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物探与化探  2018, Vol. 42 Issue (1): 1-13    DOI: 10.11720/wtyht.2018.1.01
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洞庭盆地生物气地球化学勘探及资源远景评价
孙春岩1(), 赵浩1,2(), 贺会策1,3, 李建华4, 肖明国5, 张仕强1, 王栋琳1, 唐侥1
1.中国地质大学(北京)工程技术学院,北京 100083
2.武警黄金第四支队,辽宁 辽阳 111000
3.广州海洋地质调查局,广东 广州 510075
4.湖南继善高科技有限公司,湖南 长沙 410208
5.湖南华晟能源投资发展有限公司,湖南 长沙 410004
Geochemical exploration and resource potential evaluation of biogenic gas in Dongting Lake Basin
Chun-Yan SUN1(), Hao ZHAO1,2(), Hui-Ce HE1,3, Jian-Hua LI4, Ming-Guo XIAO5, Shi-Qiang ZHANG1, Dong-Lin WANG1, Yao TANG1
1.School of Engineering and Technology,China University of Geosciences(Beijing),Beijing 100083, China
2.No.4 Gold Geological Party of CAPF,Liaoyang 111000,China
3.Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou 510075,China
4.Hunan Geo-sun High Technology Limited Company,Changsha 410208,China
5.HunanHuasheng Energy Resource and Investment Development Co. Ltd.,Changsha 410004,China
全文: PDF(4991 KB)   HTML
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摘要 

湖南省洞庭盆地具备形成一定规模生物气藏的条件。针对生物气资源勘探,2013~2016年在盆地内开展了以地球化学为主的勘探工作,进行了比较系统的地表沉积物测量。勘探涉及面积2 060 km2,采集样品1 498个,采用现场顶空气游离烃、室内酸解烃和少量微量甲烷同位素指标测试。研究结果表明:①洞庭盆地甲烷地球化学异常由游离烃(顶空气)和吸留烃(酸解烃)组成。游离烃是现存地下生物气的动态反映,酸解烃与沉积相造成的碳酸盐沉积和古河道分布有关。②洞庭盆地为甲烷指标高背景区域,异常分布与第四纪断陷盆地分布基本吻合,尤以沅江凹陷显著。③酸解烃河坝镇异常与中部NE向串珠状和东南部次级局部异常组成的环状异常围绕着沅江凹陷,表明其可能是洞庭盆地潜在生物气烃源区。④沅江凹陷北部青树嘴—河坝镇一带是盆地内游离烃甲烷特高值异常区,是下覆生物成因天然气在浅表层直接渗漏的反映;酸解烃甲烷高值异常环绕着游离烃甲烷高值异常,构成了酸解烃环状异常和游离烃顶端异常最佳油气藏组合模式。青树嘴—河坝镇区块是洞庭盆地下覆生物气的“烟囱”,是本区生物气勘探最有可能突破的地区。

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孙春岩
赵浩
贺会策
李建华
肖明国
张仕强
王栋琳
唐侥
关键词 洞庭盆地生物气酸解烃游离烃沅江凹陷安乡凹陷青树嘴详查区    
Abstract

Dongting Lake Basin has the conditions for forming biogenic gas reservoirs of certain scales. For the exploration of biogenic gas resources, the authors carried out a comprehensive exploration work mainly based on geochemical methods during the period of 2013~2016, and conducted fairly systematic surface sediments survey. Geochemical exploration covered an area of 2060 km2, and collected 1498 samples. All the samples were tested by in situ headspace gas (free hydrocarbon), indoor acidolysis hydrocarbon and a small quantity of methane isotope indexes. The results are as follows: 1. The geochemical anomaly of methane in the Dongting Lake basin is composed of free hydrocarbon (headspace gas) and adsorbed hydrocarbon (acid hydrolysis hydrocarbon). The free hydrocarbon is a dynamic reflection of the existing underground biogenic gas, and the hydrocarbon accumulation of the acidolysis hydrocarbon is related to the distribution of the paleo-channel. 2. The Dongting Lake basin is the area of a high background and high anomaly of methane, and the distribution of the abnormal area is basically consistent with the distribution of the Quaternary fault basin, especially in Yuanjiang sag. 3. Acidolysis hydrocarbon anomaly of the Heba Town, bead-like anomaly in NE direction and southeastern secondary local anomalies form a ring anomaly zone surrounding the Yuanjiang sag, which means that the sag may be the potential supply area of biogenic gas in Dongting Lake basin. 4. The area of Qingshuzuie-Heba Town north of Yuanjiang sag is the abnormal high value area of the hydrocarbon methane in Dongting Lake Basin, and this is the direct reflection of natural gas seepage in shallow surface. The high value of acidolysis hydrocarbon methane surrounds the anomaly area of free hydrocarbon methane in Qingshuzui, which constitutes the best combinational hydrocarbon reservoir model. The area of Qingshui-Haba Town is the 'chimney' of the biogenic gas underlying the Dongting Lake Basin and hence the most hopeful breakthrough area for biogas survey in the Dongting Lake Basin.

