成藏地球化学在中国海域油气勘探中的应用
海底天然气水合物地球化学方法勘探进展
摘要：除地球物理方法外，地球化学方法在天然气水合物的勘探和开发中也发挥着越来越重要的
作用。综合国内外研究成果，指出识别天然气水合物的地球化学方法主要有气体浓度异常检测法、
流体地球化学方法、稳定同位素化学法和酸解烃方法等。详细介绍了这些地球化学方法的机理和优
缺点，期望对我国海底天然气水合物勘探和开发有所裨益。
孔隙水中其他离子浓度异常：随着天然气水合 物研究的发展，人们将越来越多的孔隙水离子用来 找寻一种更加灵敏的水合物示踪方法口州。近年来人 们所关注的示踪离子有Ｂｒ－，Ｉ一，Ｃａ２＋，Ｍ９２＋，Ｓｒ２＋， Ｌｉ＋，Ｎａ＋，Ｋ＋等。
３ 稳定同位素化学方法
稳定同位素化学是研究天然气水合物成矿气体 来源的最有效手段。通常是运用天然气水合物中甲 烷气体的”Ｃ、Ｄ值和硫化氢的３４Ｓ值来判定其成矿 原因乜１。。Ｋａｓｔｎｅｒ等凹３又提出用天然气水合物样品 孔隙水中溶解Ｓｒ的浓度和８７Ｓｒ／８６Ｓｒ的比值确定成
关键词：天然气水合物；地球化学法；勘探；进展
中图分类号：ＴＥｌ３２．２
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２—１９２６（２００７）０２—０３１２—０５
０ 前言
天然气水合物俗称“可燃冰”，是在一定条件下 由水和天然气组成的类冰结晶化合物。低温（０－－一 １０℃）高压（＞１０ ＭＰａ）环境是天然气水合物形成和 保持稳定的关键。全球发现的天然气水合物主要位 于各个大陆向海延伸的大陆边缘水深超过３００～ ５００ ｍ地带和高纬度永久冻土带地区以及向海延伸 的永冻层带［１≈］。由于９０％以上的天然气水合物分 布于海洋中，因此主要依靠地球物理方法（即似海底 反射层ＢＳＲ来推断天然气水合物的存在）进行探 测，但ＯＤＰｌ６４次资料证实，出现ＢＳＲ的地方不一 定存在天然气水合物，而有些采到天然气水合物的 地方也并没有出现ＢＳＲ［４］。由于天然气水合物极易 随温度压力的变化而分解，海底浅部沉积物中常常 形成天然气地球化学异常。这些异常不仅可指示天 然气水合物可能存在的位置，而且可利用其烃类组 分比值（如Ｃ，／ｃ：）及碳同位素成分等指标判断其天 然气的成因。因而，地球化学方法成为识别海底天然 气水合物赋存的有效方法［５曲］。目前，国内外运用地 球化学方法进行天然气水合物的勘探取得很多进 展，该方法在天然气水合物的勘探和开发中发挥着 越来越重要的作用。本文通过广泛调研，介绍了几种 通过主要的地球化学指标识别天然气水合物的方
中国海相超深层碳酸盐岩油气成藏特点及勘探领域
二、勘探领域
1、现状和发展历程
自20世纪50年代以来，中国开始进行海相超深层碳酸盐岩油气的勘探工作。 经过几十年的发展，已经发现了多个大型和特大型油气田，如南海的荔湾油气田 和东海的春晓油气田。随着科技的不断进步和勘探经验的积累，我国在海相超深 层碳酸盐岩油气勘探领域取得了显著成果。
三、结论
中国海相超深层碳酸盐岩油气成藏特点和勘探领域对于国家的能源战略具有 重要意义。这一领域的复杂地质条件和技术挑战需要我们进一步深入研究和攻关。 在此基础上，应该领域的重点和难点，加强勘探投入和科技创新，为实现国家能 源安全和可持续发展做出贡献。
参考内容
一、引言
中国拥有丰富的海洋资源，其中包括了海相碳酸盐岩层系的油气资源。然而， 这种资源的勘探面临着一些特殊性问题。本次演示将对中国海相碳酸盐岩层系油 气勘探的特殊性问题进行探讨。
3、开发环境的特殊性：海相碳酸盐岩层系的开发环境通常比陆相碳酸盐岩 层系更为复杂。海洋环境中的温度、压力、盐度等因素都会对油气的开发产生影 响，这使得油气的开发更加困难和风险更高。
四、结论
