Thermochemical sulfate reduction(TSR)is an important organic-inorganic reaction that occurs within sedimentary basins and alters the original chemical compositions and isotopic structures of hydrocarbons in natural ga...Thermochemical sulfate reduction(TSR)is an important organic-inorganic reaction that occurs within sedimentary basins and alters the original chemical compositions and isotopic structures of hydrocarbons in natural gases.We used the GC-Py-GC-IRMS method to study TSR and obtained a novel finding related to intramolecular carbon isotope fractionation in natural propane.The results show that theΔC-T(δ^(13)C_(central)-13 C_(terminal))andδ^(13)C_(central)values significantly increased to 44.7‰and 11.9‰,respectively,with increasing TSR alteration.In contrast,the 13 C_(terminal)values of propane remained largely unaltered by the TSR reaction.This difference in position-specific isotope fractionation can be attributed to the central carbon’s reactivity being higher than that of terminal carbon during TSR.In sum,the results indicate that theδ^(13)C_(terminal)values of propane can serve as robust indicators for source rock identification of natural gas altered by post-generation reactions such as TSR and anaerobic microbial oxidation.展开更多
四川盆地海相层系发现的大气藏部含或高舍硫化氢,都发育一定厚度的优质储层,而且优质储层与硫化氢分布具有密切的关系,即气藏硫化氢含量越高,储层性质越好,气藏产能也越大。研究发现,在 TSR(硫酸盐热化学还原反应)过程中,随着膏质岩类...四川盆地海相层系发现的大气藏部含或高舍硫化氢,都发育一定厚度的优质储层,而且优质储层与硫化氢分布具有密切的关系,即气藏硫化氢含量越高,储层性质越好,气藏产能也越大。研究发现,在 TSR(硫酸盐热化学还原反应)过程中,随着膏质岩类的溶解(为 TSR 反应提供 SO_4^(2-)),使储集孔隙初步得到改善;而 TSR 产生的硫化氢溶于水形成的氢硫酸,具有强烈腐蚀性,加速了储层中白云岩的溶蚀,形成孔隙极其发育的海绵状孔洞体系,并呈层状分布。电镜下可以清晰看到白云石晶面的溶蚀坑及溶孔中 TSR 产生的硫磺晶体。溶孔中自生碳酸盐的碳同位素在-10.3‰～18.2‰,而地层碳酸盐的碳同位素在+3.7‰～+0.9‰,证实了 TSR 过程中有机-无机的相互作用,即有机成因烃类中的碳转移到次生碳酸盐岩中。包裹体分析表明,次生方解石中的包体富含硫化氢,且均一温度多数在160℃以上,具备 TSR 发生的温度条件;硫化氢和硫磺的硫同位素比地层硫酸盐的硫同位素偏轻8‰左右,是 TSR 作用的证据。因此高含硫化氢气藏的优质储层是在早期埋藏溶蚀作用的基础上,后期发生 TSR 及其形成的酸性流体对深埋碳酸盐岩储层再次进行深刻改造和强烈溶蚀作用的结果;同时可以运用硫化氢来预测碳酸盐岩优质储层的分布。展开更多
天然气形成过程中的加氢作用和 TSR 反应是有机-无机相互作用的重要方式。相邻水体和深部来源的氢,是天然气形成的重要氢源,塔里木盆地天然气的甲烷氢同位素组成明显表现出不同沉积水体对甲烷氢同位素的控制作用,大宛105～25井和阿克1...天然气形成过程中的加氢作用和 TSR 反应是有机-无机相互作用的重要方式。相邻水体和深部来源的氢,是天然气形成的重要氢源,塔里木盆地天然气的甲烷氢同位素组成明显表现出不同沉积水体对甲烷氢同位素的控制作用,大宛105～25井和阿克1井具有深部流体加氢的特征;TSR 反应中硫同位素在不同反应阶段和反应过程具有不同的分馏特征,这种特征在四川盆地高舍硫天然气中具有很好的表现,TSR 反应硫同位素分馏一般小于20‰,而单体硫、黄铁矿和硫酸盐矿物等其它反应过程的产物硫同位素分馏不明显。展开更多
基金supported by the Helium Enrichment and Detection in Natural Gas Reservoirs Related to Oil and Gas Fields project(Grant No.2025ZD1010500)the Deep Earth Probe and Mineral Resources Exploration―National Science and Technology Major Project.-。
文摘Thermochemical sulfate reduction(TSR)is an important organic-inorganic reaction that occurs within sedimentary basins and alters the original chemical compositions and isotopic structures of hydrocarbons in natural gases.We used the GC-Py-GC-IRMS method to study TSR and obtained a novel finding related to intramolecular carbon isotope fractionation in natural propane.The results show that theΔC-T(δ^(13)C_(central)-13 C_(terminal))andδ^(13)C_(central)values significantly increased to 44.7‰and 11.9‰,respectively,with increasing TSR alteration.In contrast,the 13 C_(terminal)values of propane remained largely unaltered by the TSR reaction.This difference in position-specific isotope fractionation can be attributed to the central carbon’s reactivity being higher than that of terminal carbon during TSR.In sum,the results indicate that theδ^(13)C_(terminal)values of propane can serve as robust indicators for source rock identification of natural gas altered by post-generation reactions such as TSR and anaerobic microbial oxidation.
文摘四川盆地海相层系发现的大气藏部含或高舍硫化氢,都发育一定厚度的优质储层,而且优质储层与硫化氢分布具有密切的关系,即气藏硫化氢含量越高,储层性质越好,气藏产能也越大。研究发现,在 TSR(硫酸盐热化学还原反应)过程中,随着膏质岩类的溶解(为 TSR 反应提供 SO_4^(2-)),使储集孔隙初步得到改善;而 TSR 产生的硫化氢溶于水形成的氢硫酸,具有强烈腐蚀性,加速了储层中白云岩的溶蚀,形成孔隙极其发育的海绵状孔洞体系,并呈层状分布。电镜下可以清晰看到白云石晶面的溶蚀坑及溶孔中 TSR 产生的硫磺晶体。溶孔中自生碳酸盐的碳同位素在-10.3‰～18.2‰,而地层碳酸盐的碳同位素在+3.7‰～+0.9‰,证实了 TSR 过程中有机-无机的相互作用,即有机成因烃类中的碳转移到次生碳酸盐岩中。包裹体分析表明,次生方解石中的包体富含硫化氢,且均一温度多数在160℃以上,具备 TSR 发生的温度条件;硫化氢和硫磺的硫同位素比地层硫酸盐的硫同位素偏轻8‰左右,是 TSR 作用的证据。因此高含硫化氢气藏的优质储层是在早期埋藏溶蚀作用的基础上,后期发生 TSR 及其形成的酸性流体对深埋碳酸盐岩储层再次进行深刻改造和强烈溶蚀作用的结果;同时可以运用硫化氢来预测碳酸盐岩优质储层的分布。
文摘天然气形成过程中的加氢作用和 TSR 反应是有机-无机相互作用的重要方式。相邻水体和深部来源的氢,是天然气形成的重要氢源,塔里木盆地天然气的甲烷氢同位素组成明显表现出不同沉积水体对甲烷氢同位素的控制作用,大宛105～25井和阿克1井具有深部流体加氢的特征;TSR 反应中硫同位素在不同反应阶段和反应过程具有不同的分馏特征,这种特征在四川盆地高舍硫天然气中具有很好的表现,TSR 反应硫同位素分馏一般小于20‰,而单体硫、黄铁矿和硫酸盐矿物等其它反应过程的产物硫同位素分馏不明显。
