同源常规-非常规天然气组分与同位素分馏差异及控制因素——以四川盆地石炭系黄龙组与志留系龙马溪组为例

作者：黄士鹏; 冯子齐; 姜华; 唐友军; **春; 吴伟; 戴金星^*

来源：长江大学学报(自然科学版), 2023, 20(05): 34-46.

DOI：10.16772/j.cnki.1673-1409.2023.05.005

• 常规天然气
• 页岩气
• 地球化学特征
• 控制因素
• 黄龙组
• 龙马溪组
• 四川盆地

当前中国已经进入常规-非常规油气并举勘探时代。四川盆地是我国最重要的天然气产区之一，常规、非常规气资源有序聚集。前人对相同烃源来源的石炭系黄龙组常规天然气(以下简称黄龙组天然气)和龙马溪组非常规页岩气(以下简称龙马溪组页岩气)地球化学组成差异及控制因素的研究较薄弱，为此通过大量的常规、非常规天然气组分、同位素和稀有气体组成分析，结合实际地质条件，对黄龙组天然气和龙马溪组页岩气地球化学组成差异进行了详细分析，并探讨了形成差异的控制因素，取得以下认识：(1)受成熟度、储层岩性、参与裂解物质等因素影响，同源的黄龙组天然气和龙马溪组页岩气组分和同位素组成差异明显；(2)黄龙组天然气CH4含量一般低于龙马溪组，而前者重烃气含量稍高，主要是由于成熟度差异导致；(3)龙马溪组页岩气中有机质热降解生成的H2S易与金属反应而被消耗掉，导致页岩气中不含H2S,黄龙组天然气中H2S应来源于有机质热降解；(4)黄龙组天然气CO2含量明显高于龙马溪组页岩气，与碳酸盐岩矿物高温分解关系密切，页岩中的N2含量低，是由于N2快速的运移扩散速率所导致；(5)成熟度越高，同源常规气与非常规气CH4碳同位素分馏程度越大，重烃气碳同位素也有类似特征，但是分馏程度没有CH4明显；(6)封闭体系内不同母质来源(干酪根、滞留油和湿气)裂解生成天然气的混合导致高-过成熟页岩气出现负碳同位素系列(δ13C1>δ13C2>δ13C3),而先期形成的伴生气与后期形成的原油裂解气混合是造成黄龙组天然气倒转(δ13C1>δ13C2<δ13C3)的主要原因。

• 单位
  中国石油勘探开发研究院; 油气资源与勘探技术教育部重点实验室; 中国石油大学（华东）; 长江大学