川西北龍崗西氣田長興組和飛仙關(guān)組天然氣來源

朱玉環(huán)，戴鴻鳴

（西南石油大學(xué) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川成都 610500）

龍崗西位于四川盆地開江-梁平海槽西側(cè)，西與雙魚石構(gòu)造帶過渡，東與九龍山構(gòu)造、元壩氣田、龍崗地區(qū)過渡。該區(qū)目前已有多口井鉆穿下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組和上二疊統(tǒng)長興組地層，其中在龍崗62、龍崗68、劍門1井上二疊統(tǒng)長興組地層中獲工業(yè)氣流，在龍崗61、龍崗69井飛仙關(guān)組獲工業(yè)氣流。近期完鉆的劍探1井在飛仙關(guān)組見良好的油氣顯示，均展示出該氣田和川西北地區(qū)飛仙關(guān)組較大的勘探開發(fā)潛力。因此對龍崗西氣田長興組和飛仙關(guān)組進行天然氣來源分析，可為該區(qū)下步油氣勘探?jīng)Q策和勘探取向選擇提供地質(zhì)依據(jù)。

前人研究表明，該區(qū)緊鄰的龍崗氣田長興組和飛仙關(guān)組天然氣屬典型的煤型氣，主要來源于上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M煤系地層[1-3]。本次研究主要根據(jù)天然氣組成及碳同位素、烴源巖-儲層瀝青生物標(biāo)志化合物對比來明確龍崗西氣田長興組和飛仙關(guān)組的天然氣來源，從而為該區(qū)下步油氣勘探開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

1 地質(zhì)背景

龍崗西地區(qū)構(gòu)造平緩，無明顯的構(gòu)造圈閉，地層埋藏較深，由西北向東南逐漸抬升。伴隨著構(gòu)造及沉積環(huán)境的演變，川西北地區(qū)自下而上主要發(fā)育了震旦系陡山陀組、下寒武統(tǒng)筇竹寺組、下志留統(tǒng)龍馬溪組泥巖，中二疊統(tǒng)棲霞組、茅口組碳酸鹽巖，上二疊統(tǒng)吳家坪組和大隆組碳酸鹽巖和泥質(zhì)巖等七套海相烴源巖層系[4]，不同烴源巖層系的生物標(biāo)志化合物分布特征存在明顯差異，從而為氣源對比研究奠定了基礎(chǔ)。儲層以飛仙關(guān)組二段的鮞?；?guī)r為主，儲集空間主要是次生成因的孔隙、溶洞和裂縫，后期成巖作用形成了良好的儲集條件[5]（見圖1）。

圖1 龍崗西氣田儲層特征

2 天然氣地球化學(xué)特征

2.1 天然氣組分特征

龍崗西飛仙關(guān)組天然氣組分包括烴類和非烴類組分，烴類氣體組成中，甲烷含量93.46%，重?zé)N含量0.08%，天然氣干燥系數(shù)為0.9991，具有典型的干氣特征；非烴氣體主要包括氮氣、二氧化碳、硫化氫、氦氣、氫氣等，其中以二氧化碳和硫化氫為主。長興組烴類氣體組成中，甲烷含量95.39%，重?zé)N含量0.07%，天然氣干燥系數(shù)為0.9993，非烴氣體以氮氣、二氧化碳和硫化氫為主（表1）。

表1 川西北地區(qū)龍崗西氣田天然氣組分統(tǒng)計表

2.2 天然氣碳同位素組成特征

天然氣同位素組成特征與其成氣母質(zhì)類型及母質(zhì)的熱演化程度有密切的聯(lián)系[6]。龍崗西飛仙關(guān)組天然氣甲烷碳同位素變化較大，為-41.13‰～-27.41‰，其中龍崗61井飛仙關(guān)組天然氣甲烷碳同位素最重，為-27.41‰，而龍崗68井天然氣甲烷碳同位素最輕，為-41.13‰；乙烷碳同位素較重，為-22.22‰～-23.15‰，均重于-27.5‰，表現(xiàn)出比典型煤型氣δ13C2更重的特征；天然氣乙烷碳同位素隨甲烷碳同位素具有變重而變重的趨勢。在縱向上，飛仙關(guān)組天然氣與下伏上二疊統(tǒng)長興組天然氣具有相似的碳同位素組成，表明該區(qū)飛仙關(guān)組與下伏長興組具有相同的天然氣來源（表2）。

