中国东部二氧化碳气藏成因特点及分布规律
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渤海湾盆地CO2气田(藏)地球化学特征及分布
石油勘探与开发·油气勘探Ｖ０１．３６Ｎｏ．２图１渤海湾盆地ＣＯｚ气田【藏１分布示意图２１、旺古１、友爱村、翟庄子和齐家务ＣＯ：气田（藏），济阳坳陷阳２５、八里泊、平方王、平南、花１７和高青Ｃ０：气田（藏）。
除了这些ＣＯｚ含量高于６０％的ＣＯｚ气田（藏）外，渤海湾盆地还有很多高含ＣＯ。
的气井，如冀中坳陷留５８井、宁古１井以及黄骅坳陷港西潜山地区的港２３井、港ｌｏ一７井等。
本文着重讨论盆地内ＣＯｚ含量高于６０％的气田（藏）的成因及分布规律。
２二氧化碳气田（藏）地球化学特征及成因２．１渤海湾盆地ＣＯ。
气田（藏）地球化学特征表１为渤海湾盆地Ｃ０：气田（藏）天然气组分及碳同位素组成Ｈ－７］。
可见，渤海湾盆地ＣＯｚ气田（藏）天然气组分以ＣＯ。
为主，含量６７．３５％～９９．５０％；其次为甲烷，含量０．１４％～２６．４３％；氮气含量０．０６％～５．４３％。
ＣＯ：的碳同位素组成较重，为一５．９０‰～－－３．３５％０；氦同位素比值Ｒ／Ｒ。
（其中Ｒ为样品的３Ｈｅ／４Ｈ馐，Ｒ。
为大气的３Ｈｅ／４Ｈｅ值）均不小于２，为２．００～４．４７；４０Ａｒ／３６Ａｒ值为３１７一．－７０３７，黄骅坳陷港１５１井４０Ａｒ／３６Ａｒ值最大，达到７０３７；甲烷碳同位素组成有所差异，其中黄骅坳陷港１５１井甲烷碳同位素组成很重，达到～２８。
６０％ｏ，而济阳坳陷ＣＱ气藏的甲烷碳同位素组成较轻，为－－５４．３９‰～一３５．００‰，甲烷及其同系物碳同位素组成均按正序分布（∥３Ｃ。
＜伊３Ｇ＜∥３Ｃ３＜伊３Ｃ４）。
图２显示了ＣＨ。
含量、ＣＯ。
含量、艿１３Ｃ。
ｍ值及Ｒ／尺。
值间相互关系。
由图２ａ可看出，随着Ｃ０：含量增加，ＣＨ。
含量减少，几乎呈线性的负相关关系；由图２ｂ和图２ｃ可知，Ｃ０。
含量随着艿１３Ｃ。
吼值和Ｒ／Ｒ。
值变大而增加，呈正相关关系；图２ｄ则显示艿１３Ｃ吼值和Ｒ／Ｒ。
值存在正相关的关系，随着Ｒ／Ｒ。
值变大，伊３Ｃｃ瓯值也变重。
由此可知，ＣＯ：气藏的主要组分及同位素组成密切相关，ＣＯｚ含量、ｄ１３Ｃｃ吼值和Ｒ／Ｒ。
阳信洼陷二氧化碳气成藏控制因素
郭 瑾
（ 中国石化 胜利油 田有 限公司地质科学研究 院 ， 山东东 营 ２ ７ １ ） ５ ０ ５ 摘要： 阳信 洼陷是 中、 生代 形成 的断 陷盆地 ， 内火山活动 强烈 ， 新 区 二氧 化碳 气 资源丰 富， 气藏 分布在深 大 断裂及 火 山活动 区周 围。二氧化碳 气来源 于地幔 ， 深大断裂 、 山一岩浆 活动及 上地幔 隆起等 因素控制 二 火 氧化碳 气成藏 。深大断裂作 为运 移通 道 ； 造运动控 制二氧化碳 气的释 放 和成藏期 ， 构 多期 构造 运动导致 多 期岩 浆侵入 和喷发 ， 同时产 生 了多期供 气及 多期 成藏过程 。古近 系沙三 、 沙四段 的 多种 类型 圈闭具有捕 获 二氧化碳 气的有利条件 ； 北东向与北 西向断裂体 系交汇处及 潜山带是二 氧化碳 气的有利聚集 区。
１２ 多期构造活动形成阳信洼 陷复杂的构造背景 ．
阳信洼陷的形成经历 了裂陷、 断陷、 陷三个 坳 阶段 。燕 山期惠 民块体 张裂活动 ， 形成 了北西 向
１ 气藏地质 特征
１ １ 二氧化 碳气 主 要 为幔源 成 因 ．
展布的控盆断裂一 阳信断层 ， 奠定 了阳信裂陷盆 地的雏形［ 。始新世 、 ２ ］ 渐新世进入断陷期 ， 地幔上
表 １ 阳信 洼陷二氧化碳 气藏气体组成
四段） 等井处发现二氧化碳气 藏。截至 目前共上 报探 明二氧化碳气地质储量 １ ． ６ ０ ｍ３ ５ １ ×１ 。气
藏中二氧化碳含 量均在 ９ 以上 ， ５ 最高 ９ ． ， ９３ 气体组份中还有少量 甲烷及氮气 、 氩气等稀有气 体。
阳信洼陷气藏中 Ｃ ｚ ０ 含量 ９． ～９ ． ， ５１ ９３
气体组份 中还 有 ０ ５ 的氮气及 少量 甲烷 （ ．８ 表 １ 。据戴金星等研究 ， ） 有机成 因 Ｃ ２ ０ 的天然聚集
