靖边气田低含硫天然气成因探讨

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1、维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2008年8月第30卷第4期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Aug．2008Vo1．30No．4靖边气田低含硫天然气成因探讨代金友，何Jl囿{利，陈安定(中国石油大学石油工程教育部重点试验室，北京102249)[摘要]靖边气田低含硫天然气成因问题一直认识不清。综合全烃分析、测井解释、产水、试验模拟等资料，对靖边气田H。S的生成机理、反应条件、控制因素等进行了研究。以此为基础，对靖边气田低含硫天然气的成因进行了探讨。

2、研究表明，靖边气田H。S为硫酸盐热化学还原反应成因，地层水是该反应进行的关键，H。S生成过程始终受地层水控制，气田天然气低含硫的原因并非石膏少，而是地层水有限。研究揭示地层水分布的局限性可能是形成我国低含硫气田的一个重要机制。[关键词]靖边气田；低硫气；天然气成因[中图分类号]TEl22．11[文献标识码]A[文章编号]1000—9752【2008)04—0043—04我国已在四川、渤海湾、鄂尔多斯、塔里木和准噶尔等含油气盆地发现了含HzS天然气L1]。高含硫天然气主要分布在渤海湾盆地和四川盆地，H：S主要为硫酸盐热化学还原反应成因，HzS分布受石膏控制卜。而低含硫天

3、然气主要分布在柴达木盆地、塔里木盆地和鄂尔多斯盆地，尽管这些地区石膏同样发育，但H：S含量却很低，其低含硫天然气的成因尚缺乏合理解释[1]。为此，笔者以靖边气田为例，综合全烃分析、测井解释、产水、试验模拟等资料，对其低含硫天然气成因进行了探讨。前人认为，鄂尔多斯盆地靖边气田低含硫天然气的成因主要受2种因素影响[6]：①靖边气田的气源岩为上古生界煤系地层，由于源岩贫硫，所以天然气低含硫；②靖边气田储层石膏不发育，导致天然气低含硫。笔者研究认为，上述观点并不确切，理由如下：①以气源岩贫硫来说明气田低含硫并不充分，种种迹象表明靖边气田的H：S生成数量并非取决于气源岩。如榆林

4、、苏里格等气田形成的上古生界煤成气中H：S平均含量仅为0．0008，如果按照源岩控制H：S的观点(有机硫热化学分解)，靖边气田天然气中H：S含量应该低于0．0008，但靖边气田实际天然气中H：S平均含量却达0．09，为上古生界天然气中H：S含量的100余倍，显然源岩对H：S生成的控制作用并不明显。②指出的靖边气田石膏不发育的结论并无依据，据笔者对该气田500口井测井解释石膏层的统计，靖边气田含气层段内石膏层是普遍发育的，且单井马五I一马五4亚段厚度最大可达29m，平均6．8m。尽管如此，上述分析也说明了一个问题，即过去对含硫天然气成因的研究主要重视源岩和石膏对HzS生

5、成及分布的控制作用，而对其他条件如地层水对H：S生成和分布的影响很少探讨[。因此，要回答靖边气田低含硫天然气成因问题，需要首先弄清H：S的形成机理和主控因素。1靖边气田H：S形成条件分析目前，相关文献[1，6]对于靖边气田的H：S形成机理缺乏确切论述。尽管前人推断其H：S的生成是热化学还原反应的结果[6，但没有可靠证据。根据目前掌握的资料，H：S生成主要有5种途径，即微生物同化还原作用、还原菌对硫酸盐的异化还原作用、火山喷发成因、有机硫化物热化学分解作用和硫酸盐热化学还原反应。而对于靖边气田，稳定的克拉通环境和相关的C同位素资料基本排除了火山喷发成因的可能性；而微生物

6、同化还原作用形成的H：S多在地表释放，和本区关系也不大；硫酸盐还原菌异化还原作用主要发生在浅层，与靖边气田埋深3000m以上不符。因此，最为可能的途径是有机[收稿日期]8008—08—80[基金项目]中国石油天然气集团公司石油科技中青年创新基金项目(06E1040)。[作者简介]代金友(1975一)。男，1997年大学毕业，博士后，讲师。主要从事油气田开发地质方面的教学与研究工作。维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2008年8月硫化物热化学分解和硫酸盐化学还原反应。根据国内已经积累的硫

7、同位素资料，硫酸盐化学还原反应生成的Hzs中。S主要分布在10％o～2o％。，而有机硫热化学分解生成的H。s中s<10‰。基于该区天然气中H。S中的S同位素平均18．14‰(表1)，且气源岩对H。s含量贡献较小的事实，表明靖边气田天然气中的Hzs主要为硫酸盐热化学还原反应成因。表1靖边气田奥陶系天然气H2S含量及同位素特征注：硫同位素由贵阳地球化学研究所测定。为更好地把握靖边气田H。s生成的主要控制因素，笔者进行了硫酸盐热化学还原反应模拟试验。1)试验样品试验用岩样为靖边气田青1井奥陶系马家沟组五段(0m5)石膏；试验用水样为山西府谷府9井山西组(P