0 引言
然而,前人的研究成果仅局限于地球物理方面的资料。前期研究主要是在台湾海峡盆地西部区域进行系统的地球化学取样,通过对有机地球化学指标(酸解烃、热释烃、土壤蚀变碳酸盐(ΔC)、芳烃及其衍生物总量及稠环芳烃)的测试,分析研究区海底沉积物中烃类的赋存状态及其地表响应特征,结果发现各项化探指标均显示该区油气渗漏活动的地表响应异常特征较明显,具有较好的油气勘探潜力,为指示深部油气藏的存在性提供了最直接的证据[9]。本研究在前期研究的基础,利用研究区海底沉积物的油气地球化学(酸解烃含量及其碳同位素组成特征)信息,研究台湾海峡盆地含油气系统中烃类渗漏体系的地表响应,探讨其烃类来源,进而判别下伏油气藏属性特征,为进一步油气勘探提供可靠的油气地球化学信息。
1 样品与实验
1.1 野外样品采集
本次台湾海峡油气地球化学研究区共部署地球化学调查站位160个(图1),主要分布于台湾海峡盆地的九龙江凹陷及晋江凹陷,以确定研究区的区域油气地球化学背景及异常特征。海上地球化学取样由上海海洋石油局第一海洋地质调查大队承担。除少数站位采用重力取样外,其余站位均采用活塞取样方式。取柱状样顶部向下85~100 cm段沉积物样品做酸解烃含量及稳定碳同位素分析。
图1
1.2 分析测试
海底沉积物样品预处理、酸解烃含量及其碳同位素组成等实验分析测试均按照《中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 6009-2003油气化探试样测定方法》完成。
2 结果与讨论
2.1 酸解烃组成特征
研究区样品中酸解烃C1~C5均有检出,其中以甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)和丙烷(C3H8)为主,丁烷和戊烷系列烃类含量极低,尤其是戊烷系列,只有少数样品有检出[9]。各站位样品的酸解烃指标含量具有CH4>C2H6>C3H8的特征。整个研究区样品酸解烃甲烷含量变化范围为1.50~258.00 μL/kg,平均值为83.90 μL/kg,变异系数为0.65;甲烷含量最高值的站位位于晋江凹陷。酸解烃乙烷的含量范围为0~25.00 μL/kg,平均值为 2.67 μL/kg,明显低于甲烷的含量,最高值位于九龙江凹陷内。酸解烃丙烷含量较酸解烃甲烷和乙烷含量更低,其变化范围为0~18.50 μL/kg,平均值为1.04 μL/kg,最高值同样位于九龙江凹陷。
2.2 酸解烃气体属性判别
表1为研究区海底沉积物样品酸解烃C1~C5气态烃属性综合统计。九龙江凹陷CH4含量为1.5~159.7 μL/kg,占总烃气C1~C5含量的55.0%~100%,属于干气(CH4含量> 95%)湿气(重烃C2+含量>5%)兼有型气体,其中湿气站位比例为37.78%。晋江凹陷的甲烷含量为5.7~258.0 μL/kg,占总烃气体的92.2%~99.4%,湿气站位数为总样品站位数的29.90%,表明该区酸解烃气体以干气为主,混有少量的湿气。
表1 台湾海峡盆地酸解烃气体含量及其属性
| 研究区 | CH4含量/(μL/kg) | C1~C5总含量/(μL/kg) | CH4含量比例/% | 湿气站位比例/% |
|---|---|---|---|---|
| 九龙江凹陷 | 1.5~159.7 | 1.5~269.4 | 55.0~100 | 37.78 |
| 晋江凹陷 | 5.7~258.0 | 5.8~264.0 | 92.2~99.4 | 29.90 |
| 总区域 | 1.5~258.0 | 1.5~269.4 | 55.0~100 | 28.75 |
注:总区域包括九龙江凹陷、晋江凹陷以及这两个凹陷外测线上布设的所有站位
2.3 酸解烃气体来源判别
图2
图3
图3
九龙江凹陷样品酸解烃w(C1)—w(C2)(a)和w(C2)—w(C3)(b)含量对比
注:源1的5个异常点从上到下依次为D26、D16、D9、D7和D21站位,源2的2个异常点从左到右依次为D15和D42站位
图4
