海拉尔呼和湖凹陷和10井天然气成因类型评价

关 大 伟

（东北石油大学地球科学学院， 黑龙江 大庆 163318）

海拉尔呼和湖凹陷和10井天然气成因类型评价

关 大 伟

（东北石油大学地球科学学院， 黑龙江 大庆 163318）

近年来的呼和湖凹陷投入了大量的勘探工作，先后完成11口探井，均未获得重大突破，2009年位于凹陷中部的和 10井试油获得工业油气流，表明了呼和湖凹陷具有良好的油气资源潜力，尤其是天然气资源潜力更为可观。但由于研究区地质结构十分复杂，且存在多套煤系地层，多套烃源岩及生储盖组合，油和气的源岩还不确定。通过和10井天然气的地化特征及碳同位素及同位素示踪气-源对比，认为本区天然气为湿气，介于油型气和煤型气之间，偏向油型气，为混合气。

海拉尔；呼和湖；天然气；成因类型。

呼和湖凹陷位于内蒙古自治区呼伦贝尔盟新巴尔虎左旗，在构造上属于海拉尔盆地的东部断陷带，是一个“东断西超”的白垩纪箕状断陷，呈北东向展布。凹陷东与锡林贝尔凸起相接，西与巴彦山隆起毗邻，北部与伊敏凹陷接壤相连，往南隔国境与蒙古国巴音戈壁凹陷相望[1,2]（图1）。

图1 呼和湖凹陷地理位置图Fig.1 The geographic drawing of site of Huerhu depression

整个凹陷东北窄、西南宽，长约90～100 km，宽约10～40 km，总面积约3 500 km2。凹陷基底为中上古生界（Pz2-Pz3）浅变质岩，盖层由上到下分别为第四系、第三系、青元岗组、伊敏组、大磨拐河组、南屯组及铜钵庙组，主要含油岩系为下白垩统的南屯组、大磨拐河组和铜钵庙组，凹陷基底最大埋深达5 000 m以上[3]。

呼和湖凹陷具有良好的油气成藏条件和资源潜力。2009年，该断陷和10井试油，于南二段1 824～1 831.2m处，射开7.2 m/3层灰色荧光砂质砾岩，压后抽汲，折日产油3.84 m3，折日产气39 854 m3工业油气流，充分展示了呼和湖凹陷良好的勘探前景和潜在的资源潜力。

1 气源对比

1.1 和10井天然气地球化学特征

（1）天然气组成特征

从和10井天然气的地化组分看（表1），C1/C1～5=0.862，属于典型的湿气。C1=83.05 %，C2～C5=13.30%。C1/C2=11.31，C2/C3= 1.58，iC4/nC4= 1.02。近源、成熟阶段的湿气。

表1 和10井天然气地球化学特征Table 1 The geochemical features of He10 well gas %

（2）天然气碳同位素组成

和10井天然气乙烷到戊烷的13C同位素含量在-28.1‰～-25.8‰之（表2）间，与本区饱和烃与原油和源岩的13C同位素含量（在-22.4‰～-34.34‰之间，平均值-26.98‰）基本一致。

表2 和10井天然气地球化学特征Table 2 The geochemical features of He10 well gas

（3）和10井天然气类型判识

和 10井天然气碳同位素组成不是典型的煤型气，介于油型气与煤型气之间，属于混合气（表3）。重烃气含量高，典型湿气。南二段源岩正处于成熟阶段。指示天然气近源特征。

表3 和10井天然气碳同位素组成Table 3 The carbon isotope composition of He10 well gas

1.2 气-岩对比的同位素示踪研究

目前用于气-岩对比的地球化学参数有：碳氢稳定同位素组成、轻烃和生物标志物的相对组成或绝对定量分析、稀有气体同位素组成等[4～6]。

天然气的碳同位素组成主要受母质类型、演化程度的制约（Stahl，1975；徐水昌等，1994）和运移、混源效应的影响[4]（戴金星，1992）。Stahl（1975）综合研究西北欧和北美的天然气甲烷碳同位素组成和对应源岩有机质类型和热演化程度后，提出了天然气甲烷碳同位素（δ13C1）与其相应源岩的演化程度（镜质体反射率Ro）之间的相关关系式，表达为[6]： 煤型气：δ13C1（‰）=8.6 log（Ro）-28.0

