吳紅燭，黃志龍，裴健翔，童傳新，朱建成，劉 平，朱珊珊

(1.中國石油大學 油氣資源與探測國家重點實驗室，北京 102249； 2.浙江省地球物理地球化學勘查院，杭州 310005； 3.中國海洋石油總公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057)

鶯歌海盆地底辟帶DF區(qū)天然氣地球化學特征差異及其成因

吳紅燭1,2，黃志龍1，裴健翔3，童傳新3，朱建成3，劉 平3，朱珊珊3

(1.中國石油大學 油氣資源與探測國家重點實驗室，北京 102249； 2.浙江省地球物理地球化學勘查院，杭州 310005； 3.中國海洋石油總公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057)

以現(xiàn)代天然氣地質學理論為指導，綜合運用天然氣地球化學分析技術、流體包裹體技術及油氣成藏儲層示蹤技術，對鶯歌海盆地中央底辟區(qū)中深層高溫高壓帶天然氣地球化學特征、成因類型、充注期次、碳同位素序列局部倒轉的成因及縱橫向天然氣地球化學特征差異形成原因進行了研究。結果表明：高溫超壓帶內天然氣皆為熱成因煤型氣，其烷烴氣碳同位素系列局部倒轉是多期次不同成熟度天然氣混合所致；高溫超壓帶內存在4期流體充注，前2期為成熟—高成熟烷烴氣，后2期為高—過成熟烷烴氣和無機成因CO2，且高—過成熟天然氣充注期早于無機成因CO2；底辟活動影響強度差異及天然氣運移通道類型和發(fā)育方式不同，是形成不同地區(qū)高溫高壓帶天然氣地球化學特征差異的主要原因，底辟多期活動和超壓帶周期性愈合導致D1-1底辟核部區(qū)及其周緣D13-1區(qū)高溫高壓帶內、外天然氣地球化學特征差異。

多期混合作用；碳同位素倒轉序列；高溫高壓帶；底辟帶DF區(qū)；鶯歌海盆地

鶯歌海盆地中央底辟帶具有優(yōu)越的天然氣成藏條件[1]，目前已在盆地異常高溫高壓帶(壓力系數(shù)>1.8)外部鶯歌海組二段上部—樂東組(稱淺層)中發(fā)現(xiàn)了大量油氣，這些天然氣成分復雜，具有成藏期近、成藏時間短[2-3]及高溫幕式充注[4]等特點。近年來，鶯歌海盆地天然氣勘探方向逐漸轉向中深層異常高溫高壓領域，有學者認為盆地中壓力系數(shù)大于1.8的強超壓區(qū)天然氣難以成藏[5]。目前D11、D14和W1等井先后在D1-1、D13-1和D13-2區(qū)高溫高壓帶黃流組和梅山組大型疊置海底扇砂體儲層中，獲得重大天然氣突破[6-9]。筆者通過對比分析D1-1、D13-1、D13-2氣田高溫超壓帶內外天然氣組分和同位素特征、氣藏儲層包裹體均一溫度及黏土礦物含量資料，結合前人成果，對盆地中央底辟區(qū)中深層高溫超壓帶天然氣成因類型、充注期次、碳同位素序列局部倒轉的成因及縱橫向天然氣地球化學特征差異形成原因進行了研究，以期豐富高溫高壓帶天然氣成藏理論。

1 區(qū)域地質概況

鶯歌海盆地是在前古近系基底上發(fā)育的新生代高溫高壓盆地，盆地以①號斷裂和黑水河大斷裂為界，可劃分為3個一級構造單元：鶯東斜坡、鶯西斜坡、中央坳陷(圖1)。其中，中央坳陷內的鶯歌海凹陷發(fā)育5排底辟構造(底辟構造所在區(qū)域稱為中央底辟帶)，研究區(qū)位于底辟帶北部，包括D1-1底辟核部區(qū)及底辟波及區(qū)的D13-1、D13-2和D13-2w區(qū)(圖1)，目的層位黃流組(N1h)和梅山組(N1m)處于高溫超壓帶。前人研究表明，盆地存在2套氣源巖：漸新統(tǒng)崖城組和中新統(tǒng)三亞—梅山組[10-11]。崖城組是一套海岸平原含煤烴源巖，在臨高地區(qū)及其東北可能有分布。中新統(tǒng)烴源巖主要分布于中央坳陷區(qū)，是底辟區(qū)淺層氣田的主要氣源巖。截至2012年底，研究區(qū)內成功鉆探20余口高溫高壓探井，在異常高溫高壓帶發(fā)現(xiàn)大量巖性氣藏和構造—巖性氣藏。

