舒麗娟

（中國(guó)石油遼河油田分公司遼興油氣開發(fā)公司，遼寧盤錦124010）

奈曼凹陷九佛堂組非烴流體地質(zhì)意義及控制因素

舒麗娟

（中國(guó)石油遼河油田分公司遼興油氣開發(fā)公司，遼寧盤錦124010）

奈曼凹陷的非烴流體主要指CO2，H2S和N2。通過伴生氣組分分析，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造發(fā)育史、非烴流體含量及碳同位素分析資料，對(duì)奈曼凹陷非烴流體成因、進(jìn)入油藏時(shí)間、保存及分布的控制因素進(jìn)行了深入探討。研究認(rèn)為：奈曼凹陷CO2和H2S均來自幔源成因巖漿噴發(fā)，先于烴類進(jìn)入儲(chǔ)層；CO2的富集程度與地層水中的HCO3-濃度呈正比；H2S性質(zhì)不穩(wěn)定，目前以痕量H2S、含硫有機(jī)化合物及黃鐵礦結(jié)核的形式存在，H2S和含硫有機(jī)化合物的富集程度與SO42-濃度呈正比；N2來自大氣成因，燕山晚期進(jìn)入儲(chǔ)層，淺部地層及淺層斷裂附近N2富集。砂體的展布特征控制非烴流體的平面展布規(guī)律，泥巖厚度及泥巖與砂巖的配置關(guān)系控制非烴流體的保存條件。該研究成果為奈曼凹陷下一步油氣勘探部署提供了一定的理論依據(jù)。

非烴流體；成因分析；分布；控制因素；奈曼凹陷

0　引言

在奈曼凹陷油氣開發(fā)生產(chǎn)過程中，白堊系下統(tǒng)九佛堂組下段油層中伴生有非烴流體。這些非烴流體的存在，對(duì)油氣生產(chǎn)安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，也直接制約和影響了油藏的開發(fā)進(jìn)程。非烴流體主要有CO2，H2S和N2，國(guó)內(nèi)外對(duì)這3種氣體的成因、地質(zhì)意義、運(yùn)移與保存條件均做了深入研究［1-5］，但這3種氣體共存于一個(gè)油藏，且其來源各不相同的情況并不多見。前人著重對(duì)奈曼凹陷烴類流體成因、來源及地球化學(xué)特征做了詳細(xì)分析，并在碳同位素分析及宏觀區(qū)域地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上對(duì)CO2的成因及控制因素進(jìn)行過闡述［6-8］。筆者在前人研究的基礎(chǔ)上，以構(gòu)造發(fā)育史為依據(jù)，以分析化驗(yàn)資料及實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)為支撐，研究非烴流體成因、來源、分布和富集的控制因素及與烴類流體的關(guān)系，以期為油氣勘探部署提供理論依據(jù)。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

奈曼凹陷是在海西期褶皺基底上發(fā)育起來的中新生代凹陷，為西陡東緩呈NE向展布的不對(duì)稱箕狀結(jié)構(gòu)，凹陷面積約800 km2，具有斷陷和坳陷雙重特征。三疊紀(jì)—早白堊世為不對(duì)稱雙斷凹陷，晚白堊世以坳陷為主，為一地層平緩的廣闊凹陷，疊置于早白堊世斷陷之上，形成一個(gè)斷-坳型凹陷，邊界斷層控制著凹陷的形成與演化［9-10］。