Key wordsDongting Lake Basin    biogenic gas    acidolysis hydrocarbon    free hydrocarbon    Yuanjiang sag    Anxiang sag    the detailed survey area of Qingshuzui
收稿日期: 2017-05-08      出版日期: 2018-02-20
:  P632  
基金资助:自然科学面上基金项目(41276056)
作者简介:

作者简介: 孙春岩(1952-),女,教授,博士生导师,长期从事石油天然气及海洋天然气水合物地球化学勘查技术方法的理论及应用技术的教学和科研工作。Email:suncy@cugb.edu.cn

引用本文:   
孙春岩, 赵浩, 贺会策, 李建华, 肖明国, 张仕强, 王栋琳, 唐侥. 洞庭盆地生物气地球化学勘探及资源远景评价[J]. 物探与化探, 2018, 42(1): 1-13.
Chun-Yan SUN, Hao ZHAO, Hui-Ce HE, Jian-Hua LI, Ming-Guo XIAO, Shi-Qiang ZHANG, Dong-Lin WANG, Yao TANG. Geochemical exploration and resource potential evaluation of biogenic gas in Dongting Lake Basin. Geophysical and Geochemical Exploration, 2018, 42(1): 1-13.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2018.1.01      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2018/V42/I1/1
特征 生物气类型
细菌成因气与菌解气 低成熟气
重烃含量 <0.5%,典型干气
干燥系数(C1/C1-C5) ≥99% 70%~99%
湿度系数(K=C1/(C2+C3)) ≥1 000 100~1 000
甲烷碳同位素δ13Cl <-55‰ -60‰~-46‰(腐殖型)
-55‰~-48‰(腐泥型)
甲烷氢同位素δD -250‰~-175‰
陆相环境δD<-190‰
海相环境δD>- 190 ‰
-271‰~-215‰
有机质成熟度Ro <0.3% 0.3%~0.6%
  生物气藏地球化学识别特征[7]
位置 气藏时代 深度/m δ13Cl/‰PDB 储量/1012 m3
美国 阿拉斯加库克湾 古近纪、新近纪 910~1 650 -63~-56 0.21
墨西哥湾 更新世 460~2 800 -69~-55 0.34
落基山盆地群 白垩纪—古近纪、新近纪 120~840 -72~-55
伊利诺伊 更新世 40 -84~-72
日本 新潟 古近纪、新近纪 100~1 000 -75~-65 0.13
意大利 波河、前亚平宁 古近纪、新近纪 400~1 830 -71~-55
德国 古近纪、新近纪 900~1 800 -72~-64
加拿大 南阿尔伯塔 白垩纪 300~1 000 -68~-60 5.6
前苏联 北威海 古近纪、新近纪 320~350 -72~-64
西伯利亚 白垩纪 700~1 300 -68~-58
斯特拉瓦波尔 白垩纪—古近纪、新近纪 200~1 200 -75~-37
北普里阿拉尔 古近纪、新近纪 300~500 -72~-63
特立尼达 古近纪、新近纪 890~3 350 -71~-64
波兰 喀尔巴阡 白垩纪—古近纪、新近纪
  世界生物气分布状况[22]
  中国生物气的分布状况[25]
时期 洞庭盆地 安乡凹陷 沅江凹陷
安乡县城
顶空气安乡异常带
酸解烃安乡异常带
酸解烃三仙湖异常带
酉港镇以西 南县县城
顶空气青树嘴
异常带,酸解烃
河坝镇异常带
草尾镇—杨罗洲—
南大膳,顶空气
草尾镇—茶盘洲—
四季红异常带
茈湖口—白马寺
地球化学异常显示分布 酸解烃强
顶空气强
酸解烃强
顶空气强
顶空气强
酸解烃弱
沉积期 Q2早期
(洞庭湖组)
断陷至第四纪最大
规模,整体接收沉积
50~80 m 50~100 m 70~80 m 40~100 m 70~80 m
Q1晚期
(汨罗组)
盆地统一断陷,局部
沉降强度不同
20~60 m 20~80 m,
北厚南薄
20~60 m,
西厚南薄
20~100 m,
西薄东厚
20~60 m,
南薄北厚
Q1早期
(华田组)
盆地局部发生断陷,
沉积范围扩大
50~140 m 10~50 m,
中间薄边缘厚
50~140 m 30~60 m
厚度较均匀
10~50 m
E3—N 隆起剥蚀,沉积间断
沉积期 E2
(新河口组)
持续接受沉积,
沉积中心转移
至沅江凹陷
沉积 沉积 沉积 阳罗-河心洲以东
最厚400 m
没有沉积
E2
(汉寿组)
沉积 沉积 沉积 冯家湾一带
厚达1 000 m
南塘-马劲山达
1 000 m
E2
(沅江组)
沉积 沉积 沉积 黄土包-河心洲-冯家湾
湘深17井厚474 m
南塘一带,湘深
27井535.5 m
E1
(桃源组)
沉积 沉积 沉积 湘深30井445 m
5井390 m
湘深27井153 m,
32井311.5 m
K2 整体断陷,接受沉积,
沉积中心位于
安乡凹陷
沉积中心,沉积厚度最大 沉积 沉积 沉积
钻井资料 ZK148(Q1-Q2)
ZK149(Q1缺失
华田组)
ZK138 ZK151、ZK153、ZK155、
ZK157Z、K158、ZK160、
ZK161、ZK165(Q1-Q2)
  洞庭盆地构造演化沉积厚度及地球化学异常分布[32-34]
  洞庭盆地及其周缘第四纪构造格局和第四系等厚图

