科研人员在塔里木盆地台盆区天然气气源特征及分布规律研究方面取得重大进展,研究成果对塔里木盆地天然气勘探具有较强的指导作用,也标志着我国在天然气气源研究领域的实力大大增强
石油勘探开发研究院首席专家、无锡石油地质研究所所长刘文汇领衔的攻关小组,历时近3年,在塔里木盆地台盆区天然气气源特征及分布规律研究方面取得重大进展。鉴定委员会认为,研究成果对塔里木盆地天然气勘探具有较大的指导作用,也标志着我国在天然气气源研究领域已经达到国际先进水平。日前,该项研究成果获得2007年度中国石化科技进步奖。
据刘文汇介绍,塔里木盆地拥有丰富的油气资源,是我国石油、天然气储量和产量持续增长的重要后备基地。包括塔北隆起、北部坳陷、塔中隆起、巴楚隆起等构造单元的塔里木盆地台盆区,油气资源量占塔里木总资源量的70%以上,其中天然气资源量占塔里木天然气资源量的一半以上。塔里木盆地目前发现的气田,主要集中分布在库车前陆盆地和沙雅隆起带,前人对塔里木盆地进行的天然气地球化学研究也多集中在这些地区,对广大的台盆区研究较少。
通过大量的文献调研和对最新研究成果的综合分析,刘文汇认为,尽管目前对塔里木台盆区天然气源的最原始源岩主要是古生界基本上得到公认,并且对下古生界沉积源岩的空间分布、有机地球化学特征、沉积环境、沉积相以及长期的演化过程都做了卓有成效的分析和研究,特别是以此为基础进行的油气资源评价也做得相当充分,但是,对长期演化、在理论上主要以形成天然气为主的下古生界海相沉积作为气源岩的专题研究还不扎实,特别是成气的特殊性、来源的多重性,使其有别于以成油为主的烃源岩研究;从塔里木盆地钻井结果分析特别是对失利井的分析可以发现,有一大部分已钻井烃源岩不落实,如果仅以目前下古生界烃源岩的空间分布来描绘台盆区的油气分布特别是天然气的分布,其可靠程度值得商榷。因此,开展以成藏过程天然气烃类的直接来源为目标的气源研究,对有效指导塔里木台盆区天然气勘探就显得非常重要。
承担塔里木盆地台盆区天然气气源特征及分布规律研究的科研人员,将油气地球化学和实验地质学相结合,以现代地球化学实验分析技术为手段,在对塔里木盆地台盆区不同类型气源和天然气进行系统的地球化学测试分析的基础上,从直接气源研究入手,依据气源有机质的赋存状态和对天然气藏的贡献,对台盆区天然气的气源进行了新的类型划分,首次提出分散可溶有机质是塔里木盆地台盆区天然气的一种重要的直接气源。油气地球化学分析表明,塔河油田油气同源,属于海相沉积不同阶段的产物,并至少发生过三次油气充注,而雅克拉凝析气田油气同源、同阶;对原油族组分碳同位素、饱和烃和芳烃生物标志化合物特征等的分析表明,无论是轻质原油、正常原油还是稠油,塔河油田原油的生物标志物指纹特征整体上都非常相似,表明其可能有着相同的来源。这项研究明确了台盆区天然气整体上为典型的油型气,主要来自寒武—奥陶系烃源岩,塔北地区天然气主要为寒武—奥陶系源岩热降解或裂解作用的产物,塔中地区天然气中的原油裂解气具有一定贡献,和田河气田为分散可溶有机质裂解作用和寒武系烃源岩裂解作用的共同结果。这项研究在地球化学分析的基础上,结合模拟实验和天然气藏的解剖,建立了台盆区天然气地球化学示踪体系,认为烃类气体的系列碳同位素主要反映源岩的母质类型及其热演化程度的综合效应,氢同位素主要反映源岩母质的类型及沉积环境,稀有气体同位素则反映壳幔连通程度及源岩的年代积累效应,并认为对于分散可溶有机质气源成气后的同位素,可作为生气量的计算依据。
这个项目通过不同类型、不同赋存状态气源生烃的模拟实验研究,为塔里木盆地台盆区天然气源的研究提供了重要的理论和实践基础。项目科技人员应用多种人工配比模拟实验方法对分散可溶有机质的生气丰度下限和产物特征进行了研究,结果表明,分散可溶有机质丰度的下限随着其赋存围岩的不同而存在一定的差异,这一气源的生烃特征,揭示了在高—过成熟阶段不同类型气源在生气时机及成气贡献上具有交叠、接替的特征,这一认识丰富和发展了有机质成气理论,证实了塔里木叠合盆地海相层系高—过成熟烃源岩分布区仍具备晚期成气的巨大潜力,成为勘探大气田的重要理论依据。