奈曼凹陷地質(zhì)構(gòu)造受周邊構(gòu)造特征影響，既具有遼西山間盆地的沉積演化特征，又具有遼北大陸裂谷盆地特征［8］。晚三疊世至中侏羅世為初始裂陷期，主構(gòu)造體系由NEE向轉(zhuǎn)為NNE向，斷陷活動(dòng)明顯，并伴有火山活動(dòng)，其沉降速率為43～71 m/Ma，奈曼凹陷初步形成，具有規(guī)模小且分布局限等特征。晚侏羅世至早白堊世早期為強(qiáng)烈斷陷期，斷陷幅度可達(dá)3 000 m，沉積速率可達(dá)588 m/Ma［11］，上地幔隆起和斷裂作用共同引起了區(qū)內(nèi)大規(guī)模中酸性火山噴發(fā)和花崗巖侵入［12］，地殼繼續(xù)伸展和斷陷，凹陷繼承性發(fā)育，并向裂谷型斷陷轉(zhuǎn)換，這是奈曼凹陷最重要的斷裂活動(dòng)期。該期活動(dòng)中形成了大部分深入地幔的犁（鏟）式基底斷裂，近EW向的拉張應(yīng)力場(chǎng)控制了近NS向的深層斷陷特征，奠定了以NNE向和NE向斷裂為主的深層構(gòu)造格局。凹陷內(nèi)部發(fā)育西部陡坡帶、中央洼陷帶和東部緩坡帶（圖1）。沙海組沉積期之后區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)性質(zhì)由伸展轉(zhuǎn)為走滑擠壓，斷陷盆地活動(dòng)停止，向坳陷階段隆起帶轉(zhuǎn)化。燕山晚期該區(qū)受區(qū)域擠壓作用遭受強(qiáng)烈剝蝕。對(duì)該區(qū)影響較大的構(gòu)造活動(dòng)包括2個(gè)方面：一是晚侏羅世至早白堊世早期盆地由強(qiáng)烈沉降作用產(chǎn)生的同生斷裂，其對(duì)早白堊世斷陷湖盆的演化和沉積均具有控制作用；二是燕山晚期構(gòu)造抬升作用引起較長(zhǎng)時(shí)間的上、下白堊統(tǒng)的沉積間斷及淺層斷裂對(duì)油氣成藏的影響。

圖1　奈曼凹陷構(gòu)造示意圖Fig.1　Sketch map showing the structure of Naiman Sag

奈曼凹陷自下而上發(fā)育的地層為：前中生界基底，中生界三疊系下統(tǒng)哈達(dá)陶勒蓋組，侏羅系中統(tǒng)藍(lán)旗組與海房溝組，白堊系下統(tǒng)九佛堂組、沙海組與阜新組，白堊系上統(tǒng)和新生界。主要含油目的層為九佛堂組，其可分為九上段和九下段。九下段烴源巖主要形成于鹽度大且還原性強(qiáng)的湖相沉積中，處于低熟—中等成熟熱演化階段［6］。九上段和九下段原油均來自九下段，共發(fā)育2套生儲(chǔ)蓋組合：第一套為九佛堂組上段下生上儲(chǔ)式生儲(chǔ)蓋組合；第二套為九佛堂組下段自生自儲(chǔ)式生儲(chǔ)蓋組合［7］。九上段油層溫度為63℃，原始地層壓力為17 MPa，20℃時(shí)原油密度為0.917 g/cm3，50℃時(shí)原油黏度為440.3 mPa·s，蠟質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.8%，膠質(zhì)+瀝青質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.6%，凝固點(diǎn)為22.8℃，地層水總礦化度為4．904 g/L，為NaHCO3型；九下段油層溫度為69.98℃，地層壓力為18.82 MPa，20℃時(shí)原油密度為0.905 g/cm3，50℃時(shí)原油黏度為176.23 mPa.s，蠟質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.3%，膠質(zhì)＋瀝青質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35.9%，凝固點(diǎn)為21.4℃，地層水總礦化度為5.791 g/L，為NaHCO3型。

奈曼凹陷九佛堂組地層中天然氣烴類組分主要為C1—C6，烴類質(zhì)量分?jǐn)?shù)峰值為60%～70%，以甲烷為主，屬于典型的濕氣。成熟度（Ro）主要為0.56%～0.70%，屬成熟度較低的原油伴生氣。

2　奈曼凹陷非烴流體特征

選取奈曼凹陷九上段22個(gè)天然氣樣品和九下段44個(gè)天然氣樣品，采用氣相色譜法和同位素分析法分析非烴流體組成。該區(qū)天然氣組分中非烴組分含量較高，以CO2和N2為主，其他非烴流體含量較少，只檢測(cè)到痕量的氣態(tài)含硫組分。

2.1CO2成因及來源

奈曼凹陷天然氣中CO2的碳同位素值（δ13CCO2）為-0.95%～0.25%，峰值為-0.7%～-0.2%。一般認(rèn)為，無機(jī)成因的δ13CCO2為-1.0%～-0.3%，平均為-0.5%，來源于上地幔的δ13CCO2為-0.8%～-0.4%，來源于地殼或地幔楔形體熔融脫氣的δ13CCO2為-1.0%～-0.4%。因此，該區(qū)CO2為無機(jī)成因，且主要為幔源成因。在奈曼凹陷中與CO2相伴生的烴類流體為有機(jī)成因氣，呈現(xiàn)出正的烷烴氣同位素系列，即δ13C1＜δ13C2＜δ13C3＜δ13C4，為烴類流體與非烴流體混合成藏［8］。

