0 引言
1 区域地质背景
2 天然气地球化学特征及成因
表1 川东北地区须家河组天然气组分特征Table 1 Characteristics of T3 x natural gas components in Northeast Sichuan |
构造单元 | 井号 | 层位 | 样品数 | 组分/% | 干燥系数 | 数据 来源 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CH4 | C2H6 | C3H8 | i-C4 | n-C4 | N2 | CO2 | ||||||
马路背 背斜 | M101 | 须二下亚段 | 1 | 98.60 | 0.79 | 0.07 | 0.01 | 0.07 | 0.28 | 0.991 | 自测 | |
M103 | 须二上亚段 | 1 | 98.50 | 0.75 | 0.07 | 0.01 | 0.01 | 0.19 | 0.3 | 0.992 | 自测 | |
M4 | 须二上亚段 | 3 | 98.26~98.69 98.44 | 0.65~0.74 0.69 | 0~0.07 0.04 | 0.17~0.42 0.30 | 0.47~0.62 0.53 | 0.992~0.993 0.993 | 自测 | |||
M4 | 须二下亚段 | 1 | 97.88 | 0.38 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.04 | 0.3 | 0.996 | 自测 | |
河坝场 背斜 | HB102 | 须四段 | 1 | 95.73 | 0.52 | 0.09 | 2.74 | 0.45 | 0.994 | 文献[18] | ||
RH1 | 须四段 | 1 | 96.03 | 0.62 | 0.06 | 3.07 | 0.12 | 0.993 | 文献[18] | |||
兴隆 断褶带 | M3 | 须四段 | 1 | 99.04 | 0.38 | 0.04 | 0.996 | 自测 | ||||
M5 | 须四段 | 3 | 97.08~98.67 97.96 | 0.30~0.52 0.43 | 0~0.05 0.03 | 0.61~2.42 1.30 | 0.14~0.48 0.27 | 0.994~0.997 0.995 | 自测 | |||
M6 | 须四上亚段 | 1 | 99.07 | 0.45 | 0.44 | 0.02 | 0.995 | 自测 | ||||
南江 斜坡 | LB1 | 须四段 | 3 | 97.15~97.68 97.37 | 1.41~1.66 1.51 | 0.14~0.18 0.16 | < 0.01 | < 0.01 | 0.63~0.80 0.71 | 0.12~0.29 0.23 | 0.981~0.984 0.983 | 自测 |
沙溪向斜 | YL171 | 须四段 | 3 | 97.28~97.91 97.61 | 0.86~1.13 1.01 | 0.08~0.11 0.10 | < 0.01 | < 0.01 | 0.22~1.19 0.66 | 0.57~0.64 0.62 | 0.990~0.988 0.989 | 自测 |
YL17 | 须四段 | 1 | 98.04 | 1.04 | 0.10 | 0.01 | 0.01 | 0.19 | 0.54 | 0.988 | 自测 | |
YL173 | 须四段 | 1 | 96.84 | 1.80 | 0.21 | 0.02 | 0.02 | 0.15 | 0.41 | 0.979 | 自测 | |
YL176 | 须四段 | 1 | 97.74 | 1.78 | 0.20 | 0.26 | 0.980 | 自测 |
|
2.1 天然气组分
2.2 碳氢同位素
表2 川东北地区须家河组天然气碳氢同位素特征Table 2 Features of carbon and hydrogen isotopic compositions of T3 x natural gas in Northeast Sichuan |
构造单元 | 井号 | 层位 | 样品数 | δ13C/‰ (PDB) | δD/‰ (SMOW) | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
δ13C1 | δ13C2 | δ13C3 | δD1 | δD2 | ||||
马路背背斜 | M101 | 须二下亚段 | 1 | -29.4 | -35.1 | -162.9 | ||
MS1 | 须二段 | 1 | -33.7 | -35.1 | -34.0 | |||
M103 | 须二上亚段 | 1 | -28.9 | -35.1 | -153.3 | |||
M4 | 须二上亚段 | 2 | -32.0~-30.8 -31.4 | -36.2~-34.8 -35.5 | -167.3~-165.3 -166.3 | |||
M4 | 须二下亚段 | 1 | -32.6 | -34.0 | -157.3 | |||
河坝场背斜 | HB104 | 须四段 | 1 | -30.5 | -32.2 | -29.5 | ||
RH1 | 须四段 | 1 | -30.6 | -31.3 | -157.0 | |||
兴隆断褶带 | M3 | 须四段 | 1 | -30.9 | -28.9 | -29.5 | -167.0 | -132.0 |
