0 引言
1 地质背景
2 样品与实验
图1 准噶尔盆地东部区域地质概况与采样位置Fig.1 Reginal geology and sampling locations of the eastern Junggar Basin |
表1 准噶尔盆地东部天然气气体组分和稳定碳同位素组成Table 1 Molecular compositions and stable carbon isotopes of natural gas in eastern Junggar Basin |
序号 | 井号 | 层位 | 深度/m | 天然气气体组分/% | 干燥系数 | δ13C/‰(VPDB) | 等效镜质体反射率/% | 天然气 成因类型 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
C1 | C2 | C3 | i-C4 | n-C4 | N2 | CO2 | CH4 | C2H6 | C3H8 | 腐泥型 | 腐殖型 | ||||||
1 | SQ5 | P3 w | 2 512~2 519 | 67.03 | 18.49 | 8.45 | 1.05 | 1.45 | 2.88 | 0.08 | 0.69 | -39.2 | -29.5 | -28.3 | 1.16 | 第Ⅰ类 油型气 | |
2 | F54 | 5 650~5 676 | 69.82 | 12.43 | 7.76 | 1.58 | 2.85 | 3.32 | 0.30 | 0.73 | -39.5 | -30.1 | -28.4 | 1.12 | |||
3 | F51 | 5 452~5 460 | 67.84 | 12.19 | 8.14 | 1.45 | 3.25 | 4.36 | 0.06 | 0.72 | -38.4 | -30.9 | -30.6 | 1.23 | |||
4 | F51 | P3 w | 5 476~5 494 | 69.98 | 12.34 | 6.80 | 1.85 | 2.54 | 3.98 | 0.08 | 0.74 | -35.8 | -27.9 | -27.0 | 1.57 | 1.17 | 第Ⅱ类 混合气 |
5 | DN141 | 3 943~4 021 | 72.55 | 8.20 | 5.48 | 1.41 | 2.13 | 8.14 | 0.29 | 0.80 | -30.6 | -27.8 | -26.5 | 1.80 | 1.50 | ||
6 | F47 | P3 w | 5 081~5 107 | 73.66 | 10.12 | 5.74 | 1.71 | 2.10 | 4.04 | 0.38 | 0.78 | -33.3 | -26.5 | -24.6 | 1.47 | 第Ⅲ类 煤型气 | |
7 | F53 | 5 524~5 568 | 83.10 | 6.18 | 2.82 | 0.73 | 1.27 | 3.93 | 0.40 | 0.87 | -32.7 | -26.0 | -26.8 | 1.56 | |||
8 | F54 | P2 l | 5 914~5 921 | 71.51 | 13.08 | 6.13 | 1.76 | 1.69 | 3.46 | 0.40 | 0.75 | -35.0 | -25.9 | -22.5 | 1.26 | ||
9 | F53 | C | 5 736~5 756 | 78.83 | 10.00 | 5.32 | 1.21 | 1.61 | 1.26 | 0.06 | 0.81 | -32.9 | -25.7 | -23.4 | 1.52 |
表2 准噶尔盆地东部天然气轻烃单体烃碳同位素组成Table 2 Carbon isotopic composition of individual light hydrocarbons of natural gas in eastern Junggar Basin |
井号 | 层位 | 深度 | δ13C/‰(VPDB) | 天然气成因类型 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
/m | 3-MC5 | n-C6 | Benz. | CC6 | 3-MC6 | n-C7 | MCC6 | Tol. | |||
沙丘5 | P3 w | 2 512~2 519 | -28.9 | -28.7 | -24.4 | -25.5 | -26.9 | -31.3 | -26.3 | -25.4 | 第Ⅰ类油型气 |
阜54 | 5 650~5 676 | -28.5 | -29.6 | -24.3 | -25.4 | -27.1 | -28.5 | -26.9 | -24.3 | ||
阜51 | 5 452~5 460 | -29.3 | -31.7 | -23.4 | -25.8 | -28.5 | -28.4 | -26.1 | -24.4 | ||
阜51 | P3 w | 5 476~5 494 | -26.9 | -28.8 | -23.0 | -24.2 | -27.3 | -28.8 | -23.9 | -22.8 | 第Ⅱ类混合气 |
滴南141 | 3 943~4 021 | -26.4 | -29.1 | -23.4 | -24.4 | -28.8 | -28.0 | -24.2 | -22.2 | ||
阜47 | P3 w | 5 081~5 107 | -25.0 | -25.8 | -22.4 | -24.4 | -25.0 | -26.7 | -24.1 | -23.6 | 第Ⅲ类煤型气 |
阜53 | 5 524~5 568 | -27.8 | -28.8 | -23.7 | -24.6 | -28.1 | -26.4 | -24.7 | -23.9 | ||
阜54 | P2 l | 5 914~5 921 | -22.0 | -22.1 | -19.8 | -21.7 | -22.9 | -22.5 | -20.7 | -19.7 | |
阜53 | C | 5 736~5 756 | -24.2 | -23.5 | -20.5 | -22.8 | -23.7 | -23.6 | -22.0 | -20.5 |
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2.1 组分分析