CO2是一種可溶于水而形成酸性流體的“活性流體”。酸性流體可使礦物發(fā)生溶解，導(dǎo)致地層水中的Na+，K+，HCO3-和CO32-等濃度增大，進(jìn)而使地層水的礦化度增高［13］。奈曼凹陷由于大量幔源成因CO2的注入，導(dǎo)致地層水中的Na+，K+，HCO3-和CO32-濃度較高，并且Na+，K+，HCO3-和CO32-濃度及礦化度均與伴生流體中CO2含量有很好的相關(guān)性。隨著CO2含量的增加，地層水礦化度升高，CO2富集的東部區(qū)域，地層水礦化度和總堿度均高（表1）。

表1　奈曼凹陷油井CO2體積分?jǐn)?shù)與離子質(zhì)量濃度對(duì)應(yīng)關(guān)系Table1　Relationship between CO2volume fraction and ionic mass concentration in wells of Naiman Sag

2.2N2成因及來源

奈曼凹陷天然氣中N2含量變化范圍較大，體積分?jǐn)?shù)為1.13%～80.89%，主要集中于15%～50%，平均為33.83%，其峰值為20%～30%。N2含量隨著埋深的增加而呈遞減趨勢(shì)（表2），且與幔源成因CO2含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。九下段受基底深大斷裂的影響，幔源成因CO2含量高，體積分?jǐn)?shù)平均為71.56%，而N2含量明顯較少，體積分?jǐn)?shù)僅為9.31%（表3），而九上段與之正好相反，說明CO2和N2來源不同。九上段油層埋藏較淺，為1 460～2 000 m，燕山晚期區(qū)域擠壓作用使得該區(qū)淺層斷裂較發(fā)育，地殼抬升并遭受剝蝕，大氣中的N2被地表水帶入地下，然后從飽含空氣的地下水中析出并進(jìn)入儲(chǔ)集層。奈1-58-38井位于斷層附近，生產(chǎn)層段為九下段Ⅱ油組，受燕山運(yùn)動(dòng)的影響，表層斷裂發(fā)育，致使大氣成因的N2在該井富集，其體積分?jǐn)?shù)高達(dá)80.89%。

表2　奈曼凹陷油井N2體積分?jǐn)?shù)隨深度變化Table2　The N2volume fraction changes with depth in wells of Naiman Sag

表3　奈曼凹陷油井CO2與N2體積分?jǐn)?shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系Table3　The relationship between volume fraction of CO2and N2in wells of Naiman Sag

2.3H2S成因和含硫化合物來源及分布特征

火山噴發(fā)流體中普遍含有H2S，但H2S含量極不穩(wěn)定，這主要受巖漿成分、噴發(fā)特征、地?zé)峄顒?dòng)類型和流體運(yùn)移條件等控制。H2S化學(xué)活性強(qiáng)，既可與石油中的有機(jī)質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成甲硫醇、乙硫醇、異丙硫醇、甲硫醚和甲乙硫醚等含硫化合物，又可在還原條件下和地層中的鐵離子發(fā)生反應(yīng)生成黃鐵礦，從而導(dǎo)致H2S的大量消耗，甚至可能將H2S耗盡［14］。

奈曼凹陷H2S及含硫化合物含量很少，但部分井場(chǎng)中仍可聞到刺激性氣味。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)，136口井中，僅奈1-36-54、奈1-40-54及奈1-40-54井等14口井中含有H2S及甲硫醇、乙硫醇、異丙硫醇、甲硫醚和甲乙硫醚等含硫化合物。其中，H2S體積分?jǐn)?shù)為（1.21～192.38）×10-6；奈1-40-54井區(qū)5口井H2S及含硫有機(jī)物含量普遍偏高，后者質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為254.74×10-6（表4）。奈1-40-54井區(qū)地層水SO42-平均質(zhì)量濃度高達(dá)0.125 g/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其余部位井SO42-平均質(zhì)量濃度0.014 g/L，說明該區(qū)域含硫化合物富集（表5）。

