海拉爾呼和湖凹陷和10井天然氣成因類型評價

關(guān) 大 偉

（東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院， 黑龍江 大慶 163318）

海拉爾呼和湖凹陷和10井天然氣成因類型評價

關(guān) 大 偉

（東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院， 黑龍江 大慶 163318）

近年來的呼和湖凹陷投入了大量的勘探工作，先后完成11口探井，均未獲得重大突破，2009年位于凹陷中部的和 10井試油獲得工業(yè)油氣流，表明了呼和湖凹陷具有良好的油氣資源潛力，尤其是天然氣資源潛力更為可觀。但由于研究區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，且存在多套煤系地層，多套烴源巖及生儲蓋組合，油和氣的源巖還不確定。通過和10井天然氣的地化特征及碳同位素及同位素示蹤氣-源對比，認為本區(qū)天然氣為濕氣，介于油型氣和煤型氣之間，偏向油型氣，為混合氣。

海拉爾；呼和湖；天然氣；成因類型。

呼和湖凹陷位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾盟新巴爾虎左旗，在構(gòu)造上屬于海拉爾盆地的東部斷陷帶，是一個“東斷西超”的白堊紀箕狀斷陷，呈北東向展布。凹陷東與錫林貝爾凸起相接，西與巴彥山隆起毗鄰，北部與伊敏凹陷接壤相連，往南隔國境與蒙古國巴音戈壁凹陷相望[1,2]（圖1）。

圖1 呼和湖凹陷地理位置圖Fig.1 The geographic drawing of site of Huerhu depression

整個凹陷東北窄、西南寬，長約90～100 km，寬約10～40 km，總面積約3 500 km2。凹陷基底為中上古生界（Pz2-Pz3）淺變質(zhì)巖，蓋層由上到下分別為第四系、第三系、青元崗組、伊敏組、大磨拐河組、南屯組及銅缽廟組，主要含油巖系為下白堊統(tǒng)的南屯組、大磨拐河組和銅缽廟組，凹陷基底最大埋深達5 000 m以上[3]。

呼和湖凹陷具有良好的油氣成藏條件和資源潛力。2009年，該斷陷和10井試油，于南二段1 824～1 831.2m處，射開7.2 m/3層灰色熒光砂質(zhì)礫巖，壓后抽汲，折日產(chǎn)油3.84 m3，折日產(chǎn)氣39 854 m3工業(yè)油氣流，充分展示了呼和湖凹陷良好的勘探前景和潛在的資源潛力。

1 氣源對比

1.1 和10井天然氣地球化學(xué)特征

（1）天然氣組成特征

從和10井天然氣的地化組分看（表1），C1/C1～5=0.862，屬于典型的濕氣。C1=83.05 %，C2～C5=13.30%。C1/C2=11.31，C2/C3= 1.58，iC4/nC4= 1.02。近源、成熟階段的濕氣。

表1 和10井天然氣地球化學(xué)特征Table 1 The geochemical features of He10 well gas %

（2）天然氣碳同位素組成

和10井天然氣乙烷到戊烷的13C同位素含量在-28.1‰～-25.8‰之（表2）間，與本區(qū)飽和烴與原油和源巖的13C同位素含量（在-22.4‰～-34.34‰之間，平均值-26.98‰）基本一致。

表2 和10井天然氣地球化學(xué)特征Table 2 The geochemical features of He10 well gas

（3）和10井天然氣類型判識

和 10井天然氣碳同位素組成不是典型的煤型氣，介于油型氣與煤型氣之間，屬于混合氣（表3）。重?zé)N氣含量高，典型濕氣。南二段源巖正處于成熟階段。指示天然氣近源特征。

表3 和10井天然氣碳同位素組成Table 3 The carbon isotope composition of He10 well gas

1.2 氣-巖對比的同位素示蹤研究

目前用于氣-巖對比的地球化學(xué)參數(shù)有：碳氫穩(wěn)定同位素組成、輕烴和生物標志物的相對組成或絕對定量分析、稀有氣體同位素組成等[4～6]。

天然氣的碳同位素組成主要受母質(zhì)類型、演化程度的制約（Stahl，1975；徐水昌等，1994）和運移、混源效應(yīng)的影響[4]（戴金星，1992）。Stahl（1975）綜合研究西北歐和北美的天然氣甲烷碳同位素組成和對應(yīng)源巖有機質(zhì)類型和熱演化程度后，提出了天然氣甲烷碳同位素（δ13C1）與其相應(yīng)源巖的演化程度（鏡質(zhì)體反射率Ro）之間的相關(guān)關(guān)系式，表達為[6]： 煤型氣：δ13C1（‰）=8.6 log（Ro）-28.0