（ 中国石化 胜利油 田有 限公司地质科学研究 院 ， 山东东 营 ２ ７ １ ） ５ ０ ５ 摘要： 阳信 洼陷是 中、 生代 形成 的断 陷盆地 ， 内火山活动 强烈 ， 新 区 二氧 化碳 气 资源丰 富， 气藏 分布在深 大 断裂及 火 山活动 区周 围。二氧化碳 气来源 于地幔 ， 深大断裂 、 山一岩浆 活动及 上地幔 隆起等 因素控制 二 火 氧化碳 气成藏 。深大断裂作 为运 移通 道 ； 造运动控 制二氧化碳 气的释 放 和成藏期 ， 构 多期 构造 运动导致 多 期岩 浆侵入 和喷发 ， 同时产 生 了多期供 气及 多期 成藏过程 。古近 系沙三 、 沙四段 的 多种 类型 圈闭具有捕 获 二氧化碳 气的有利条件 ； 北东向与北 西向断裂体 系交汇处及 潜山带是二 氧化碳 气的有利聚集 区。
１２ 多期构造活动形成阳信洼 陷复杂的构造背景 ．
阳信洼陷的形成经历 了裂陷、 断陷、 陷三个 坳 阶段 。燕 山期惠 民块体 张裂活动 ， 形成 了北西 向
１ 气藏地质 特征
１ １ 二氧化 碳气 主 要 为幔源 成 因 ．
展布的控盆断裂一 阳信断层 ， 奠定 了阳信裂陷盆 地的雏形［ 。始新世 、 ２ ］ 渐新世进入断陷期 ， 地幔上
表 １ 阳信 洼陷二氧化碳 气藏气体组成
四段） 等井处发现二氧化碳气 藏。截至 目前共上 报探 明二氧化碳气地质储量 １ ． ６ ０ ｍ３ ５ １ ×１ 。气
藏中二氧化碳含 量均在 ９ 以上 ， ５ 最高 ９ ． ， ９３ 气体组份中还有少量 甲烷及氮气 、 氩气等稀有气 体。
阳信洼陷气藏中 Ｃ ｚ ０ 含量 ９． ～９ ． ， ５１ ９３
气体组份 中还 有 ０ ５ 的氮气及 少量 甲烷 （ ．８ 表 １ 。据戴金星等研究 ， ） 有机成 因 Ｃ ２ ０ 的天然聚集
CO2地质封存讲解
我国目前的CO2排放量位居全球第二，仅次于美国，而且短时间之内很难改变目前存在的能源消费方式。因此，随着我国现代化建设的推进，在经济快速增长的同时CO2排放量势必将持续增加。面临巨大的CO2减排压力，开展CCS相关技术研发是我国应对气候变化的必然选择，也是我国发展的一项重要战略。
2.CO2封存技术分类
可以利用的CO2地下封存场所多种多样，深部咸水层、油气藏和煤层都可以作为CO2地质封存的有效场所。其中深部咸水层的封存潜力最大，其次为油气藏，最次为不可开采的煤层［9］。
（1）深部咸水层
适合CO2地下地质封存的地下咸水层一般是指一定深度下，被微咸或半咸的水填充的具有较高孔渗特性的岩层。这类咸水不适于农业以及人类生产生活用水。
（2）石油和天然气储层用于提高采收率（EOR&EGR）在石油和天然气储层中，用注入的CO2置换现场流体可为封存CO2提供大部分孔隙容积。提高采收率（EOR）方法的发展同原油驱替流体的开发密切相关［11］。CO2驱油可分为非混相驱和混相驱两种驱动类型。CO2非混相驱的主要驱油机理是降低原油粘度，使原油体积膨胀，减小界面张力等。当地层及流体的性质不适合采用非混相驱时，应用CO2非混相驱能够大大提高驱油效率，从而达到提高采收率的目的。适合CO2非混相驱的油藏类型主要包括：压力衰竭的低渗透油藏，高倾角、垂向渗透率高的油藏，重油或高黏油油藏。CO2混相驱替过程中，CO2抽提原油中的轻质成分或使其气化，从而实现混相，这是CO2驱的最重要的提高采收率的机理。当原油与CO2形成混相时，缩小了原油与CO2的粘度比，有效减弱了CO2的粘度指进，提高了驱油效率。混相驱的驱油效率一般比非混相驱高一倍左右。CO2混相驱在浅层、深层、致密层、高渗透层、碳酸盐层、砂岩中都有应用的实例。CO2混相驱适合的油藏主要有水驱效果差的低渗透油藏，水驱枯竭的砂岩油藏，接近开采经济极限的深层、轻质油藏、多盐丘油藏。目前，在加拿大的Weyburn油田正在实施有IEA领导的EOR检测项目。
2.CO2封存技术分类
可以利用的CO2地下封存场所多种多样，深部咸水层、油气藏和煤层都可以作为CO2地质封存的有效场所。其中深部咸水层的封存潜力最大，其次为油气藏，最次为不可开采的煤层［9］。
（1）深部咸水层
适合CO2地下地质封存的地下咸水层一般是指一定深度下，被微咸或半咸的水填充的具有较高孔渗特性的岩层。这类咸水不适于农业以及人类生产生活用水。