研究區(qū)東部九下段Ⅱ油組下部為一套電阻率接近于0 Ω·m的地層，錄井解釋為砂泥巖薄互層。巖心分析表明，該層段含有較多的黃鐵礦結(jié)核，單晶呈五角十二面體，集合體呈魚籽狀和球粒狀（圖2），局部富集。另外，重礦物鑒定結(jié)果表明，黃鐵礦礦物特征為紅黃色、暗黃色粒狀粉晶集合體，黃鐵礦形成于同生成巖階段至早成巖階段A期。黃鐵礦晶型特征取決于其形成時(shí)的地質(zhì)環(huán)境（溫度、壓力、硫逸度和流體組分）。一般認(rèn)為，在高過飽和度、高硫逸度、適中溫度（250～300℃）及溫度變化梯度小的條件下，有利于黃鐵礦五角十二面體特征的晶體形成，晶型趨于復(fù)雜［15-17］。早白堊世為盆地的強(qiáng)烈沉降和快速湖侵期，伴隨著大規(guī)模的火山活動(dòng)，H2S隨幔源巖漿沿深大斷裂進(jìn)入地層，同時(shí)，凹陷處于張裂深陷階段，以火山活動(dòng)和間歇期間水進(jìn)充填沉積為主，形成一套巨厚火山碎屑巖夾薄層深水泥巖相，發(fā)育沖積扇、扇三角洲及近岸水下扇沉積體系，局部發(fā)育濁積扇沉積體系。在深水還原條件下，H2S與地層中的Fe離子發(fā)生反應(yīng)，生成FeS·nH2O（水隕硫鐵或單硫鐵）；FeS·nH2O與S進(jìn)一步反應(yīng)生成FeS2·nH2O（膠黃鐵礦）；FeS2·nH2O結(jié)晶脫水形成FeS2（黃鐵礦）［18］。

表4　奈曼凹陷奈1-40-54井區(qū)H2S體積分?jǐn)?shù)及含硫有機(jī)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table4　H2S volume fraction and organic sulfur mass fraction in Nai1-40-54 well field in Naiman Sag106

表5　奈曼凹陷離子質(zhì)量濃度Table5　mass concentration in Naiman Sag

表5　奈曼凹陷離子質(zhì)量濃度Table5　mass concentration in Naiman Sag

?

圖2　奈曼凹陷九下段球粒狀黃鐵礦微晶集合體Fig.2　Pelletoid pyrite microcrystalline aggregates of K1jf23in Naiman Sag

3　非烴流體分布及富集控制因素分析

3.1基底大斷裂與火山活動(dòng)控制CO2及H2S的來源和富集程度

晚侏羅世至早白堊世早期，由于俯沖過程中上地幔隆升導(dǎo)致莫霍面埋藏較淺，地殼變薄，促使斷裂活動(dòng)的規(guī)模和強(qiáng)度均增加，是幔源巖漿灌入巖石圈的必要條件。在開啟性深斷裂或裂谷區(qū)，因地幔柱的上拱作用，使得深部熱流和富含揮發(fā)組分及不相容元素的化學(xué)活動(dòng)性強(qiáng)的流體沿超殼斷裂上升［19］，幔源非烴流體在地層內(nèi)部壓力的釋放過程中，主要沿切穿地殼的深斷裂系或巖漿噴涌通道以游離氣相垂向運(yùn)移至沉積巖中。深斷裂系由于其規(guī)模較大且長(zhǎng)期活動(dòng)，在平面上跨越不同的構(gòu)造單元，控制形成了一系列構(gòu)造帶。一方面，斷裂活動(dòng)在深部形成犁（鏟）式斷裂，控制了深層斷陷的構(gòu)造格局。傾角越大，彎度越小的斷層越有利于非烴流體垂向運(yùn)移［20］。奈曼凹陷發(fā)育走向?yàn)镹NE向，傾向多為EW向和NW向，傾角為60°～80°的深大斷裂體系，適合CO2垂向運(yùn)移（圖3）。另一方面，部分基底大斷裂在坳陷期或反轉(zhuǎn)期持續(xù)活動(dòng)斷至淺層，淺層地殼因斷裂活動(dòng)而逐漸伸展，甚至部分發(fā)生反轉(zhuǎn)，形成反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶，從而控制了中淺層構(gòu)造帶的形成（圖4）。傾角較小的斷裂體系有利于非烴流體以橫向運(yùn)移的方式進(jìn)入圈閉并聚集［21］?；状髷嗔押退{(lán)旗組形成時(shí)的火山活動(dòng)均是幔源CO2和H2S的主要來源，同時(shí)基底斷裂又為幔源CO2和H2S提供了運(yùn)移通道和儲(chǔ)集空間。奈曼凹陷現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的CO2，H2S和含硫有機(jī)物的井大多分布于奈1塊東部近油源、近沉積中心的地溫較高處，且其含量的變化明顯受控于距中央凹陷及區(qū)域性大斷裂的遠(yuǎn)近，如奈1區(qū)塊東部的奈1-56-62和奈1-52-62等井，生產(chǎn)層段為九下段Ⅰ與Ⅱ油組，投產(chǎn)初期日產(chǎn)液3.24 m3，日產(chǎn)油1.23 t，流壓為10.3 MPa，烴類流體含量較少，而CO2體積分?jǐn)?shù)高達(dá)95.69%，且含微量甲硫醚；東南部的奈1-40-54和奈1-44-58等井，CO2平均體積分?jǐn)?shù)為86.93%，且奈1-40-54井區(qū)為全油區(qū)H2S和含硫有機(jī)物的富集區(qū)域。