2 天然氣地球化學特征及其差異

2.1 天然氣組分特征及其差異

中央底辟區(qū)高溫超壓帶天然氣組分由烴類和非烴類2部分組成，其組成特征與淺層天然氣相同(表1)：(1)天然氣組成中甲烷和二氧化碳含量差異大：底辟核部區(qū)D1-1氣田及其周緣D13-1氣田天然氣甲烷和CO2含量變化范圍寬(與該氣田淺層N2y天然氣特征相似)，甲烷含量為22.21%～84.66%，二氧化碳含量為1.94%～69.40%；距離D1-1較遠的D13-2氣田天然氣組分變化范圍相對較窄，以烴類為主，CO2含量低；D29-1氣田超壓帶內天然氣組成與淺層的相似，以低烴類含量和高CO2含量為特征。(2)重烴含量低，一般不超過3.0%，且隨碳數(shù)增加，重烴含量逐漸降低。(3)天然氣干燥系數(shù)(C1/C1～5)介于0.95～0.99，大都屬典型干氣。(4)天然氣中N2含量介于1.31%～30.15%，多數(shù)氣藏中N2含量大于5.0%。

圖1 鶯歌海盆地區(qū)域構造劃分與地層柱狀圖 據(jù)中海油湛江油田分公司(1999), 略修改。

2.2 天然氣組分同位素特征及其差異

與淺層天然氣相比，中深層高溫超壓帶內天然氣組分碳同位素具有如下特征(表1)：(1)甲烷碳同位素(δ13C1)分布范圍較窄(-39.27‰～-30.28‰)，重δ13C1樣品更多，未見小于-40.0‰樣品，表明中深層高成熟度天然氣會更多；(2)乙烷和丙烷碳同位素分布范圍明顯較寬，超壓帶內天然氣δ13C2為-24.0‰～-27.0‰，δ13C3為-23.0‰～-27.0‰，δ13C2和δ13C3較中淺層天然氣偏輕1.0‰～2.0‰，且有較多的樣品δ13C2、δ13C3小于-27.0‰，反映深部氣源貢獻更大；(3)超壓帶內天然氣δ13CCO2為-20.0‰～0‰，與淺層的基本相同，具有機和無機2種成因。

不同地區(qū)高溫超壓帶內天然氣組分碳同位素還具有差異：底辟波及區(qū)D13-2氣田天然氣δ13C1明顯輕于底辟核部D1-1氣田及其周緣的D13-1氣田天然氣(表1)；D13-2氣田天然氣δ13CCO2值多小于-10.0‰(表1)，以有機成因為主，D13-1氣田和D1-1氣田天然氣δ13CCO2為-10.5‰～-0.65‰，多數(shù)樣品大于-6.0‰，為無機成因。說明距離底辟較遠的D13-2氣田可能是一個相對獨立的成藏單元，受底辟影響很弱。

此外，高溫超壓帶內的天然氣多見碳同位素局部倒轉序列，但倒轉天然氣樣品數(shù)在不同地區(qū)分布也有差異；底辟核部D1-1氣田天然氣多數(shù)樣品局部倒轉，底辟周緣D13-1氣田部分樣品局部倒轉，距離底辟區(qū)較遠的D13-2氣田則以正序列為主(表1)。

表1 鶯歌海盆地D區(qū)淺層與高溫高壓帶天然氣組分、碳同位素特征統(tǒng)計

*表示未檢測到C4烷烴氣。

圖2 鶯歌海盆地中央底辟區(qū)中深層高溫超壓帶內烷烴氣類型及二氧化碳成因

3 天然氣地化特征差異形成原因

3.1 天然氣成因類型分析

戴金星等[12]認為δ13C2>-27.5‰的烷烴氣是煤成氣，δ13C2<-29.0‰的是油型氣；王世謙[13]、張士亞等[14]、剛文哲等[15]指出煤型氣δ13C2>-29.0‰。而研究區(qū)中深層超壓帶內的天然氣δ13C2介于-28.79‰～-22.32‰，若采用董偉良等[16]的鶯—瓊盆地煤型氣劃分標準(δ13C2>-28.0‰)，則D13-2氣田的W4氣藏和D11氣藏天然氣為油型氣(δ13C2<-28.0‰)，這與研究區(qū)源巖有機質類型為Ⅲ型的事實相悖，因此，筆者認為研究區(qū)煤型氣劃分標準定為δ13C2>-29.0‰更合適(圖2a)。此外，天然氣iC4/nC4比值大小也能反映其成因類型，煤型氣該值一般大于0.8[17]，研究區(qū)天然氣主要是煤型氣(圖2b)。天然氣δ13C1皆大于-40.0‰，δ13C2-δ13C1為4.6‰～11.9‰，不難判斷其應為熱成因氣。