（2）石油和天然气储层用于提高采收率（EOR&EGR）在石油和天然气储层中，用注入的CO2置换现场流体可为封存CO2提供大部分孔隙容积。提高采收率（EOR）方法的发展同原油驱替流体的开发密切相关［11］。CO2驱油可分为非混相驱和混相驱两种驱动类型。CO2非混相驱的主要驱油机理是降低原油粘度，使原油体积膨胀，减小界面张力等。当地层及流体的性质不适合采用非混相驱时，应用CO2非混相驱能够大大提高驱油效率，从而达到提高采收率的目的。适合CO2非混相驱的油藏类型主要包括：压力衰竭的低渗透油藏，高倾角、垂向渗透率高的油藏，重油或高黏油油藏。CO2混相驱替过程中，CO2抽提原油中的轻质成分或使其气化，从而实现混相，这是CO2驱的最重要的提高采收率的机理。当原油与CO2形成混相时，缩小了原油与CO2的粘度比，有效减弱了CO2的粘度指进，提高了驱油效率。混相驱的驱油效率一般比非混相驱高一倍左右。CO2混相驱在浅层、深层、致密层、高渗透层、碳酸盐层、砂岩中都有应用的实例。CO2混相驱适合的油藏主要有水驱效果差的低渗透油藏，水驱枯竭的砂岩油藏，接近开采经济极限的深层、轻质油藏、多盐丘油藏。目前，在加拿大的Weyburn油田正在实施有IEA领导的EOR检测项目。
5CO2地质埋存类型与机理
CO2地质埋存机理
地质封存过程中注入的CO2是通过物理 和化学捕集机制的共同作用被有效地储存 于地质介质中的。
地层封闭：空间信息、 介质信息，现场调 查法
水力封闭：物理作用 溶解封闭：物理化学
作用 矿物封闭：化学作用
埋存机理
结构捕获 相对渗透率
曲线
残余捕获 溶解捕获
CO2 残 余 饱和度
在合适的岩层、在没有明显泄漏途径、或 没有开口的裂缝或断层情况下，注入的 CO2可以埋存很长时间。而且由于多重捕 获机理的共同作用，随着时间的推移， CO2的移动性将越来越小，泄漏的可能性 将减小。
只要合适的操作程序，在一个合适的、有 良好特性的地质岩层中存储的CO2将能够 存储数百万年。
埋存类型pping)
随着CO2与现场流体和岩石发生化学反应， 就出现矿化俘获机理。
溶解的CO2与岩石中的矿物质发生化学反 应，形成离子类物质，经过数百万年，部 分注入的CO2 将转化为坚固的碳酸盐矿物 质。
CO2 与地层中的矿石或有机物发生反应 是最持久的解决办法：稳定的储存形式 过程反应动力学尚不清楚
CO2地质储存的动力学反应（溶解与沉定）与流 体运移（纳米尺度－孔隙尺度）过程的耦合定量
刻及注画零入。与泄控漏制，机从而理实－现COCO2最2在大地的质溶孔解隙度介、质矿中物有捕效获
国外研究现状
项目
特性描述
K12-B近海气田，北海 （荷兰）
将CO2（13%CO2）从将近枯竭的天然气气 藏中分离出来，回注到深度为4000米天然气储层 ，平均产量为0.03-0.05tCH4/tCO2
CO2CRC Otway封存项目 澳大利亚，维多利亚
80%CO2，20%CH4注入到深度为2100米的 位于活跃气体储层之下的枯竭气藏中
第五讲二氧化碳气藏开发教程文件
K
P1 P2
T1 T2
K 1
CO2系多原子气体 K＝1.3，临界压力比
P2 0.546
P1
CO2的
K CP CV
No C P0 .19 k8 c/k 9 a g C l Image C V0.15k3c5 /k a g C l
K CP 1.30 CV
控制流量计、节流咀上流压力，以保 证上流温度大于0℃
3~15MPa 低压区 随P Z 15~30MPa较高压力区 随P Z
图5-1 CO2压缩度图版
15、 CO2与烷烃混合物中的相态特性
CO2浓度>0.65mol时，压力>27.21MPa时，出 现不同密度的两个液相
CO2浓度>0.8mol时，压力＝8.16MPa时，出现 两个液相＋CO2蒸汽相
二、CO2气井开采特性
平均为848kg/m3
340m井深处——井底 CO2为高压气态
实测 CO2 717－536kg/m3
自计上算而下COC2O
2
752－621kg/m3 呈减小趋势，Z呈增大趋势
4、流动状态 仍以该井为例
井深540m处，T=TC=31.1℃ 井深540m处——井口 CO2为饱和蒸汽相
CO（2 实测）380－450kg/m3 CO（2 计算）220－359kg/m3
3）措施
（1）选择抗腐蚀性强的管材（含Cr不锈钢） （2）管内壁用树脂、塑料等涂层衬里保护 （3）加注缓蚀剂，常用有：铬酸盐、磷酸盐、
有机胺类，有抑制腐蚀的效果。 （4）防止地下水在井筒内分离 （5）套管完井，固井质量要好
7、生产和测试过程中要防止结水合物和干冰
节流咀前后压降控制温度可用绝热方程初算
三、CO2气藏开发数值模拟研究
D气田CO2成因及分布浅析
开始向高 ｃ Ｏ ： 并转化 的趋势 。根 据气 田现有资料 ， 查 阅大量相关文献 ， 结合前人所作 的相关模拟 实验及成 果 ， 进行