圖3　奈曼凹陷非烴流體運(yùn)移模式Fig.3　The migration model of non hydrocarbon fluid in Naiman Sag

圖4　奈曼凹陷九下段沉積相平面分布Fig.4　The plane distribution of sedimentary facies of K1jf23in Naiman Sag

3.2幔源CO2和H2S的充注時(shí)間早于烴類，N2充注于燕山晚期

雙河背斜形成于九佛堂組沉積期，定型于沙海組沉積末期，而遼河坳陷外圍中生代盆地?zé)N源巖的大量排烴期在晚白堊紀(jì)以后。H2S的充注時(shí)間早于烴類，CO2性質(zhì)較為穩(wěn)定，以游離態(tài)和水溶態(tài)賦存于地層中。H2S活動(dòng)性較強(qiáng)，在盆地快速斷陷期（九佛堂組沉積期）還原條件的深水環(huán)境中，大部分形成黃鐵礦，在后期烴類的注入過程中，殘余的H2S與烴類作用形成甲硫醇、乙硫醇、異丙硫醇、甲硫醚及甲乙硫醚等含硫有機(jī)物。燕山晚期區(qū)域擠壓作用對(duì)凹陷內(nèi)的石油地質(zhì)事件有較大影響，一是有機(jī)質(zhì)熱演化過程中斷，這也是該區(qū)烴源巖成熟度普遍偏低的主要原因，對(duì)低成熟帶生烴能力影響較大；二是上、下白堊統(tǒng)之間沉積間斷時(shí)間長(zhǎng)，下白堊統(tǒng)普遍遭受剝蝕，尤以斜坡帶最明顯，剝蝕幅度在500～700 m以上，沙海組和阜新組被削截并開啟，輕烴組分很容易沿粗相帶及斷裂破碎帶散失，造成斜坡帶的原油難以保存，而中央洼陷帶九上段隨著輕烴組分的逸失，使得九上段原油稠于九下段。同時(shí)，由于地層埋深較淺，且斷裂活動(dòng)使得空氣隨地表水進(jìn)入地下水循環(huán)中，其中的O2由于易與其他物質(zhì)發(fā)生氧化作用而被消耗掉，而N2則賦存于地層中，因此斷裂附近的奈1-58-38井以及生產(chǎn)層位為九上段的井N2含量均較高。

3.3砂體的展布特征控制非烴流體的平面展布

奈曼凹陷九佛堂組沉積期由于震蕩性湖侵與湖退，廣泛發(fā)育的湖泊扇三角洲相和局部發(fā)育的湖底扇在縱向上表現(xiàn)為多期疊置或擺動(dòng)（參見圖4），平面展布范圍也隨之變化［22］，奈曼油田九下段Ⅱ與Ⅲ油組為巖性油氣藏，砂體的展布控制了非烴流體分布范圍。非烴流體沿深大斷裂進(jìn)入淺層地層時(shí)，賦存于斷裂兩端的砂體中，在烴源巖大規(guī)模排烴過程中，油氣進(jìn)入儲(chǔ)集層，在重力分異作用下，烴類占據(jù)了砂體的高部位，烴類流體富集，且伴生氣具濕度高、干燥系數(shù)低、CH4及同系物碳同位素偏輕的油型伴生氣特征。烴類流體干燥系數(shù)，CO2，H2S及含硫礦物均與低電阻率地層平面分布吻合，據(jù)此提取的地震屬性，可代表九下段Ⅲ油組砂體的展布（圖5）。

圖5　奈曼凹陷九下段Ⅲ油組單砂體平面展布Fig.5　The plane distribution of single sand body of K1jf23in Naiman Sag