研究區(qū)各氣藏中，CO2氣體含量和同位素特征差異較大。D1-1和D13-1氣田超壓帶內的δ13CCO2介于-9.37‰～0.65‰(一般重于-6.0‰)，CO2含量都在20%以上(圖2c)，屬于典型的無機成因氣；而D13-2氣田超壓帶內CO2以有機成因為主(δ13CCO2偏輕，一般小于-10‰)，其含量低，一般不足2%，與富甲烷烴類氣體伴生。

3.2 天然氣來源與期次剖析

3.2.1 高溫超壓帶內天然氣來源

根據(jù)沈平等[18]建立的鶯—瓊盆地δ13C1-Rc關系方程(δ13C1=60.21 logRc-36.24)和鶯歌海盆地氣源巖埋深D-Rc關系方程(D=4 801.7 logRc+3 666.2)，東方區(qū)高溫高壓帶天然氣主力氣源Rc為0.89%～1.26%，埋深為3 400～4 100 m，即烴類主要來自黃流組和梅一段上部泥巖，這顯然與本地區(qū)地質實際情況不符。利用“九五”梅山組巖樣測定結果建立的鶯—瓊盆地δ13C1-Rc關系方程(δ13C1=10.388Rc-47.864)計算，發(fā)現(xiàn)其Rc值較沈平等[18]公式計算結果略高，D1-1和D13-1氣田黃流組和梅山組天然氣為高成熟氣(對應Rc值為1.34%～1.69%)，D13-2氣田黃流組天然氣為成熟—高成熟氣(對應Rc值多介于0.83%～1.43%)，推測其主力氣源巖為梅山組泥巖，這與“十一五”研究成果“烴類主要來自梅山組”和前人[2,6-7,19]研究認識基本一致，也符合東方區(qū)成藏期近和幕式充注的地質條件。東方區(qū)目前尚無中新統(tǒng)三亞—梅山組泥巖鏡質體反射率數(shù)據(jù)，但盆地高溫高壓帶源巖演化受強超壓抑制作用已被證實[11]。采用中央凹陷D1、鄰區(qū)LD22-1-7和受超壓抑制作用明顯的LD30-1-1A[20]3口井泥巖Ro與深度關系，推測東方地區(qū)(不論是底辟區(qū)還是底辟波及區(qū))埋深小于4 000 m的黃流組泥巖Ro不足0.75%(圖3)。因此，中央底辟區(qū)深層超壓帶內天然氣主要來自深部梅山—三亞組烴源巖或漸新統(tǒng)烴源巖，鶯—黃組烴源巖貢獻較小。

圖3 鶯歌海盆地中央底辟區(qū)中深層高溫 超壓帶內天然氣成熟度與泥巖成熟度對比

3.2.2 高溫超壓帶內天然氣充注期次

D12井黃流組Ⅲ氣組儲層包裹體均一溫度表明，該氣藏至少存在2期流體充注(圖4a)。從氣藏現(xiàn)今的天然氣組分含量和同位素來看，這2期流體是以烷烴氣為主，CO2含量低，2期天然氣混合充注也導致了該氣藏烷烴氣碳同位素的局部倒轉(表1)。此外，從D12井黏土礦物中伊利石含量、伊—蒙混層中蒙脫石含量隨深度演化關系看，氣藏所在儲層的伊利石含量(<35%)明顯低于周圍的泥巖(>42%)，伊—蒙混層中蒙脫石含量(約20%)高于圍巖(<10%)，這與該氣藏存在早期天然氣充注、抑制了儲層黏土礦物的轉化是密切相關的。

D13-1氣田E4井黃流組Ⅰ氣組和E6井黃流組Ⅱ氣組儲層包裹體均一溫度顯示，這2個氣藏存在3期流體充注(圖4b, c)，第三期流體是以無機成因二氧化碳(δ13CCO2>-4.0‰)為主(表1)，氣藏CO2含量皆大于40%，它對應于郝芳等[4]分析的D1-1淺層氣田第四期充注流體，即CO2為最后一期充注。該氣藏δ13CCO2>-4.0‰，可能是深部無機碳酸鹽巖分解形成的，這期流體充注時溫度很高(>190 ℃)，導致氣層段儲層黏土礦物轉化異常，即黏土礦物中伊利石含量明顯高于周圍的泥巖。

