氯化盐浓度对气源岩生成天然气组成的影响

The key issue influencing natural gas origin identification in saline lake basins is natural gas generation mechanism of source rocks under different chloride concentration. In order to solve this issue, the project plans to conduct the researches on the geological models of chloride concentration and composition of natural gas generated by source rocks, chloride concentration's effects on natural gas generation process of source rocks, and the quantitative or semi-quantitative relationship between chloride concentration and composition of natural gas generated by source rocks. Through analyses of the relationship between chloride concentration and natural gas composition of the typical gas reservoir in the Qaidam basin of northwestern China, simulation experiments of chloride concentration's influencing on gas generation process of source rocks, and comparison of natural gas composition in different saline lake basins, this project will build the geological model of natural gas origin of the typical gas reservoir in the saline lake basin, present a set of lab simulation methods of chloride concentration's effects on gas generation process, find chloride concentration's influencing mechanism on natural gas in saline lake basins, establish the quantitative or semi-quantitative model of chloride concentration and composition of natural gas generated by source rocks, and put forward natural gas origin identification indexes under different chloride concentration. The project achievements will be meaningful not only to solve one of difficulties of natural gas origin mechanism, but also to study on natural gas origin, formation and distribution in Mesozoic and Cenozoic saline lake basins in China.

围绕氯化盐浓度对气源岩生气过程与生成天然气组成的影响机制这一关键科学问题，项目主要开展氯化盐浓度与气源岩生成天然气组成特征的地质模型、氯化盐浓度对气源岩生气过程的影响以及氯化盐浓度与气源岩生成天然气组成特征的定量或半定量模型研究。以典型咸化湖盆气藏氯化盐浓度与天然气组成关系剖析为基础，以不同氯化盐浓度条件下气源岩生气模拟实验为关键技术，结合不同咸化程度湖盆气源岩生成天然气组成特征的对比，建立氯化盐浓度与气源岩生成天然气组成特征的地质模型、提出一套氯化盐浓度对干酪根生气过程影响的实验模拟方法、找出氯化盐浓度对气源岩生气过程的影响机制、建立氯化盐浓度与气源岩生成天然气组成特征的定量或半定量模型、提出不同氯化盐浓度条件下天然气成因的地球化学判识指标。项目力图解决氯化盐浓度对天然气形成机制的影响这一难题，为咸化湖盆天然气成因判识提供有效依据，促进该领域天然气形成与分布规律研究及资源预测。

柴达木盆地西部地区在古近纪-新近纪发育咸化湖盆，其烃源岩独具特点：有机质丰度较低、成熟度较低、有机质转化率高，并且形成的天然气具有干燥系数偏大、甲烷碳同位素偏重、轻烃组成中芳烃含量偏大、芳烃碳同位素偏重等特征，咸化湖盆的盐度条件与天然气的形成有密切关系。针对氯化盐浓度对气源岩生气机制和天然气组成的影响这一科学问题，本研究开展咸化湖盆气源岩生气过程和产物组成特征研究、建立氯化盐浓度与气源岩生成天然气组成的定量或半定量模型，提出不同氯化盐浓度条件下天然气成因的地球化学判识指标。.本研究得到主要成果如下：（1）盐度对烃源岩有机质丰度影响呈“三段型”的关系模式，中等盐度对应较高的有机质丰度，盐度过高或过低对应有机质丰度较低。高盐度对应的有机质类型往往好于低盐度。高盐度造成的还原环境对有机质成熟度参数有抑制作用，导致柴西烃源岩有机质成熟度普遍偏低。（2）Rock-Eval热解实验表明氯化盐的加入会增加烃源岩表观活化能，对烃源岩生烃有反催化作用，S2的生成量会降低。在黄金管-高压釜模拟系统中，高浓度氯化钠抑制烃类气体和CO2气体生成，但增加氢气产量。高浓度氯化钠在早期促进油生成，后期会降低油产量。高浓度氯化钠使得C1 和 C2-5表观活化能升高，而C6+表观活化能降低。氯化盐对生烃的催化与反催化作用主要是由电子诱导效应引起的。（3）结合柴西地区盐湖相地层天然气参数特征，建立了咸化湖盆天然气类型识别图版。柴西地区主力生烃层系为E31、E32、N1及N21，天然气以烃类气体为主。其中柴西北部主要为腐殖型气和混合气，柴西南部主要为腐泥型气，部分混合气和少量腐殖型气。.本研究极大推动了氯化盐浓度对天然气形成机制的影响这一科学问题的研究，可以为咸化湖盆天然气成因判识提供有效依据，从而促进该领域天然气形成与分布规律研究及资源预测，对推动咸化湖盆油气成藏理论和勘探开发具有重要意义。