第16卷第4期 天然气地球科学 Vol 16No 4 2005年8月 NATURAL GAS GEOSC IENCE A ug 200 天然气地质学 中国生物成因气的类型划分与研究方向 李先奇,张水昌,朱光有2,梁英波2 (1中国石油天然气股份公司,北京100724;2中国石油勘探开发研究院,北京100083) 摘要生物成因气直接来源于微生物对有机质的改造,是经微生物作用所形成的富含甲烷的气体, 其可以大规模和大范围地生成。依据生物气的形成途径和成因机理,可将广义生物成因气划分为早 期生物成因气、低熟气、晩期生物成因气、原油降解次生生物气和浅层油气次生蚀变改造型天然气 等5类,其分别属于原生型生物气和次生型生物气。运用天然气组分特征和碳同位素组成等地球化 学指标,可以对生物气进行类型识别。由于生物成因气主要分布在浅层,易于开采,而且天然气性质 好,勘探成本较低,认为应加大生物气的勘探力度。指出虽然目前在我国己经发现了约30个生物气 藏,但除柴达木盆地外,大多以小型气田为主,且对生物气形成机理和富集规律还没有完全掌握,而 对生物气的准确评价,不仅可以为浅层气来源提供依据,丰富有机地球化学理论,还可以以此追索 油气运移的路径轨迹、发现新的隐蔽油藏和烃源岩等,因此生物气地质地球化学研究工作的深入开 展,将会大大拓宽油气勘探的领域。 关键词生物气资源潜力成因类型,稠油降解气,低熟气 中图分类号:TE122 文献标识码A 文章编号:1672-1926(2005)04-0477-08 1生物成因气的分布与研究意义 球天然气资源的20%3。特别是近年来随着深部 生物圈研究程度的不断深入,发现微生物赋存深度 生物成因气在世界各地都有发现,它们通常出很大,微生物活动持续时间很长,生物气储量比以前 现在较浅的未成熟沉积物中,包括沼泽、缺氧的淡水的预计要高。而随着大部分常规油气资源的减少和 湖和近海滩的海湾,以及厌氧硫酸盐还原地区的冰逐渐枯竭,未来油气勘探在很大程度上可能要依赖 川和海洋沉积物中。除近代沉积外,煤、富有机于生物成因气的发现。由于生物气分布广(在世界各 质页岩和原油生物降解也能形成大量生物气。地都有发现)、埋藏浅(勘探成本低),并能够形成大 生物成因气在地史过程的碳循环中起非常重要的作气田,因此不少学者推测其很可能成为未来最主要 用,大气中约80%~90%的甲烷为生物气,是温室的天然气资源之一,并已引起世界各国的重视 效应的主要气源。对于地下浅层,由于沉积物中 我国已在柴达木盆地三湖地区、东南沿海(苏、 的有机质在还原环境下经微生物作用可以形成富甲浙、皖沪闽、粤、鄂、湘等8省市)的冲积平原区、莺 烷气体,并可以大规模广范围地生成且聚集起来,形 琼盆地、云南陆良盆地、昆明盆地、保山盆地、广西 成生物气藏。全世界已发现了许多生物气藏,如西西百色盆地、渤海湾盆地、苏北盆地、准噶尔盆地、松辽 伯利亚盆地、美国墨西哥湾海上和阿拉斯加的库克盆地、内蒙古河套盆地等都广泛发现了具有一定工 湾(生物气资源分别为30万亿f、5万亿f)、波兰业价值的生物气藏或见有生物气气苗,同时也有不 的喀尔巴阡山前缘、意大利的亚平宁山前缘、我国的少学者就生物气的形成和分布进行了深入探 柴达木盆地和日本的盐水气等一大批规模较大的生讨23,这些工作一方面显示出中国可能存在巨大 物气藏114 勘探潜力的生物气资源,同时也为生物气研究工作 20多年前一些地球化学家估计,生物气约占全的继续深入开展打下了很好的基础。特别是近年来, 收稿日期2005-06-02,修回日期2005-07-13 作者简介:李先奇(1969-),男,河南镇平人,博士,高级工程师,从事油气地质及勘探方面的研究和管理工作 E-mail: Lxq@ petrich ina c1994-2008 China Academic ournal Electronic Publishing House. All rights reserved. htp: //nw, cnkiner天然气地质学 收稿日期: 2005206202; 修回日期: 20052072131 作者简介: 李先奇(19692) , 男, 河南镇平人, 博士, 高级工程师, 从事油气地质及勘探方面的研究和管理工作. E-ma il: L xq@petroch ina. com. cn. 