国内外许多研究实例和室内模拟实验结果表明,的成藏过程可能发生在盆地抬升、构造形成之后,现 甲烷菌通常的生存温度为0~80℃,而最适宜其新陈今该成藏机制已趋于结束。 代谢的温度为30~55℃1。据百色盆地古地温梯度 另一方面,百岗组及那读组烃源层在盆地抬升、 3.37℃/100m计算,埋深300m的地层地温为30℃上覆地层被剥蚀之后,又重新进入了生物气生成阶 左右(地面平均温度20℃);埋深1000m为55℃,埋段,生成的生物气就近运移到邻近的浅层构造中聚集 深1800m为80℃,因而甲烷菌代谢作用最活跃的层成藏,并与先期成藏的天然气混合,这种机制现今还 段在300-1000m,下限深度1800m。位于300~1000在持续进行。作为残留型盆地,百色盆地的浅层气藏 m层段的烃源层生成的生物甲烷气量最高。在这个之所以具有工业价值,可能在很大程度上取决于后期 层段之上由于温度较低,甲烷菌产气进程较缓慢,而生物气的不断生成和注入 在这个层段之下,由于温度偏高,甲烷菌数量较少, 产气量下降 4结论 盆地浅层气中CO2含量随深度而变化,在550m (1)百色盆地浅层气以烃类气体为主,其中甲 以上气藏中CO2很少,在550m以下随深度增加其含烷占优势;甲烷碳同位素组成偏轻,具有生物成因气 量逐渐增高,在1000m左右达到最大值,往下又逐渐的碳同位素组成特征。 降低。盆地浅层气主要来自邻近层段的气源岩,因而 (2)随气藏埋深增加,浅层气中甲烷含量降低, 它们所含的CO2含量反映气源岩中的CO2含量。由于C2重烃增多,甲烷碳同位素组成变重;天然气密度 盆地的生物甲烷气由CO2的还原途径而生成,所以升高。 CO2含量的高低反映生物甲烷气产量的大小。 (3)盆地浅层气可划分为三种成因类型:生物 在成气有机母质上,这种后期抬升的气源岩与 气、生物气-低熟混合气、油层菌解气。 般的生物气源岩有所不同。百岗组和那读组烃源岩在 4)盆地具有沉积、成岩过程中的早期成气作 盆地整体抬升之前,其有机质演化程度曾达到低熟或用与抬升之后的晚期成气作用两种形成机制,而成藏 成熱阶段,有机成烃母质发生了一定程度的热降解,期主要在晚期。 生成了大量沥青类物质和分子量较低的各种有机酸 参考文献 及其它化合物。这些有机物可能有利于甲烷菌的代谢 作用,促使生物甲烷气的形成。 1戴金星,裴锡古,戚厚发中国天然气地质学(卷一).北京 3.3晚期复合成藏 石油工业出版社,1992 盆地浅层气藏的分布主要受盆地后期构造的控2 Pallasser R J. Recogn ising b idegradatDr 制,尤其是盆地东部坳陷北东向雁行式排列的断裂系 latins through the dl 3C com posit ins of gas com ponents 统起主要的控制作用(蔡勋育等.百色盆地浅层气分 Organ c Geochem istry, 2000, 31: 1363 1373 3 Thompson K F M. Classif icatpn and them al history of 布规律研究2001.)。这些含气构造形成于中新世之 petro leum based on light hydrocarbons Geochm 后,由于后期盆地整体抬升,早期形成并被保存在烃 Cosm och in a cta,1983,42(2):303316 源层中及邻近砂岩体内的生物气由于地层压力的降4 W hiticar M J. Carbon and hydrogen iso tope system at ics of 低而被释放出来,运移至邻近的圈闭中聚集成藏。在 bacterial fom aton and ox daton of m ethane Chem ical 成藏的过程中,上部地层中的未熟烃源岩释放出来的 Georgy,1999,161:29}314 主要是以生物甲烷气为主的天然气,而下部低熟烃源5戚厚发关德师著中国生物气成藏条件北京:石油工业 层释出的天然气中除生物甲烷气外还有一定比例的出版社,199 低熟热解气,其比例随深度增加而升高。这种天然气 (责任编辑:邓大玉) 广西科学2003年11月第10卷第4期 291 o1994-2007chinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net国内外许多研究实例和室内模拟实验结果表明, 甲烷菌通常的生存温度为0～ 80℃, 而最适宜其新陈 代谢的温度为30～ 55℃[ 5 ]。