库车坳陷东部吐格尔明地区天然气地球化学特征及油气充注史

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.197

现代地质 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (04): 988-997.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.197

库车坳陷东部吐格尔明地区天然气地球化学特征及油气充注史

刘洋¹^,²(), 李贤庆¹^,²(), 赵光杰¹^,², 刘满仓³, 董才源³, 李谨³, 肖中尧⁴

1.中国矿业大学(北京) 煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京 100083
2.中国矿业大学(北京) 地球科学与测绘工程学院,北京 100083
3.中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院,北京 100083
4.中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院,新疆库尔勒 841000

收稿日期:2021-09-10 修回日期:2021-12-05 出版日期:2022-08-10 发布日期:2022-09-09
通讯作者: 李贤庆
作者简介:李贤庆,男,教授,博士生导师,1967年出生,矿产普查与勘探专业,主要从事煤油气地质、有机地球化学、有机岩石学的教学与科研工作。Email: lixq@cumtb.edu.cn。
刘洋,男,硕士研究生,1995年出生,地质工程专业,主要从事油气地质、地球化学研究。Email: 230334054@qq.com。
基金资助:
中国石油天然气股份有限公司科技项目(纵探T11083);国家科技重大专项(2016ZX05007-003);中央高校基本科研业务费专项资金项目(2020YJSMT02);中央高校基本科研业务费专项资金项目(2021YJSMT09)

Geochemical Characteristics of Natural Gas and Hydrocarbon Charging History of the Tugeerming Area in the Eastern Kuqa Depression

LIU Yang¹^,²(), LI Xianqing¹^,²(), ZHAO Guangjie¹^,², LIU Mancang³, DONG Caiyuan³, LI Jin³, XIAO Zhongyao⁴

1. State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining, China University of Mining and Technology (Beijing), Beijing 100083, China
2. College of Geoscience and Surveying Engineering, China University of Mining and Technology (Beijing), Beijing 100083, China
3. PetroChina Exploration and Development Research Institute,Beijing 100083, China
4. Research Institute of Exploration and Development, PetroChina Tarim Oilfield Company, Korla, Xinjiang 841000, China

Received:2021-09-10 Revised:2021-12-05 Online:2022-08-10 Published:2022-09-09
Contact: LI Xianqing

摘要/Abstract

摘要：

库车坳陷东部油气地质条件复杂,天然气成因与油气充注时间存在争议,油气充注史不明,制约其油气勘探进程。利用天然气组分、碳同位素组成、流体包裹体岩相学与均一温度等分析测试数据,结合沉积埋藏史及构造演化史,研究了库车坳陷东部吐格尔明地区天然气地球化学特征、天然气成因类型及油气充注时间,分析了油气充注成藏过程。结果表明:吐格尔明地区天然气组分以甲烷为主,甲烷含量为75.56%~90.11%,干燥系数为0.79~0.93;δ¹³C₁和δ¹³C₂值为-35.73‰~-33.80‰和-26.41‰~-25.30‰,天然气成因类型属于成熟阶段的煤成气。吐格尔明地区侏罗系砂岩储层发育两类流体包裹体,分别为黄色液态烃包裹体和蓝白色荧光的气液烃包裹体、灰色的气烃包裹体,表明该区存在两期油气充注,第一期为13~7 Ma的原油充注,第二期为2.6 Ma以来的天然气充注。康村组早中期,吐格尔明地区烃源岩形成的原油充注至宽缓背斜圈闭中保存;库车组晚期,侏罗系克孜勒努尔组与阳霞组发育良好的源储组合,天然气近距离充注成藏。

关键词: 库车坳陷东部, 吐格尔明地区, 天然气, 地球化学特征, 流体包裹体, 油气充注史

Abstract:

