天然气物理化学性质及地球化学特征

1.车排子凸起及其邻近区块

目前在车排子地区及其邻区多处见到天然气，如车排子地区的车30、车45、车80、车82、车83、车89以及排2－80等井都见到天然气或原油伴生气。但是天然气分布并不广泛，大多数为原油伴生气，目前没有进行大规模天然气开采。天然气部分地球化学特征见表6－3 。

表6－3 车排子地区及其邻区天然气地化参数表

车排子地区侏罗系天然气干燥系数低，如车82井侏罗系八道湾组天然气干燥系数介于0.04～0.23之间，均值为0.14，反映其成熟度最低；南缘独山子独1井和独2井新近系天然气干燥系数分别为0.69和0.78，相对较高，表明该井天然气成熟度相对较高；四棵树凹陷天然气干燥系数中等，如卡002井侏罗系天然气干燥系数为0.59，卡001和卡003井古近系和白垩系储层天然气干燥系数分别为0.91和0.45，表明其成熟度中等；而车89井新近系天然气干燥系数较高，介于0.77～0.97之间，均值为0.87。

车89井新近系沙湾组油层和排2井沙湾组油层处于同一层位，都属于沙湾组二段2砂组，油源对比结果表明车89井和排2井应该是同源的。车排子凸起上车89井新近系（N₁s）原油同时伴生有天然气产出，天然气组成中N₂含量较低，为1.45％，但CO₂含量相对较高，为3.35％；烃类气体中甲烷含量较高，为88.19％，乙烷、丙烷含量低，分别为0.22％、0.2％，但正丁烷、正戊烷含量要高一些，分别为0.42％、0.38％，且iC₄/nC₄值为5.69，iC₅/nC₅值为4.97，反映出该天然气组分遭受了一定程度细菌氧化降解；天然气干燥系数C₁/C_1－5介于0.77～0.97之间，均值为0.87，气组成较干。天然气组分的碳同位素值呈正序分布，乙烷碳同位素较重，为－24.04‰，与安集海河组烃源岩、下白垩统吐谷鲁群烃源岩和下二叠统风城组烃源岩的干酪根碳同位素值存在较大的差别，而与侏罗系烃源岩的干酪根碳同位素值比较接近。C₇轻烃系统的化合物包括正庚烷 （nC₇）、甲基环己烷 （MCC₆）及各种结构的二甲基环戊烷 （∑DMCC₅）。甲基环己烷主要来自高等植物木质素、纤维素和醣类等，热力学性质相对稳定，是反映陆源母质类型的良好参数，它的大量存在是煤成气中轻烃的一个特点。各种结构的二甲基环戊烷主要来自水生生物的类脂化合物，并受成熟度影响，它的大量出现是油型气中轻烃的一个特点。正庚烷主要来自藻类和细菌，对成熟作用十分敏感，是良好的成熟度指标。车89井天然气五个天然气样品，正庚烷的含量介于0～31.74％之间，均值为16.49％；甲基环己烷含量高，介于37.05％～57.18％，均值为56.5％；二甲基环戊烷含量相对较高，介于7.49％～50.0％，均值为27.01％。表明该天然气主要来自以高等植物生源为主的烃源岩。这与利用碳同位素判断有机质类型的结果一致。利用张林晔δ¹³ C1（‰）－Ro关系回归方程 （δ¹³ C₁＝21.7LgR_o－43.8），求得车89井新近系天然气的成熟度R_o＝0.83％，为成熟的天然气，与四棵树凹陷侏罗系烃源岩的成熟度比较接近。

2.车排子地区西缘区块

车排子中石化西缘区块天然气分布范围不广，天然气主要为原油伴生气。在西缘区块砂岩的镜下包裹体中见到大量油气共生的包裹体，说明西缘区块曾有过天然气充注。

排1井于755.40～759.00m 井段获得少量天然气，天然气中甲烷含量为54.84％，乙烷含量仅为0.04％，二氧化碳含量为0.2％，氮气含量高达44.92％。可见，天然气应属于母质演化程度高的干气，氮气可能主要为大气来源，与原油遭受生物降解的情况一致。据排2、排206井沙湾组 （N₁s）油样分析，原油中溶解气量很低，且溶解气中氮气含量较高，缺少甲烷、乙烷等轻烃组分。排2井、排206井的天然气相对密度分别为1.08g/cm³、1.48g/cm³，氮气含量分别为85.94％、44.1％。目前在排2－80井新近系和排603井白垩系见到工业天然气气流，但只对排2－80井天然气进行了分析，下面主要介绍排2－80井新近系天然气地球化学特征及其气源分析结果。

在排2－80井1286.8～1288.7m 井段所见到的天然气，天然气密度为0.6336g/cm³，含硫量较低，总硫为3.61mg/m³。其天然气组成中，非烃类 N₂含量较低，为3.82％，几乎不含 CO₂。烃 类 气 体 中 甲 烷 含 量 较 高，为 87.56％，乙 烷、丙 烷 含 量 低，分 别 为6.14％、1.68％，但正丁烷、正戊烷含量都很低，分别为0.08％、0.01％，且iC₄/nC₄值为6.5，iC₅/nC₅值为4.97。

随着有机质热演化程度的增高，生成的天然气的干燥系数逐步增大，组分逐渐变干，组分的碳同位素比值不断变重，其组分之间的碳同位素比值之差越来越小。排2－80 井 天然气干燥系数C₁/∑C₁－5为0.91，与车排子地区其他天然气相比相对较高，在一定程度上反映其成熟度较高。

天然气的甲烷碳同位素在有机质的热演化过程中不断变重，因此可以用来估算天然气的成熟度。对于乙烷的碳同位素，很多研究者认为在有机质的热演化过程中变化较小，具有较好的继承性，可以用来判别有机质的类型。排2－80井天然气全气的碳同位素为－38.56‰，组分的碳同位素比值呈正序分布，甲烷碳同位素小于乙烷碳同位素，说明天然气为有机成因气。其甲烷碳同位素为－42.18‰，乙烷碳同位素较重，其值为－25.78‰，乙烷碳同位素与安集海河组烃源岩、下白垩统吐谷鲁群烃源岩和下二叠统烃源岩的干酪根碳同位素值存在较大的差别，而与侏罗系烃源岩的干酪根碳同位素值比较接近。

由图6－33可知，排2－80井天然气不属于煤型气，属于偏腐殖型天然气，与侏罗系混合型有机质源岩的干酪根类型一致。进一步说明天然气来源于侏罗系烃源岩。

图6－33 车排子及邻区部分天然气类型分类鉴别图版（中石油新疆勘探开发研究院，2008，有修改）

利用戴金星 （1992）δ¹³C1（‰）－R_o关系回归方程 （δ¹³ C₁＝15.8015lgR_o－42.2061），求得排2－80井新近系天然气的成熟度R_o值为1.0％。这与石炭系烃源岩、下二叠统佳木河组和中二叠统乌尔禾组烃源岩的成熟度有一定的差别，此这三者低，而与四棵树凹陷侏罗系烃源岩的成熟度比较接近。

另外，在车排子西缘区块储层中见到大量的气态烃包裹体，在北部的排603井也见到较好的气显示，说明在西缘区块具有一定的天然气勘探潜力。