中国海相碳酸盐岩层系油气勘探的特殊性问题是一项复杂的任务，需要针对 具体情况进行深入研究和探讨。我们需要更加深入地了解海相碳酸盐岩层系的地 质条件和油气性质，同时采取有效的技术手段和开发策略，以降低成本和风险， 提高油气开发的效率和效益。
谢谢观看
三、中国海相碳酸盐岩层系油气 勘探的特殊性
中国海相碳酸盐岩层系油气勘探的特殊性主要表现在以下几个方面：
油气成藏地球化学培训课程
烃源岩类型
根据有机质类型、成熟度 等参数，确定烃源岩的类 型及生烃特征。
烃源岩热演化史
通过同位素分析等方法， 研究烃源岩的热演化过程 及其对油气生成的影响。
储层地球化学分析
储层岩石学特征
分析储层岩石的矿物组成、结构、 孔隙特征等，研究其对油气的储
集性能的影响。
储层流体性质
通过测定储层流体的组分、密度、 粘度等参数，了解其流动性能及
应用技术创新 针对油气勘探开发中的实际问题， 需要研发更加高效、精准的地球 化学勘探技术和分析方法。
多学科交叉融合 加强与其他相关学科的交叉融合， 如地质学、物理学、数学等，以 推动油气成藏地球化学研究的深 入发展。
THANKS
感谢观看
03
油气成藏地球化学基本原理
油气成因与演化
石油和天然气的生成
油气成因类型
从有机物质的形成到烃类的生成，再 到油气的形成，这一过程需要数百万 年的时间。
根据成因，油气可分为有机成因和无 机成因，其中有机成因油气是最主要 的类型。
油气演化过程
随着地壳运动和温度压力的变化，油 气会经历未成熟、成熟、过成熟和生 油窗等阶段。
目的
培养学员掌握油气成藏地球化学的基 本理论、方法和技术，提高其在油气 勘探、开发及研究中的实际应用能力 。
培训对象与要求
对象
油气勘探、开发及研究领域的专 业技术人员、科研人员及高校相 关专业师生。
要求
学员需具备一定的地球化学基础 知识，具备一定的油气勘探、开 发及研究经验，能够积极参与培 训活动，认真完成培训任务。
02
油气成藏地球化学概述
油气成藏地球化学定义
总结词
油气成藏地球化学是一门研究油气在地下形成、运移、聚集和分布规律的学科。
中国石油勘探开发研究院各专业研究方向
中国石油勘探开发研究院各专业研究方向一、地质资源与地质工程（代码：0818）（一）矿产普查与勘探（代码：081801）1．油气成藏与含油气系统研究以油气藏形成条件与富集主控因素研究为基础，通过油气成藏静态地质要素和动态作用过程的综合分析，揭示油气成藏过程与富集规律。
研究内容包括有效烃源岩、储集层、输导层和盖层等地质要素的分布和静态评价，油气生成、运移、聚集成藏和圈闭的形成等作用的动态演化过程和时空匹配关系，以及关键时刻地质要素和动态作用组合关系，开展油气成藏综合研究与评价，明确油气富集规律，预测油气资源规模和资源空间分布。
2、非常规油气地质学非常规油气地质学是以非常规油气资源类型、细粒沉积体系形成与分布、微纳米级致密储层特征、连续型油气聚集与产出机理、“甜点区”评价方法与技术等为重点的新兴学科。
研究核心是非常规油气成藏体系的“生油气能力、储油气能力、产油气能力”；研究内容包括成藏体系的烃源性、岩性、物性、脆性、含油气性与应力各向异性“6特性”及匹配关系，研究重点是非常规油气成藏体系的分布范围与“甜点区”的分布预测与评价，确定经济有效开采的方法技术与经济发展模式。
3．盆地和构造分析以区域构造背景研究为基础，以地质、地球物理综合研究方法技术为手段，确定含油气盆地成盆演化与沉积充填历史，研究盆地性质、构造样式、类型和分布，明确盆地构造演化对油气成藏的影响。
研究内容包括成盆区域构造背景与构造动力学机制、构造运动学和几何学特征、区域构造演化、盆地构造解析、构造运动对成盆、成烃、成储、成藏的影响。