3.4泥巖厚度及泥巖與砂巖的配置關(guān)系控制非烴流體的保存

奈1區(qū)塊東部九下段Ⅱ與Ⅲ油組均表現(xiàn)為明顯的厚層泥包砂特征，為盆地快速斷陷期在深湖相發(fā)育較好的濁積扇微相砂體，垂向上與扇三角洲前緣砂體交互疊置，深灰色凝灰質(zhì)泥巖單層厚度為12 m，累計(jì)厚度為60 m，濁積扇砂體包裹于泥巖之中，形成良好的封閉環(huán)境，有利于H2S的保存。奈1-40-54井區(qū)SO42-，H2S，含硫有機(jī)物與黃鐵礦相對(duì)富集。奈1-40-54井投產(chǎn)初期自噴生產(chǎn)，是奈1區(qū)塊目前唯一一口自噴井。根據(jù)奈1-40-54井流體分析，其烴類流體體積分?jǐn)?shù)僅為9.5%，N2體積分?jǐn)?shù)為3.6%，說明受大氣成因影響較小，幔源CO2體積分?jǐn)?shù)高達(dá)86.9%，H2S體積分?jǐn)?shù)為192.4×10-6，是該區(qū)塊H2S含量最高的井，說明其H2S保存條件較好。

4　結(jié)論

（1）晚侏羅世至早白堊世早期大規(guī)模的火山活動(dòng)是幔源成因CO2和H2S的主要來源；CO2和H2S先于烴類流體進(jìn)入儲(chǔ)層，燕山晚期的構(gòu)造活動(dòng)使得N2進(jìn)入儲(chǔ)層。

（2）CO2含量與地層水中的HCO3-濃度及總礦化度均呈正比。S元素目前以痕量H2S、含硫有機(jī)化合物及黃鐵礦結(jié)核的形式存在，為幔源成因的H2S與地層礦物及流體不斷作用的結(jié)果，H2S和含硫有機(jī)化合物的富集程度與SO42-濃度呈正比。

（3）基底大斷裂與火山活動(dòng)控制CO2及H2S的來源和富集程度，砂體的展布特征控制非烴流體的平面展布規(guī)律，泥巖厚度及泥巖與砂巖的配置關(guān)系控制非烴流體的保存條件。

（References）：

［1］陶士振，劉徳良，楊曉勇，等.非生物成因天然氣（藏）的構(gòu)造成因類型及其地球化學(xué)特征［J］.大地構(gòu)造與成礦學(xué)，1998，22（4）：309-322.

Tao Shizhen，Liu Deliang，Yang Xiaoyong，et al.Tectonic-genetic types and geochemical characteristics of abiogenic natural gas（pools）［J］.Geotectonica et Metallogenia，1998，22（4）：309-322.

［2］王萬春，張曉寶，羅厚勇，等.川東北地區(qū)富含H2S天然氣烴類與CO2碳同位素特征及其成因［J］.天然氣地球科學(xué)，2011，22（1）：136-143.

Wang Wanchun，Zhang Xiaobao，Luo Houyong，et al.Carbon isotopic characteristics of hydrocarbons and CO2of H2S-rich natural gaser and their origin in northeastern Sichuan Basin［J］.Natural Gas Geoscience，2011，22（1）：136-143.

［3］羅志立，張景廉，石蘭亭.“塔里木-揚(yáng)子古大陸”重建對(duì)無機(jī)成因油氣的作用［J］.巖性油氣藏，2008，20（1）：124-128.

Luo Zhili，Zhang Jinglian，Shi Lanting.Reconstruction of Tarim-Yangtze Paleocontinent model and its implications for the gener ation of inorganic petroleum［J］.Lithologic Reservoirs，2008，20（1）：124-128.

［4］張景廉，石蘭亭，衛(wèi)平生.黃驊坳陷深部地殼構(gòu)造及流體特征與潛山油氣藏勘探遠(yuǎn)［J］.巖性油氣藏，2009，21（2）：1-6.

Zhang Jinglian，Shi Lanting，Wei Pingsheng.Deep crust structure and geofluid features of Huanghua Depression and their implications for petroleum exploration of buried hills［J］.Lithologic Reservoirs，2009，21（2）：1-6.

［5］朱岳年，史卜慶.天然氣中N2來源及其地球化學(xué)特征分析［J］.地質(zhì)地球化學(xué)，1998，26（4）：50-57.

Zhu Yuenian，Shi Buqing.Analysis on origin of molecular nitrogen in natural gases and their geochemical features［J］.Geology-Geochemistry，1998，26（4）：50-57.

［6］趙興齊，陳踐發(fā)，郭望，等.開魯盆地奈曼凹陷奈1區(qū)塊原油及烴源巖芳烴地球化學(xué)特征［J］.地球化學(xué)，2013，42（3）：262-273.

