松辽盆地梨树断陷负碳同位素系列天然气成因探讨

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报2012年8月第34卷第8期JournalofOilandGasTechnologyAug．2012Vo1．34No．8松辽盆地梨树断陷负碳同位素系列天然气成因探讨赵红静，张敏(主茎嘉3江大学)张俊(中国石油化工股份有限公司科技部，北京100728)[摘要]松辽盆地梨树断陷孤家子气田和新立油气田所产天然气单体烃碳同位素组成为负碳同位素系列，为探讨其成因，从其地质背景、天然气的化学组成、碳同位素组成和轻烃组成等多方面进行综合分析。认为研究区无深大断裂带发育，化学组成中以烃类气体为主，干燥系数>O．95，但其重烃含量反而高于有机来源的后五家户

2、油气田的天然气，COz含量甚微且与重烃组成正相关，轻烃组成中的庚烷值和异庚烷值落在脂族曲线的高熟延长线上，表征了负碳同位素系列天然气中具有不可忽视的油型裂解气的贡献。[关键词]松辽盆地；梨树断陷；天然气；碳同位素系列；油型裂解气[中图分类号]TEl22．1[文献标识码]A[文章编号]1000—9752(2012)08—0001—05天然气由于其组成较简单，其碳同位素组成特征在判断天然气的成因和成熟度方面起到了至关重要的作用。随烷烃气分子碳数递增，6¨C值依次递增者为正碳同位素系列，依次递减者为负碳同位素系列_1j。一般认为，有机成因原生烷烃气是正碳同位素系列，即C<¨C<¨C3<8C；无

3、机成因原生烷烃气为负碳同位素系列，即¨C>艿C>"c。>”C；当烷烃气的8¨C值不符合正、负碳同位素系列规律，排列出现混乱时，称为碳同位素系列倒转或逆转]。有机烷烃气和无机烷烃气相混合、煤成气和油型气相混合、“同型不同源”、“同源不同期”气的混合以及某一或某些组分被细菌氧化均有可能造成碳同位素倒转_E]。但是，值得注意的是：出现负碳同位素系列并不一定就表征着天然气的无机成因，如塔里木盆地库车坳陷大宛1井和克参1井的负碳同位素系列天然气是高熟或过熟的天然气散失分馏所致，并非无机成因_6]。因此，如果天然气出现负碳同位素系列，判断天然气成因时需根据地质背景具体分析，慎重对待，不宜直接归入无机

4、成因。松辽盆地天然气的碳同位素组成特征总体表现为6”C重(一般>一30％。)，而占C。则较轻(一般为～25％032％o)，具有负碳同位素系列¨7]。目前关于松辽盆地深层，如徐家围子、长岭断陷天然气的研究较多，对其负碳同位素系列天然气的成因众说纷纭，既有无机成因说]，也有有机成因说]，还有混合成因说，并未盖棺定论。但是，对于处于松辽盆地南部的梨树断陷天然气的成因研究则罕见报道。笔者研究发现，梨树断陷不同油气田天然气碳同位素组成迥异，其中新立油气田和孤家子气田所产天然气具有显著负碳同位素组成特征，对该天然气的成因进行探讨无疑对梨树断陷天然气勘探具有重要意义。所研究的气样取自松辽盆地梨树断陷的

5、新立油气田、后五家户油气田和孤家子气田(图1)，其中孤家子气田位于中央构造带的西部，靠近桑树台大断裂；而后五家户油气田则在孤家子气田的右方；新立油气田则位于中央构造带和东部斜坡这2个二级构造之间。样品用钢瓶直接在井口收集，碳同位素值采用直接进样在线分析取得。[收稿日期]2012—02—22[作者简介]赵红静(1973一)，女，1995年大学毕业，博士，副教授，现主要从事油气地球化学方面的教学与科研工作。学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报石油天然气地质2012年8月图1采样井位示意图1化学组成与同位素组成呈负碳同位素系列的新立油气田和孤家子气田天然气样品主要来自拗陷层的登楼

6、库组、泉头组和青山口组，埋深浅(表1)。为了便于对比，将梨树断陷后五家户油气田3个天然气样品也列入表1中，取样层位同样是泉头组和青山口组。表1研究区天然气样品的化学组成注：K1d为登楼库组；Klq1为泉头组一段；Kzql青山口组一段。从表1可看出，无论是孤家子气田、新立油气田还是后五家户油气田，其化学组成均以烃类气体为主，烃类气体的含量大于9O。非烃气体以N为主，大多数样品中检测不到CO气体。烃类气体又以CH为主，干燥系数均大于0．95，为典型干气，重烃气体中支链烃含量低，iC／nC<1。纵观整个梨树断陷，CO含量均较低，最高仅达0．49。而且天然气样品的重烃含量与co含量有着相似的变化

7、趋势，即CO。含量相对较高时，重烃含量也较高时；当co含量低，甚至检测不出时，其重烃含量也相对较低(图2)。说明了co气体与重烃气体成因可能相同或相似。研究区天然气样品的碳同位素组成示于图3，从图3中可看出，这3个地区天然气碳同位素较重，介于一35．8％0～一21．8‰之间。孤家子气田样品除GK33井外，其余天然气样品都明显呈负碳同位素系列；新立油气田所产天然气全部为负碳同位素系列。即”C>C2>C。>¨C>6¨C；而GK33井天然