4．沉积与储层地质沉积研究是充分运用现代沉积学的理论和层序地层学、地震沉积学等研究思路与方法，明确沉积体系类型，研究沉积物的形成、搬运、沉积演化过程，确定沉积环境和沉积相、成岩作用和沉积演化特征，明确有利沉积相带。
储层学研究是以沉积研究为基础，研究储集体的岩性、物性、电性和含油气性特征，揭示与储集空间（孔、洞、缝）形成有关的成岩作用，阐明成岩历史、孔隙演化历史，构建储层地质模型，开展储层分布预测与评价，确定有利储层分布范围。
为海陆相油气勘探提供技术支撑——记中国石化油气成藏重点实验室
申报 石 勘 院科技 进 步奖 ９ ， 项 中 国石 化 技 术 发 明奖 、 技 进 步 奖 ２ 科 项 ； 申报 中 国石 化 科 技 成 果 鉴 定 ６ 项 ， ２ 成果 通过 鉴 定并 整体 达到 有 项
室 刚 刚公 布 的信息 中看 到这 样 一 组
数字：
开 展 国 家 项 目 、 横 向 项 目 ３） 纵 （
国际领先 水 平 。
研 发 建 立 了石 油酸 性 组 分 的分 离新 方 法 等 ５ 具 有 中 国石 化 自主 项 知识产 权 的核 心技 术与 特色 技术 。
装 备投 资 ２０ 多万元 。 １０
项， 已有 ８ 通 过 结题 验 收 ； 研 生 项 科 产项 ｌ完 成 率和 重 大项 目优 良率 均 ｑ
个 十 条 龙 项 目“ 岩 气 含 量 定 量 评 页
价 与 储 层 微 观 结 构 分 析 ” “ 部 和 东 断 陷 盆 地 烃 源 层 可 动 油 定 量 评 价
探 领 域 学 科 带 头 人 和 重 点 研 究 区
域 高 级 专 家 也 以 流 动 人 员 的方 式
确 保 海 陆 相 油 气 勘 探 跻
这标 志着 该 实验 室 的质 量 管理 工 作 迈上 规 范化 、 法制 化 、 程序 化 和科 学 化 新 台 阶 ， 具 的油 气 地 质 实 验 测 试 分析 报 告继 续 持有 国 际市 场 通行
证。
非 常 规 油 气 勘 探 开 发 研 究 的 战 略
部 署 ， 现 正 在 开 展 的 中 国 石 化 两 以
独 具 特 色 的 油 气 地 球 化 学 实 验 技 术
据 国家 特 聘 专 家 、 勘 院首 席 石
２ １ ／ ８ 中国 石化 ５ ０２ ３
9-油藏地化应用1
烃类包裹体的特征可以通过它们在紫光或紫外光 激发光所具有的荧光性质加以监别。荧光颜色反映石 油生成时的成熟度和热史（Mclimans，1987）。荧光 的产生是由于存在微量的、具有共价键的不饱和化合 物造成的。三环、四环和五环缩合芳烃分别发兰光、 绿光和红光，随着石油成熟度增加，兰色荧光的强度 随之增大。液态烃向储层运移的多期性，可以从包裹 体具有不同的荧光色这一特征加以识别。所以，可以 根据包裹体中石油的组成说明不同时期注入的石油的 特征及可能的油源。
根据Miles（1990）研究，运载层中残留油主要 由沥青质和芳烃—极性化合物组成，沥青质含量高达 58%，与原油相比，饱/芳相对较小。油气运移过程中， 原油中沥青质含量降低，残留油中富集了沥青质。与 源岩相比，聚集石油中倾向于富集饱和烃，而残留油 中饱和烃含量减少。这些组成的变化曾经被归因于初 次运移（Leythaeuser等，1987），但最新资料表明， 油 气 二 次 运 移 过 程 的 作 用 也 是 重 要 的 （ Miles ， 1990）。残留油中缺乏低于C15的正构烷烃，运移距 离 增 大 ， pr/nC17 ， ph/nC18 降 低 。 甾 烷 20Rα β β /α α α 值是一个运移敏感参数，随油气 运移距离的增大而发生系统的变化，运移距离增大， 该比值也增大。