ZhaoXingqi，ChenJianfa，GuoWang，etal.Geochemicalcharacteristics of aromatic hydrocarbon in crude oil and source rocks from Nai 1 Block of Naiman Depression，Kailu Basin［J］.Geochimica，2013，42（3）：262-273.

［7］趙興齊，陳踐發(fā)，張晨，等.奈曼油田奈1區(qū)塊烴類氣體地球化學(xué)特征及成因分析［J］.天然氣地球科學(xué)，2011，22（4）：715-722.

Zhao Xingqi，Chen Jianfa，Zhang Chen，et al.Geochemical characteristics of hydrocarbon gases and its genetic analysis in Nai 1 block，Naiman Oilfield［J］.Natural Gas Geoscience，2011，22（4）：715-722.

［8］李作臣.奈曼凹陷奈1區(qū)塊CO2地球化學(xué)特征及成因分析［J］.長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，8（6）：25-28.

Li Zuochen.Characteristics and genetic analysis of CO2in Block Nai 1 of Naiman Depression［J］.Journal of Yangtze University：Natural Science Edition，2011，8（6）：25-28.

［9］李玉君，任芳祥.核磁共振技術(shù)在遼河油田奈1塊九佛堂組儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2010，（21）：100-102.

Li Yujun，Ren Fangxiang.Application of NMR technology in reservoir evaluation for Jiufotang Formation of Naiyi Aeria in Liaohe Oilfield［J］.Inner Mongolian Petrochemical Industry，2010，（21）：100-102.

［10］王成善，李祥輝.沉積盆地分析原理與方法［M］.北京：高等教育出版社，2003：86-114.

WangChengshan，LiXianghui.Theprincipleandmethodof analysis of sedimentary basin［M］.Beijing：Higher Education Press，2003：86-114.

［11］黃耀華.奈曼旗凹陷九佛堂組沉積層序地層研究［D］.北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2008：31-32.

Huang Yaohua.Research on sequence stratigraphy and sedimentary facies of Jiufotang Formation in Naimanqi Depression［D］.Beijing：China Uinversity of Geosciences（Beijing），2008：31-32.

［12］遼河油田石油地質(zhì)志編輯委員會(huì).中國(guó)石油地質(zhì)志：卷三——遼河油田［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1993：452-465.

Editorial Committee of“Petroleum Geology of China”.Petroleum geology of China.Vol 3：Liaohe Oilfield［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，1993：452-465.

［13］曲希玉，劉立，高玉巧，等.中國(guó)東北地區(qū)幔源-巖漿CO2賦存的地質(zhì)記錄［J］.石油學(xué)報(bào)，2010，31（1）：61-67.

Qu Xiyu，Liu Li，GaoYuqiao，et al.Geology record of mantle-derived magmatogenetic CO2gas in the northeastern China［J］.Acta Petrolei Sinica，2010，31（1）：61-67.

［14］劉文匯，騰格爾，高波，等.四川盆地大中型天然氣田（藏）中H2S形成及富集機(jī)制［J］.石油勘探與開發(fā)，2010，37（5）：513-522.

Liu Wenhui，Tengger，Gao Bo，et al.H2S formation and enrichment mechanism in medium to large scale natural gas fields（reservoirs）in Sichuan Basin［J］.Petroleum Exploration and Development，2010，37（5）：513-522.

［15］饒東平，曹新志，徐伯駿，等.新疆金窩子礦床黃鐵礦標(biāo)型特征及其找礦意義［J］.黃金，2010，31（10）：10-16.

RaoDongping，CaoXinzhi，XuBojun，etal.Typomorphiccharacteristics of pyrite and its prospecting significance in Jinwozi deposit，Xinjiang［J］.Gold，2010，31（10）：10-16.

［16］曹燁，李勝榮，敖翀，等.黃鐵礦熱電性特征在冀西石湖金礦床中的應(yīng)用［J］.中國(guó)地質(zhì)，2008，35（4）：746-753.

Cao Ye，Li Shengrong，Ao Chong，et al.Application of thermoelectric properties of pyrite in gold exploration in the Shihu gold deposit，western Hebei［J］.Geology in China，2008，35（4）：746-753.

［17］張方方，王建平，劉沖昊，等.陜西雙王金礦黃鐵礦晶體形態(tài)和熱電性特征對(duì)深部含礦性的預(yù)測(cè)［J］.中國(guó)地質(zhì)，2013，40（5）：1634-1643.