综合研究 和分析判断 ， 指出Ｃ ０ 来 自有机成因和深部壳源碳酸盐高温热分解无 机成因 ， 具有纵 向上 Ｃ ０ ｚ和 Ｃ Ｈ ４ 气 体存在重力差异分布 、 平面上 ｃ ０ ： 含量呈北高南低 分区分块且沿断裂 附近含量高的特点 。推断在高 ｃ ０ ： 井区距离
断裂带较远部位 ， 仍有局部高烃井存在的极大可能性 ， 建议在后续评 价中对该区进行钻探验证。图 ２表 １ 参ｌ １
关键词 Ｄ气 田 高烃井 Ｃ Ｏ ： 成因 分布
０ 引 言
Ｄ气 田是 中国海上 最大 的 自营气 田 ， 位 于南海 北 部 的莺歌海 盆地 。莺歌 海 盆地 以其 “ 地 壳厚 度 薄 、 沉 降沉 积快速 ， 沉积厚 度大 ， 烃 源岩演 化程度 高 ， 地 温梯 度高 、 欠 压实 异 常高 压 、 泥底辟构造多” 等 众 多 特 点
３ １ ． ９ ０ —３ ％ ３ ． １ ％ ｏ ； 含 Ｃ Ｏ 天 然 气 Ｃ Ｏ ２含 量 较 低 ， 为
７ ． ３ ８ ％左 右 ， 其８ Ｃ ｃ ｏ ２ 值为一 ８ ％ ０ ， 伴 生烃 类 气 ８ ”Ｃ
值 为一 ３ ３ ． １ ％ ｏ ， 均相对 较轻 。
１ Ｃ Ｏ 的成 因类型 及气 源
本 文拟对 这些 疑问进 行 一 下探 讨 ， 以期 抛 砖 引玉 ， 早
无 机成 因的 Ｃ Ｏ 根 据其 Ｃ Ｏ 含 量 高低 ， 又 可划 分为 高含 Ｃ Ｏ ： 天 然气 （ Ｃ Ｏ ＞ ６ Ｏ ％） 和含 Ｃ Ｏ ： 天 然气 （ Ｃ Ｏ ＜ ６ ０ ％） 两个 亚类 。高含 Ｃ Ｏ 的天 然气 组 成 中 ，
松辽盆地二氧化碳气藏成因及成藏期次分析
松辽盆地二氧化碳气藏成因及成藏期次分析江涛;王颖【摘要】通过组分分析、碳同住素及氦同位素分析认为长岭二氧化碳气藏为幔源岩浆成因.文中充分利用包裹体的岩相学特征、均一温度特征、气体组分特征以及碳同位素特征等对长岭断陷CO_2气藏的成藏期次进行了分析,长岭断陷CO_2气藏包裹体温度为160～170℃,均超过该区古地温,推断为热流事件造成的,通过对松辽盆地大地构造环境以及其它分析,综合认为长岭断陷CO_2气藏主要形成于中生代末期至新生代,应为晚期成藏.【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2010(026)001【总页数】5页(P130-134)【关键词】长岭断陷;流体包裹体;成藏期次【作者】江涛;王颖【作者单位】吉林油田公司勘探开发研究院,松原,138000;吉林油田公司勘探开发研究院,松原,138000【正文语种】中文【中图分类】P618.13图1 长岭断陷二氧化碳气藏与深大断裂的关系图Fig.1 The relationship between CO2 reservoir and deep fault in Changling depression虽然在油气勘探中发现了丰富的CO2资源，但对其综合开发利用的程度甚低，自20世纪70～80年代以来，不断有学者认识到了研究CO2对解决油气勘探中所出现问题的重要性和必要性。
但迄今为止，国内外尚未形成一套较完善的关于CO2研究与资源评价的理论体系及勘探技术。
目前多是通过气体同位素地球化学、包裹体特征或直接在火山口测量等手段对CO2的成因进行了研究(戴金星等，1995，2001；李先奇和戴金星，1997；张景廉，2002)，而对其成藏方面研究得较少。
松辽盆地是我国东部最大的含油气盆地，地幔上隆、地壳减薄、地壳中发育的“网状”结构以及部分深大断裂的发育均有利于地球深部流体向上运移。
松辽盆地发现了万金塔、乾安、孤店和昌德东4个碎屑岩二氧化碳气藏(霍秋立等，1998；邵明礼等，2000；郭占谦等，2000，2006；庞庆山等，2002；付晓飞和宋岩，2005；付晓飞等，2005)。
饶河县胜利农场地区二氧化碳气成藏背景、特征及成因初探
科
科技论 坛 ！ｌ ｌ
饶河县胜利农场地区二氧化碳气 成藏背 景 、 征及成 因初探 特
张 力 李 强
（ 黑龙 江省 区域 地质 调 查 所 ， 龙 江 哈 尔滨 １０ ８ ） 黑 ５０ ０
