南黄海盆地崂山隆起CSDP-2井中—古生界海相地层吸附烃类气体成因类型与源区特征

李双林, 赵青芳, 董贺平, 王建强. 南黄海盆地崂山隆起CSDP-2井中—古生界海相地层吸附烃类气体成因类型与源区特征[J]. 地质通报, 2021, 40(2-3): 209-218.
引用本文: 李双林, 赵青芳, 董贺平, 王建强. 南黄海盆地崂山隆起CSDP-2井中—古生界海相地层吸附烃类气体成因类型与源区特征[J]. 地质通报, 2021, 40(2-3): 209-218.
LI Shuanglin, ZHAO Qingfang, DONG Heping, WANG Jianqiang. Genetic types and source characteristics of hydrocarbon gases adsorbed by Mesozoic-Paleozoic marine strata in well CSDP-2, Laoshan uplift, South Yellow Sea Basin[J]. Geological Bulletin of China, 2021, 40(2-3): 209-218.
Citation: LI Shuanglin, ZHAO Qingfang, DONG Heping, WANG Jianqiang. Genetic types and source characteristics of hydrocarbon gases adsorbed by Mesozoic-Paleozoic marine strata in well CSDP-2, Laoshan uplift, South Yellow Sea Basin[J]. Geological Bulletin of China, 2021, 40(2-3): 209-218.

南黄海盆地崂山隆起CSDP-2井中—古生界海相地层吸附烃类气体成因类型与源区特征

  • 基金项目:
    国家自然科学基金项目《南黄海崂山隆起中南部海底渗漏烃类源区示踪与运移路径重建》(批准号:41776075)、国家海洋地质专项(编号:DD20160147、DD20160152、DD20190818)、山东省基金项目《南黄海盆地崂山隆起海底烃类渗漏成因及其三维模型构建》(编号:ZR2019BD067)
详细信息
    作者简介: 李双林(1962-), 男, 博士, 研究员, 从事海洋油气地球化学研究。E-mail: lishuanglin5335@hotmail.com
    通讯作者: 赵青芳(1980-), 女, 硕士, 高级工程师, 从事海洋油气地球化学研究。E-mail: zqingfang@mail.cgs.gov.cn
  • 中图分类号: P618.130.2+7;P5

Genetic types and source characteristics of hydrocarbon gases adsorbed by Mesozoic-Paleozoic marine strata in well CSDP-2, Laoshan uplift, South Yellow Sea Basin

More Information
  • 通过对南黄海盆地崂山隆起CSDP-2井不同时期地层吸附烃类气体分子及碳、氢同位素组成分析,探讨了吸附烃类气体成因类型和源区特征。崂山隆起不同时期地层的吸附烃类气体含量具有明显差异,主要富集层位依次是坟头组、孤峰组、船山组、栖霞组和黄龙组。吸附烃类气体富集受地层岩性、有机质含量、烃类气体运移等多种因素控制。孤峰组主要显示烃源岩特征,而坟头组、船山组、栖霞组和黄龙组主要显示储层特征。各时期地层吸附烃类气体主要为热成因类型,其中孤峰组、坟头组和栖霞组由于受同型不同源气或同源不同时期气的混合而部分偏离热成因区。吸附烃类气体的源区有机质类型属于Ⅱ型干酪根(海相源岩),其中,有些层位有Ⅲ型干酪根(陆相源岩)的混入。吸附烃类气体热成熟度Ro在0.6%~1.6%之间,处于成熟到过成熟范围。研究成果为南黄海盆地崂山隆起区中—古生界海相油气勘探提供了地球化学依据。

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  • 图 1  南黄海盆地构造单元及CSDP-2井位置图

    Figure 1. 

    图 2  CSDP-2井地层岩性柱状图及采样位置图

    Figure 2. 

    图 3  CSDP-2井不同时期地层吸附烃类气体衬度变化图

    Figure 3. 

    图 4  CSDP-2井不同时期地层吸附烃类气体成因类型判别图

    Figure 4. 

    图 5  CSDP-2井不同时期地层吸附烃类气体C1/C1-513C1关系图

    Figure 5. 

    图 6  CSDP-2井不同时期地层岩心吸附烃类气体δ13C113C2相关图(据参考文献[17]修改)

    Figure 6. 

