柴达木盆地北缘深层天然气形成和演化特征研究

柴达木盆地北缘天然气资源丰富,已有的天然气研究多集中在气体组分和碳同位素方面,尚未开展生烃动力学和碳同位素生烃动力学模拟研究，同时烃源岩中残留气方面也缺乏研究.本项目拟对柴达木北缘天然气进行系统采样分析,区分该地区天然气的成因类型和成熟度;选择柴北缘重要的烃源岩和原油样品，开展生烃动力学和同位素动力学研究,对比干酪根和原油裂解气的形成过程，定量描述天然气的形成和成藏过程；结合储层样品流体包裹体研究，获得深层气的成藏时间和期次信息；对烃源岩中残留气体进行研究，实现气源的直接对比，并检验生烃动力学研究结果的可靠性；综合盆地生烃演化史，判识柴北缘深层天然气气源、成因、成熟度，确定主生气期，为柴北缘深层天然气勘探提供理论依据。

本项基金研究内容包括四个方面主要内容：①天然气组分、碳氢同位素研究； ②储层流体包裹体研究；③生烃动力学和甲烷碳同位素动力学研究；④潜在烃源岩中残留气体组分和同位素研究；在执行基金的过程中，我们对这些内容进行了系统研究，完成设计中的任务，并获得了以下主要认识：.（1）通过对柴达木盆地北缘天然气的系统研究，发现柴达木盆地北缘天然气主体以煤型气为主，主要存在三种类型的天然气，其中存在一类天然气甲烷同位素特征异常重（重于-23‰），气源主要来自伊北凹陷，是目前勘探的一个新领域。.（2）针对柴北缘不同构造带，采集了流体包裹体样，开展了流体包裹体显微镜下观察，通过测试这些包裹体的均一温度，判断油包裹体的形成期次，并以此推断油成藏期。在冷湖构造带上冷湖三号构造带表现出两期成藏的特征，第一期的成藏时间为E1+2末期；第二期发生在上新世（E31）以来。冷湖四、五号构造带表现出两期成藏的特征，第一期的成藏时间为E3末；第二期发生在上新世（N23）以来。南八仙油气藏存在三期成藏形成的时间，第一期发生在E3时期，第二期成藏的时间为N1时期；第三期发生在上新世（N23）。.（3）对侏罗系两种重要烃源岩类型炭质泥岩（Ⅱ型有机质）和煤样（Ⅲ型有机质）以及马北106原油样品，开展了黄金管封闭体系生烃动力学模拟实验，获得了有关源岩和原油的动力学参数，并结合生烃史将实验模拟外推到地质条件，获得了不同生烃母质的成气演化特征，以及可能的PVT相态特征。.（4）对热模拟气体产物气态烃C1-C3碳同位素特征进行了系统研究，发现：气态烃碳同位素呈现出有规律变化，具有δ13C1< δ13C2<δ13C3的特点；热解气中甲烷、乙烷、丙烷碳同位素值均受热解温度影响，总的规律是随着热解温度的升高，碳同位素值先变轻后变重。通过天然气同位素分布特征结合裂解气同位素模拟实验，对不同构造带成藏时间进行研究，发现柴北缘绝大多数天然气属于晚期形成的高过熟气，天然气成藏主要发生在上新世后，即N23以来。.（5）应用所获取的生烃动力学参数，结合柴北缘地温史与埋藏史，对该区各个凹陷代表钻孔进行了逼近地质条件下成烃规律模拟。结果表明：昆特依凹陷N22中期进入生气阶段，主要生气期为N23，现今仍处于主要生气阶段；伊北凹陷N22为生气门限，主要生气期为N23，现在已经处于主生气晚期；赛什腾凹陷N22中期进入生气门限，主要生气期为N23现今.