排烃效率对页岩气形成与富集的影响
发布时间：2021-01-28 09:25
页岩气富集既需要充足气源,又受后期构造改造强度控制。气源受制于烃源品质和排烃效率,滞留烃量是页岩气生成量的必要条件。通过固体沥青识别和统计,结合氦、碳同位素分析,研究了上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组烃源岩在四川盆地焦石坝、彭水地区的排烃效率、原地生气量及其对页岩气富集的影响。结果表明,五峰组—龙马溪组富有机质层段在焦石坝排烃效率为23%,滞留油量为27.67 kg/t,原地生气量为21.23 m3/t;而在彭水地区的排烃效率为65%,滞留油量为11.0 kg/t,原地生气量为18.99 m3/t,显示差异化生排烃作用,这与印支运动的影响程度有关。4He同位素测年表明,涪陵页岩气开始被封存聚集的时间为231 Ma,处于生油高峰期初期阶段,既气源充足,又利于有机孔隙发育;而彭水页岩气封闭体系形成的起始时间为183 Ma,晚于生气高峰期,气源不足。涪陵页岩气δ13C2为-35.8‰,δ13C1-δ13C2<...
【文章来源】：石油实验地质. 2020,42(03)北大核心
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
四川盆地JY2井O3w-S1l岩性与地球化学综合柱状图
图1 四川盆地JY2井O3w-S1l岩性与地球化学综合柱状图上述固体沥青、滞留油量等分布特征表明,纵向上以③～④小层为主的富有机质层段的排烃效率低于其上段的泥质粉砂岩段和下部临近的观音桥段;横向上涪陵地区排烃效率远低于彭水地区,尤其③～④小层为主的富有机质层段在焦石坝构造区排烃效率平均仅为23%,原油原地滞留率近80%,该层段在桑柘坪向斜区排油效率与其上部泥质粉砂岩层段相近,普遍达65%以上,平均达70%,原油原地滞留率仅约30%,指示在此2个地区内O3w-S1l烃源岩埋藏过程中的生排烃作用不同。在涪陵地区内烃源岩层自身封闭性较好,加之构造稳定和致密的顶底板条件,总体排烃作用较弱,有利于更多的油气滞留于烃源岩层内;而彭水地区烃源岩层尽管具有与涪陵地区类似的顶底板条件,但埋藏过程中整体自身封闭性相对较差,排替压力较低,生烃增压等作用下更容易发生幕式排烃过程,使得在生烃高峰期更多的油气排出烃源岩层,降低了页岩气生成与富集潜力。
相对焦石坝,彭水地区页岩有效封闭形成时间已处于高演化阶段,在生烃动力学同位素分馏的作用下,前期彭水页岩滞留烃保留了相应高演阶段生成的油气,而焦石坝页岩滞留烃的量远高于彭水,且含有更多生烃早期阶段形成的油气;演化程度越高,滞留在页岩中CH4、C2H6碳同位素组成越重,造成彭水地区页岩气中CH4、C2H6碳同位素组成更富集13C,但此阶段碳同位素组成并未发生倒转。在封闭体系阶段,随演化程度增高,甲烷作为最终的反应产物不断生成累积,其碳同位素组成也越来越重,与前期生成滞留在页岩中的甲烷混合,使得甲烷与乙烷同位素开始倒转。倒转程度受到同源不同阶段混合的影响,封闭时间与不同的演化阶段的匹配以及封闭性能是主控因素。焦石坝与彭水地区页岩气藏在封闭时间与对应演化阶段的差异性造成焦石坝δ13C1-δ13C2值明显高于彭水地区。页岩气现场解吸过程中发现δ13C1随解吸时间值越来越重[27-28],主要受物理扩散机制控制,CH4容易逸散,在封闭性能不好的情况下,随CH4的扩散散失,留下来的CH4越来越重,也是造成同位素倒转的重要原因。可见,O3w-S1l页岩气δ13C的差异化分馏效应,归因于O3w-S1l在不同地区埋藏—抬升地质演化过程中的封闭性变化,结合4He年代累积效应约束页岩气藏封闭体系形成时间,在埋藏生烃演化过程中焦石坝构造区封闭性好于桑柘坪向斜区,排烃效率低,使得早期生成的富轻同位素组成的烷烃气从生气高峰期前就开始滞留于原地至最大埋藏期(抬升剥蚀前),早晚不同期的烷烃气混合,导致偏轻的δ13C2、δ13C1和较强的CH4与C2H6倒转程度。