塔里木盆地库车坳陷煤成气甲烷碳同位素动力学研究及其成藏意义

天然气碳同位素动力学研究是在生烃动力学基础上发展起来的一种动力学研究方法。以库车坳陷侏罗系煤在限定体系下热解实验为基础,分析了煤成气甲烷碳同位素演化的基本特征。整体上,煤成气甲烷碳同位素值比较重。随着热解温度的增加,甲烷碳同位素演化形式表现为,在低温段存在着一个明显变轻的趋势,然后逐渐变重。这主要是由煤的非均质性造成的,煤沉积时不但有高等植物来源,还有水生生物来源,他们具有不同的活化能和不同的同位素组成。用自行开发的同位素模拟软件,结合库车坳陷的热史,对库车坳陷煤成甲烷碳同位素进行了模拟计算。其核心是把甲烷看作重碳甲烷和正常甲烷两个部分,各自求取动力学参数。模拟结果表明,坳陷中心几个干气藏中甲烷的碳同位素值(-27‰～+32‰,PDB)落在了由干酪根开始裂解生气到2.0Ma之间。这说明库车坳陷中心区域的天然气主要来源于侏罗系煤系地层的长时期裂解、累积。累积阶段为开始生烃到库车期。