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1、石油勘探与开发242005年8月PETROLEUMEXPLORATIONANDDEVELOPMENTVol.32No.4文章编号:1000-0747(2005)04-0024-06天然气成因类型及其鉴别1,23宋岩,徐永昌(1.中国石油勘探开发研究院;2.长江大学;3.中国科学院地质与地球物理研究所兰州油气资源研究中心)基金项目:国家天然气科技攻关项目(75-54-01-05,85-102)摘要:中国经过20年天然气科技攻关,已形成天然气成因类型及其鉴别标志的理论体系和方法。天然气成因类型可划分
2、为有机成因气、无机成因气、混合成因气3大类。有机成因气根据演化程度划分为生物气、生物-热催化过渡带气、热解气和裂解气,根据母质类型划分为煤成气(包括煤成热解气和煤成裂解气,在天然气资源中占主导地位)和油型气(主要是原油伴生气,包括油型热解气和油型裂解气);无机成因气以二氧化碳为主,分为岩石化学成因和幔源成因两种主要类型;混合成因气是两种或两种以上成因类型气混合而成的天然气,常见的主要有3类(同一烃源岩不同热演化阶段生成天然气的混合,不同烃源岩生成天然气的混合,有机成因气和无机成因气的混合)。常用
3、的天然气成因类型鉴别指标有天然气组分、烷烃气碳同位素、二氧化碳碳同位素和轻烃参数,其中,碳同位素是判别各类成因天然气最有效和最实用的指标。图1表2参41关键词:天然气;成因类型;鉴别;碳同位素中图分类号:TE122.111文献标识码:A中国20年天然气科技攻关的显著成效主要表现机成因气又可根据其母质类型和热演化程度进行次一在两方面,一是天然气地质理论的飞跃发展,形成了中级的成因类型划分。国特色的天然气地质理论;二是在天然气地质理论指1.1.1根据热演化程度的天然气成因类型划分导下,天然气储量大幅
4、度增长。天然气成因类型及其生物气:系指不同类型有机质在未成熟阶段由厌鉴别标志是许多天然气科技工作者从“六五”天然气科氧细菌的生物化学作用形成的天然气。其形成机理是技攻关开始,经过20年研究逐渐形成的理论体系和方在厌氧环境中,微生物通过复杂的生物化学作用使有[1-7]法,这一理论和方法在中国的天然气勘探中发挥了机质转化为有机酸、二氧化碳和氢,再通过合成作用使重要的指导作用。二氧化碳和氢转变为甲烷。我国典型的生物气藏分布在柴达木盆地三湖地区,已发现了涩北1、涩北2和台1成因类型划分南3个大型气田。在
5、国外学者有机成因气(又分为生物气、热解气、生物-热催化过渡带气:系指在生物气与热解气形裂解气)和无机成因气的天然气成因类型研究的基础成的过渡阶段(Ro值为0.4%～0.6%),在50～85℃的[8,9]上,“六五”和“七五”期间,国内学者通过对煤系生温度和一定的矿物参与并起催化作用的情况下,有机气机理和煤成气地化特征的研究,认为煤成气是天然质通过脱羧、脱基团和缩聚作用而形成的天然气。各[10-13]气的重要成因类型之一,同时发现由于我国气源类母质均可形成该类气体,但Ⅱ—Ⅲ型干酪根是该类岩层位多、
6、演化历史长,自然界中存在的天然气往往是气体的主要母质。由多种来源的天然气混合而成,戴金星、宋岩等提出了热解气:系指在成熟和高成熟演化阶段(Ro值为无机成因气、有机成因气、混合成因气3大类天然气成0.6%～2.0%),有机质经热催化作用降解而形成的天[14,15]因类型的划分方案,并将有机成因气根据演化程然气。由腐泥型和偏腐泥型干酪根形成的热解气往往度划分为生物气、热解气和裂解气,根据母质类型划分以原油伴生气的形式存在,故称之为油型(热解)气;由为煤成气和油型气。“八五”期间,徐永昌、刘文汇等提于
7、腐殖型干酪根主要存在于煤系之中,故其形成的热出在生物气和热解气之间还存在生物-热催化过渡带气解气称为煤成(热解)气。煤成气是形成我国大中型气[16-17]的成因类型。田的主要天然气类型,例如,鄂尔多斯盆地苏里格、榆1.1有机成因气林等大气田。有机成因气系指由沉积岩中的集中或分散有机质裂解气:系指在过成熟阶段(Ro值大于2.0%),残通过细菌作用、化学作用和物理作用形成的气体。有余干酪根、已生成的液态烃和部分重烃气经过高温裂2005年8月宋岩等:天然气成因类型及其鉴别25解作用而形成的天然气。目前
8、,我国发现的裂解气主1.3混合成因气要是油型裂解气,在广泛分布的高演化的古生界海相混合成因气系指由两种或两种以上成因类型的天地层中分布。例如四川盆地川东石炭系诸气田和塔里然气混合而成的气体。常见的混合气主要有3[31,32]木盆地和田河气田的天然气是我国典型的油型裂解类:①同一烃源岩不同演化阶段生成的天然气的气。我国煤成裂解气发现相对较少,研究表明,克拉2混合。有机质演化和天然气的聚集成藏都是连续的过[18]气田天然气具有煤成裂解气的特征。程,天然气的聚集往往是有机质在较长演化时期生成1.1.2
