山西组 | 砂岩 | 57.35 | 13.25 | 4.95 | 0.69 | 0.46 | 0.03 | 0.03 | 0.00 | 23.23 | -38.5 | -25 | -22.5 | -13.7 | |
苏里格 | 16 | S1-1 | 苏1 | 3 554 | 石盒子组 | 砂岩 | 83.40 | 0.04 | 0.00 | / | / | / | / | 0.24 | 16.32 | -34.2 | / | / | -14.1 |
17 | SU103-1 | 苏103 | 3 493 | 山西组 | 砂岩 | 25.83 | 1.70 | 0.22 | 0.07 | 0.06 | / | / | 2.34 | 69.78 | -34 | -21.9 | -19.1 | -13.3 | |
18 | SU124-1 | 苏124 | 3 628 | 石盒子组 | 砂岩 | 97.88 | 0.51 | 0.04 | 0.00 | 0.00 | / | / | 0.00 | 1.56 | -37.4 | -22.6 | -24.1 | -11.9 | |
19 | SU124-2 | 苏124 | 3 689 | 山西组 | 砂岩 | 67.59 | 0.11 | 0.02 | / | / | / | / | 0.28 | 32.01 | -42.6 | / | / | -13.3 | |
20 | SU130-1 | 苏130 | 3 430 | 石盒子组 | 砂岩 | 78.96 | 0.43 | 0.06 | 0.01 | 0.01 | / | / | 0.39 | 20.14 | -30.9 | -19.7 | -19.3 | -17.1 | |
21 | SU55-1 | 苏55 | 3 228 | 石盒子组 | 砂岩 | 50.64 | 13.85 | 3.69 | 0.61 | 0.60 | / | / | 0.02 | 30.59 | -33.9 | / | -27.6 | -15.6 | |
22 | T9-1 | 桃 9 | 3 571 | 石盒子组 | 砂岩 | 40.57 | 1.37 | 0.23 | 0.04 | 0.03 | / | / | 0.24 | 57.51 | -28.5 | / | / | -15 | |
23 | T9-2 | 桃 9 | 3 607 | 山西组 | 砂岩 | 83.11 | 2.73 | 0.80 | 0.16 | 0.09 | 0.06 | 0.03 | 0.35 | 12.67 | -31.1 | -20.6 | -21.5 | -13.6 | |
24 | T16-1 | 桃16 | 3 473 | 石盒子组 | 砂岩 | 68.54 | 5.66 | 0.70 | 0.12 | 0.09 | 0.07 | 0.04 | 0.08 | 24.71 | -32.2 | -21.9 | -22.6 | -12.1 | |
25 | T16-2 | 桃16 | 3 491 | 山西组 | 砂岩 | 26.48 | 0.57 | 0.13 | 0.03 | 0.02 | / | / | 0.38 | 72.38 | -30.8 | -20.7 | / | -14.3 | |
26 | L86-1 | 莲86 | 4 032 | 石盒子组 | 砂岩 | 76.32 | 1.13 | 0.16 | 0.04 | 0.03 | 0.13 | / | 0.05 | 22.14 | -30.7 | -24.7 | -15.1 | -13 | |
延安 | 27 | Y207-1 | 延207 | 2 213 | 石盒子组 | 砂岩 | 70.40 | 0.93 | 0.09 | 0.01 | 0.01 | 0.08 | / | 0.03 | 28.45 | -32 | -27.1 | / | -15.2 |
28 | Y256-1 | 延256 | 2 567 | 山西组 | 砂岩 | 32.32 | 15.54 | 3.28 | 0.51 | 0.48 | 0.15 | / | 0.17 | 47.55 | -28.8 | / | / | -13.9 | |
29 | Y301-1 | 延301 | 2 380 | 石盒子组 | 砂岩 | 28.01 | 0.61 | 0.20 | 0.04 | 0.05 | / | / | 0.33 | 70.75 | -28.4 | -24.5 | / | -15.4 | |
30 | Y383-1 | 延383 | 2 490 | 山西组 | 砂岩 | 91.64 | 0.37 | 0.04 | 0.00 | / | / | / | 0.77 | 7.17 | -28 | -22.7 | / | -12.4 | |
31 | Y390-1 | 延390 | 3 152 | 石盒子组 | 砂岩 | 17.73 | 0.19 | 0.07 | / | / | / | / | 0.11 | 81.89 | -24.6 | / | / | -14.1 | |