超壓帶內δ13C1>-34.0‰的天然氣(對應Rc>1.33%)既有與無機成因CO2伴生的，也有與有機成因CO2共生的(CO2含量都不高)(圖5, 表1)，表明存在一期δ13C1>-34.0‰的高—過成熟烷烴氣的充注，這期天然氣與無機CO2(對應郝芳等[4]認為的第四期天然氣)并非同一期充注的，它也有別于D1-1中淺層氣田第二和第三期流體(據(jù)郝芳等[4]研究，其δ13C1介于-40.0‰～-36.0‰)。前人研究也指出，中央底辟區(qū)烷烴氣充注早，無機CO2為晚期充注[2,4]，充注期在距今0.4 Ma之后[6]。綜合分析認為，盆地深層超壓帶存在4期充注，其中，前3期為熱成因烷烴氣充注，高—過成熟天然氣和無機CO2為最晚的2期，但高—過成熟天然氣充注要早于無機成因CO2。

3.3 天然氣碳同位素倒轉成因

有機成因天然氣碳同位素序列局部倒轉成因有4種[21-24]：(1)烷烴氣的某一或某些組分被細菌氧化；(2)有機成因氣與無機成因氣混合；(3)油型氣與煤型氣混合；(4)同源不同期氣或同期不同源氣的混合。

圖4 鶯歌海盆地中央底辟區(qū)深層高溫超壓帶內氣藏儲層包裹體均一溫度

圖5 鶯歌海盆地中央底辟區(qū)深層高溫超壓帶內天然氣充注期次分析

3.3.1 倒轉不是某組分被細菌氧化所致

目前，這些碳同位素倒轉的天然氣，隨碳數(shù)增大其烷烴氣含量依次減小，故其碳同位素倒轉不是細菌氧化作用造成的。并且很多倒轉序列氣藏埋深大于2 000 m，氣藏溫度在95～145 ℃之間，缺乏細菌氧化作用存在的條件。此外，在生物降解過程中，丙烷含量的降低速度較異丁烷的大得多。根據(jù)天然氣C2/iC4-C2/C3關系圖(圖6a)不難看出，中深層超壓帶天然氣并未遭受過生物降解，其組分含量的變化主要是熱成熟度變化引起的。

3.3.2 倒轉不是有機與無機烷烴氣的混合

有機與無機成因氣δ13C1一般為-30.0‰[21]，且無機成因氣烷烴碳同位素系列完全倒轉(即δ13C1>δ13C2>δ13C3>δ13C4)[17]。目前，鶯歌海盆地所發(fā)現(xiàn)的天然氣δ13C1皆輕于-30.0‰，也不存在完全倒轉的碳同位素系列，說明并不存在無機成因烷烴氣。

3.3.3 倒轉不是油型氣與煤型氣的混合

目前，在盆地中央底辟區(qū)淺層和中深層高溫高壓帶內所發(fā)現(xiàn)的天然氣，其δ13C2>-29.0‰，多數(shù)樣品的δ13C2>-27.0‰，主要為煤型氣，不存在確切的油型氣(表1)。此外，中新統(tǒng)和漸新統(tǒng)烴源巖有機質類型皆為腐殖型[11]，缺乏腐泥型有機質，即不具備油型氣形成的物質基礎。因此，油型氣和煤型氣混合也不是導致研究區(qū)天然氣碳同位素倒轉的主要原因。

3.3.4 倒轉是多期混合作用的結果

按照James混合氣判識方程，D1-1氣田黃流—梅山組和D13-1氣田黃流組天然氣皆落在高演化階段天然氣混入?yún)^(qū)，D13-2氣田黃流組天然氣則處于低演化階段天然氣混入?yún)^(qū)(圖6b)，即3個氣田的天然氣是不同成熟度天然氣混合形成的。前文研究表明，深層超壓帶內存在3期烴類充注，前2期成熟度相對較低，后1期為高—過成熟天然氣。此外，前人研究也顯示D1-1氣田中淺層至少有3期流體充注，前2期充注流體以CH4為主，僅含少量有機CO2，并且第二期烴類碳同位素重于第一期[19]。因此，東方地區(qū)存在多期富甲烷天然氣充注，且各期天然氣成熟度有較大差異，這可能是導致研究區(qū)碳同位素倒轉的主要原因。

3.4 天然氣地化特征分布差異的成因

3.4.1 天然氣地化特征平面差異及其成因

前文已述，底辟核部D1-1區(qū)和D13-1區(qū)存在4期天然氣充注。而D13-2區(qū)W9井在鶯歌海組中下部發(fā)現(xiàn)的氣藏中，檢測到天然氣組分以無機成因CO2為主(表1)，證實該地區(qū)也存在第三期和第四期天然氣充注，說明不同地區(qū)超壓帶天然氣在氣源和充注期次方面并無太大差異。