此类封闭状态得到2个地区O3w-S1l页岩气层的古压力和现今压力分析结果的印证[26],焦石坝构造区从生烃高峰期至今处于异常高压状态,而彭水页岩气在生气高峰期大量烷烃气被排出而始终处于常压状态。通过开放与封闭体系生烃模拟实验也证实[29],在封闭体系条件下生成的烃气碳同位素值更偏负。值得关注的是,四川盆地威荣页岩气田页岩气CH4、C2H6的δ13C值分别为-34.9‰～-35.2‰、-37.5‰～-38.7‰,与上述2个页岩气相比更偏轻,表明封闭性更强,这与该地区构造更加稳定、现今地层压力更加超压(压力系数近2.0)和整体保存条件更为优越等地质实际相符合。2.4 烃类排滞的控制因素及对页岩气生成富集影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]四川盆地五峰组—龙马溪组深水陆棚相页岩生储机理探讨[J]. 郭旭升,李宇平,腾格尔,王强,袁桃,申宝剑,马中良,魏富彬. 石油勘探与开发. 2020(01)
[2]四川盆地东南部页岩气同位素分馏特征及对产能的指示意义[J]. 高玉巧,高和群,何希鹏,丁安徐,张培先,何贵松. 石油实验地质. 2019(06)
[3]四川盆地及周缘下寒武统富有机质页岩孔隙发育特征[J]. 熊亮. 天然气地球科学. 2019(09)
[4]天然气中稀有气体浓度与同位素比值联测技术及应用[J]. 陶成,刘文汇,杨华敏,罗厚勇,王杰,王萍. 质谱学报. 2018(02)
[5]两种温压体系下烃源岩生烃演化特征对比及其深层油气地质意义[J]. 付小东,秦建中,姚根顺,郑伦举,邹伟宏,腾格尔,王小芳. 地球化学. 2017(03)
[6]川南—黔中地区下寒武统页岩气富集条件探讨[J]. 顾志翔,何幼斌,彭勇民,饶松,杜伟,张灿. 天然气地球科学. 2017(04)
[7]黔中隆起及邻区下寒武统页岩气成藏特殊性分析[J]. 张培先. 石油实验地质. 2017(02)
[8]川东南地区五峰组—龙马溪组页岩现场解吸气特征及其意义[J]. 杨振恒,魏志红,何文斌,范明,俞凌杰,徐二社,钱门辉. 天然气地球科学. 2017(01)
[9]四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气形成与聚集机理[J]. 腾格尔,申宝剑,俞凌杰,仰云峰,张文涛,陶成,席斌斌,张庆珍,鲍芳,秦建中. 石油勘探与开发. 2017(01)
[10]川东南页岩气储层脉体中包裹体古压力特征及其地质意义[J]. 席斌斌,腾格尔,俞凌杰,蒋宏,申宝剑,邓模. 石油实验地质. 2016(04)
本文编号：3004752
【文章来源】：石油实验地质. 2020,42(03)北大核心
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
四川盆地JY2井O3w-S1l岩性与地球化学综合柱状图
图1 四川盆地JY2井O3w-S1l岩性与地球化学综合柱状图上述固体沥青、滞留油量等分布特征表明,纵向上以③～④小层为主的富有机质层段的排烃效率低于其上段的泥质粉砂岩段和下部临近的观音桥段;横向上涪陵地区排烃效率远低于彭水地区,尤其③～④小层为主的富有机质层段在焦石坝构造区排烃效率平均仅为23%,原油原地滞留率近80%,该层段在桑柘坪向斜区排油效率与其上部泥质粉砂岩层段相近,普遍达65%以上,平均达70%,原油原地滞留率仅约30%,指示在此2个地区内O3w-S1l烃源岩埋藏过程中的生排烃作用不同。在涪陵地区内烃源岩层自身封闭性较好,加之构造稳定和致密的顶底板条件,总体排烃作用较弱,有利于更多的油气滞留于烃源岩层内;而彭水地区烃源岩层尽管具有与涪陵地区类似的顶底板条件,但埋藏过程中整体自身封闭性相对较差,排替压力较低,生烃增压等作用下更容易发生幕式排烃过程,使得在生烃高峰期更多的油气排出烃源岩层,降低了页岩气生成与富集潜力。
