石油学报

作者：罗胜元, 陈孝红, 刘安, 李海, 孙冲

单位：1. 中国地质调查局武汉地质调查中心 湖北武汉 430205;2. 中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司勘探开发研究院石油地质测试中心 湖北武汉 430223

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

基金：罗胜元,男,1986年11月生,2009年获中国地质大学(武汉)学士学位,2014年获中国地质大学(武汉)矿产普查与勘探专业博士学位,现为中国地质调查局武汉地质调查中心工程师,主要从事页岩气、油气地质调查与研究工作。Email:loshyv@163.com

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，连续含气量大于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，δ13CCH4变化范围为-39.92 ‰~-25.86 ‰，δ13CC2H6为-41.57 ‰~-39.34 ‰，δ13CC3H8为-40.89 ‰~-35.46 ‰，δ13CCO2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，δ13CCH4平均值为-33.19 ‰，δ13CC2H6平均值为-40.04 ‰，δ13CC3H8平均值为-39.07 ‰，页岩气表现出δ13CCH4 > δ13CC2H6且δ13CC3H8 > δ13CC2H6、δDCH4 > δDC2H6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。

来源：2019年第8期

《石油学报》期刊编辑部

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