底辟活動影響強度可用距離遠近來反映(圖7)，隨距底辟距離增大(強度減弱)，CH4含量升高，CO2含量降低，13C1減小(成熟度降低)，13CCO2也減小(逐漸變成有機成因為主)，說明底辟活動影響強度造成其周邊不同地區(qū)的同一層段(或帶)天然氣地球化學特征和聚集規(guī)律的差異。同時，由圖7可判斷D1-1底辟的影響范圍應在距核部10 km之內，10 km之外影響可能很弱(或不受其影響)，因此，D13-2區(qū)天然氣品質變好，以發(fā)育富烷烴天然氣為主。

天然氣地化特征的這種平面差異與這3個地區(qū)的輸導通道類型及組合方式的差異相關。D13-2區(qū)以微斷裂為主要垂向輸導通道，這些近直立的微斷層不僅斷距小，其延伸長度也大小不一，多發(fā)育在中新統(tǒng)地層內部，地震剖面上表現(xiàn)為同相軸輕微扭曲，被近年的勘探證實是真實存在的(以前無法確認)，這種通道不利于幕式流體運移。該區(qū)高溫高壓帶天然氣的聚集與傳統(tǒng)的浮力作用下滲濾型充注模式相似，聚集規(guī)律上表現(xiàn)為先充注形成的氣藏受后期改造作用弱(如W1、W3、W4等井黃流組)，晚期生成的天然氣則多向淺層圈閉中進行聚集(如W9井鶯歌海組)。D1-1底辟核部及周緣D13-1區(qū)則以底辟為主要運移通道，它由密集微斷裂和裂縫組成，跨越梅山—三亞組，甚至有可能溝通盆地深部漸新統(tǒng)烴源巖，有利于深部來源流體垂向運移、多期混合和改造，即該地區(qū)在盆地異常超壓體破裂—愈合—再破裂—再愈合的循環(huán)過程中，既是天然氣有利運移和聚集區(qū)，也是已聚集氣藏改造最為強烈地區(qū)。因此， D1-1、D13-1區(qū)多形成這種“高成熟度、富無機成因CO2組分、碳同位素序列局部倒轉”的多期混合改造型天然氣氣藏。

圖6 鶯歌海盆地中央底辟區(qū)深層高溫超壓帶烷烴氣碳同位素倒轉成因

圖7 鶯歌海盆地中央底辟區(qū)中深層高溫超壓帶內天然氣組分、碳同位素與其距底辟距離的關系

3.4.2 天然氣地化特征垂向差異及其成因

底辟核部D1-1、D13-1氣田天然氣組成和同位素特征基本相似(表1, 圖7)，說明二者具有相同的氣源。這2個氣田高溫高壓帶天然氣以后期高—過成熟烷烴氣、富無機CO2組分為主，其淺層還發(fā)育一類與有機CO2伴生的成熟—高成熟烷烴氣(圖8)。筆者認為，這是D1-1底辟的多期活動及盆地超壓的周期性釋放[4,25]形成的成藏特征：即早期未發(fā)育超壓的黃流組(或梅山組)儲層中，首先聚集了成熟—高成熟天然氣(這種天然氣以富烷烴和有機成因CO2為特征)，直至該地層中超壓的形成和底辟的再次活動，已聚集成藏的成熟—高成熟天然氣遭受破壞，大部分發(fā)生再運移(或散失)至淺層鶯歌海組聚集，形成次生氣藏；而中深層黃流組被破壞的氣藏中則再次聚集后期生成的高—過成熟天然氣和無機成因二氧化碳，氣藏中殘留的天然氣與后期高—過成熟天然氣混合，便形成了底辟核部及周緣氣藏中烷烴氣碳同位素序列局部倒轉的面貌；除此之外，還有部分高—過成熟天然氣和無機成因CO2向淺層運移成藏。這樣便形成了該地區(qū)高溫高壓帶發(fā)育多期混合改造型氣藏，其外部正常壓力帶(或壓力過渡帶)發(fā)育次生型成熟—高成熟烷烴氣藏和后期充注的富無機成因CO2、高—過成熟烷烴氣組分的氣藏。

圖8 鶯歌海盆地熱成因天然氣組分碳同位素與深度關系

D12、E4、E6井中包裹體均一溫度研究顯示，中深層超壓帶內存在有1期成熟—高成熟烷烴氣(對應100～140 ℃)充注，但D1-1和D13-1氣田黃流組(或梅山組)現(xiàn)今所發(fā)現(xiàn)的天然氣均為高—過成熟天然氣，這種矛盾正是超壓帶內外分期運移替換、分段再聚集成藏模式的真實反映。此外，D11井3 410～3 450 m井段梅山組天然氣甲烷碳同位素為-30.69‰(計算Rc為1.65%)，C1/C1～5卻為0.85，表現(xiàn)出濕氣特征，盆地內這種反常的天然氣正是超壓帶內高—過成熟天然氣與早期殘留成熟天然氣混合所致。