    图 7  CSDP-2井不同时期地层吸附烃类气体δ13C313C2和δ13C213C1相关图

    Figure 7. 

    图 8  CSDP-2井不同时期吸附烃类气体碳同位素组成与1/n关系图

    Figure 8. 

    表 1  CSDP-2井不同时期地层吸附烃类气体含量和平均值

    Table 1.  Contents and means of adsorbed hydrocarbon gas of different period's strata in well CSDP-2

    地层 吸附甲烷/(μL· kg-1) 吸附乙烷/(μL·kg-1) 吸附丙烷/(μL·kg-1) 吸附异丁烷/(μL·kg-1) 吸附正丁烷/(μL·kg-1) 吸附异戊烷/(μL·kg-1) 吸附正戊烷/(μL·kg-1) 湿度比/%
    青龙组 506.56~1503.62/ 1063.74 18.64~56.07/ 37.86 4.86~12.89/8.92 0.79~4.58/ 2.10 1.48~3.37/ 2.44 0.47~1.82/ 1.01 0.47~1.39 /0.97 3~6/ 5
    大隆组 21.95~4883.00/ 1371.00 2.14~636.50/ 139.06 0.48~108.90/ 25.39 0.13~19.39/ 5.15 0.20~14.61/ 4.08 0.01~5.95/ 1.60 0.07~2.10/0.91 5~14/ 10
    龙潭组 127.67~6528.00/ 2341.41 8.56~884.40/ 151.31 0.95~185.60/ 35.69 0.17~23.35/ 6.19 0.20~41.41/ 8.29 0.13~14.05/ 3.33 0.02~13.66/2.66 1~15/ 7
    孤峰组 7573.65 3279.87 1005.71 126.85 230.01 62.34 70.45 39
    栖霞组 352.37~4635.07/ 2580.44 43.62~2101.92/ 892.20 4.86~388.19/ 172.09 1.26~33.20/ 17.77 1.94~44.27/ 23.74 0.61~16.40/ 9.34 0.70~17.89/ 8.62 10~36/ 21
    船山组 6318.49~13601.70/8920.04 404.51~848.40/648.76 78.79~205.52/ 146.00 16.16~47.66 /32.52 26.03~74.86/50.41 10.88~32.07/20.40 12.04~43.47/27.17 7~15/ 11
    黄龙组 457.38~7367.87/3842.09 12.85~1053.13/464.79 4.06~273.66/ 141.91 1.01~70.29 /34.58 1.46~116.94/55.69 1.25~60.47/27.11 2.60~91.32/39.69 5~20/ 12
    和州组 286.43~5411.05/3144.01 8.48~346.68/204.34 3.77~181.55/ 105.75 3.69~53.93 /31.41 1.60~87.64/51.41 0.66~52.27/28.22 2.65~74.72/41.82 7~16/11
    高骊山组 739.42~3090.81/1915.11 16.94~104.84/ 60.89 5.32 ~36.05 / 20.69 1.91~8.75 / 5.33 2.15 ~14.02/ 8.08 0.73 ~14.33/ 7.53 3.54~7.98/ 5.76 4~6/5
    五通组 80.57~1789.00/ 630.68 6.54 ~84.43/ 36.90 3.49 ~29.73/ 13.73 0.49 ~4.76/ 2.19 1.56~10.99 / 4.98 0.46~10.11/ 3.17 0.47~5.32/ 2.33 8~23/ 14
    茅山组 277.62~673.83/ 464.59 29.29~108.84/ 60.14 10.62~56.61 28.61 2.14~11.63/ 5.76 3.36~23.29/ 11.08 1.44~9.15/ 4.86 1.81~12.43/ 5.97 12~25/ 18
    坟头组 6276.34~7330.82/ 6803.58 1072.63~2238.36/ 1655.50 662.06~1072.52/ 867.29 308.83~367.10/ 337.97 334.81~446.88/ 390.85 217.80~253.73/ 235.77 221.33~283.96/ 252.65 32~38/ 35
    高家边组 307.02~3526.59/ 947.45 20.64~275.73/ 66.52 7.51~69.47/ 23.64 0.86~11.08/ 4.11 1.60~29.66/ 8.50 0.46~86.50/ 10.61 0.61~14.07/ 4.13 5~25/ 12
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    表 2  CSDP-2井不同时期地层吸附烃类气体碳同位素及甲烷氢同位素组成