M5 | 须四段 | 3 | -32.0~-30.8 -31.1 | -32.4~-30.9 -31.7 | -171.2~-162.3 -166.0 | |||
南江斜坡 | LB1 | 须四段 | 2 | -31.3~-31.2 -31.3 | -32.3~-32.1 -32.2 | -32.8~-31.3 -32.1 | -171.1~-168.7 -169.9 | |
沙溪向斜 | YL171 | 须四段 | 2 | -33.3~-32.7 -32.5 | -28.0~-26.1 -27.1 | -28.8~-27.9 -28.4 | -171.1~-168.7 -169.9 | -163.7 |
YL17 | 须四段 | 2 | -32.9~-30.5 -31.7 | -27.3~-26.9 -27.1 | -168.9~-152.6 -160.8 | -134.9 | ||
YL173 | 须四段 | 1 | -30.8 | -23.3 | -155.5 | -97.3 | ||
YL176 | 须四段 | 1 | -31.0 | -25.4 | -24.1 | -189.0 | -153.0 | |
YL172 | 须四段 | 1 | -28.9 | -24.9 | -159.9 |
|
2.3 天然气成因
表3 川东北不同构造区须家河组天然气源岩成熟度计算Table 3 Calculation table for source rock maturity of T3 x natural gas in different tectonic zones of Northeast Sichuan |
构造单元 | 层位 | 须二段 烃源岩R O/% | 样品数 | 油型气公式R O计算值/% | 煤型气公式R O计算值/% | 混合成因R O计算值/% | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1据文献[5] | 2据文献[50] | 3据文献[51] | 4据文献[50] | 5据文献[4] | 6据文献[50] | ||||
马路背背斜 | 须二段 | 1.6~2.0 | 6 | 3.5~6.5 5.1 | 2.3~3.4 2.9 | 1.1~2.5 1.7 | 1.6~2.2 1.8 | 1.9~3.0 2.5 | 1.8~2.4 2.1 |
河坝场背斜 | 须四段 | 1.6~2.0 | 2 | 5.4~5.5 5.5 | 3.0 3.0 | 1.9 1.9 | 1.9 1.9 | 2.6~2.7 2.7 | 2.2 2.2 |
兴隆断褶带 | 须四段 | 2.0~2.8 | 4 | 4.7~5.9 5.1 | 2.7~3.2 2.9 | 1.6~2.1 1.7 | 1.7~2.0 1.8 | 2.4~2.9 2.7 | 2.0~2.3 2.2 |
南江斜坡 | 须四段 | 1.0~2.0 | 2 | 4.9 4.9 | 2.8 2.8 | 1.7 1.7 | 1.8 1.8 | 2.3 2.3 | 2.0 2.0 |
沙溪向斜 | 须四段 | 1.8~2.5 | 6 | 3.7~7.0 5.1 | 2.3~3.5 2.9 | 1.2~2.5 1.7 | 1.5~2.2 1.8 | 2.0~3.5 2.4 | 1.8~2.4 2.2 |
|
3 天然气来源及混源比例
3.1 天然气潜在来源
3.2 天然气混源比例
3.2.1 混源比例计算理论基础
3.2.2 端元气的选取
表4 本次计算选取的天然气端元及其碳同位素特征Table 4 The selected natural gas end member and their carbon isotope characteristics for this calculation |
天然气端元 | 气田 | 层位 | 组分/% | δ13C/‰ (PDB) | 备注 | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
CH4 | C2H6 | δ13C1 | δ13C2 | ||||
煤型气(A) | 巴中 | T3 x | 98.0 | 0.8 | -31.4 | -25.4 | 实测 |
油型气(B) | 元坝 | P2 ch、T1 f | 70.0~85.0 | 15.0~30.0 | -42~-39 | -39~-37 | 早期 |
油型气(B1) | 元坝 | P2 ch、T1 f | 98.0 | 0.08 | -29.4 | -26.5 | 晚期 |
3.2.3 模型建立与混源比例计算
表5 川东北不同构造区须家河组天然气混源比例计算结果Table 5 Calculation results for T3 x natural gas mixed source ratio in different structural areas of Northeast Sichuan |
构造单元混入比例 | 马路背背斜须二段 | 河坝场背斜须四段 | 南江斜坡须四段 | 兴隆断褶带须四段 | 沙溪向斜须四段 |
---|---|---|---|---|---|
二叠纪早期混入比例/% | 5~12 | 2~3 | 3~5 | 2~3 | 0 |
二叠纪晚期混入比例/% | 40~50 | 45~50 | 15~25 | 20~25 | 0 |
须家河组自身比例/% | 40~50 | 45~55 | 70~80 | 70~80 | 100 |