总体而言,从酸解烃气体来源可以推断,整个研究区存在两个气体来源,推测可能来源于研究区内两套不同的烃源岩。这两个气源对研究区的两个凹陷的贡献不同,九龙江凹陷以源1为主,源2对该区存在一定的贡献;而晋江凹陷则主要为源2,源1对该凹陷海底表层沉积物样品酸解烃的贡献很小。
2.4 下伏油气藏属性判别
2.4.1 利用酸解烃气体含量判别下伏油气藏属性
w(C1)/[w(C2)+w(C3)]—w(C2/[w(C3)+w(C4)]十字交叉图可以很好地反应酸解烃气体及其下伏油气藏的属性[14]。从研究区所有酸解烃样品中重烃异常点的w(C1)/[w(C2)+w(C3)]—w(C2/[w(C3)+w(C4)]对比图(图5)可以看出,九龙江凹陷酸解烃异常点在图中分布于油型气区(OIL)和单一的干气区(SINGLE DRY GAS),其中图3中源1的5个异常点(D7、D9、D16、D21和D26站位)均位于油型气区(OIL),而另外2个异常站位(D15和D42站位)则位于干气区(SINGLE DRY GAS)。晋江凹陷的酸解烃异常点在图中均分布于干气区(SINGLE DRY GAS)及与凝析油区(CONDENSATE)的交界处,表明晋江凹陷的酸解烃气体来源以凝析油—干气为主。
图5
结合前面讨论的酸解烃气体的两个来源,以及酸解烃气体属性判别图(w(C1)/[w(C2)+w(C3)]—w(C2/[w(C3)+w(C4)]十字交叉图)的结果可以推断,台湾海峡研究区表层海底沉积物酸解烃气体存在两个烃源,其一为油型气,其二为单一的干气源。这两个源区的气体对九龙江凹陷的表层沉积物都有贡献,且以油型气为主,兼有少量的干气,而晋江凹陷的表层沉积物样品则主要来源于干气源;推测两个烃源可能是来自研究区内的两套不同的烃源岩。
2.4.2 利用酸解烃气体稳定碳同位素判别下伏油气藏属性
天然气甲烷稳定碳同位素为石油天然气属性判别的直接依据。因此,根据不同成因天然气甲烷的稳定碳同位素比值分布情况[15],可以直接对油气化探介质中的甲烷指标的来源进行准确的判别。
整个台湾海峡研究区样品酸解烃甲烷的δ13C值范围为-17.5‰~-34.5‰,属于深源气—热成因气(煤型气和油型气)范畴,其中九龙江凹陷海底表层沉积物样品酸解烃甲烷的δ13C值范围为-17.5‰~-31.6‰,属于深源气—煤型气范畴,代表这两种气体的混合;而晋江凹陷样品的酸解烃甲烷的δ13C值范围为-21‰~-34.5‰,属于煤型气和油型气(裂解气)范畴,且以煤型气为主。
2.4.3 结合酸解烃气体含量及稳定碳同位素判别下伏油气藏属性
甲烷δ13C值与w(C1)/[w(C2)+w(C3)]比值通常被用于判别气体的成因类型[16],而借助天然气甲烷δ13C值与w(C1)/[w(C2)+w(C3)]比值经验版图可以进一步准确地判别酸解烃气体属性。
图6为研究区所有站位酸解烃重烃(C2+)异常点的甲烷δ13C值与w(C1)/[w(C2)+w(C3)]关系图。从图中可以看出,九龙江凹陷的D15站位和D42站位位于煤型气(煤成气)偏向油型裂解气和煤成气区,其他5个异常站位则位于无机气范畴;而晋江凹陷的所有异常站位均位于凝析油伴生气和煤成气及煤成气的结合部位。由此表明九龙江凹陷的气源有两个(无机气和煤成气),而晋江凹陷酸解烃气体的来源为凝析油伴生气和煤成气。
图6
3 结论
1) 台湾海峡盆地西部坳陷晋江凹陷和九龙江凹陷含油气系统中存在两个气体来源。源1以油型气为主,源2以干气为主;其中源1为无机气和煤成气的混合气,源2为凝析油伴生气和煤成气的混合气。
2) 两个气源对研究区晋江凹陷和九龙江凹陷的贡献不同。九龙江凹陷以源1为主,源2对该区存在一定的贡献;而晋江凹陷则主要为源2,源1对该凹陷海底表层沉积物样品酸解烃的贡献很小。两个气源可能与研究区内存在的两套烃源岩有关。
致谢:
本次油气地球化学勘探的酸解烃指标(含量及稳定碳同位素比值)由中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所分析测试,感谢李武高级工程师和陈英伟高级工程师在数据处理方面给予的帮助。
参考文献
台湾海峡盆地油气地质条件与含油气系统研究