4 結論

(1)鶯歌海盆地高溫超壓帶天然氣為熱成因煤型氣。在高溫高壓帶，底辟核部D1-1氣田及其周緣D13-1氣田烷烴氣為高—過成熟天然氣，CO2以無機成因為主；D13-2氣田發(fā)育成熟—高成熟天然氣，CO2多為低含量的有機成因。

(2)中央底辟區(qū)高溫高壓帶熱成因煤型氣存在4期流體充注，前2期為成熟—高成熟烷烴氣，后2期分別為高成熟—過成熟煤型氣及無機二氧化碳，高成熟—過成熟氣充注期早于無機二氧化碳；多期次不同成熟度煤型氣混合是形成烷烴氣碳同位素系列局部倒轉的主要原因。

(3)造成底辟核部D1-1氣田及其周緣D13-1氣田富集“高成熟度、富無機成因CO2組分、碳同位素序列局部倒轉”的多期混合改造型天然氣，而底辟波及區(qū)D13-2氣田則發(fā)育“富烷烴、含低含量有機成因CO2、烷烴碳同位素正序列為主”的早期原生型天然氣這種平面分布差異的主要原因是底辟活動影響強度、各地區(qū)輸導通道類型及組合方式差異。底辟多期活動和超壓帶周期性愈合導致底辟核部區(qū)中深層富集多期混合改造型天然氣，其淺層發(fā)育再運移形成的次生氣藏。

[1] 金博,劉震,李緒深.鶯歌海盆地天然氣底辟優(yōu)勢聚集規(guī)律及勘探意義[J].吉林大學學報:地球科學版,2009,39(2):196-204.

Jin Bo,Liu Zhen,Li Xushen.The dominant principle on natural gas accumulation of mud-fluid diapirs and significance on exploration in Yinggehai Basin[J].Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2009,39(2):196-204.

[2] 趙必強,肖賢明,胡忠良,等.鶯歌海盆地東方1-1氣田天然氣來源與運聚模式[J].沉積學報,2005,23(1):156-161.

Zhao Biqiang,Xiao Xianming,Hu Zhongliang,et al.Origin and accumulation model of natural gases in the Dongfang1-1 gas field of Yinggehai Basin[J].Acta Sedimentologica Sinica,2005,23(1):156-161.

[3] 黃保家,李緒深,易平,等.鶯歌海盆地樂東氣田天然氣地化特征和成藏史[J].石油與天然氣地質,2005,26(4):524-529.

Huang Baojia,Li Xushen,Yi Ping,et al.Geochemical behaviors and reservoiring history of natural gas in Ledong Gas Field in Yinggehai Basin[J].Oil & Gas Geology,2005,26(4):524-529.

[4] 郝芳,李思田,龔再升,等.鶯歌海盆地底辟發(fā)育機理與流體幕式充注[J].中國科學:D輯:地球科學,2001,31(6):471-476.

Hao Fang,Li Sitian,Gong Zaisheng,et al.Diapir developmental mechanism and the episodic fluid charging in Yinggehai basin[J].Science in China Series D:Earth Sciences,2001,31(6):471-476.

[5] 裴健翔,于俊峰,王立鋒,等.鶯歌海盆地中深層天然氣勘探的關鍵問題及對策[J].石油學報,2011,32(4):573-579.

Pei Jianxiang,Yu Junfeng,Wang Lifeng,et al.Key challenges and strategies for the success of natural gas exploration in mid-deep strata of the Yinggehai Basin[J].Acta Petrolei Sinica,2011,32(4):573-579.

[6] 謝玉洪,張迎朝,李緒深,等.鶯歌海盆地高溫超壓氣藏控藏要素與成藏模式[J].石油學報,2012,33(4):601-609.

Xie Yuhong,Zhang Yingzhao,Li Xushen,et al.Main controlling factors and formation models of natural gas reservoirs with high-temperature and overpressure in Yinggehai Basin[J].Acta Petrolei Sinica,2012,33(4):601-609.

[7] 王振峰,裴健翔.鶯歌海盆地中深層黃流組高壓氣藏形成新模式：DF14井鉆獲強超壓優(yōu)質高產天然氣層的意義[J].中國海上油氣,2011,23(4):213-217.

Wang Zhenfeng,Pei Jianxiang.A new accumulation model of high pressure gas in Huangliu Formation of the middle-deep interval in Yinggehai Basin:the significance of discovering a good-quality gas pay with overpressure and high production in Well DF14[J].China Offshore Oil and Gas,2011,23(4):213-217.

[8] 劉薇薇,馬光克,王立峰,等.中國南海地區(qū)環(huán)狀斷層成因及其對天然氣向斜構造成藏模式的控制[J].特種油氣藏,2013,20(3):60-63.