    Table 2.  Carbon and hydrogen isotopic composition of adsorbed hydrocarbon gases of different period's strata in well CSDP-2  

    样号 深度/m 层位 δ13C1 δ13C2 δ13C3 δDC1
    DP11 907.4 大隆组 -37.6 -34.0 -30.9
    DP15 997.3 龙潭组 -39.7 -30.5 -26.9 -151
    DP16 1015.9 龙潭组 -42.9 -30.3 -27.8 -133
    DP27 1201.95 龙潭组 -45.6 -36.9 -34.4 -135
    DP31 1282.9 龙潭组 -42.4 -33.5 -30.5 -140
    DP33 1317.28 龙潭组 -41.2 -38.7 -37.2 -132
    DP36 1373.58 龙潭组 -42.6 -38.3 -34.8 -133
    DP40 1442.28 龙潭组 -39.6 -34.4 -31.6 -140
    DP42 1473.7 龙潭组 -38.8 -34.8 -29.1 -166
    DP46 1547.99 龙潭组 -41.5 -31.9 -27.4
    DP50 1632.8 龙潭组 -41.9 -41.9 -38.2 -161
    DP51 1651.78 孤峰组 -45.8 -37.1 -33.0 -167
    DP52 1672.8 栖霞组 -36.4 -37.6 -34.8 -154
    DP55 1746.08 船山组 -38.4 -27.3 -27.4 -149
    DP56 1767.08 船山组 -37.4 -33.1 -31.1 -129
    DP57 1789.78 船山组 -37.5 -31.7 -28.7 -140
    DP58 1810.68 船山组 -38.4 -30.3 -28.3 -130
    DP59 1833.18 黄龙组 -40.7 -31.0 -31.1
    DP60 1856.88 黄龙组 -39.5 -31.6 -28.5 -139
    DP63 1920.28 和州组 -42.7 -33.1 -33.1
    DP64 1945.58 和州组 -38.7 -33.6 -33.0 -91
    DP67 2015.48 高骊山组 -38.6 -30.0 -27.6
    DP78 2320.68 坟头组 -40.0 -33.5 -32.7 -125
    DP79 2351.5 高家边组 -38.8 -32.1 -29.8 -122
    DP87 2587.98 高家边组 -35.0 -29.5 -27.7
    DP90 2653.18 高家边组 -42.4 -34.9 -30.3
    DP100 2843.18 高家边组 -40.0 -37.7 -35.6
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  • [1]

    陈建文, 雷宝华, 梁杰, 等. 南黄海盆地油气资源调查新进展[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2018, 38(3): 1-23. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HYDZ201803001.htm

    [2]

    张海启, 陈建文, 李刚, 等. 地震调查在南黄海崂山隆起的发现及其石油地质意义[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2009, 29(3): 107-113. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HYDZ200903019.htm

    [3]

    王丰, 李慧君, 张银国. 南黄海崂山隆起地层属性及油气地质[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2010, 30(2): 95-102. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HYDZ201002020.htm

    [4]

    陈建文, 龚建明, 李刚, 等. 南黄海盆地海相中-古生界油气资源潜力巨大[J]. 海洋地质前沿, 2016, 32(1): 1-7. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HYDT201601001.htm

    [5]

    陈建文. 南黄海海相中生界-古生界具有形成大型油气田的物质基础[J]. 中国地质调查成果快讯, 2016, 2(12): 6-10.

    [6]

    郭兴伟, 朱晓青, 宋世杰. 大陆架科钻CSDP-2井在南黄海海相地层中首次钻遇油气显示[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2015, 35(5): 124. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HYDZ201505019.htm

    [7]

    蔡来星, 肖国林, 郭兴伟等. 南黄海盆地科学钻探CSDP-2井上古生界-中生界烃源岩评价及海相油气勘探前景[J]. 石油学报, 2018, 39(6): 660-673 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYXB201806005.htm

    [8]

    蔡来星, 王蛟, 郭兴伟, 等. 南黄海中部隆起中-古生界沉积相及烃源岩特征: 以CSDP-2井为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(4): 1030-1046. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CCDZ201704006.htm

