一、氣藏基本特征

川中地區已發現了八角場、龍女寺、南充、廣安等與侏羅系天然氣有關的油氣田（藏）。這些油氣藏有著良好的成藏條件：侏羅系發育的烴源巖是這些氣藏的重要物質來源，同時存在部分斷層溝通下伏須家河組氣藏；儲集體大面積分布，儲蓋組合優越，蓋層封蓋能力較好；圈閉類型多樣，且與油氣生成時間匹配較好。從川中地區侏羅系油氣藏中天然氣組分特征來看（表１），天然氣以烴類氣體為主，烴類氣體中又以甲烷、乙烷、丙烷占絕對優勢。天然氣中甲烷的平均體積分數（φ）為８５％左右，乙烷的平均體積分數為７．４％左右，天然氣中重烴含量相對較高。侏羅系天然氣干燥系數平均值均為０．８８，以濕氣為主。侏羅系天然氣不含Ｈ２Ｓ，為陸相成因氣。對比川中地區中、下侏羅統天然氣組分特征參數可以發現，中、下侏羅統甲烷含量、乙烷含量、總烴含量、干燥系數等參數均較為相似，表明中、下侏羅統天然氣可能有相同的氣源。

二、天然氣成因類型

１.組分與天然氣成因類型

實驗模擬干酪根裂解氣與油裂解氣發現不同成因天然氣烷烴組分有明顯的差異：干酪根裂解氣Ｃ２／Ｃ３值變化較小，Ｃ１／Ｃ２值逐漸增大；油裂解氣Ｃ２／Ｃ３值變化較大，Ｃ１／Ｃ２變化較小。從川中地區侏羅系天然氣Ｃ２／Ｃ３值與Ｃ１／Ｃ２值關系圖來看（圖１），侏羅系天然氣Ｃ２／Ｃ３值變化相對較小，Ｃ１／Ｃ２值逐漸增大，表現出干酪根裂解氣的特征。這說明川中地區中、下侏羅統石油對侏羅系天然氣來源沒有貢獻，其原因可能主要是侏羅系埋藏較淺，儲層中的石油還未達到裂解成氣的階段。從川東地區下三疊統油裂解氣烷烴含量變化特征來看（圖１），Ｃ１／Ｃ２值變化較小，Ｃ２／Ｃ３值變化較大，表現出典型的油裂解氣的特征。對比川東地區油裂解氣Ｃ１／Ｃ２值與Ｃ２／Ｃ３值變化特征，研究區侏羅系天然氣干酪根裂解氣的特征更為明顯。

２.碳同位素與天然氣成因類型

川中地區侏羅系天然氣碳同位素特征，總體表現為δ１３Ｃ１＜δ１３Ｃ２＜δ１３Ｃ３的正常系列分布特征，肯定了研究區天然氣的有機成因。從侏羅系天然氣δ１３Ｃ１和Ｃ１／（Ｃ２＋Ｃ３）關系圖來看（圖２），以熱成因氣為主，不存在生物成因氣。從天然氣母質來源看，川中地區上三疊統與侏羅系天然氣整體分布在Ⅱ型與Ⅲ型干酪根熱成因氣區域內，相對而言上三疊統天然氣更靠近Ⅲ型干酪根熱成因氣，表明其主要為煤型氣；而侏羅系天然氣更靠近Ⅱ型干酪根熱成因氣，表明其可能主要為油型氣；同時，侏羅系部分天然氣落在了Ⅲ型干酪熱成因氣區間內，表明部分侏羅系天然氣為煤型氣。

