發(fā)布時(shí)間：2021-01-28 09:25

　　頁巖氣富集既需要充足氣源,又受后期構(gòu)造改造強(qiáng)度控制。氣源受制于烴源品質(zhì)和排烴效率,滯留烴量是頁巖氣生成量的必要條件。通過固體瀝青識(shí)別和統(tǒng)計(jì),結(jié)合氦、碳同位素分析,研究了上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組烴源巖在四川盆地焦石壩、彭水地區(qū)的排烴效率、原地生氣量及其對(duì)頁巖氣富集的影響。結(jié)果表明,五峰組—龍馬溪組富有機(jī)質(zhì)層段在焦石壩排烴效率為23%,滯留油量為27.67 kg/t,原地生氣量為21.23 m³/t;而在彭水地區(qū)的排烴效率為65%,滯留油量為11.0 kg/t,原地生氣量為18.99 m³/t,顯示差異化生排烴作用,這與印支運(yùn)動(dòng)的影響程度有關(guān)。⁴He同位素測(cè)年表明,涪陵頁巖氣開始被封存聚集的時(shí)間為231 Ma,處于生油高峰期初期階段,既氣源充足,又利于有機(jī)孔隙發(fā)育;而彭水頁巖氣封閉體系形成的起始時(shí)間為183 Ma,晚于生氣高峰期,氣源不足。涪陵頁巖氣δ¹³C₂為-35.8‰,δ¹³C₁-δ¹³C_2<... 

【文章來源】：石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì). 2020,42(03)北大核心

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【部分圖文】：

四川盆地JY2井O3w-S1l巖性與地球化學(xué)綜合柱狀圖

圖1 四川盆地JY2井O3w-S1l巖性與地球化學(xué)綜合柱狀圖上述固體瀝青、滯留油量等分布特征表明,縱向上以③～④小層為主的富有機(jī)質(zhì)層段的排烴效率低于其上段的泥質(zhì)粉砂巖段和下部臨近的觀音橋段;橫向上涪陵地區(qū)排烴效率遠(yuǎn)低于彭水地區(qū),尤其③～④小層為主的富有機(jī)質(zhì)層段在焦石壩構(gòu)造區(qū)排烴效率平均僅為23%,原油原地滯留率近80%,該層段在桑柘坪向斜區(qū)排油效率與其上部泥質(zhì)粉砂巖層段相近,普遍達(dá)65%以上,平均達(dá)70%,原油原地滯留率僅約30%,指示在此2個(gè)地區(qū)內(nèi)O3w-S1l烴源巖埋藏過程中的生排烴作用不同。在涪陵地區(qū)內(nèi)烴源巖層自身封閉性較好,加之構(gòu)造穩(wěn)定和致密的頂?shù)装鍡l件,總體排烴作用較弱,有利于更多的油氣滯留于烴源巖層內(nèi);而彭水地區(qū)烴源巖層盡管具有與涪陵地區(qū)類似的頂?shù)装鍡l件,但埋藏過程中整體自身封閉性相對(duì)較差,排替壓力較低,生烴增壓等作用下更容易發(fā)生幕式排烴過程,使得在生烴高峰期更多的油氣排出烴源巖層,降低了頁巖氣生成與富集潛力。

相對(duì)焦石壩,彭水地區(qū)頁巖有效封閉形成時(shí)間已處于高演化階段,在生烴動(dòng)力學(xué)同位素分餾的作用下,前期彭水頁巖滯留烴保留了相應(yīng)高演階段生成的油氣,而焦石壩頁巖滯留烴的量遠(yuǎn)高于彭水,且含有更多生烴早期階段形成的油氣;演化程度越高,滯留在頁巖中CH4、C2H6碳同位素組成越重,造成彭水地區(qū)頁巖氣中CH4、C2H6碳同位素組成更富集13C,但此階段碳同位素組成并未發(fā)生倒轉(zhuǎn)。在封閉體系階段,隨演化程度增高,甲烷作為最終的反應(yīng)產(chǎn)物不斷生成累積,其碳同位素組成也越來越重,與前期生成滯留在頁巖中的甲烷混合,使得甲烷與乙烷同位素開始倒轉(zhuǎn)。倒轉(zhuǎn)程度受到同源不同階段混合的影響,封閉時(shí)間與不同的演化階段的匹配以及封閉性能是主控因素。焦石壩與彭水地區(qū)頁巖氣藏在封閉時(shí)間與對(duì)應(yīng)演化階段的差異性造成焦石壩δ13C1-δ13C2值明顯高于彭水地區(qū)。頁巖氣現(xiàn)場(chǎng)解吸過程中發(fā)現(xiàn)δ13C1隨解吸時(shí)間值越來越重[27-28],主要受物理擴(kuò)散機(jī)制控制,CH4容易逸散,在封閉性能不好的情況下,隨CH4的擴(kuò)散散失,留下來的CH4越來越重,也是造成同位素倒轉(zhuǎn)的重要原因�？梢�,O3w-S1l頁巖氣δ13C的差異化分餾效應(yīng),歸因于O3w-S1l在不同地區(qū)埋藏—抬升地質(zhì)演化過程中的封閉性變化,結(jié)合4He年代累積效應(yīng)約束頁巖氣藏封閉體系形成時(shí)間,在埋藏生烴演化過程中焦石壩構(gòu)造區(qū)封閉性好于桑柘坪向斜區(qū),排烴效率低,使得早期生成的富輕同位素組成的烷烴氣從生氣高峰期前就開始滯留于原地至最大埋藏期(抬升剝蝕前),早晚不同期的烷烴氣混合,導(dǎo)致偏輕的δ13C2、δ13C1和較強(qiáng)的CH4與C2H6倒轉(zhuǎn)程度。此類封閉狀態(tài)得到2個(gè)地區(qū)O3w-S1l頁巖氣層的古壓力和現(xiàn)今壓力分析結(jié)果的印證[26],焦石壩構(gòu)造區(qū)從生烴高峰期至今處于異常高壓狀態(tài),而彭水頁巖氣在生氣高峰期大量烷烴氣被排出而始終處于常壓狀態(tài)。通過開放與封閉體系生烴模擬實(shí)驗(yàn)也證實(shí)[29],在封閉體系條件下生成的烴氣碳同位素值更偏負(fù)。值得關(guān)注的是,四川盆地威榮頁巖氣田頁巖氣CH4、C2H6的δ13C值分別為-34.9‰～-35.2‰、-37.5‰～-38.7‰,與上述2個(gè)頁巖氣相比更偏輕,表明封閉性更強(qiáng),這與該地區(qū)構(gòu)造更加穩(wěn)定、現(xiàn)今地層壓力更加超壓(壓力系數(shù)近2.0)和整體保存條件更為優(yōu)越等地質(zhì)實(shí)際相符合。2.4 烴類排滯的控制因素及對(duì)頁巖氣生成富集影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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