中国生物成因气的类型划分与研究方向 李先奇1 , 张水昌2 , 朱光有2 , 梁英波2 (1. 中国石油天然气股份公司, 北京 100724; 2. 中国石油勘探开发研究院, 北京 100083) 摘 要: 生物成因气直接来源于微生物对有机质的改造, 是经微生物作用所形成的富含甲烷的气体, 其可以大规模和大范围地生成。依据生物气的形成途径和成因机理, 可将广义生物成因气划分为早 期生物成因气、低熟气、晚期生物成因气、原油降解次生生物气和浅层油气次生蚀变改造型天然气 等 5 类, 其分别属于原生型生物气和次生型生物气。运用天然气组分特征和碳同位素组成等地球化 学指标, 可以对生物气进行类型识别。由于生物成因气主要分布在浅层, 易于开采, 而且天然气性质 好, 勘探成本较低, 认为应加大生物气的勘探力度。指出虽然目前在我国已经发现了约 30 个生物气 藏, 但除柴达木盆地外, 大多以小型气田为主, 且对生物气形成机理和富集规律还没有完全掌握; 而 对生物气的准确评价, 不仅可以为浅层气来源提供依据, 丰富有机地球化学理论, 还可以以此追索 油气运移的路径轨迹、发现新的隐蔽油藏和烃源岩等, 因此生物气地质地球化学研究工作的深入开 展, 将会大大拓宽油气勘探的领域。 关键词: 生物气; 资源潜力; 成因类型; 稠油降解气; 低熟气 中图分类号: T E12211 + 1 文献标识码:A 文章编号: 167221926 (2005) 0420477208 1 生物成因气的分布与研究意义 生物成因气在世界各地都有发现, 它们通常出 现在较浅的未成熟沉积物中, 包括沼泽、缺氧的淡水 湖和近海滩的海湾, 以及厌氧硫酸盐还原地区的冰 川和海洋沉积物中[ 1～ 4 ]。除近代沉积外, 煤、富有机 质页岩和原油生物降解也能形成大量生物气[ 5～ 9 ]。 生物成因气在地史过程的碳循环中起非常重要的作 用, 大气中约 80%～ 90% 的甲烷为生物气, 是温室 效应的主要气源[ 10 ]。对于地下浅层, 由于沉积物中 的有机质在还原环境下经微生物作用可以形成富甲 烷气体, 并可以大规模广范围地生成且聚集起来, 形 成生物气藏。全世界已发现了许多生物气藏, 如西西 伯利亚盆地、美国墨西哥湾海上和阿拉斯加的库克 湾(生物气资源分别为 30 万亿 ft3、5 万亿 ft3 )、波兰 的喀尔巴阡山前缘、意大利的亚平宁山前缘、我国的 柴达木盆地和日本的盐水气等一大批规模较大的生 物气藏[ 11 ]。 20 多年前一些地球化学家估计, 生物气约占全 球天然气资源的 20% [ 1, 3 ]。特别是近年来随着深部 生物圈研究程度的不断深入, 发现微生物赋存深度 很大, 微生物活动持续时间很长, 生物气储量比以前 的预计要高。而随着大部分常规油气资源的减少和 逐渐枯竭, 未来油气勘探在很大程度上可能要依赖 于生物成因气的发现。由于生物气分布广(在世界各 地都有发现)、埋藏浅(勘探成本低) , 并能够形成大 气田, 因此不少学者推测其很可能成为未来最主要 的天然气资源之一, 并已引起世界各国的重视。 我国已在柴达木盆地三湖地区、东南沿海(苏、 浙、皖、沪、闽、粤、鄂、湘等 8 省市) 的冲积平原区、莺 - 琼盆地、云南陆良盆地、昆明盆地、保山盆地、广西 百色盆地、渤海湾盆地、苏北盆地、准噶尔盆地、松辽 盆地、内蒙古河套盆地等都广泛发现了具有一定工 业价值的生物气藏或见有生物气气苗, 同时也有不 少学者就生物气的形成和分布进行了深入探 讨[ 12～ 37 ] , 这些工作一方面显示出中国可能存在巨大 勘探潜力的生物气资源, 同时也为生物气研究工作 的继续深入开展打下了很好的基础。特别是近年来, 第 16 卷 第 4 期 2005 年 8 月 天 然 气 地 球 科 学 NA TU RAL GA S GEO SC IEN CE V o l. 16 N o. 4 A ug. 2005 © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net