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DOI:10.3969/j.issn.1001-6112.2006.06.004
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Magsci
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台湾海峡盆地是位于台湾海峡及其相邻台湾西部的中、新生代叠合盆地。油气地质研究表明,烃源岩主要为古新统及始新统潮坪—澙湖相泥岩和中新统海陆过渡相炭质泥岩和海相泥岩,储层为古新统、始新统的潮下坪相砂岩及中新统三角洲相砂岩,区域盖层为中新统—第四系泥岩。东部坳陷和西部坳陷的油气地质条件存在明显的差异。含油气系统研究认为,台湾海峡盆地发育了古近系和中新统两套含油气系统,盆地西部主要发育古近系含油气系统,具有较好的油气资源前景;盆地东部主要发育中新统含油气系统,具有良好的油气资源前景。
台湾海峡盆地的地质构造特征及演化
[J].分析了台湾海峡盆地形成的区域地质背景,将其纳入东海和南海盆地形成的框架内考虑,研究其区域演化阶段和盆地演化特征.结果表明,以台湾海峡盆地为中心的包括南海北部陆缘和东海在内的中国东南沿海地区在古新世-始新世期间处于统一的边缘海盆构造背景之下,而自晚始新世起,南海北部大陆边缘与其北部的台湾海峡地区、东海逐渐走上了不同的演化道路,前者向非典型的被动大陆边缘演变,而后者则继续其自古新世-始新世以来的演化进程,形成了自古新世至晚中新世间的4个有序分布的裂陷盆地群和相应的盆间弧体系.台湾海峡盆地有两次独特的前陆盆地经历,分别发生于晚渐新世-早中新世和晚中新世末至今,并且以第二次前陆最为强烈.
台湾海峡盆地西部坳陷油气地球化学特征及其勘探远景评价
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<p>台湾海峡盆地一直被认为具有良好油气远景,然而以往的研究都是基于沉积学、地球物理学等方面的成果,尚缺少直接的钻探资料来证明其油气资源,或油气地球化学资料证明该区油气渗漏体系的存在与否。笔者拟通过该区的油气地球化学勘探普查,探索该区油气渗漏体系的存在性及其地表响应特征,为进一步的海域油气详查提供有力证据。结果表明,各项油气化探指标在该区均有一定的地表响应,为低背景场反映,表明研究区下伏地层中存在烃类渗漏现象;通过化探指标有效性遴选及综合异常评价,在九龙江凹陷和晋江凹陷共遴选了7个异常区,且均具有较好的油气远景,是下一步油气详查的优选靶区。</p>
化探技术在隐蔽油气藏勘探中的应用
[J].<p> 正确认识化探技术在隐蔽油气藏勘探中的有效性和总结成功的隐蔽油气藏勘探实例，对我国现阶段隐蔽油气藏勘探具有十分重要的作用和意义。选择渤海湾盆地临南某断块隐蔽油气藏，利用化探精查技术对研究区化探样品酸解烃甲烷、重烃指标地球化学场特征进行描述和研究：该区存在稳定的酸解烃甲烷[JP2]、重烃指标地球化学场，两酸解烃指标地球化学场亦具有良好的空间重现性，它们均以稳定的环状异常模式有效地指示了下伏断块隐蔽油气藏，该断块隐蔽油气藏的油气渗漏（油气微渗漏、夏口断层油气渗漏）与油气藏上方两酸解烃指标异常间存在着“因果”关系。鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地等地区油气化探实例说明：化探技术在这些地区隐蔽油气藏勘探中取得良好应用效果的基础是化探方法选择、有效化探指标的选取和组合、化探指标综合异常信息提取、探区相关石油地质认识等多种因素的紧密结合。临南断块隐蔽油气藏油气化探的研究认识和鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地等地区隐蔽油气藏的化探实例表明：化探技术可在隐蔽油气藏勘探中发挥重要作用。</p>
Application of statistical quality control measures for near-surface geochemical petroleum exploration
[J].