摘 要： 简要 阐述 了饶 河 县胜 利 农 场地 区二 氧 化 碳 气 成 藏 背景 、 征 及 成 因初 探 。 特 关键词 ： 二氧化碳 ； 背在 饶河 ０３ ②黄一黄褐色泥岩 ＞． ｍ ５ １ Ｍｐ 之 间 ， ５ ８ －０ ａ ８ 日喷发量在 ４万 ｍ３ 以上。喷发 县胜利农场地 区施工时发现有重要经济意义的 ①ｃ ２ 水层 ， 大量 Ｃ ，Ｏ 含 量 两天后 ，喷 出物 中气体含 量逐渐 增多 ，可 达 ０气 含 Ｏ气 Ｃ： 二氧化碳气 ， 现就其成藏背景、 特征及成因做初 １０ 岩性不清 ０ ％， ＞ ００ ｍ ９％以上 ， １．０ ５ 水份减少至 ５ ％以下。 （ 未见底） 气水 混合物 盖层由灰 褐一 黄褐色泥岩及 灰 步介绍和分析 。 需说明的是 ， 由于施工至第三系 Ｃ Ｏ 气水 黄色玄 武岩共 同组成 ， 总厚度 ＞０ 其 中玄武 ２ｍ， １区域地质背景 ０３ 泥岩厚 度＞ ０ 通过 区域 对 比 ４ １ｍ， １ 地层 ． １ 层时发生强烈井喷 ， 钻具埋于井 内， 对含气层岩 岩厚度 １ ． ｍ， 据 １２ 万 区调资料 由老到新 地层有 ： ：Ｏ 三 性及厚度等未能掌握 。 划归为第三系富锦组 （ 。 。 Ｎ ） ３气水混合物成 因 叠系上统大 佳河组（ ｊ、 １ ）三叠 系上统 一 侏罗系 ２２构 造 ． Ｃ Ｏ 气是一种 不同于烃类 的天然 气类型 ， 下统 大岭桥组（ Ｊ ）第 三系中新统一 Ｌ－ ． 、 ｄ 上新统 根据钻孔资料 ， 本区一定 范围内分布有第 Ｎ ＿ 泥岩 及玄武岩 盖层 ， 层厚 它不仅能伴随着石 油而形成 ，而且能在许多不 ２ ｆ 盖 富锦组 （ 。 （ 见于地 下 ５ ～ ９ｍ）第 四系 三 系富锦组 （ 。 ） Ｎ ）仅 ０ ２６ 、 中更新统浓江组 （ ２ 、 四系全新统高漫滩 冲 度＞ ０ 它封闭 了下部的 Ｃ Ｑｎ 第 ） ２ｍ， Ｏ 气体 。对于储气 适于生油的条件和环境 中大量形成。 积层 （ ２ 。 Ｑ ） 构造 的规模 、 形态、 类型有待下一步工作查实。 目前 ｃ 的成 因研究 结果表 明， Ｏ 气 ０气 Ｃ 具有 ３ 种成因 ： 岩浆脱气 、 碳酸盐岩变质脱 气和 ｌ Ｉ ２构造 ２３ Ｃ ２ ． Ｏ 气水层特征 共有 ３ 层气水层 ， 分布于第四系及第三系 生物成 因。 具体表现在：． ａ 不同成 因的 Ｃ Ｏ 伴生 工作 区位于兴凯湖一 布列亚 山地块 区老爷 岭地块三江新断陷带东部坳陷 的浓 江凹陷 ， 南 地层 中。 组合 与碳 同位素值 具有显著差异 ．． ｂ 无机 成因 ｏ 气伴生许多高含量 的稀有元素气体 ， 如 侧与那丹哈达岭燕山褶皱带相毗邻 ， 是发育在 ２ ． 四系气水层。根据色谱气测录井 的 Ｃ ２ ． １第 ３ 氮气 、 氩气等 。 有机成 因 Ｃ ： Ｏ 气含量低 Ｉ ｃ ． 吉黑华力西褶皱带和锡霍特阿岭燕 山褶皱带两 资料共见有 ２ 层气水层 ， 总厚 ８ 分述如下 ： 氦气 、 ｍ。 个不 同时期大地构造单元衔接部位 的一个新生 第 １ 录井井 段在 ４ ． ５ ． 厚 ５ ｍ， 层： ５ ～ ０ ｍ， ． 储气 无 机成因的 Ｃ ： Ｏ ０ ０ Ｏ 气含量 高 ， 般在 ６ ％以上 ， 一 ｏ 代断陷向坳陷过渡型盆地 。大和镇断裂在工作 地层 岩性为灰黄色细砂 、 砂砾石层 ， 钻时为 ３ ９ 有机成 因的 Ｃ ： － Ｏ 气含量低。本区发现 的二氧化 ～． １ ０ ｃ 值为 碳气藏 判断为无机成 因，主要 原因为 ：．根据 ａ 区北部通过 ，断裂走向北北东 ， 向东 ， 长 分 ，全烃 ０ ０ ５ ％，组 分绝对 含量 ：， 倾 延 ２０ ｍ ７ ｋ ，区内可能存 在有大和镇断裂 的次一级 ０ ０ ％， Ｏ 值 为 ０１４ ０ ６ ％；组分 相对含 Ｚ １ ．８ Ｃ ０ ． —． ８ ３ ２ Ｋ 钻孔 ２ 个样 品的二氧化碳 ８ ｃ同位素分析 ３ 断裂。 量 ： ， 对 含 量 为 ２９ ％ ， Ｏ 相 对 含 量 为 结 果 ， Ｃ相 ． ０ Ｃ 其数 值分别 为 一 ％ 和－ ． ％ ， 松辽 ２ ６。 ２ ８ ｏ ７ 与 Ｏ的 － ３ 中国天然气集 ２矿 区地质特征 ９ ． ％。 ７ ０ 综合解释为含 Ｃ ： １ Ｏ 气水层 。 ． ２ 。 盆地 Ｃ ８ Ｃ同位素值相 当 ， ｂ 第 层 ２１地 层 ． 录井井段在 ７ ． ８ ． 厚 ３ 储气 地层岩性 团公 司戴 金 星认 为 ８ Ｃｏ 一 ‰的为无 机成因 ９ — ２ ｍ， ｍ， ０ ０ ｃ＞ ８ ３ ２ 钻 孔 控 制 的为 第 四 系下 更 新 统 浓 江组 为浅灰色砂砾石 ， 钻时为 ３ ４ ， － 分 全烃 值为 ０ 二氧化碳 。