32 | Y514-1 | 延514 | 2 572 | 石盒子组 | 砂岩 | 85.52 | 0.31 | 0.04 | 0.01 | 0.00 | 0.05 | / | 0.00 | 14.07 | -29.3 | -26.4 | / | -13.7 | |
33 | Y514-2 | 延514 | 2 709 | 山西组 | 砂岩 | 74.39 | 1.87 | 0.31 | 0.06 | 0.03 | 0.03 | / | 0.01 | 23.31 | -28 | -18 | / | -13 | |
34 | Y702-1 | 延702 | 2 928 | 石盒子组 | 砂岩 | 33.73 | 1.30 | 0.24 | 0.07 | 0.05 | / | / | 0.09 | 64.53 | -31.2 | / | / | -13.9 | |
35 | Y702-2 | 延702 | 3 085 | 山西组 | 砂岩 | 62.27 | 0.93 | 0.11 | 0.02 | 0.01 | / | / | 1.78 | 34.88 | -31.7 | -27.2 | / | -13.8 | |
36 | Y849-1 | 延849 | 2 846 | 山西组 | 砂岩 | 34.17 | 2.70 | 0.38 | 0.08 | 0.05 | / | / | 0.02 | 62.60 | -28.1 | / | / | -14.6 |
|
4.2 天然气碳同位素组成特征
5 伴生氦气地质特征与成因机制
5.1 氦气地质地球化学特征
图13 鄂尔多斯盆地氦气含量分布(数据见表2)Fig.13 Distribution of helium content in Ordos Basin (according to Table 2) |
表2 鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩气层氦气组分和同位素组成Table 2 Helium fraction and isotopic composition of Upper Paleozoic dense sandstone gas formations in Ordos Basin |
油气田 /区块 | 井名 /区带 | 层位 | φ(He)/% | R/Ra | He来源 | 天然气探明储量 /(108 m3) | 氦气赋存的 载体气 | 数据来源 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
层位均值 | |||||||||
庆阳 气田 | QTX | 盒8段 | 0.116 | 0.02 | 主要为基底的太古界花岗岩 | 二叠系致密砂岩气 | 本文 | ||
Q1-12X | 盒8段 | 0.078 | |||||||
Q1-15X | 山1段 | 0.083 | |||||||
Q1-16X | 山1段 | 0.130 | |||||||
宜川 气田 | Y10-22X | 本溪组 | 0.131 | / | 主要为基底的太古界花岗岩 | 石炭—二叠系致密砂岩气 | 本文 | ||
Y10-20X | 山西组 | 0.083 | |||||||
Y10-26X | 盒8段 | 0.137 | |||||||
东胜 气田 | 什股壕 | 盒2段 | 0.116 | 主要为基底的太古界—远古宇变质岩—花岗岩 | 2 444 | 二叠系致密砂岩气 | [25] [26] | ||
盒3段 | 0.121 | ||||||||
盒2+盒3段 | 0.11 | ||||||||
独贵 加汗 | 盒1段 | 0.148 | |||||||
太原组 | 0.138 | ||||||||
盒2+盒3段 | 0.103 | ||||||||
新召东 | 盒1段 | 0.082 | |||||||
山2段 | 0.079 | ||||||||
十里 加汗 | 山1段 | 0.084 | |||||||
山2段 | 0.079 | ||||||||
盒1段 | 0.069 | ||||||||
盒2+盒3段 | 0.052 | ||||||||
阿镇 | 盒1段 | 0.069 | |||||||
石西 区块 | SX-1-1 | 盒8段 | 0.09 | 0.02 | 可能主要来自于基底燕山期中酸性岩浆岩体 | 石西区块 西部以致密砂岩气为主,东部以煤层气为主 | [27] | ||
SX-14-3 | 千4段、盒6段 | 0.15 | / | ||||||
SX-15-4 | 盒4段、盒7段、山西组 | 0.16 | 0.08 | ||||||
SX-17 | 石盒子组、山西组 | 0.18 | / | ||||||
苏里格气田 | 苏6 | 盒8段 | 0.034 | 0.02 | 47 700 | 二叠系致密 砂岩气 | [28] | ||
苏33-18 | 盒8段 | 0.018 | 0.03 | ||||||
苏35-17 | 盒8段 | 0.021 | 0.03 | ||||||
苏38-16 | 盒8段 | 0.016 | 0.02 | ||||||
富县 地区 | 富古4 | 马5段 | 0.053 | 0.038 | 奥陶系碳酸 盐岩气藏 | [29] |