不同母質類型的干酪根具有不同的碳同位素值，而干酪根中的碳同位素又能較好地傳遞給它們生成的烷烴氣，從而使得不同母質來源天然氣中烷烴氣碳同位素具有一定的差異。天然氣主要烷烴氣中，又以乙烷對母質碳同位素的繼承性最好，剛文哲等通過實驗模擬證實了該結論。乙烷碳同位素對母質良好的繼承性，使其成為天然氣成因類型劃分的重要指標。但是，對于利用乙烷碳同位素區分煤型氣與油型氣的界限值，不同的學者有不同的觀點。然而，不同界限值差異較小，因此本文采用較常用的界限值（油型氣δ１３Ｃ２值＜－２８‰，煤型氣δ１３Ｃ２值＞－２８‰）來判別研究區天然氣的成因類型。從川中地區上三疊統與中、下侏羅統天然氣δ１３Ｃ２與δ１３Ｃ２－１關系圖來看（圖３），以δ１３Ｃ２＝－２８‰能較好地將上三疊統與中、下侏羅統天然氣成因類型進行區分：上三疊統天然氣都分布在δ１３Ｃ２值＞－２８‰的區域內，天然氣成因類型為煤型氣；中、下侏羅統天然氣則主要分布在δ１３Ｃ２值＜－２８‰的區域內，天然氣成因類型為油型氣；部分中、下侏羅統天然氣樣品與上三疊統天然氣有較為相似的δ１３Ｃ２與δ１３Ｃ２－１值，落在了δ１３Ｃ２值＞－２８‰的區域內，表現出煤型氣的特征。因此，川中地區中、下侏羅統天然氣以油型氣為主，部分為煤型氣。

天然氣中甲烷的碳同位素較其他烷烴氣具有更好的熱成熟繼承性，且甲烷碳同位素值隨熱成熟作用增加而增大，很多學者提出了它們之間的關系式（δ１３Ｃ１??遙錚??廡┕叵凳匠１揮美垂浪閭烊黃?某墑於?、准妭綮赛S?睦叢礎Ｍ?保?捎誒醋韻嗤?墑於鵲牟煌?鋼世嘈偷奶烊黃?ㄓ托推?⒚盒推?┘淄樘紀?凰刂得饗圓煌??虼慫?譴嬖誆煌??delta;１３Ｃ１??遙錒叵凳?。若?妹盒推?delta;１３Ｃ１??遙錒叵凳郊撲閿托推?墑於戎禱蠐糜托推?delta;１３Ｃ１??遙錒叵凳郊撲忝盒推?墑於戎擔?撲憬峁???薊嵊胩烊黃?導食墑於戎蕩嬖誚洗蟛鉅歟?踔斂環?嫌謝???礪邸Ｋ?裕?雜誆荒芘斜鶚欠裎?托推?蠣盒推?奶烊黃??梢越?浼淄樘紀?凰刂搗直鶇?胗托推?朊盒推?delta;１３Ｃ１??遙錒叵凳劍?撲閭烊黃?墑於戎擔?岷鮮導侍烊黃?墑於戎擔?浣優斜鹛烊黃?梢蚶嘈?。作者分柄?藎櫻簦幔瑁歟ǎ保梗罰擔?ⅲ疲幔猓澹潁ǎ保梗福罰?⒋鶻鸚牽ǎ保梗梗常┑拿盒推?胗托推?delta;１３Ｃ１??遙錒叵凳郊撲懔舜ㄖ械厙??尷堤烊黃?墑於戎擔ū恚玻??盒推?delta;１３Ｃ１??遙錒叵凳郊撲愕某墑於齲?遙錚┲搗植擠段Х直鷂?海埃?埃叮ァ?埃?保梗?、０?埃擔ァ?埃?保罰?、０?保罰ァ?埃?擔擔ィ?勻徽廡┙峁?胭?尷等瘸梢蛺烊黃?環?２煌?托推?delta;１３Ｃ１??遙錒叵凳交竦玫奶烊黃?墑於戎檔姆植擠段в肫驕?到銜?恢攏?烊黃?妊莼?潭確植莢誄墑煊敫叱墑熘?洌?猿墑旖錐撾?鰨ū恚玻??肭叭瞬捎悶淥?椒ǖ玫降難芯殼?烊黃?墑於忍卣饕恢?。震~得饔糜托推?delta;１３Ｃ１??遙錒叵導撲闐?尷堤烊黃?墑於戎凳強煽康模??幣菜得髁速?尷堤烊黃?梢蚶嘈臀?托推?