据百色盆地古地温梯度 3137℃ö100 m 计算, 埋深300 m 的地层地温为30℃ 左右 (地面平均温度20℃); 埋深1000 m 为55℃, 埋 深1800 m 为80℃, 因而甲烷菌代谢作用最活跃的层 段在300～ 1000 m , 下限深度1800 m。位于300～ 1000 m 层段的烃源层生成的生物甲烷气量最高。在这个 层段之上由于温度较低, 甲烷菌产气进程较缓慢; 而 在这个层段之下, 由于温度偏高, 甲烷菌数量较少, 产气量下降。 盆地浅层气中CO 2含量随深度而变化, 在550 m 以上气藏中CO 2很少, 在550 m 以下随深度增加其含 量逐渐增高, 在1000 m 左右达到最大值, 往下又逐渐 降低。盆地浅层气主要来自邻近层段的气源岩, 因而 它们所含的 CO 2含量反映气源岩中的 CO 2含量。由于 盆地的生物甲烷气由 CO 2的还原途径而生成, 所以 CO 2含量的高低反映生物甲烷气产量的大小。 在成气有机母质上, 这种后期抬升的气源岩与一 般的生物气源岩有所不同。百岗组和那读组烃源岩在 盆地整体抬升之前, 其有机质演化程度曾达到低熟或 成熟阶段, 有机成烃母质发生了一定程度的热降解, 生成了大量沥青类物质和分子量较低的各种有机酸 及其它化合物。这些有机物可能有利于甲烷菌的代谢 作用, 促使生物甲烷气的形成。 313 晚期复合成藏 盆地浅层气藏的分布主要受盆地后期构造的控 制, 尤其是盆地东部坳陷北东向雁行式排列的断裂系 统起主要的控制作用 (蔡勋育等1百色盆地浅层气分 布规律研究. 20011)。这些含气构造形成于中新世之 后, 由于后期盆地整体抬升, 早期形成并被保存在烃 源层中及邻近砂岩体内的生物气由于地层压力的降 低而被释放出来, 运移至邻近的圈闭中聚集成藏。在 成藏的过程中, 上部地层中的未熟烃源岩释放出来的 主要是以生物甲烷气为主的天然气, 而下部低熟烃源 层释出的天然气中除生物甲烷气外还有一定比例的 低熟热解气, 其比例随深度增加而升高。这种天然气 的成藏过程可能发生在盆地抬升、构造形成之后, 现 今该成藏机制已趋于结束。 另一方面, 百岗组及那读组烃源层在盆地抬升、 上覆地层被剥蚀之后, 又重新进入了生物气生成阶 段, 生成的生物气就近运移到邻近的浅层构造中聚集 成藏, 并与先期成藏的天然气混合, 这种机制现今还 在持续进行。作为残留型盆地, 百色盆地的浅层气藏 之所以具有工业价值, 可能在很大程度上取决于后期 生物气的不断生成和注入。 4 结论 (1) 百色盆地浅层气以烃类气体为主, 其中甲 烷占优势; 甲烷碳同位素组成偏轻, 具有生物成因气 的碳同位素组成特征。 (2) 随气藏埋深增加, 浅层气中甲烷含量降低, C2+ 重烃增多; 甲烷碳同位素组成变重; 天然气密度 升高。 (3) 盆地浅层气可划分为三种成因类型: 生物 气、生物气2低熟混合气、油层菌解气。 (4) 盆地具有沉积、成岩过程中的早期成气作 用与抬升之后的晚期成气作用两种形成机制, 而成藏 期主要在晚期。 参考文献 1 戴金星, 裴锡古, 戚厚发. 中国天然气地质学(卷一). 北京: 石油工业出版社, 1992. 2 Pallasser R J. R ecognising biodegradation in gasöoil accum 2 ulations th rough the ∆13C compositions of gas components. O rganic Geochem istry, 2000, 31: 1363～ 1373. 3 T homp son K F M. C lassification and therm al h istory of petroleum based on ligh t hydrocarbons. Geoch im Cosmoch in A cta, 1983, 42 (2): 303～ 316. 4 W h iticar M J. Carbon and hydrogen isotope system atics of bacterial form ation and oxidation of m ethane. Chem ical Geology, 1999, 161: 291～ 314. 5 戚厚发, 关德师著. 中国生物气成藏条件. 北京: 石油工业 出版社, 1997. (责任编辑: 邓大玉) 广西科学 2003年11月 第10卷第4期 192