研究表明该油田周围形成了两个烃源灶。东南部被来 自南部烃源灶的油气充满，其余油区则被来源于北部 的油气充满。热模拟和温度测试结果均表明南侧烃源 灶的地温比北侧高10℃左右。因此可以预测，起初油 田东南部比其它部位曾接受了成熟度更高的石油。所 以目前所观察到的油田侧向泡点压力的变化，正是两 个烃源灶注入史的反映，同时也说明油田东南与油田 主体部分之间混合作用缓慢。
甾烷运移参数
地质学在油气勘探中的应用
地质学在油气勘探中的应用在当今的能源领域，油气资源的勘探和开发对于满足全球能源需求至关重要。
而地质学在这一过程中发挥着举足轻重的作用，它就像是一位经验丰富的探险家手中的地图和指南针，为寻找深埋地下的油气宝藏提供了关键的线索和方向。
地质学是一门研究地球的物质组成、内部结构、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史的科学。
在油气勘探中，地质学家们运用各种地质理论和方法，对地下的地质构造、岩石类型、沉积环境等进行深入分析，以评估油气存在的可能性和潜力。
首先，地层学是地质学的一个重要分支，在油气勘探中具有重要意义。
地层就像是一本记录着地球历史的“书籍”，每一层都蕴含着特定时期的地质信息。
通过对地层的研究，地质学家可以了解不同地层的形成年代、沉积顺序和岩性特征。
在油气勘探中，特定的地层往往与油气的生成、储存和运移有着密切的关系。
例如，某些富含有机质的泥页岩地层在特定的地质条件下可以生成油气，而砂岩等渗透性较好的地层则可能成为油气储存的良好场所。
沉积学的研究对于油气勘探同样不可或缺。
沉积环境决定了沉积物的类型和分布，进而影响了油气的生成和储集条件。
例如，在三角洲、滨海等沉积环境中，往往会形成大量的砂体，这些砂体由于孔隙度和渗透率较高，有可能成为优质的油气储层。
地质学家通过对沉积岩的岩性、粒度、沉积构造等特征的分析，可以推断出古代沉积环境的类型和演化过程，从而为寻找油气储层提供重要的依据。
构造地质学在油气勘探中的作用也不容小觑。
地下的地质构造就像是一个复杂的迷宫，而构造地质学则是解开这个迷宫的钥匙。
地质构造控制着油气的运移和聚集。
例如，背斜构造是油气聚集的常见场所，因为它能够形成一个向上凸起的空间，使得油气在浮力的作用下向上聚集。
断层在某些情况下也可以成为油气运移的通道或者封堵油气的屏障。
通过对地质构造的研究，地质学家可以预测油气可能聚集的位置，为钻探提供目标。
除了上述几个方面，岩石学的研究也为油气勘探提供了有价值的信息。
地质地球化学方法在资源勘探中的应用前景
地质地球化学方法在资源勘探中的应用前景地质地球化学是研究地球物质成分、构造、成因及其变化规律的学科，其应用广泛，对资源勘探具有重要作用。
地质地球化学方法以其高效、准确的特点，为矿产资源的勘探提供了不可或缺的分析手段。
本文将探讨地质地球化学方法在资源勘探中的应用前景，并阐述其在矿产勘探中的重要性。
一、地质地球化学方法的应用前景地质地球化学方法是以地质学、化学学科为基础，结合物理学、数学等相关学科，研究地壳化学元素的分布，控制地质过程，以及在资源勘探中的应用。
其应用前景主要体现在以下几个方面。
首先，地质地球化学方法在矿床评价中的应用前景广阔。
通过对地球化学特征的分析，可以有效地判断地质体内是否存在矿化作用及其成矿潜力。
地球化学方法能够综合考虑矿床成因的多种因素，如地质、矿化特征、矿床类型等，对储量、品位、成矿规模等进行评估，为找矿方向和勘探工作提供了可靠的依据。
其次，地质地球化学方法在矿石加工过程中的应用前景巨大。
矿石中的杂质元素对矿业生产具有重要影响，地球化学方法能够准确测定矿石中的杂质元素含量，为矿石的选择、分选等加工工艺提供科学依据。
此外，地球化学方法还能够对矿石中有毒元素进行分析，为矿石的环境友好型加工提供保障。
此外，地质地球化学方法在环境地球化学领域的应用前景广泛。
