黔北牛蹄塘组页岩气组成特征及富氮机理

作     者：沈仲辉 李希建 张胜跃 周令剑 赖欢 SHEN Zhonghui;LI Xijian;ZHANG Shengyue;ZHOU Lingjian;LAI Huan

作者机构：江西理工大学应急管理与安全工程学院江西赣州341000 贵州大学矿业学院贵州贵阳550025 西安石油大学电子工程学院陕西西安710065 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 

出 版 物：《地质学报》 (Acta Geologica Sinica)

年 卷 期：2024年第98卷第6期

页      面：1867-1879页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：江西省教育厅青年项目(编号GJJ2200871) 江西理工大学博士科研启动基金(编号205200100605) 国家自然科学基金项目(编号52364013、52264018)联合资助的成果 

主　　题：页岩气 黔北地区 氮气来源 气体组分 同位素 

摘      要：贵州黔北地区页岩气资源储量丰富,主要目的层为牛蹄塘组和龙马溪组两套富有机质烃源岩,具有良好的生烃物质基础及潜力,但气井测试显示牛蹄塘组页岩气中氮气含量普遍超过80%,甲烷含量低。针对这一现象,开展了页岩气气体组分和碳氢同位素测试,分析了页岩气井中CH_(4)、CO_(2)和N_(2)的来源;结合页岩地球化学特征、区域地质背景和构造特征、岩芯裂缝分布、深部岩浆热液活动以及典型页岩气井解剖,探讨了黔北牛蹄塘组页岩气井富氮机理。研究发现:黔北地区区域地质构造复杂,储层受多期次构造运动影响,断层和裂缝发育;牛蹄塘组页岩岩芯裂缝多被方解石充填,说明该地区曾经岩浆热液活动较为频繁;不同构造带页岩含气量差异明显,氮气含量高,甲烷含量低,具有一定的区域普遍性;页岩气中的CH_(4)属于有机成因热裂解气,CO_(2)是有机质热转化过程中形成的,N2的来源与成熟(特别是高成熟)阶段有机质热氨化作用和深部地壳、上地幔岩浆热液沿着断裂带入有关。构造相对稳定、断层裂缝不发育和岩浆热液活动不频繁的古隆起区域为页岩气开发的优选方向,研究成果可以为牛蹄塘组页岩气成藏机理及后续的资源评价和勘探部署提供理论指导。