断裂:F1—复兴厂断裂;F2—澧县断裂;F3—南县-黄山头断裂;F4—石首断裂;F5—公安-监利断裂;F6—砖桥断裂;F7—注滋口断裂;F8—洪湖-湘阴断裂;F9—雷公庙断裂;F10—渐水断裂;F11—周家店断裂;F12—常德-益阳断裂;F13—赤山隆起西断裂;F14—赤山隆起东断裂;F15—荣家湾断裂;F16—望城-石头铺断裂。构造单元:U1—武陵隆起;U2—雪峰隆起;U3—幕阜山隆起;U4—澧县凹陷;U5—临澧凹陷;U6—太阳山隆起;U7—安乡凹陷;U8—赤山隆起;U9—沅江凹陷;U10—华容隆起;U11—江汉盆地

  工区地球化学勘探采样点位
  洞庭盆地生物气及南海天然气水合物普查区实测地球化学指标特征比较
  洞庭盆地普查区域顶空气游离烃甲烷异常特征
  洞庭盆地第四纪沉积厚度与顶空气游离烃甲烷浓度异常分布
  洞庭盆地普查区酸解烃甲烷化探异常特征
  洞庭盆地第四纪沉积厚度与酸解烃甲烷浓度异常分布
  青树嘴—河坝镇详查区地球化学特征
  详查区顶空气游离烃(游离烃)甲烷异常特征
  洞庭湖青树嘴详查区第四纪沉积厚度与顶空气游离烃甲烷浓度异常分布
  详查区酸解烃甲烷化探异常特征
  洞庭湖青树嘴详查区第四纪沉积厚度与酸解烃甲烷浓度异常分布
  青树嘴详查区第四纪沉积厚度与地球化学指标浓度异常叠合
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