表2 川西北地區(qū)龍崗西氣田天然氣碳同位素統(tǒng)計表

3 天然氣來源

生物標(biāo)志化合物對比是油氣源研究的重要手段和方法之一，由于天然氣組分簡單，能提供氣源追蹤的有效信息相對較少，因此，以儲層瀝青生物標(biāo)志化合物為橋梁，可有效追蹤天然氣來源[7-8]。常用的化合物包括甾類、萜類和芳香甾類化合物。

3.1 甾類化合物分布特征

在甾類化合物分布中，龍崗西地區(qū)長興組和飛仙關(guān)組儲層瀝青中均含有一定的孕甾烷和升孕甾烷，重排甾烷含量較豐富。在規(guī)則甾烷分布中表現(xiàn)為C27ααα20R甾烷與C29ααα20R甾烷具有均勢的特征，均大于為C28ααα20R甾烷，具有“V”字形分布的特點，與該區(qū)上二疊統(tǒng)吳家坪組烴源巖具有相似的特征，由此可以認為長興組和飛仙關(guān)組與上二疊統(tǒng)烴源巖具有親緣關(guān)系。

3.2 萜類化合物分布特征

在萜類化合物分布中，龍崗西地區(qū)長興組和飛仙關(guān)組儲層瀝青中三環(huán)萜類化合物含量相對較低，以C23三環(huán)萜為主峰，其次為C21三環(huán)萜，C24四環(huán)萜含量相當(dāng)于C26三環(huán)萜的一半左右，存在C28、C29長鏈三環(huán)萜，與上二疊統(tǒng)吳家坪組和大隆組烴源巖中三環(huán)萜類化合物分布具有相似的特征。在五環(huán)三萜類化合物分布中，長興組和飛仙關(guān)組儲層瀝青均以C30藿烷為主峰，其次為C29降藿烷，存在C29Ts，升藿烷系列化合物均呈降序分布；不同的是龍崗68井長興組白云質(zhì)灰?guī)r和龍崗63井飛仙關(guān)組云質(zhì)灰?guī)r中Ts/Tm小于1，與上二疊統(tǒng)大隆組泥質(zhì)巖相似，而劍探1井飛仙關(guān)組白云質(zhì)灰?guī)r和鮞?；?guī)r中Ts/Tm大于1，與上二疊統(tǒng)吳家坪組烴源巖相似。由此可以認為龍崗西長興組和飛仙關(guān)組天然氣具有上二疊統(tǒng)吳家坪組和大隆組烴源巖混源成因。

3.3 三芳甾類化合物分布特征

在三芳甾類化合物分布中，龍崗西長興組和飛仙關(guān)組儲層瀝青中三芳類化合物分布表現(xiàn)為C2620R+C2720S（共流）＞C2820R＞C2720R，具有近“L”型分布特征，且C2820R/C2720R接近于1，與上二疊統(tǒng)吳家坪組和大隆組烴源巖樣品相似，而與前述茅口組烴源巖中存在X未知化合物和C2920R三芳甾烷，棲霞組烴源巖中C2720R/C2820R遠小于1的特征存在較大差異。通過三芳甾類化合物分布特征對比亦可以認為龍崗西長興組和飛仙關(guān)組油氣主要來自上二疊統(tǒng)烴源巖。

4 結(jié)論

川西北地區(qū)龍崗西氣田長興組和飛仙關(guān)組天然氣烴類氣體以甲烷為主，重?zé)N含量低，干燥系數(shù)大；非烴氣體飛仙關(guān)組以二氧化碳和硫化氫為主，長興組以氮氣、二氧化碳和硫化氫為主。長興組和飛仙關(guān)組天然氣具有相似的碳同位素組成，其中甲烷同位素變化大，為-41.13‰～-27.41‰；乙烷同位素較重，為-22.22‰～-25.38‰。通過烴源巖-儲層瀝青生物標(biāo)志化合物對比得出結(jié)論：龍崗西氣田長興組和飛仙關(guān)組的天然氣主要來源于上二疊統(tǒng)吳家坪組和大隆組烴源巖。