ｂ 本 区二氧化碳 纯度极 高 ，可达 ～ ． （ ２） Ｑｎ 和第三系 中新统一 上新统富锦组（ ｌ ） Ｎ 地 ０ ５％， ． １ 烃类组 分值为零 ，Ｏ 值为 Ｏ １４ １０ 无任何 烃类气体 ； ０ Ｃ： 加． ％； ０ ％， ３ 与松辽盆地 南部乾安 其顶 层 ， 上而下分述如下 ： 白 Ｃ Ｏ 相对含量为 １０ 综合解释为含 Ｃ ０ ％。 Ｏ 气水 地区发现的无机成 因二氧化碳气藏类比 ， 第 四系下 更新 统浓 江组 （ ２） Ｑ－ ，总厚度 层 。 部均具有玄武岩 、 泥岩直接盖层 ， 两地成藏地质 ８ ．８ 。 ６６ ｍ ２ ．第三系气水层 ．２ ３ 条件极 其相似 。 本区属于伸展构造带 ， 伸展构造带 中无机 ⑧黄褐 色粘土 １． ｍ ５ ３ ２ 第三系地层气测 录井见 １ 层气水层 ， 度 厚 本层气体压力大 ， 造成气水混合物剧烈喷 成因的二氧化碳气 藏主要 有如下成因 ： 地幔 ａ ． ⑦黄褐色含炭屑粘土 １． ｍ 不清。 ９ ３ ８ ⑥灰黄色砂砾石 ８ ２ 发 ， ．ｍ ０ 叙述如下 ： 直接脱 气形 成二氧化碳 。这种成因的气体是指 ⑤灰黑 色粘土 ４ ０ ．ｍ ０ 喷发井段为 １３ ０ １６４ ｍ之间 ，层厚＞ 幔源气沿开启性深 断裂向浅部直接排放 。 ２． ～２． ０ ２ 在深 、 浅部 断裂衔接 、 连通 配套的情况下 ， 幔流气 ④灰黄色 中细砂 Ｏ ３ ３ ２ ， ．ｍ ８ ． ｍ 储气地层岩性不清 ， ４ 钻时 ６ 现场检测 中 、 分。 ③灰黄色砂砾石． 含微量 ｃ ， ９． 分 析 ：全 烃 ０ ６ ％ ，其 中 ｃ ：． ５ ， ３ 沿气源断裂上升运移 至有利 的构造部位 ， ０ 气 纯度 ７ ％ １ ．５ ０ 。 ０ ％ Ｃ： ０１ 在适 ｌ ． ７ ａ ０ ０ ％， Ｏ： ２８ 在井深 １ ４ ７ ３ ６ ｒ ． ８ Ｃ ２ ． ％。 ０ ０６ ２ ． ｍ发生井喷 宜的 圈、 保存条 件下 富集成气藏 ， ０ 盖、 如东非裂 ②灰黑 色粘土 １ ０ 时测量数据为全烃 ０ ０ ％， 分绝对含量 ： 。 谷和贝加尔裂谷区的气藏 。 ． 山一 ．ｍ ６ ． １ 组 ２ ｃ ｂ 火 岩浆成因二 ①浅灰色砂砾石， 含微量 Ｃ ： 纯度 １ ％ 值 为 ０ ３ ％ ， Ｃ Ｏ 气， ０ ０ ． ７ Ｎ ．值 为 ０ ２ ％ ， ４值 为 氧化碳。岩浆岩地球化学 ， ０ ．５ Ｉ ０ Ｃ 幔源气体及包裹体 ２ ．０ ３５ ｍ ０ １％，０ 值为 ６． ３ 研究成果证 明， 火成岩是无机成 因二氧化碳 ．７ ｃ ２ ０ ７１ ％。组 分相对 含量 ：１ 的。 ６ Ｃ 平行不整合一 … 一 一 相对含量 为 ００ ％， Ｃ 相对 含量为 ０ｏ ％， ， 气 的源岩之一 ，岩浆从深 源向上侵入和喷出伴 ． ６ Ｎ ．４ Ｉ Ｃ 下伏第三系富锦组 （ ｌ Ｎ ） 相对含量为 Ｏ ３ Ｃ ： ． ％，Ｏ 相对含量为 ９ ．８ 在 随着无机成因气的释放 ， 可在一定的地质条 ０ ９ ％。 ８ 并 第三系富锦组（ ）总厚度大于 ３ ． ｍ 井深 １４ ７ Ｎ ， ５２ 。 １ ２ ． ｍ井喷 时取 ３ ０ 个气样做室内泥浆定 件下聚集成藏 ， 如济阳坳陷阳 ２ 井二氧化碳气 ５ ｃ 接触交代 变质成因二氧化碳 。 该类气藏主 主要岩性为砂 岩、 泥岩及玄武岩 ， 上 量全脱气分析， 区域 分析结 果 Ｃ ： Ｏ 气体 相对含量均 藏 。． 为 １０ ０ ％。综 合解释为 Ｃ Ｏ 气水 同层 ，顶界在 要是碳酸盐岩遭受岩体变质分解形成 。如东营 可以与下亮子组（ ） Ｎ＿ 相对 比。 ２ ｘ 上覆地层 ： 第四系浓 江组 （ ｚ） Ｑｎ １ ３ １４ ２ ～ ２ ｍ之 间 。 凹陷平方王油 田第三系所产天然气 ，二氧化碳 平行不整合… … 一 一 气水混合物 中水份 占 ２ — ０ 呈黄色 ， ０ ３ ％， 含 含量 ６ ％～ ６ 系喜 马拉雅期玄武岩与石灰岩 ３ ６ ％， ⑥灰黑色泥岩 １． ｍ 有泥质成份 ； ０ ７ ６ 气体 占 ７ ～ ０ 无色。气体喷出 接触后碳 酸钙的热分解所致 。ｄ ０ ８ ％， ． 沉积岩中碳酸 ～ ｍ， 或胶结物 ） 分解生成二氧化碳 。伸展构 ⑤浅灰色细砂岩 ４ ８ 井 口喷射距��
科技论 坛 ！ｌ ｌ
饶河县胜利农场地区二氧化碳气 成藏背 景 、 征及成 因初探 特
张 力 李 强
（ 黑龙 江省 区域 地质 调 查 所 ， 龙 江 哈 尔滨 １０ ８ ） 黑 ５０ ０
