中扬子宜昌地区下寒武统水井沱组页岩现场解吸气特征及地质意义

摘要：

中扬子宜昌地区下寒武统水井沱组页岩具有良好的气体显示,是四川盆地外页岩气新的勘探区.通过对2口页岩气探井共64块水井沱组页岩的含气性现场解吸,测定了解吸气含量、气体组分、解吸气碳和氢稳定同位素组成,分析了解吸气组分变化、解吸过程中气态烃和二氧化碳同位素的变化,同时探讨了页岩气赋存状态、气体稳定同位素倒转特点及其地质意义.研究结果表明:水井沱组页岩现场解吸气含量为0.32～5.48 m3/t,连续含气量大干2 m3/t的地层厚44.05 m,含气性与TOC有很强的正相关性;解吸气甲烷含量为81.90％～95.48％,乙烷含量为0.78％～3.95％,含微量丙烷,为典型的干气;非烃气体中氮气含量稍高,平均约为6.7％,二氧化碳含量低于1％,不含H2S;吸附气占50％～60％,游离气占40％～50％.解吸早期吸附性弱的CH4和N2先脱附出来,吸附性强的C2H6和CO2后脱附出来,至解吸结束仍有相当量的C2H6和CO2未脱附出来.解吸过程中碳、氢同位素均发生变化,δ13 CCH4变化范围为-39.92‰～-25.86‰,δ13 CC2H6为-41.57‰～-39.34‰,δ13 CC3H8为-40.89‰～-35.46‰,δ13 CCO2为-23.42‰～-19.23‰;δDCH4为-136.90‰～-128.00‰,δDC2H6为-160.45‰～-155.30‰;由于同位素的质量分馏效应,解吸过程中残留的甲烷碳同位素增大了5.15‰～13.33‰,甲烷氢同位素增大1.64‰～8.90‰,乙烷碳、氢同位素和二氧化碳的碳同位素基本不变.气体碳同位素分馏还受页岩物性的影响,大的孔隙体积引起更显著的甲烷碳同位素分馏效果,同时还引起乙烷体积含量的差异.利用解吸半量体积所取气样的同位素值代表全部气体的平均值,δ13CH4平均值为-33.19‰,δ13C2～平均值为-40.04‰,δ13C3H8平均值为-39.07‰,页岩气表现出δ13 CCH4＞δ13CC2H6且δ13CC3H8＞δ13C2H6、δDC2H6＞δD2心的同位素“倒序”特征.与威远地区下寒武统筇竹寺组类似,宜昌地区水井沱组页岩气同样处于气态烃同位素反转阶段的早期,具有多源复合热成因气的特点.

关键词：页岩气、现场解吸、气体组分、碳同位素、氢同位素、下寒武统水井沱组、中扬子地区

所属期刊栏目：40

分类号：TE132.2(石油、天然气地质与勘探)

资助基金：国家科技重大专项;中国地质调查项目

在线出版日期：2019-09-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：941-955