加拿大西部前陆地区裂缝型储层的天然气同位素倒转：伪装的成熟页岩气

• 来源期刊: 石油地质科技动态
• 学科: 工学
• 关键词: 天然气同位素 西加拿大沉积盆地 裂缝型储层 倒转现象 页岩气 成熟度 陆地 西部
• 年，卷（期）: 2012,（1）
• 页码范围: 38-60
• 页数: 23页
• 分类号: TE122

摘要

西加拿大沉积盆地（WCSB）西部边缘附近前陆地区内的二叠和三叠系裂缝型碎屑岩一碳酸盐岩储层中的天然气存在同位素倒转现象（甲烷δ^13C〉乙烷δ^13C〉丙烷的δ^13C）。甲烷δ^13C值（-42-24％_00），天然气干燥程度和有机质成熟度（R_o〉2．2）都表明此处的天然气为成熟天然气，并且从东南向西北天然气的成熟度随着储层年代而逐渐增加。乙烷δ^13C值的范围在-44-25之间，而且在我们气田东北部同位素正常天然气中乙烷δ^13C值偏高。 为了解释西加拿大盆地前陆地区天然气发生同位素倒转的原因，我们使用了封闭系统页岩的概念，即同时对干酪根、石油和天然气加热，产生的天然气乙烷δ^13C较轻而甲烷的δ^13C重。在拉拉米造山运动引起的变形和逆冲断裂作用的期间，这些天然气从页岩中释放，并在脆性碎屑岩一碳酸盐岩裂缝型褶皱中聚集，形成一些极丰富的天然气藏。这些天然气实际上属于成熟页岩气。局部地区较高的H_2和CO_2丰度可能是富合硬石膏夹层和底层中硫酸盐热化学还原作用（TSR）的结果，形成的H_2和CO_2在构造运动过程中混合进了释放的页岩气中。未发现TSR会引起天然气的同位素倒转的证据。乙烷δ^13C的变化可能是不同地区在热史、天然气从页岩中释放的时间以及断层和褶皱发育时间上的差别引起的。研究区油田东北部和下伏泥盆系碳酸盐岩中的乙烷δ^13C值偏高（导致同位素正常天然气）可能反映了其属于一个比较开放的页岩系统，该系统中早期形成的天然气已经散失。我们认为，同位素倒转局限于封闭体系的成熟作用中，而且发生同位素倒转的程度很可能与页岩中残留气体的相对量有关。