摘 要： 简要 阐述 了饶 河 县胜 利 农 场地 区二 氧 化 碳 气 成 藏 背景 、 征 及 成 因初 探 。 特 关键词 ： 二氧化碳 ； 背在 饶河 ０３ ②黄一黄褐色泥岩 ＞． ｍ ５ １ Ｍｐ 之 间 ， ５ ８ －０ ａ ８ 日喷发量在 ４万 ｍ３ 以上。喷发 县胜利农场地 区施工时发现有重要经济意义的 ①ｃ ２ 水层 ， 大量 Ｃ ，Ｏ 含 量 两天后 ，喷 出物 中气体含 量逐渐 增多 ，可 达 ０气 含 Ｏ气 Ｃ： 二氧化碳气 ， 现就其成藏背景、 特征及成因做初 １０ 岩性不清 ０ ％， ＞ ００ ｍ ９％以上 ， １．０ ５ 水份减少至 ５ ％以下。 （ 未见底） 气水 混合物 盖层由灰 褐一 黄褐色泥岩及 灰 步介绍和分析 。 需说明的是 ， 由于施工至第三系 Ｃ Ｏ 气水 黄色玄 武岩共 同组成 ， 总厚度 ＞０ 其 中玄武 ２ｍ， １区域地质背景 ０３ 泥岩厚 度＞ ０ 通过 区域 对 比 ４ １ｍ， １ 地层 ． １ 层时发生强烈井喷 ， 钻具埋于井 内， 对含气层岩 岩厚度 １ ． ｍ， 据 １２ 万 区调资料 由老到新 地层有 ： ：Ｏ 三 性及厚度等未能掌握 。 划归为第三系富锦组 （ 。 。 Ｎ ） ３气水混合物成 因 叠系上统大 佳河组（ ｊ、 １ ）三叠 系上统 一 侏罗系 ２２构 造 ． Ｃ Ｏ 气是一种 不同于烃类 的天然 气类型 ， 下统 大岭桥组（ Ｊ ）第 三系中新统一 Ｌ－ ． 、 ｄ 上新统 根据钻孔资料 ， 本区一定 范围内分布有第 Ｎ ＿ 泥岩 及玄武岩 盖层 ， 层厚 它不仅能伴随着石 油而形成 ，而且能在许多不 ２ ｆ 盖 富锦组 （ 。 （ 见于地 下 ５ ～ ９ｍ）第 四系 三 系富锦组 （ 。 ） Ｎ ）仅 ０ ２６ 、 中更新统浓江组 （ ２ 、 四系全新统高漫滩 冲 度＞ ０ 它封闭 了下部的 Ｃ Ｑｎ 第 ） ２ｍ， Ｏ 气体 。对于储气 适于生油的条件和环境 中大量形成。 积层 （ ２ 。 Ｑ ） 构造 的规模 、 形态、 类型有待下一步工作查实。 目前 ｃ 的成 因研究 结果表 明， Ｏ 气 ０气 Ｃ 具有 ３ 种成因 ： 岩浆脱气 、 碳酸盐岩变质脱 气和 ｌ Ｉ ２构造 ２３ Ｃ ２ ． Ｏ 气水层特征 共有 ３ 层气水层 ， 分布于第四系及第三系 生物成 因。 具体表现在：． ａ 不同成 因的 Ｃ Ｏ 伴生 工作 区位于兴凯湖一 布列亚 山地块 区老爷 岭地块三江新断陷带东部坳陷 的浓 江凹陷 ， 南 地层 中。 组合 与碳 同位素值 具有显著差异 ．． ｂ 无机 成因 ｏ 气伴生许多高含量 的稀有元素气体 ， 如 侧与那丹哈达岭燕山褶皱带相毗邻 ， 是发育在 ２ ． 四系气水层。根据色谱气测录井 的 Ｃ ２ ． １第 ３ 氮气 、 氩气等 。 有机成 因 Ｃ ： Ｏ 气含量低 Ｉ ｃ ． 吉黑华力西褶皱带和锡霍特阿岭燕 山褶皱带两 资料共见有 ２ 层气水层 ， 总厚 ８ 分述如下 ： 氦气 、 ｍ。 个不 同时期大地构造单元衔接部位 的一个新生 第 １ 录井井 段在 ４ ． ５ ． 厚 ５ ｍ， 层： ５ ～ ０ ｍ， ． 储气 无 机成因的 Ｃ ： Ｏ ０ ０ Ｏ 气含量 高 ， 般在 ６ ％以上 ， 一 ｏ 代断陷向坳陷过渡型盆地 。大和镇断裂在工作 地层 岩性为灰黄色细砂 、 砂砾石层 ， 钻时为 ３ ９ 有机成 因的 Ｃ ： － Ｏ 气含量低。本区发现 的二氧化 ～． １ ０ ｃ 值为 碳气藏 判断为无机成 因，主要 原因为 ：．根据 ａ 区北部通过 ，断裂走向北北东 ， 向东 ， 长 分 ，全烃 ０ ０ ５ ％，组 分绝对 含量 ：， 倾 延 ２０ ｍ ７ ｋ ，区内可能存 在有大和镇断裂 的次一级 ０ ０ ％， Ｏ 值 为 ０１４ ０ ６ ％；组分 相对含 Ｚ １ ．８ Ｃ ０ ． —． ８ ３ ２ Ｋ 钻孔 ２ 个样 品的二氧化碳 ８ ｃ同位素分析 ３ 断裂。 量 ： ， 对 含 量 为 ２９ ％ ， Ｏ 相 对 含 量 为 结 果 ， Ｃ相 ． ０ Ｃ 其数 值分别 为 一 ％ 和－ ． ％ ， 松辽 ２ ６。 ２ ８ ｏ ７ 与 Ｏ的 － ３ 中国天然气集 ２矿 区地质特征 ９ ． ％。 ７ ０ 综合解释为含 Ｃ ： １ Ｏ 气水层 。 ． ２ 。 盆地 Ｃ ８ Ｃ同位素值相 当 ， ｂ 第 层 ２１地 层 ． 录井井段在 ７ ． ８ ． 