The oil and gas geological conditions in eastern Kuqa Depression are complex. The origin of natural gas, the time and history of oil and gas charging are disputed, which hampers regional oil and gas exploration. Based on the analyses on carbon isotope composition of natural gas, fluid inclusion petrography and homogenization temperature, and integrating the sedimentary/ burial history and tectonic evolution, the geochemical characteristics of natural gas and hydrocarbon accumulation process at Tugeerming area (eastern Kuqa depression) are revealed. The results show that methane is the main natural gas component at Tugeerming, with its content ranging from 75.56% to 90.11% and the dryness coefficient from 0.79 to 0.93. The δ¹³C₁ (-35.73% to -33.80‰) and δ¹³C₂ (-26.41‰ to -25.30‰) values suggest that the genetic type of natural gas is mature coal-derived gas. There are two types of inclusions in the Jurassic sandstone reservoirs at Tugeerming, i.e., yellow liquid hydrocarbon inclusions and bluish-white fluorescent gas-liquid hydrocarbon inclusions and gray gas-liquid hydrocarbon inclusions. This indicates two oil and gas charging stages at Tugeerming: (1) 13 Ma to 7 Ma crude oil charging, and (2) 2.6 Ma natural gas charging. In the Lower and Middle Kangcun Formation, the crude oil formed by source rocks at Tugeerming was charged into the wide and gentle anticlinal trap for preservation. In the Upper Kuqa Formation, the Jurassic Kezilenuer and Yangxia Formations developed good source-reservoir assemblage, with natural gas being charged at close distance to form the reservoirs in the Upper Kuqa Formation.

Key words: eastern Kuqa Depression, Tugeerming region, natural gas, geochemical characteristics, fluidinclusion, hydrocarbon charging history

中图分类号:

TE122

刘洋, 李贤庆, 赵光杰, 刘满仓, 董才源, 李谨, 肖中尧. 库车坳陷东部吐格尔明地区天然气地球化学特征及油气充注史[J]. 现代地质, 2022, 36(04): 988-997.

LIU Yang, LI Xianqing, ZHAO Guangjie, LIU Mancang, DONG Caiyuan, LI Jin, XIAO Zhongyao. Geochemical Characteristics of Natural Gas and Hydrocarbon Charging History of the Tugeerming Area in the Eastern Kuqa Depression[J]. Geoscience, 2022, 36(04): 988-997.

图/表 10

图1 库车坳陷东部油气藏分布、吐格尔明气藏剖面及地层柱状图(据文献[9]修改)

Fig.1 Distribution of oil and gas reservoirs in eastern Kuqa Depression, and the cross-section and stratigraphic column ofTugeerming reservoir (modified after ref. [9])

表1 吐格尔明地区天然气组分含量数据表

Table 1 Natural gas components at Tugeerming

井号	层位	深度/m	各组分含量/%					干燥系数 C₁/ $C 1 +$
井号	层位	深度/m	CH₄	C₂H₆	C₃H₈	N₂	CO₂	干燥系数 C₁/ $C 1 +$
吐东2	J₂kz	/	83.49	6.11	2.33	2.51	0.91	0.91
吐东2	J₂kz	/	75.56	14.10	5.30	2.44	1.50	0.79
吐东2	J₁y	/	86.90	7.65	1.83	0.02	2.34	0.89
吐东2	J₁a	4 171~4 175	80.00	12.00	6.00	1.00	1.00	0.81
吐东201	J₁a	/	87.00	8.00	3.50	1.50	0.80	0.81
吐东201	J₁a	/	89.89	6.21	1.44	2.11	0.18	0.92
吐东201	J₂kz	3 475~3 486	80.00	12.10	4.50	0.00	1.20	0.81
吐东201	J₁a	/	90.11	4.59	1.67	1.89	0.52	0.93

