南祁连木里冻土区天然气水合物气源问题备受关注。本文借助生物标志化合物、气体组分和同位素等方法,分析探讨了该地区天然气水合物的气源问题。生物标志化合物分布特征上,木里地区水合物钻探岩芯伴生液态烃与三叠系碳质页岩中抽提的可溶有机质具有相似性,显示母质类型皆以水生低等物源输入为主,形成于还原条件下的咸水-微咸水沉积环境,但与该地区侏罗系煤及碳质页岩母质类型以陆源输入为主存在较大差别。对不同时代烃源岩解析气的碳同位素研究结果表明,侏罗系为煤型气特征,与水合物中油型气气源存在明显不同;解析气的3He/4He值反映该地区主要为壳源气。综合研究认为,木里冻土区天然气水合物气源主要来自三叠系烃源岩,具有有机质裂解和浅部壳源特征。
为了查明祁连山冻土区木里煤田天然气水合物的气源,从QH-1、QH-2、QH-3井采集侏罗系样品44块,在常规的岩石热解和有机碳分析的基础上,进行GC-MS分析和显微组分镜下鉴定。样品TOC在1.4%16.6%之间,Ro为0.71%0.79%;泥岩TI大于40,煤小于0。正构烷烃呈前峰型分布,主峰碳为C17-C19,Pr/Ph普遍大于1.1;三环萜烷以C19TT-C20TT为主峰,C24Te对C26TT有绝对优势;甾烷系列C27-C28-C29甾烷呈反"L"形分布;藿烷系列C31升藿烷占优势,C34、C35升藿烷含量低且G/C30H低,大部分小于0.2。结果表明,该区侏罗系烃源岩基本处于成熟阶段,有机质为Ⅱ2型-Ⅲ型,主要来自陆相高等植物输入,为河湖沼泽相沉积。有机质丰度较高,属中等-好烃源岩。综合分析认为,研究区侏罗系烃源岩处于成熟度阶段但未到主生气期,不是研究区水合物主力气源岩。
祁连山冻土区90个烃源岩样品测试分析的结果表明,侏罗系烃源岩基本处于成熟阶段;有机质为Ⅱ2型和Ⅲ型,主要来自陆相高等植物输入,为山间河湖沼泽相沉积;有机质丰度较高,是中等—好烃源岩。该区石炭系—三叠系烃源岩基本处于高成熟阶段;有机质主要为Ⅱ型,有机质来源为混源输入,为陆表海—滨海三角洲相沉积;有机质丰度较高,为中等—好烃源岩。天然气水合物主要为混合成因气。综合分析认为,侏罗系烃源岩正处于成熟阶段,有部分生气,而三叠系烃源岩处于主生气期,因此,推测三叠系和侏罗系烃源岩可能是该区天然气水合物的有利供气源岩。
为了查明祁连山冻土区木里天然气水合物的气源,开展冻土区三叠系烃源岩研究工作。按照深度顺序,对JN井1 300多米的岩心取芯,然后和露头样品一起进行实验测试。首先对采集到的36个样品进行常规的有机碳和岩石热解实验,分析其成熟度和生烃潜力;然后选出9个样品进行有机岩石学显微组分镜下鉴定;最后遴选出4个样品进行索氏抽提实验并进行色谱-质谱分析检测。研究结果表明,该区三叠系烃源岩基本处于高成熟阶段;有机质为Ⅱ型和Ⅲ型,有机质来源为混源输入,为陆表海-滨海三角洲相沉积;有机质丰度较高,为中等-好烃源岩。综合分析认为,冻土区三叠系烃源岩可能是该区天然气水合物的有利供气源岩。
温度、湿度环境代用指标以及年代测定是古环境重建中的关键所在。目前对于湖泊而言，有较多指标可以指示湿度变化，但缺乏有效的温度定量指标。土壤和湖泊沉积物中的微生物在生长过程中会合成一些特定化合物，如细菌细胞膜类脂物—支链甘油二烷基甘油四醚化合物（bGDGTs），在不同温度下形成特定的异构体并可以较长时间保存，因此可以灵敏地记录形成时的温度。但由于受外源输入、多种环境因素以及成岩作用等的影响，使得利用这类化合物建立MBT/CBT温度指标存在很多不确定性，与温度之间的定量转换关系也尚未确定。本项申请拟通过对新疆博斯腾湖现代过程的研究，采集湖泊不同位置沉积物以及流域土壤，通过对样品中bGDGTs的分析，查明湖泊沉积物中bGDGTs的来源，影响bGDGTs的主要因素以及bGDGTs的保存与降解机制。最后，建立bGDGTs与温度之间的定量转换函数关系。
2016-01为查明青藏高原乌丽冻土区是否存在天然气水合物以及弄清天然气水合物气源,在对该区可能的烃源岩样品有机碳含量、岩石热解、镜质体反射率测定等分析基础上,结合分子生物标志化合物分析技术,对乌丽地区二叠系和三叠系泥岩、炭质泥岩和煤进行了有机质来源、沉积环境以及热演化程度等方面的初步研究。结果表明,该区烃源岩发育于还原的海陆交互相沉积环境,有机质母质为低等水生生物输入与陆源高等植物的混合生源输入,部分样品低等水生生物来源占优势;除个别样品外,甾烷异构化参数和升藿烷异构化参数达到平衡点。上二叠统那义雄组部分泥岩层段有机碳含量较高且含煤层段较厚,处于过成熟热演化阶段,其可能为研究区内较好的气源岩;而上三叠统巴贡组仅在八十五道班西为含煤地层,分布范围有限,可能仅为局部气源。