厚 ３ 储气 地层岩性 团公 司戴 金 星认 为 ８ Ｃｏ 一 ‰的为无 机成因 ９ — ２ ｍ， ｍ， ０ ０ ｃ＞ ８ ３ ２ 钻 孔 控 制 的为 第 四 系下 更 新 统 浓 江组 为浅灰色砂砾石 ， 钻时为 ３ ４ ， － 分 全烃 值为 ０ 二氧化碳 。ｂ 本 区二氧化碳 纯度极 高 ，可达 ～ ． （ ２） Ｑｎ 和第三系 中新统一 上新统富锦组（ ｌ ） Ｎ 地 ０ ５％， ． １ 烃类组 分值为零 ，Ｏ 值为 Ｏ １４ １０ 无任何 烃类气体 ； ０ Ｃ： 加． ％； ０ ％， ３ 与松辽盆地 南部乾安 其顶 层 ， 上而下分述如下 ： 白 Ｃ Ｏ 相对含量为 １０ 综合解释为含 Ｃ ０ ％。 Ｏ 气水 地区发现的无机成 因二氧化碳气藏类比 ， 第 四系下 更新 统浓 江组 （ ２） Ｑ－ ，总厚度 层 。 部均具有玄武岩 、 泥岩直接盖层 ， 两地成藏地质 ８ ．８ 。 ６６ ｍ ２ ．第三系气水层 ．２ ３ 条件极 其相似 。 本区属于伸展构造带 ， 伸展构造带 中无机 ⑧黄褐 色粘土 １． ｍ ５ ３ ２ 第三系地层气测 录井见 １ 层气水层 ， 度 厚 本层气体压力大 ， 造成气水混合物剧烈喷 成因的二氧化碳气 藏主要 有如下成因 ： 地幔 ａ ． ⑦黄褐色含炭屑粘土 １． ｍ 不清。 ９ ３ ８ ⑥灰黄色砂砾石 ８ ２ 发 ， ．ｍ ０ 叙述如下 ： 直接脱 气形 成二氧化碳 。这种成因的气体是指 ⑤灰黑 色粘土 ４ ０ ．ｍ ０ 喷发井段为 １３ ０ １６４ ｍ之间 ，层厚＞ 幔源气沿开启性深 断裂向浅部直接排放 。 ２． ～２． ０ ２ 在深 、 浅部 断裂衔接 、 连通 配套的情况下 ， 幔流气 ④灰黄色 中细砂 Ｏ ３ ３ ２ ， ．ｍ ８ ． ｍ 储气地层岩性不清 ， ４ 钻时 ６ 现场检测 中 、 分。 ③灰黄色砂砾石． 含微量 ｃ ， ９． 分 析 ：全 烃 ０ ６ ％ ，其 中 ｃ ：． ５ ， ３ 沿气源断裂上升运移 至有利 的构造部位 ， ０ 气 纯度 ７ ％ １ ．５ ０ 。 ０ ％ Ｃ： ０１ 在适 ｌ ． ７ ａ ０ ０ ％， Ｏ： ２８ 在井深 １ ４ ７ ３ ６ ｒ ． ８ Ｃ ２ ． ％。 ０ ０６ ２ ． ｍ发生井喷 宜的 圈、 保存条 件下 富集成气藏 ， ０ 盖、 如东非裂 ②灰黑 色粘土 １ ０ 时测量数据为全烃 ０ ０ ％， 分绝对含量 ： 。 谷和贝加尔裂谷区的气藏 。 ． 山一 ．ｍ ６ ． １ 组 ２ ｃ ｂ 火 岩浆成因二 ①浅灰色砂砾石， 含微量 Ｃ ： 纯度 １ ％ 值 为 ０ ３ ％ ， Ｃ Ｏ 气， ０ ０ ． ７ Ｎ ．值 为 ０ ２ ％ ， ４值 为 氧化碳。岩浆岩地球化学 ， ０ ．５ Ｉ ０ Ｃ 幔源气体及包裹体 ２ ．０ ３５ ｍ ０ １％，０ 值为 ６． ３ 研究成果证 明， 火成岩是无机成 因二氧化碳 ．７ ｃ ２ ０ ７１ ％。组 分相对 含量 ：１ 的。 ６ Ｃ 平行不整合一 … 一 一 相对含量 为 ００ ％， Ｃ 相对 含量为 ０ｏ ％， ， 气 的源岩之一 ，岩浆从深 源向上侵入和喷出伴 ． ６ Ｎ ．４ Ｉ Ｃ 下伏第三系富锦组 （ ｌ Ｎ ） 相对含量为 Ｏ ３ Ｃ ： ． ％，Ｏ 相对含量为 ９ ．８ 在 随着无机成因气的释放 ， 可在一定的地质条 ０ ９ ％。 ８ 并 第三系富锦组（ ）总厚度大于 ３ ． ｍ 井深 １４ ７ Ｎ ， ５２ 。 １ ２ ． ｍ井喷 时取 ３ ０ 个气样做室内泥浆定 件下聚集成藏 ， 如济阳坳陷阳 ２ 井二氧化碳气 ５ ｃ 接触交代 变质成因二氧化碳 。 该类气藏主 主要岩性为砂 岩、 泥岩及玄武岩 ， 上 量全脱气分析， 区域 分析结 果 Ｃ ： Ｏ 气体 相对含量均 藏 。． 为 １０ ０ ％。综 合解释为 Ｃ Ｏ 气水 同层 ，顶界在 要是碳酸盐岩遭受岩体变质分解形成 。如东营 可以与下亮子组（ ） Ｎ＿ 相对 比。 ２ ｘ 上覆地层 ： 第四系浓 江组 （ ｚ） Ｑｎ １ ３ １４ ２ ～ ２ ｍ之 间 。 凹陷平方王油 田第三系所产天然气 ，二氧化碳 平行不整合… … 一 一 气水混合物 中水份 占 ２ — ０ 呈黄色 ， ０ ３ ％， 含 含量 ６ ％～ ６ 系喜 马拉雅期玄武岩与石灰岩 ３ ６ ％， ⑥灰黑色泥岩 １． ｍ 有泥质成份 ； ０ ７ ６ 气体 占 ７ ～ ０ 无色。气体喷出 接触后碳 酸钙的热分解所致 。ｄ ０ ８ ％， ． 沉积岩中碳酸 ～ ｍ， 或胶结物 ） 分解生成二氧化碳 。伸展构 ⑤浅灰色细砂岩 ４ ８ 井 口喷射距��