Liu Weiwei, Ma Guangke, Wang Lifeng, et al.The analysis of Ring fault causes and its natural gas accumulation model in the South China Sea[J].Special Oil & Gas Reservoirs,2013,20(3)：60-63.

[9] 楊紅君,郭書生,劉博,等.鶯歌海盆地SE區(qū)上中新統(tǒng)重力流與內波內潮汐沉積新認識[J].石油實驗地質,2013,35(6):626-633.

Yang Hongjun,Guo Shusheng,Liu Bo,et al.Gravity flow and internal wave and internal tide deposits in Upper Miocene of SE area,Yinggehai Basin[J].Petroleum Geology & Experiment,2013,35(6):626-633.

[10] 黃保家,肖賢明,董偉良.鶯歌海盆地烴源巖特征及天然氣生成演化模式[J].天然氣工業(yè),2002,22(1):26-30.

Huang Baojia,Xiao Xianming,Dong Weiliang.Source rocks and ge-neration & evolution model of natural gas in Yinggehai Basin[J].Natural Gas Industry,2002,22(1):26-30.

[11] 黃保家,黃合庭,李里,等.鶯—瓊盆地海相烴源巖特征及高溫高壓環(huán)境有機質熱演化[J].海相油氣地質,2010,15(3):11-18.

Huang Baojia,Huang Heting,Li Li,et al.Characteristics of marine source rocks and effect of high temperature and overpressure to organic matter maturation in Yinggehai-Qiongdongnan Basins[J].Marine Origin Petroleum Geology,2010,15(3):11-18.

[12] 戴金星,秦勝飛,陶士振,等.中國天然氣工業(yè)發(fā)展趨勢和天然氣地學理論重要進展[J].天然氣地球科學,2005,16(2):127-142.

Dai Jinxing,Qin Shengfei,Tao Shizhen,et al.Developing trends of natural gas industry and the significant progress on natural gas geological theories in China[J].Natural Gas Geoscience,2005,16(2):127-142.

[13] 王世謙.四川盆地侏羅系—震旦系天然氣的地球化學特征[J].天然氣工業(yè),1994,14(6):1-5.

Wang Shiqian.Geochemical characteristics of the Jurassic-Sinian natural gas in Sichuan Basin[J].Natural Gas Industry,1994,14(6):1-5.

[14] 張士亞,郜建軍,蔣泰然.利用甲、乙烷碳同位素判別天然氣類型的一種新方法[M]//地質礦產部石油地質所.石油與天然氣地質文集：第一集.北京:地質出版社,1988:48-58.

Zhang Shiya,Gao Jianjun,Jiang Tairan.A new method distinguishing natural gas types with carbon isotopes from methane and ethane[M]//Institute of Petroleum Geology,Ministry of Geology and Mineral Sources.Selected Papers on Petroleum and Natural Gas Geology：Volume 1.Beijing:Geological Publishing House,1988:48-58.

[15] 剛文哲,高崗,郝石生,等.論乙烷碳同位素在天然氣成因類型研究中的應用[J].石油實驗地質,1997,19(2):164-167.

Gang Wenzhe,Gao Gang,Hao Shisheng,et al.Carbon isotope of ethane applied in the analyses of genetic types of natural gas[J].Experimental Petroleum Geology,1997,19(2):164-167.

[16] 董偉良,黃保家.南海鶯—瓊盆地煤型氣的鑒別標志及氣源判識[J].天然氣工業(yè),2001,20(1):23-27.

Dong Weiliang,Huang Baojia.Identification marks and source discrimination of the coal type gas in Ygh and Qdn Basins of South China Sea[J].Natural Gas Industry,2001,20(1):23-27.

[17] 高崗,王延斌,韓德馨,等.煤的加水熱模擬氣特征對比[J].地質地球化學,2003,30(3):92-96.

Gao Gang,Wang Yanbin,Han Dexin,et al.Comparison of the characteristics of thermally simulative gas from two types of coal[J].Geology-Geochemistry,2003,30(3):92-96.

[18] 沈平,陳踐發(fā),陶明信,等.鶯歌海盆地天然氣氣源及運移的地球化學特征[J].天然氣地球科學,1996,7(1):9-16.

Shen Ping,Chen Jianfa,Tao Mingxin,et al.The resource and geochemical characteristics of migration of natural gas in Yinggehai Basin[J].Natural Gas Geoscience,1996,7(1):9-16.

[19] 董偉良,黃保家.東方1-1氣田天然氣組成的不均一性與幕式充注[J].石油勘探與開發(fā),1999,26(2):15-18.

Dong Weiliang,Huang Baojia.Heterogeneity of natural gases and the episodic charging process:a case study for Dongfang1-1 gas field,Yinggehai Basin[J].Petroleum Exploration and Development,1999,26(2):15-18.