    [9]

    张晓华, 张训华, 吴志强, 等. 南黄海中部隆起中-古生代地层发育新认识——基于大陆架科学钻探CSDP-02井钻探成果[J]. 地球物理学报, 2018, 61(6): 2369-2379. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQWX201806018.htm

    [10]

    陈建文, 施剑, 刘俊, 等. 南黄海海相中-古生界地震地质条件[J]. 海洋地质前沿, 2016, 32(10): 1-9. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HYDT201610001.htm

    [11]

    Bernard B B, Brooks J M, Sackett W M. Light hydrocarbons in recent Texas continental shelf and slope sediments[J]. Journal of Geophysical Research, 1978, 83: 4053-4061. doi: 10.1029/JC083iC08p04053

    [12]

    Whiticar M J. Correlation of natural gases with their sources[C]//Magoon L B, Dow W G. The Petroleum System-From Source To Trap, AAPG Memoir, 1994, 60: 261-283.

    [13]

    Tissot B P, Welte D H. Petroleum Formation and Occurrence[M]. Springer, Berlin, 1984: 207-224.

    [14]

    夏新宇, 李春圆, 赵林. 天然气混源作用对同位素判源的影响[J]. 石油勘探与开发, 1998, 25(3): 89-90 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SKYK803.024.htm

    [15]

    Stahl W J, Carey B D J. Source-rock identification by isotope analyses of natural gases from fields in the Val Verde and Delaware basins, West Texas[J]. Chemical Geology, 1975, 16: 257-267. doi: 10.1016/0009-2541(75)90065-0

    [16]

    Schoell M. Genetic characterization of natural gases. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 1983, 67(12): 2225-2238. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0165037883901249

    [17]

    Schoell M. Isotope studies in petroleum research[C]//Brooks J M, Welte D H. Advances in Petroleum Geochemistry, Vol. 1. Academic Press, London, 1984: 215-245.

    [18]

    James A T. Correlation of natural gas by use of carbon isotopic distribution between hydrocarbon components[J]. Am. Assoc. Pet. Geol. Bull., 1983, 67(7): 1176-1191. http://aapgbull.geoscienceworld.org/content/67/7/1176

    [19]

    戴金星. 天然气碳氢同位素特征和各类天然气鉴别[J]. 天然气地球科学, 1993, 4(23): 1-40. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TDKX1993Z1000.htm

    [20]

    Berner U, Faber E. Maturity related mixing model for methane, ethane and propane, based on carbon isotopes[J]. Adv. Org. Geochem., 1988, 13: 67-72. doi: 10.1016/0146-6380(88)90026-5

    [21]

    Berner U, Faber E. Light hydrocarbons in sediments of the Nankai Accretionary Prism(LEG 131, SITE 808)[C]//Hill I A, Taira A, Firth J V. et al. Ocean Drilling Program: Scientific Results, 1993, 131: 185-195.

    [22]

    Whiticar M J, Faber E. Methane oxidation in sediment and water column environments-isotope evidence. Advances in Organic Chemistry 1985(12th EAOG meeting)[J]. Organic Geochemistry, 1986, 10: 759-768 doi: 10.1016/S0146-6380(86)80013-4

    [23]

    Berner U, Faber E. Empirical carbon isotope/maturity relationships for gases from algal kerogens and terrigenous organic matter, based on dry, open-system pyrolysis[J]. Org. Geochem, 1996, 24: 947-955. doi: 10.1016/S0146-6380(96)00090-3

    [24]

    Hakan H Y M, NamV YV, Bernhard C, et al. Molecular and isotopic composition of gas occurrences in the Thrace basin(Turkey): origin of the gases and characteristics of possible source rocks[J]. Chemical Geology, 2005, 214: 179-191. doi: 10.1016/j.chemgeo.2004.09.004

    [25]

    Chung H M, Gormly J R, Squires R M. Origin of gaseous hydrocarbons in subsurface environments: theoretical considerations of carbon isotope distribution[J]. Chemical Geology, 1988, 71: 97-103. doi: 10.1016/0009-2541(88)90108-8

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出版历程
收稿日期:  2020-04-29
修回日期:  2020-11-16
刊出日期:  2021-03-15

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