Zhang Fangfang，Wang Jianping，Liu Chonghao，et al.The crystal forms and thermoelectricity of pyrite from the Shuangwang gold deposit，Shanxi Province and their applications to metallogenic prognosis［J］.Geology in China，2013，40（5）：1634-1643.

［18］陸紅鋒，陳芳，廖志良，等.南海東北部HD196A巖心的自生條狀黃鐵礦［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2007，81（4）：519-525.

Lu Hongfeng，Chen Fang，Liao Zhiliang，et al.Authigenic pyrite rods from the Core HD196A in the Northeastern South China Sea［J］.Acta Geologica Sinica，2007，81（4）：519-525.

［19］魯雪松，宋巖，柳少波，等.幔源CO2釋出機(jī)理、脫氣模式及成藏機(jī)制研究進(jìn)展［J］.地學(xué)前緣，2008，15（6）：293-302.

Lu Xuesong，Song Yan，Liu Shaobo，et al.Progress in the studies of mantle derived CO2degassing mechanism，degassing model and pool forming mechanism［J］.Earth Science Frontiers，2008，15（6）：293-302.

［20］劉景東，蔣有錄，馬國(guó)梁.斷面優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道的有效性及其對(duì)油氣的控制作用［J］.特種油氣藏，2011，18（3）：47-50.

Liu Jingdong，Jiang Youlu，Ma Guoliang.Effentiveness of fault surface dominant migration pathway and its control action on oil and gas［J］.Special Oil and Gas Reservoirs，2011，18（3）：47-50.

［21］連承波，鐘建華，渠芳，等.CO2成因與成藏研究綜述［J］.特種油氣藏，2007，14（5）：7-12.

Lian Chengbo，Zhong Jianhua，Qu Fang，et al.An overview of origin and accumulation of CO2［J］.Special Oil and Gas Reservoirs，2007，14（5）：7-12.

［22］舒麗娟.奈曼凹陷白堊系九佛堂組沉積體系分布與巖性油氣藏勘探方向建議［C］∥謝文彥，張方禮.第五屆全國(guó)特種油氣藏技術(shù)研討會(huì)優(yōu)秀論文集.沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2012：68-70.

Shu Lijuan.Sedimentary system distribution and subtle traps exploration of Jiufotang Formation，Cretaceous in Naiman Sag［C］∥Xie Wenli，Zhang Fangli.The fifth national workshop on special oil and gas reservoirs technology excellent papers.Shenyang：Liaoning Science and Technology Press，2012：68-70.

（本文編輯：李在光）

Geological significance and controlling factors of nonhydrocarbon fluid of Jiufotang Formation in Naiman Sag

SHU Lijuan
（Liaoxing Oil&Gas Development Company，PetroChina Liaohe Oilfield Company，Panjin 124010，Liaoning，China）

The nonhydrocarbon fluid in Naiman Sag of mainly refers to CO2，H2S and N2.Through component analysis of oil-associated gas，combining with regional tectonic history，nonhydrocarbon fluid content and carbon isotopic analysis，this paper studied the genesis，time entering into the reservoir and controlling factors of preservation and distribution of the nonhydrocarbon fluid in Naiman Sag.The result shows that CO2and H2S in Naiman Sag come from mantle-derived magma eruption，prior to entering the reservoir of oil and gas.The enrichment degree of CO2in formation water is directly proportional to the concentration of HCO3-.Nature of H2S is not stable，and exists in the form of trace H2S，organic sulfur compounds and pyrite nodules at present.The enrichment degree of H2S and organic sulfur compounds is proportional to the concentration of SO42-.The atmospheric N2came into the reservoir at the late Yanshan tectonic uplift，and enriched in the vicinity of shallow strata and shallow fault.The distribution characteristics of sand bodies control the plane distribution rule of nonhydrocarbon fluid.Thickness of mudstone and configuration relation between mudstone and sandstone decided the preservation conditions of nonhydrocarbon fluid.The research results provide theoretical basis for next exploration deployment in Naiman Sag.

nonhydrocarbon fluid；cause analysis；distribution；controllingfactors；Naiman Sag

TE132.3

A

1673-8926（2015）03-0075-07

2014-08-13；

2014-10-20

國(guó)家重大科技專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”（編號(hào)：2011ZS05007-002）資助

舒麗娟（1982-），女，碩士，工程師，主要從事地質(zhì)勘探與開發(fā)工作。地址：（124010）遼寧省盤錦市興隆臺(tái)區(qū)遼興油氣開發(fā)公司。電話：（0427）7355785。E-mail：lxyqshulijuan@163.com。