吐哈盆地台北凹陷天然气碳氢同位素组成特征

摘要

吐哈盆地为中国重要的富油气盆地,目前该盆地的天然气勘探主要集中在台北凹陷,有关台北凹陷的天然气成因和来源一直存在诸多争议.通过分析台北凹陷巴喀、丘陵、鄯善和温米等4个油气田23个天然气样品的组分和碳氢同位素组成,结合前期红台和丘东气田天然气地球化学资料以及前人研究成果和区域地质背景,开展天然气成因和来源研究.结果 表明:台北凹陷巴喀、丘陵、鄯善和温米等地区天然气以烃类气体为主.甲烷含量为65.84％～97.94％,重烃(C2 5)含量高达34.98％,非烃气体(CO2、N2)含量非常低,为湿气.天然气δ13C1值为-44.9‰ ～-40.4‰,δ13C2值为-28.2‰～-24.9‰,δ13C3值为-27.1‰～-18.0‰,δ13C4值为-26.7‰～-22.1‰;天然气δD1值变化不大,为-272‰～-252‰,δD2为-236‰ ～-200‰,δD3为-222‰～-174‰.甲烷及其同系物(C2-5)基本上为碳氢同位素组成正序排列(δ13C1 ＜δ13C2＜δ13C3＜δ13C4＜δ13C5、δD1＜δD2＜δD3),与典型的有机成因烷烃气碳氢同位素组成特征一致.研究区天然气为成熟度较低的煤成气(Ro均值为0.7％),主要来自中下侏罗统煤系源岩.天然气氢同位素组成受到烃源岩热演化程度和形成环境水介质的影响,数据表明研究区天然气烃源岩为陆相淡水湖沼沉积.巴喀油田巴23井和柯19井天然气后期发生次生改造,为生物改造气.