表1 吐格尔明地区天然气组分含量数据表

Table 1 Natural gas components at Tugeerming

井号	层位	深度/m	各组分含量/%					干燥系数 C₁/ $C 1 +$
井号	层位	深度/m	CH₄	C₂H₆	C₃H₈	N₂	CO₂	干燥系数 C₁/ $C 1 +$
吐东2	J₂kz	/	83.49	6.11	2.33	2.51	0.91	0.91
吐东2	J₂kz	/	75.56	14.10	5.30	2.44	1.50	0.79
吐东2	J₁y	/	86.90	7.65	1.83	0.02	2.34	0.89
吐东2	J₁a	4 171~4 175	80.00	12.00	6.00	1.00	1.00	0.81
吐东201	J₁a	/	87.00	8.00	3.50	1.50	0.80	0.81
吐东201	J₁a	/	89.89	6.21	1.44	2.11	0.18	0.92
吐东201	J₂kz	3 475~3 486	80.00	12.10	4.50	0.00	1.20	0.81
吐东201	J₁a	/	90.11	4.59	1.67	1.89	0.52	0.93

表2 吐格尔明地区天然气组分碳同位素组成数据表

Table 2 Carbon isotope compositions of natural gas components at Tugeerming

井号	层位	深度/m	天然气组分碳同位素组成/‰				天然气成熟度 (R_o)/%
井号	层位	深度/m	δ¹³C₁	δ¹³C₂	δ¹³C₃	δ¹³C₄	天然气成熟度 (R_o)/%
吐东2	J₂kz	/	-35.50	-25.87	-24.31	-22.78	0.80
吐东2	J₂kz	/	-35.73	-26.41	-25.11	-22.35	0.79
吐东2	J₁a	4 211~4 220	-34.12	-25.79	-22.40	-21.30	1.05
吐东2	J₁a	4 171~4 175	-33.80	-26.30	-25.50	-24.20	1.10
吐东201	J₂kz	3 475~3 486	-35.10	-25.80	-24.50	-25.10	1.00
吐东201	J₁a	/	-35.00	-25.30	-22.70	-22.60	0.91

图2 吐格尔明地区天然气碳同位素分布特征 (a)甲烷碳同位素分布直方图;(b)碳同位素分布曲线

Fig.2 Characteristics of carbon isotope distribution at Tugeerming

图3 吐格尔明地区天然气成因判别图版(部分数据来源于文献[5])

Fig.3 Genetic discrimination plot of natural gas at Tugeerming (some data from ref.[5])

图4 吐格尔明地区侏罗系砂岩储层样品流体包裹体镜下照片 (a)吐西1井,J1a,1 075 m,成带分布于切穿石英颗粒的微裂隙,液态烃包裹体,发黄色荧光;(b)吐西1井,J1y,1 074 m,分布在石英颗粒加大边微裂隙,为灰色的气态烃包裹体,单偏光;(c)吐西1井,J1y,1 308.2 m,分布在切穿石英颗粒加大边,发蓝白色荧光包裹体,紫外光;(d)吐格尔明29团,J1y,沿石英颗粒表面分布,气态烃包裹体,单偏光;(e)吐东2井,J1y,3 938.6 m,沿石英破裂愈合缝分布,气态烃包裹体。(f)吐东2井, J2kz,2 966.06 m,沿石英破裂愈合缝呈带分布,亮绿色荧光包裹体,紫外光

Fig.4 Microphotographs of fluid inclusions from Jurassic sandstone reservoir samples at Tugeerming

图5 吐格尔明地区侏罗系储层盐水包裹体均一温度分布直方图

Fig.5 Histogram of homogenization temperature of saline inclusions in Jurassic reservoirs at Tugeerming

图6 吐格尔明地区侏罗系储层含油包裹体丰度与深度关系

Fig.6 Relationship between the abundance of oil inclusions and depth of Jurassic reservoirs at Tugeerming

图7 吐东2井埋藏史与油气充注时间

Fig.7 Burial history and hydrocarbon charging time of Tudong 2 well

图8 吐格尔明地区油气充注成藏过程

Fig.8 Oil and gas charging and accumulation process at Tugeerming

参考文献 39

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Geochemical Characteristics of Natural Gas and Hydrocarbon Charging History of the Tugeerming Area in the Eastern Kuqa Depression

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