MPG/E&F: 四川安岳特大型天然气田的成藏机制

田辉 研究员

中安岳气田是我国迄今发现的规模最大的深层天然气田,探明储量超万亿方。其震旦系-寒武系含气系统发育多套烃源岩,且地层年代老、埋藏深、经历过多期构造运动,具有多源生烃和多期成藏的特点。另外,震旦-寒武系含气系统曾遭受极高的地层温度,早期充注的原油均已裂解生成焦沥青和天然气,常规的油源对比和成藏研究方法已无法用于此类深层高成熟天然气的来源及成藏过程研究。储层中的焦沥青和气体包裹体是油气来源及成藏过程的重要记录,但如何利用高过成熟阶段的地球化学记录反演整个油气藏的热演化过程仍是一个挑战。

针对以上问题,中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室博士生王星在导师田辉研究员的指导下,对寒武烃源岩来源的稠油及其族组分进行了封闭体系热模拟实验,研究了焦沥青生成及碳同位素热演化特征,并据此对震旦-寒武系储层中的油气来源进行了判识,同时对川中地区安岳气田震旦系灯影组储层中的气体包裹体开展了岩相学观察、激光拉曼测试和显微测温等研究,划分了灯影组油气成藏期次并对其压力演化过程进行了研究,取得了以下认识:

(1)族组成差别很大的原油具有不同的焦沥青产率,但其焦沥青碳同位素差别较小,可作为判别焦沥青来源的有效参数。安岳气田震旦-寒武系储层中的焦沥青主要生成于中侏罗世至早白垩世(图1),其中龙王庙组储层中的焦沥青主要源于寒武系筇竹寺组烃源岩生成的原油,而灯影组储层中的焦沥青可能源于震旦系灯影组和陡山沱组以及寒武系筇竹寺组和麦地坪组烃源岩生成的混合原油。

(2)川中高石梯-磨溪地区灯影组储层中发育三种不同类型的气体包裹体,其中类型I和类型II气体包裹体有不同含量的焦沥青,二者是由早期捕获的原油包裹体经过热裂解形成的,因此这两种包裹体记录了早期的原油充注事件及封闭体系中的原油裂解。类型III气体包裹体中不含焦沥青,记录了气藏中天然气的充注过程及实际储层中的原油裂解(图2)。不同类型气体包裹体的成因与其共生盐水包裹体均一温度所记录的信息一致。

(3)尽管目前震旦系灯影组为常压储层,然而类型III气体包裹体所记录的储层压力表明在天然气充注阶段储层为超压状态,压力系数达到1.32–1.79。在类似于类型I气体包裹体的封闭体系中,震旦系储层中的原油裂解可产生压力系数为1.54–2.21的超压(图3),类型III气体包裹体记录的较低的压力系数表明灯影组储层在原油裂解阶段并非封闭体系,在中晚白垩世构造抬升之前就有大量的天然气发生散失。

图1 震旦系灯影组(a)和寒武系龙王庙组(b)储层中不同类型原油的焦沥青生成过程

图2 不同类型气体包裹体的激光拉曼特征。(a)和(b):类型I气体包裹体;(c)和(d):类型II气体包裹体;(d)和(e):类型III气体包裹体

图3 根据气体包裹体中的甲烷拉曼位移和共生盐水包裹体均一温度计算得到的类型III气体包裹体捕获温度和压力以及在类型III气体包裹体捕获时,类型I和类型II气体包裹体的内部压力

上述结果对于川中安岳特大型气田天然气成藏机制研究提供了新的方法和认识。本研究获得中科院先导A(XDA14010104)、国家油气重大专项(2017ZX05008-002-004)、国家自然科学基金(41925014)和广东省自然科学基金(2016A030310119)的联合资助。论文近期发表于国际主流期刊MARINE AND PETROLEUM GEOLOGY和ENERGY&FUELS杂志。

论文信息:

Wang, Xing; Tian, Hui; Xiao, Xianming; Liu, Dehan; Min, Yushun; Li, Tengfei; Ji, Sui; Peng, Ping’an. Methane-dominated gaseous inclusions in the Sinian carbonate reservoirs in central Sichuan Basin and their implications for natural gas accumulation. MARINE AND PETROLEUM GEOLOGY, 2021, 125: 104871. DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2020.104871

相关链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264817220306541?via%3Dihub

Wang, Xing; Tian, Hui; Zhou, Qin; He, Chunmin. Origin and Formation of Pyrobitumen in Sinian-Cambrian Reservoirs of the Anyue Gas Field in the Sichuan Basin: Implications from Pyrolysis Experiments of Different Oil Fractions. ENERGY & FUELS, 2021, 35(2): 1165-1177. DOI: 10.1021/acs.energyfuels.0c03263

相关链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.energyfuels.0c03263