图2 3种类型天然气伴生轻烃化合物色谱(与数字对应的化合物名称见表3)Fig.2 Chromatographic diagram of light hydrocarbon compounds associated with three different types of natural gas ( the name of the compounds corresponding to the numbers are shown in Table 3 ) |
表3 C5-7主要轻烃化合物名称及简写Table 3 C5-7 names and abbreviations of main light hydrocarbon compounds |
色谱峰 | 化合物 | 简写 | 色谱峰 | 化合物 | 简写 |
---|---|---|---|---|---|
1 | 异戊烷 | i-C5 | 13 | 3, 3-二甲基戊烷 | 3,3-DMC5 |
2 | 正戊烷 | n-C5 | 14 | 环己烷 | CC6 |
3 | 2, 2-二甲基丁烷 | 2,2-DMC4 | 15 | 2-甲基己烷 | 2-MC6 |
4 | 环戊烷 | CC5 | 16 | 2, 3-二甲基戊烷 | 2,3-DMC5 |
5 | 2-甲烷戊烷 | 2-MC5 | 17 | 1, 1-二甲基环戊烷 | 1,1-DMCC5 |
6 | 3-甲基戊烷 | 3-MC5 | 18 | 3-甲基己烷 | 3-MC6 |
7 | 正己烷 | n-C6 | 19 | 1, 顺 3-二甲基环戊烷 | 1,c3-DMCC5 |
8 | 2, 2-二甲基戊烷 | 2,2-DMC5 | 20 | 1, 反 3-二甲基环戊烷 | 1,t3-DMCC5 |
9 | 甲基环戊烷 | MCC5 | 21 | 1, 反 2-二甲基环戊烷 | 1,t2-DMCC5 |
10 | 2, 4-二甲基戊烷 | 2,4-DMC5 | 22 | 正庚烷 | n-C7 |
11 | 2, 2, 3-三甲基丁烷 | 2,2,3-TMC4 | 23 | 甲基环己烷 | MCC6 |
12 | 苯 | Benz. | 24 | 甲苯 | Tol. |
2.2 同位素组成分析
3 结果
3.1 气体组分和稳定碳同位素组成特征
3.2 轻烃组分和单体烃碳同位素组成特征
表4 准噶尔盆地东部天然气轻烃主要地球化学参数Table 4 Main geochemical parameters of light hydrocarbons associated with natural gas in eastern Junggar Basin |
轻烃参数 | 第Ⅰ类天然气 | 第Ⅱ类天然气 | 第Ⅲ类天然气 | |
---|---|---|---|---|
庚烷值/% | 19.32~28.62 | 20.23~28.07 | 16.74~32.59 | |
23.95 | 24.15 | 25.60 | ||
异庚烷值 | 1.46~1.74 | 2.02~2.60 | 1.49~2.37 | |
1.61 | 2.31 | 2.10 | ||
C7系列/% | n-C7 | 42.92~48.39 | 41.72~48.62 | 29.96~40.92 |
45.97 | 45.17 | 36.69 | ||
ΣDMCC5 | 17.07~20.65 | 18.72~20.17 | 11.15~16.20 | |
18.60 | 19.45 | 13.78 | ||
MCC6 | 34.54~36.43 | 31.20~39.55 | 44.10~57.99 | |
35.43 | 35.38 | 49.53 | ||
n-C7/MCC6 | 1.22~1.67 | 1.01~1.18 | 0.52~0.97 | |
1.43 | 1.10 | 0.78 | ||
Tol./n-C7 | 0.17~0.20 | 0.27~0.29 | 0.31~0.41 | |
0.18 | 0.28 | 0.35 | ||
3-MC5/n-C6 | 0.11~0.19 | 0.13~0.16 | 0.15~0.31 | |
0.15 | 0.15 | 0.21 | ||
i-C5/n-C5 | 0.58~1.41 | 0.57~1.37 | 1.04~1.39 | |
0.96 | 0.97 | 1.25 | ||
2-MC6/3-MC6 | 0.76~1.04 | 0.95~1.11 | 0.94~1.18 | |
0.93 | 1.03 | 1.09 | ||
2-MC5/3-MC5 | 1.79~2.62 | 1.93~2.64 | 1.94~2.47 | |
2.22 | 2.29 | 2.25 |
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4 讨论
4.1 天然气成因类型
4.1.1 C1—C4烷烃气系列判别指标
4.1.2 轻烃系列判别指标
4.2 天然气成熟度
4.3 天然气的次生改造作用
图11 准噶尔盆地东部天然气轻烃(a)二甲基戊烷比三甲基戊烷和二甲基己烷比三甲基己烷;(b)异戊烷比正戊烷和三甲基戊烷比正己烷交会图(澳大利亚巴罗岛生物降解原油轻烃数据来自文献[59])Fig.11 Light hydrocarbon (a) 2MP/3MP and 2MH/3MH; (b) i⁃C5/n⁃C5 and 3 MP/n⁃C6 crossplots of natural gas in eastern Junggar Basin (light hydrocarbon data for biodegraded samples from Barrow Island, Australia is from Ref.[59]) |
4.4 天然气来源
4.4.1 源自二叠系烃源岩的油型气
4.4.2 源自石炭系烃源岩的高熟煤型气
4.4.3 源自石炭系煤型气与二叠系油型气的混合气
5 结论
(2)研究区天然气整体上达到成熟—高成熟阶段,等效镜质体反射率为1.12%~1.57%(均值为1.38%),庚烷值和异庚烷值分别为16.74%~32.59%(均值为24.72%)和1.46~2.60(均值为1.99),且第Ⅱ类混合气和第Ⅲ类煤型气比第Ⅰ类油型气的热演化程度高。