油型气：δ13C1（‰）=14.8 log（Ro）-41.0

利用上面公式和研究区Ro值计算天然气甲烷δ13C值，将和10井天然气中甲烷δ13C值投在判别图版中，可见甲烷δ13C值落在油型气和煤型气之间，偏向油型气，为混合气（图2）。

图2 呼和湖凹陷天然气甲烷δ13C计算值判别图版Fig.2 The discriminant chart of the gas methane δ13C calculated value of Huerhu depression

上述两个方程说明，甲烷碳同位素组成决定于成气母质特征和母质的热演化程度，随热演化程度增大，甲烷中13C富集程度增大，半对数关系表明这种13C增大的趋势在低演化阶段最明显，随成熟度增大而减缓。Stahl（1975）的公式既是早期判识煤型气、油型气的主要依据，也是进行气源岩追索、对比最主要的手段。

图3 δ13CH4与C1/（C2+C3）天然气成因判断模板Fig.3 The discriminant template of the gas cause of δ13CH4and C1/（C2+C3）

图4 δ13C1与δ13C2天然气成因判断模板Fig.4 The discriminant template of the gas cause of δ13C1and δ13C2

戴金星（1990）研究了我国若干含油气区天然气中烷烃气氢同位素与源岩成熟度的关系，指出当有机物类型基本相似时，δD值明显有随源岩成熟度增大而增大的趋势。但通常认为烷烃气的氢同位素首先受制约于沉积环境，其次才是成熟度的影响。

利用戴金星δ13CH4与C1/（C2+C3）天然气成因判断模板（图3）及张义钢模板（图4）分析呼和湖凹陷和10井天然气类型，可见和10井天然气主要为凝析油伴生气和煤型气的混合气。

2 结 论

（1）呼和湖凹陷发育良好烃源岩和煤系地层，有多套生储盖组合，和10井发现工业油气流，表明了该凹陷可观的资源潜力；

（2）研究区南二段天然气为近源、成熟阶段的湿气，其碳同位素组成不是典型的煤型气，介于油型气与煤型气之间，属于混合气；

（3）利用Stahl公式以及戴金星、张义钢的天然气成因判别图版，和10井天然气主要为凝析油伴生气和煤型气的混合气。

［1］王青海，陈守田,等.海拉尔盆地油气勘探开发前景[J].中国石油勘探,2002，7(3):16-19.

［2］陈均亮，吴河勇，朱德丰,等.海拉尔盆地构造演化及油气勘探前景[J].地质科学,2007，42(1):147-159.

［3］曹瑞成，李军辉，卢双舫,等.海拉尔盆地呼和湖凹陷白垩系层序地层特征及沉积演化[J].吉林大学学报(地球科学版).2010，40(3):535-541.

［4］戴金星，王庭斌，宋岩,等．中国大中型天然气田形成条件与分布规律[M]．北京：地质出版社,1997:25-60.

［5］卢双舫，王子文，刘晓艳,等．海拉尔盆地呼和湖凹陷有机质原始生烃潜力和原始丰度的恢复[J]．大庆石油学院学报，1995，19（1）.

［6］杨子荣，张艳飞，姚远,等.海拉尔盆地呼和湖凹陷煤层气资源潜力分析[J].煤田地质与勘探,2008，36(2):15-18.

Evaluation on Natural Gas Genetic Types of He10 Well in Huhehu Depression of Hailar

GUAN Da-wei
（Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318, China）

In recent years, a lot of prospecting work in Huerhu depression was carried out, 11 exploratory wells were finished, but no one gained major breakthrough. The oil testing of He10 well located in central depression acquired industrial oil and gas flow in 2009,which indicated that Huerhu depression has good oil and gas resource potential, especially the gas resources potential is even more considerable. But as the geological structure of the research area is very complicated, and it exists many coal measure strata and many source rock and source-reservoir-cap combination, and the source rock of oil and gas is not sure yet. Through comparison of geochemical features and the carbon isotope and the isotopic tracing gas source of He10 well gas, it’s concluded that the gas of the area is the wet gas that is between oil type gas and coal type gas and is biased toward oil type gas and is the gas mixture.

Hailar; Huhehu; Gas; Genetic type

TE122

A

1671-0460（2014）11-2291-02

2014-04-08

关大伟（1982-），男，黑龙江大庆人，硕士学位，2014年毕业于东北石油大学，油气田开发地质。E-mail：32209121@qq.com。

关 键 词：海拉尔；呼和湖；天然气；成因类型