油型氣：δ13C1（‰）=14.8 log（Ro）-41.0

利用上面公式和研究區(qū)Ro值計算天然氣甲烷δ13C值，將和10井天然氣中甲烷δ13C值投在判別圖版中，可見甲烷δ13C值落在油型氣和煤型氣之間，偏向油型氣，為混合氣（圖2）。

圖2 呼和湖凹陷天然氣甲烷δ13C計算值判別圖版Fig.2 The discriminant chart of the gas methane δ13C calculated value of Huerhu depression

上述兩個方程說明，甲烷碳同位素組成決定于成氣母質(zhì)特征和母質(zhì)的熱演化程度，隨熱演化程度增大，甲烷中13C富集程度增大，半對數(shù)關(guān)系表明這種13C增大的趨勢在低演化階段最明顯，隨成熟度增大而減緩。Stahl（1975）的公式既是早期判識煤型氣、油型氣的主要依據(jù)，也是進行氣源巖追索、對比最主要的手段。

圖3 δ13CH4與C1/（C2+C3）天然氣成因判斷模板Fig.3 The discriminant template of the gas cause of δ13CH4and C1/（C2+C3）

圖4 δ13C1與δ13C2天然氣成因判斷模板Fig.4 The discriminant template of the gas cause of δ13C1and δ13C2

戴金星（1990）研究了我國若干含油氣區(qū)天然氣中烷烴氣氫同位素與源巖成熟度的關(guān)系，指出當有機物類型基本相似時，δD值明顯有隨源巖成熟度增大而增大的趨勢。但通常認為烷烴氣的氫同位素首先受制約于沉積環(huán)境，其次才是成熟度的影響。

利用戴金星δ13CH4與C1/（C2+C3）天然氣成因判斷模板（圖3）及張義鋼模板（圖4）分析呼和湖凹陷和10井天然氣類型，可見和10井天然氣主要為凝析油伴生氣和煤型氣的混合氣。

2 結(jié) 論

（1）呼和湖凹陷發(fā)育良好烴源巖和煤系地層，有多套生儲蓋組合，和10井發(fā)現(xiàn)工業(yè)油氣流，表明了該凹陷可觀的資源潛力；

（2）研究區(qū)南二段天然氣為近源、成熟階段的濕氣，其碳同位素組成不是典型的煤型氣，介于油型氣與煤型氣之間，屬于混合氣；

（3）利用Stahl公式以及戴金星、張義鋼的天然氣成因判別圖版，和10井天然氣主要為凝析油伴生氣和煤型氣的混合氣。

［1］王青海，陳守田,等.海拉爾盆地油氣勘探開發(fā)前景[J].中國石油勘探,2002，7(3):16-19.

［2］陳均亮，吳河勇，朱德豐,等.海拉爾盆地構(gòu)造演化及油氣勘探前景[J].地質(zhì)科學(xué),2007，42(1):147-159.

［3］曹瑞成，李軍輝，盧雙舫,等.海拉爾盆地呼和湖凹陷白堊系層序地層特征及沉積演化[J].吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版).2010，40(3):535-541.

［4］戴金星，王庭斌，宋巖,等．中國大中型天然氣田形成條件與分布規(guī)律[M]．北京：地質(zhì)出版社,1997:25-60.

［5］盧雙舫，王子文，劉曉艷,等．海拉爾盆地呼和湖凹陷有機質(zhì)原始生烴潛力和原始豐度的恢復(fù)[J]．大慶石油學(xué)院學(xué)報，1995，19（1）.

［6］楊子榮，張艷飛，姚遠,等.海拉爾盆地呼和湖凹陷煤層氣資源潛力分析[J].煤田地質(zhì)與勘探,2008，36(2):15-18.

Evaluation on Natural Gas Genetic Types of He10 Well in Huhehu Depression of Hailar

GUAN Da-wei
（Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318, China）

In recent years, a lot of prospecting work in Huerhu depression was carried out, 11 exploratory wells were finished, but no one gained major breakthrough. The oil testing of He10 well located in central depression acquired industrial oil and gas flow in 2009,which indicated that Huerhu depression has good oil and gas resource potential, especially the gas resources potential is even more considerable. But as the geological structure of the research area is very complicated, and it exists many coal measure strata and many source rock and source-reservoir-cap combination, and the source rock of oil and gas is not sure yet. Through comparison of geochemical features and the carbon isotope and the isotopic tracing gas source of He10 well gas, it’s concluded that the gas of the area is the wet gas that is between oil type gas and coal type gas and is biased toward oil type gas and is the gas mixture.

Hailar; Huhehu; Gas; Genetic type

TE122

A

1671-0460（2014）11-2291-02

2014-04-08

關(guān)大偉（1982-），男，黑龍江大慶人，碩士學(xué)位，2014年畢業(yè)于東北石油大學(xué)，油氣田開發(fā)地質(zhì)。E-mail：32209121@qq.com。

關(guān) 鍵 詞：海拉爾；呼和湖；天然氣；成因類型