川东二叠-三叠系TSR对储层改造作用及气-源岩对比新方法

一般认为，储集岩埋深超过5000m,有效孔隙就很低。然而，川东北天然气储层最大埋深曾超过7000m，仍具有异常高的孔隙度；优质储层成因与分布值得深入研究。同时，迄今国内外还没有有效的地球化学指标，可以用于天然气与高-过成熟烃源岩的对比研究上。本项目拟研究川东北地区二叠-三叠系气藏中热化学硫酸盐还原作用 （TSR）对储层的改造作用，比较油气侵位前、侵位后TSR前、TSR后以及TSR程度不同的气藏储层成岩作用的差异，探讨TSR是否导致白云石的溶解作用，研究孔隙的演化，并基于胶结物、脉体和地层水的化学与同位素组成，分析流体成因与流动；同时，探讨源岩沥青"C"、TSR前天然气化学与同位素组成的恢复、硫同位素分析等新方法，用于气-源岩对比。该研究结果可应用于在钻探前采取措施预防H2S的毒害，阐明次生孔隙成因，预测深埋条件下有利储层的分布，并指出有利的勘探方向，从而指导油气勘探。

课题执行过程中，加大了实际样品的测试工作量，新增了有机氮同位素研究。已经发表标注的国际S CI论文6篇，国内SCI论文2篇；正在评审的国际SCI论文5篇。成果包括：（1）、提出晚成岩期TSR区硬石膏和白云石被方解石交代和溶解作用是次生孔隙的主要成因。白云石溶解的结果，还导致现今天然气CO2以-5—0‰为主。薄片统计估测，TSR可以增大孔隙度高达12%，大都为3-5%；这种孔隙的改善，可能与喜山期构造运动导致的流体流动有关。同时，在一些储层因TSR方解石、硬石膏和白云石沉淀，降低孔隙度0.53%；使储层变得更加非均质性。（2）提出水层TSR具有硫同位素分馏效应，而气层TSR没有分馏效应发生。飞仙关组参与TSR的硫酸盐应主要来自储层中硬石膏结核，而长兴组TSR-硫酸盐可来自方解石白云化、白云石溶解过程中碳酸盐矿物晶格所释放出的硫酸盐、或来自飞仙关组地层水； 后者得到87Sr/86Sr比值的支持。在早成岩期飞仙关组沉积期海水排替长兴组，晚成岩期孔隙水富S r系富Sr石膏、天青石被还原析出的，陆棚东北和西南是分割的，孔隙水演化明显不同。（3）天然气化学与同位素分析结果表明，普光气田以东嘉陵江组、飞仙关组和长兴组天然气与河坝、元坝气田具有差异，为非同一来源。对普光以东天然气研究表明，甲烷δ13C值与TSR氧化残余烷烃气百分含量（x = C1-4/ (C1-4+H2S)）之间存在对数相关关系，关系方程为δ13C1, t = - 32.96-15.89ln(x)，遵从甲烷碳同位素瑞利分馏原理。这不仅支持了甲烷是该区主要反应物，而且第一次给出了自然界中TSR的碳同位素分馏因子ɑC= 1+εC/1000=1.01589。该分馏因子1.01589，较低，表明研究区TSR反应较快。（4）在建立沥青δ34S值与S/C原子比和δ13C间的关系的基础上，提出TSR前沥青S/C原子比低于0.04、δ34S为5—11‰和δ13C为-26.5—-27.5‰。储层沥青δ13C-δ34S关系显示两者存在负相关关系，这种关系表明随着TSR-H2S并入的增强，储层沥青的δ13C发生负偏移，富12C的烃类并入沥青中。(5)、川北不同时代烃源岩、与未受TSR改造的储层沥青δ13C、δ34S、δ15N和芳基类异戊二烯烷烃分布对比显示，龙潭组或吴阶平组是储层沥青、天然气的主要来源。