DOI:10.1016/S0098-3004(01)00026-7
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[本文引用: 1]
There are four major quality control measures that can apply to geochemical petroleum exploration data: statistical quality control charts, data reproducibility-Juran approach, ethane composition index, and hydrocarbon cross plots. Statistical quality control, or SQC, charts reflect the quality-performance of the analytical process composed of equipment, instrumentation, and operator technique. An unstable process is detected through assignable causes using SQC charts. Knowing data variability is paramount to tying geochemical data over time for in-fill samples and/or project extensions. The Juran approach is a statistical tool used to help determine the ability of a process to maintain itself within the limits of set specifications for reproducing geochemical data. Ethane composition index, or ECI, is a statistical calculation based on near-surface, light hydrocarbon measurements that help differentiate thermogenic, petroleum sources at depth. The ECI data are integrated with subsurface geological information, and/or seismic survey data to determine lower-risk drilling locations. Hydrocarbon cross plots are visual correlation techniques that compare two hydrocarbons within a similar hydrocarbon suite (e.g., ethane versus propane, benzene versus toluene, or 2-ring aromatics versus 3-ring aromatics). Cross plots help determine contamination, multiple petroleum sources, and low-quality data versus high-quality data indigenous to different geochemical exploration tools. When integrated with geomorphology, subsurface geology, and seismic survey data high-quality geochemical data provides beneficial information for developing a petroleum exploration model. High-quality data is the key to the successful application of geochemistry in petroleum exploration modeling. The ability to produce high-quality, geochemical data requires the application of quality control measures reflective of a well managed ISO 9000 quality system. Statistical quality control charts, Juran studies, and data cross plots are basic elements found within such a system. ISO 9000 is briefly discussed in Appendix A.
Geochemical prospecting of hydrocarbons in Frontier basins of India
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高精度地表油气化探技术的发展及应用——以济阳凹陷垛石桥地区土壤酸解烃为例
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[本文引用: 1]
酸解烃技术是油气化探的一个重要方法,在常规的油气化探中被普遍应用,然而多解性一直影响其应用效果。本文选择济阳凹陷垛石桥地区作为研究区,利用改进的酸解烃技术,分析研究区已知背景区和产油气区土壤中的酸解烃含量及其碳同位素特征,以验证改进酸解烃技术在复杂含油气区块油气化探工作中的有效性,为油气化探提供高精度的技术方法。研究结果表明,垛石桥地区地表土壤酸解烃中甲烷的含量受干扰因素较多,与下伏油气藏没有明显的对应关系;而乙烷和丙烷等重烃含量与下伏油气藏的对应关系较好,可以较好地揭示深部油气运移的贡献。另外,该地区土壤酸解烃的组成特征指示其深部油气源以油藏为主,部分为凝析油藏,与实际地质情况较为吻合,表明改进的酸解烃技术可以作为复杂含油气区块指示深部油气藏的有效化探方法。
Unmixing of complex soil gas hydrocarbons: concepts and application for hydrocarbon exploration (abstr)
[C]//
地表化探中甲烷稳定碳同位素的应用及存在问题
[J].<p>甲烷稳定碳同位素组成(<em>δ</em><sup>13</sup>C<sub>1</sub>)作为气态烃的示踪剂,是近地表油气化探中常用的判别烃类来源的方法.油气化探中分析土壤中不同赋存状态的烃类的甲烷稳定碳同位素,一直沿用有机地球化学中的标准来确定地表土壤中的烃类属何种成因,所获得的结果往往令人难以信服.通过对已知区近地表土壤不同赋存状态烃类的甲烷碳同位素特征分析,认为由于分馏现象、成壤母岩、运移机制等,近地表化探烃类异常的甲烷碳同位素有其自身的特点,在应用时应考虑甲烷碳同位素比值的干扰因素,从而把地表痕量轻烃稳定碳同位素与地下深部油气建立相应的联系,反映真假异常,提高油气化探异常的可信度.</p>