相对焦石坝,彭水地区页岩有效封闭形成时间已处于高演化阶段,在生烃动力学同位素分馏的作用下,前期彭水页岩滞留烃保留了相应高演阶段生成的油气,而焦石坝页岩滞留烃的量远高于彭水,且含有更多生烃早期阶段形成的油气;演化程度越高,滞留在页岩中CH4、C2H6碳同位素组成越重,造成彭水地区页岩气中CH4、C2H6碳同位素组成更富集13C,但此阶段碳同位素组成并未发生倒转。在封闭体系阶段,随演化程度增高,甲烷作为最终的反应产物不断生成累积,其碳同位素组成也越来越重,与前期生成滞留在页岩中的甲烷混合,使得甲烷与乙烷同位素开始倒转。倒转程度受到同源不同阶段混合的影响,封闭时间与不同的演化阶段的匹配以及封闭性能是主控因素。焦石坝与彭水地区页岩气藏在封闭时间与对应演化阶段的差异性造成焦石坝δ13C1-δ13C2值明显高于彭水地区。页岩气现场解吸过程中发现δ13C1随解吸时间值越来越重[27-28],主要受物理扩散机制控制,CH4容易逸散,在封闭性能不好的情况下,随CH4的扩散散失,留下来的CH4越来越重,也是造成同位素倒转的重要原因。可见,O3w-S1l页岩气δ13C的差异化分馏效应,归因于O3w-S1l在不同地区埋藏—抬升地质演化过程中的封闭性变化,结合4He年代累积效应约束页岩气藏封闭体系形成时间,在埋藏生烃演化过程中焦石坝构造区封闭性好于桑柘坪向斜区,排烃效率低,使得早期生成的富轻同位素组成的烷烃气从生气高峰期前就开始滞留于原地至最大埋藏期(抬升剥蚀前),早晚不同期的烷烃气混合,导致偏轻的δ13C2、δ13C1和较强的CH4与C2H6倒转程度。此类封闭状态得到2个地区O3w-S1l页岩气层的古压力和现今压力分析结果的印证[26],焦石坝构造区从生烃高峰期至今处于异常高压状态,而彭水页岩气在生气高峰期大量烷烃气被排出而始终处于常压状态。通过开放与封闭体系生烃模拟实验也证实[29],在封闭体系条件下生成的烃气碳同位素值更偏负。值得关注的是,四川盆地威荣页岩气田页岩气CH4、C2H6的δ13C值分别为-34.9‰～-35.2‰、-37.5‰～-38.7‰,与上述2个页岩气相比更偏轻,表明封闭性更强,这与该地区构造更加稳定、现今地层压力更加超压(压力系数近2.0)和整体保存条件更为优越等地质实际相符合。2.4 烃类排滞的控制因素及对页岩气生成富集影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]四川盆地五峰组—龙马溪组深水陆棚相页岩生储机理探讨[J]. 郭旭升,李宇平,腾格尔,王强,袁桃,申宝剑,马中良,魏富彬. 石油勘探与开发. 2020(01)
[2]四川盆地东南部页岩气同位素分馏特征及对产能的指示意义[J]. 高玉巧,高和群,何希鹏,丁安徐,张培先,何贵松. 石油实验地质. 2019(06)
[3]四川盆地及周缘下寒武统富有机质页岩孔隙发育特征[J]. 熊亮. 天然气地球科学. 2019(09)
[4]天然气中稀有气体浓度与同位素比值联测技术及应用[J]. 陶成,刘文汇,杨华敏,罗厚勇,王杰,王萍. 质谱学报. 2018(02)
[5]两种温压体系下烃源岩生烃演化特征对比及其深层油气地质意义[J]. 付小东,秦建中,姚根顺,郑伦举,邹伟宏,腾格尔,王小芳. 地球化学. 2017(03)
[6]川南—黔中地区下寒武统页岩气富集条件探讨[J]. 顾志翔,何幼斌,彭勇民,饶松,杜伟,张灿. 天然气地球科学. 2017(04)
[7]黔中隆起及邻区下寒武统页岩气成藏特殊性分析[J]. 张培先. 石油实验地质. 2017(02)
[8]川东南地区五峰组—龙马溪组页岩现场解吸气特征及其意义[J]. 杨振恒,魏志红,何文斌,范明,俞凌杰,徐二社,钱门辉. 天然气地球科学. 2017(01)
[9]四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气形成与聚集机理[J]. 腾格尔,申宝剑,俞凌杰,仰云峰,张文涛,陶成,席斌斌,张庆珍,鲍芳,秦建中. 石油勘探与开发. 2017(01)
[10]川东南页岩气储层脉体中包裹体古压力特征及其地质意义[J]. 席斌斌,腾格尔,俞凌杰,蒋宏,申宝剑,邓模. 石油实验地质. 2016(04)
本文编号：3004752
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