页岩气解吸过程中气体组分和同位素的变化特征及其地质意义——以鄂西地区二叠系大隆组为例

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单位湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院;中国地质调查局国家地质实验测试中心;中国地质调查局油气资源调查中心;湖北地质调查院;
来源地质与勘探
出版年2025
期号03
摘要
近年来,鄂西地区上二叠统大隆组页岩气有重大发现,为深入探讨该地区大隆组页岩对不同组分气体的吸附能力、页岩气成因以及大隆组含气潜力,在鄂西页岩气解吸现场采用排水集气法收集解吸气,并将收集的气体进行组分与碳氢同位素分析。研究发现:解吸过程中甲烷组分占比随着解吸时间的增加先下降,当解吸温度达到85℃之后呈上升趋势,乙烷、丙烷、二氧化碳的变化规律与甲烷正好相反;甲乙烷的碳同位素值均显著增加,甲烷碳同位素值由-38.64‰~-30.94‰增长到-22.46‰~-4.56‰,增幅达13.70‰~26.38‰,乙烷增幅较小,但仍从-46.39‰~-36.83‰提升至-36.94‰~-28.24‰,碳同位素呈现倒转现象;甲烷的氢同位素由-151.11‰~-144.81‰增长到-138.82‰~-126.70‰。可以发现大隆组页岩对各组分的吸附能力大小为H2> CO2> C3H8> C2H6> CH4> He,研究区页岩气为高成熟页岩气,由干酪根初次裂解气与原油二次裂解气混合而成,且以干酪根裂解气为主,并且解吸过程中甲烷的氢同位素与页岩气呈正相关关系,二者相关度较高,可作为识别“甜点层”的重点依据。

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