[20] 郝芳,姜建群,鄒華耀,等.超壓對有機質熱演化的差異抑制作用及層次[J].中國科學:D輯:地球科學,2004,34(5):443-451.

Hao Fang,Jiang Jianqun,Zou Huayao,et al.The different inhibiting effect of overpressure on organic matter maturation and its gradation[J].Science in China Series D:Earth Sciences,2004,34(5):443-451.

[21] 戴金星,裴錫古,戚厚發(fā),等.中國天然氣地質學[M].北京:石油工業(yè)出版社,1992:65-75.

Dai Jinxing,Pei Xigu,Qi Houfa,et al.Natural gas geology in China[M].Beijing:Petroleum Industry Press,1992:65-75.

[22] 戴金星,夏新宇,秦勝飛,等.中國有機烷烴氣碳同位素系列倒轉的成因[J].石油與天然氣地質,2003,24(1):1-6.

Dai Jinxing,Xia Xinyu,Qin Shengfei,et al.Causation of partly reversed orders of δ13C in biogenic alkane gas in China[J].Oil & Gas Geology,2003,24(1):1-6.

[23] 路清華,邵志兵,賈存善,等.塔里木盆地玉北地區(qū)奧陶系原油成因特征分析[J].石油實驗地質,2013,35(3):320-324.

Lu Qinghua,Shao Zhibing,Jia Cunshan,et al.Genesis features of crude oil in Ordovician,Yubei area,Tarim Basin[J].Petroleum Geology & Experiment,2013,35(3):320-324.

[24] 宋占東,姜振學,張夢瑜.準噶爾盆地南緣異常天然氣地球化學特征及其成因[J].油氣地質與采收率,2014,21(2):66-70.

Song Zhandong,Jiang Zhenxue,Zhang Mengyu.Origins and geochemical characteristics of unconventional natural gas in south margin of Junggar basin[J].Petroleum Geology and Recovery Efficiency，2014,21(2):66-70.

[25] 黃春菊,陳開遠,李思田.鶯歌海盆地泥底辟活動期次分析[J].石油勘探與開發(fā),2002,29(4):44-46.

Huang Chunju,Chen Kaiyuan,Li Sitian.Periodicities of diapiric rise in the Yinggehai basin[J].Petroleum Exploration and Development,2002,29(4):44-46.

(編輯 徐文明)

Causes of natural gas geochemical differences in the high-temperature and overpressure zone of DF1-1 diapir belt, Yinggehai Basin

Wu Hongzhu1,2, Huang Zhilong1, Pei Jianxiang3, Tong Chuanxin3, Zhu Jiancheng3, Liu Ping3, Zhu Shanshan3

( 1.StateKeyLaboratoryofPetroleumResourceandProspecting,ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China;2.ZhejiangGeophysicalandGeochemicalExplorationInstitute,Hangzhou,Zhejiang310005,China;3.CNOOCZhanjiangBranch,Zhangjiang,Guangdong524057,China)

Natural gas geochemistry, fluid inclusion analysis and gas reservoir accumulation tracers, have been used to study natural gas geochemical characteristics, genetic types, filling period, cause of carbon-isotope partial inverse sequence and the causes of gas variability both vertically and horizontally in the high-temperature and high-pressure belt in the central diapiric zone of the Yinggehai Basin. In the high-temperature and overpressure area, natural gas is thermogenic coal-type gas, and the partial inversion of carbon isotopes of alkane gas is caused by the mixture of multi-period gases that are of different maturities. There are four periods of fluid filling in the high-temperature and overpressure area. The first two periods are mature or high-maturity alkane gas, while the second two periods are high-maturity or over-mature alkane gas and inorganic CO2.The filling period of the high-maturity and over-mature alkane gas is earlier than that of the inorganic CO2. The influence of different diapiric activity, together with different gas migration channel types and development is the main reason for gas differences in different high-temperature and high-pressure zones. Multi-periodic diapir activity and periodic occurrence of overpressure caused the gas chemistry differences inside and outside of the high-temperature and high-pressure zone in the diapir core of D1-1 and nearby D13-1.

multi-period mixing; carbon isotope inverse sequence; high-temperature and overpressure zone; DF zone in diapir belt; Yinggehai Basin

1001-6112(2015)02-0211-09

10.11781/sysydz201502211

2014-03-24；

2015-01-11。

吳紅燭(1985—)，男，博士，從事油氣藏形成與分布研究。E-mail:wuhongzhu_001@163.com。

國家科技重大專項項目“鶯瓊盆地低品位天然氣成藏機制與潛力分析”(2011ZX05023-004-008)資助。

TE122.1

A