随着环境问题的日益突出，地球化学方法在环境监测、环境修复等方面的应用越来越受到重视。
利用地球化学方法可以对土壤、水体、大气等环境介质中的污染物进行分析，为环境管理和保护提供科学依据。
最后，地质地球化学方法在石油、天然气等非金属矿产资源勘探中的应用前景也非常广阔。
地质地球化学方法可以通过对矿石中各种元素的分析，对石油、天然气等能源矿产的成因进行研究，为勘探工作提供指导。
同时，地球化学方法还能够对含油、含气岩石进行分析，找出潜在的油气资源，为勘探的精细化提供支持。
二、地质地球化学方法在矿产勘探中的重要性地质地球化学方法在矿产勘探中具有不可替代的重要性，主要体现在以下几个方面。
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C27重排甾烷
C27规则甾烷
PY5-8-1 3520-3522 文昌组泥岩岩屑
C28重排甾烷
C28规则甾烷
C29重排甾烷
C29规则甾烷
C30-4-甲基重排甾烷 C30-4-甲基甾烷
25
30
35
minutes
完整版课件ppt
TOC=2.64 C30-4-甲基甾烷/C29甾烷=2.28 Pr/Ph=1.98
惠州凹陷及番禺4洼文昌期洼陷划分平面图
HZ19-2-1
XJ24-1-1X
3622.4-3632.4(DST1)
2725-2731
珠海组原油
珠江组上原油
XJ23-1-4 1940-1945 珠江组原油
HZ19-1-1 3577.5 珠海组原油
HZ27-1-1 2405-2420 珠江组上原油
HZ21-1-1 2874-2885 珠江组下原油
GC-MS-MS串联质谱的应用优势
GC-MS-MS
双质谱在石油行业的应用的优势： 1、解决了极微量生标组分的鉴定问题 2、帮助对未知组分进行鉴定 3、解决了GC/MS对某些复杂组分难分离和鉴 定问题
双质谱在本研究中应用的优势： 1、可以更精确地分辨出C28～C30的4-甲基甾 烷，特别是对于过去GC-MS分析的C30-4-甲基 甾烷含量微弱的样品，在GC-MS-MS中可以很
HZ9-2-1 珠海组 3578～3598m
C27
C29
M/Z=217
4-MS C28
-甲基甾烷
完整版课件ppt
7
25
30
35
minutes
HZ9-2-1 珠海组 3578～3598m
C27
C29
M/Z=217
4-MS C28
kCounts 700 600 500 400 300 200 100 0 20.0
HZ27-1-1 2230-2241 珠江组上原油
HZ25-4-1 2234.9(DST1）
珠江组原油
HZ32-5-1 2381-2389（DST1)
珠江组下原油
HZ28-4-1 2224.8 珠江组原油
HZ27-3-3 2197-2203(DST1-4) 珠江组原油
（侯读杰等，2010）
完整版课件ppt
戴安 Ics-2000 离子色谱
安捷伦 GC-MS
瓦里安 GC-MS-MS
勘探院 ROCK-EVAL
完整版课件ppt
3
教育部海相储层演化与油气富集机理重点实验室
安捷伦 6890 常规GC
MAT 253稳定同位素质谱仪
地球化学前处理实验室
安捷伦 6890 天然气GC
完整版课件ppt
4
GC-MS
关键技术
22.5
25.0
27.5
完整版课件ppt 30.0
m3i2 n.u5tes
4-MS M/Z=231
8
GC-MS-MS
MCounts 1.25 1.00 0.75 0.50 0.25 0.00
kCounts 500 400 300 200 100 0
MCounts
0.75
0.50
0.25
0.00 MCounts
0 MCounts
PY5-8-1-17-58-29-2009-8-27.xms 400.0>217.0 [-11.0V]
0.75
0.50
0.25
0.00 MCounts
2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 kCounts 600
PY5-8-1-17-58-29-2009-8-27.xms 386.0>231.0 [-11.0V] PY5-8-1-17-58-29-2009-8-27.xms 400.0>231.0 [-11.0V]
6
GC-MS-MS 与GC-MS生标谱图对比
kCounts 150 125 100 75 50 25 0
kCounts
75
50
25
0 kCounts
600 500 400 300 200 100
0 kCounts
40 30 20 10
0
C27重排甾烷 C27规则甾烷
C28重排甾烷
C28规则甾烷
C29重排甾烷 C29规则甾烷
C27-C29规则甾烷
1.00
G C-MS
0.75
0.50
0.25
0.00
20.0
22.5
25.0
27.5
30.0
32.5 minutes
MCounts
G C-MS-MS 3.0
2.5
PY5-8-1-17-58-29-2009-8-27.xms PY5-8-1-17-58-29-2009-8-27.xms PY5-8-1-17-58-29-2009-8-27.xms PY5-8-1-17-58-29-2009-8-27.xms PY5-8-1-17-58-29-2009-8-27.xms PY5-8-1-17-58-29-2009-8-27.xms
好的鉴定出来。 2、在过去的GC-MS中M/Z=217的谱图非常复 杂，存在多个化合物共逸出的特征，用GCMS-MS解决了这一问题， 3、利用GC-MS-MS可以更精确的计算甾烷的
各种生标参数。
完整版课件ppt
5
珠江口盆地原油甾烷分布(GC-MS-MS）
XJ24-3-1AX 2939-2963 珠海组 原油
成藏地球化学在中国海域油气 勘探中的应用
中国地质大学（北京）
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1
目录
• 中国地质大学（北京）发展的特色技术双质谱技术及砂岩逐次抽提技术
• 应用地化技术研究烃源岩的沉积相及原 油的生烃母质追索
• 原油族群划分 • 砂岩输导体的成藏示踪及油气成藏模式
完整版课件ppt
2
教育部海相储层演化与油气富集机理重点实验室
PY5-8-1-17-58-29-2009-8-27.xms 372.0>217.0 [-11.0V] PY5-8-1-17-58-29-2009-8-27.xms 386.0>217.0 [-11.0V] PY5-8-1-17-58-29-2009-8-27.xms 400.0>217.0 [-11.0V]
GC-MS
9
MCounts
1.00 0.75 0.50 0.25 0.00 kCounts
PY5-8-1-17-58-29-2009-8-27.xms 372.0>217.0 [-11.0V] PY5-8-1-17-58-29-2009-8-27.xms 386.0>217.0 [-11.0V]
400 300 200 100
400
200
0
MCounts 2.5
PY5-8-1-17-58-29-2009-8-27.xms 414.0>231.0 [-11.0V]
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
22.5
25.0
27.5
30.0
32.5 minutes
完整版课件ppt
10
PY5-8-1 3520-3522 文昌组泥岩岩屑
MCounts 1.25