３.輕烴與天然氣成因類型

煤型氣主要來自富含芳香族結構的Ⅲ、Ⅱ２型干酪根，油型氣主要來自富含脂肪族結構的Ⅰ、Ⅱ１型干酪根，所以煤型氣更富集芳香族組成，油型氣更富脂肪族組成。Ｔｈｏｍｐｓｏｎ根據母質類型的差異回歸出了脂肪族與芳香族演化曲線，油型氣主要分布在脂肪族曲線附近，煤型氣則主要分布在芳香族曲線附近。從川中地區上三疊統煤型氣、川西地區下三疊統油型氣、川南地區上二疊統油型氣與川中地區侏羅系天然氣庚烷值與異庚烷值關系圖來看（圖４），川中地區上三疊統天然氣分布在芳香族曲線附近，與其煤型氣成因類型相符；川中地區侏羅系天然氣與川西地區下三疊統油型氣、川南地區上二疊統油型氣均分布在脂肪族曲線附近，表明研究區侏羅系天然氣以油型氣為主。

由于不同成因天然氣?耍敝擔ㄍ跡抵瀉嶙?曖胱葑?甑謀戎擔┯幸歡ǖ牟鉅歟??耍敝滌氤墑於任薰兀?士梢岳?悶澠惺睹盒推?胗托推?４喲ㄎ韉厙?先??持料擄綜淹秤氪ㄖ械厙??尥誠?、川雾d厙?氯??場⒋?系厙?隙??程烊黃?耍敝搗植繼卣骼純矗ㄍ跡擔??ㄎ韉厙?裕?Ｋ天然氣?耍敝的夂轄蝦茫?源ㄎ魈烊黃?梢蚍治鲆馴礱髕渲饕???承透衫腋?梢蠣盒推?４ㄖ校?、川析嵲１、?希校蔡烊黃?耍敝的夂瞎叵到蝦茫??氪ㄎ鰨裕?Ｋ煤型氣?耍敝的夂锨?咼饗圓煌???ㄎ鰨裕薄⒋?希校蔡烊黃??托推???愿?荽ㄖ匈?尷堤烊黃?耍敝滌氪ㄎ髏盒推?⒋ㄎ饔氪?嫌托推?耍敝抵?淶墓叵擔?梢耘卸洗ㄖ匈?尷堤烊黃??托推?

在生物體中，五員環結構（環戊烷系列的基本結構）僅見于甾類、萜類化合物、前列腺素等生長激素以及飽和、不飽和脂肪酸中，富集在腐泥型有機質中；六員環結構（環己烷系列的基本結構）更多地可以由木質素和纖維素的六員含氧環演化而來，與腐殖型有機質的關系更密切，因此根據天然氣中Ｃ６輕烴組成可以判別天然氣成因類型。在Ｃ６輕烴化合物組成三角圖中（圖６），川中地區上三疊統煤型氣相對靠近代表腐殖型母質來源的環己烷端元，這與其煤型氣成因類型相符。下侏羅統天然氣相對遠離環己烷端元，表現出與腐泥型有機質更好的相關性。根據環己烷指數判識天然氣成因類型標準（圖６），侏羅系天然氣主要表現為腐泥型干酪根成因氣，即油型氣。

４.天然氣成因類型綜合分析

烷烴組分特征表明，川中地區侏羅系天然氣主要為干酪根裂解氣，肯定了其有機熱成因類型。甲烷碳同位素值與烷烴含量關系也證實了研究區天然氣為有機熱成因氣，可能主要為油型氣，部分為煤型氣。天然氣的甲烷、乙烷碳同位素證據表明，研究區侏羅系天然氣主要為油型氣，有少量的煤型氣。利用δ１３Ｃ１??遙錒叵凳揭菜得髁速?尷堤烊黃?饕??托推?Ｌ烊黃?崽??櫓滌胍旄?櫓怠?耍敝怠ⅲ茫肚崽?槌刪?礱餮芯殼??尷堤烊黃?饕??托推?４由鮮黿峁?煽闖觶?煌?姆治齜椒ɑ竦玫奶烊黃?梢蚶嘈陀幸歡ǖ牟鉅歟?銎鏡シ矯娣治黿峁?巖宰既氛莆仗烊黃?梢蚶嘈停?虼耍?匭胱酆隙嘀址治齜椒ǖ慕峁?拍芑竦米既貳⒖煽康奶烊黃?梢蚶嘈托畔?。综合天赛S?櫸幀⑻紀?凰丶扒崽?卣鞣治黿峁??芍?芯殼?烊黃?梢蚶嘈鴕愿衫腋?呀獬梢蠐托推??鰨??貝嬖諫倭康拿盒推?

三、天然氣來源

從川中地區烴源巖發育特征來看，陸相上三疊統至侏羅系發育了２套烴源巖：上三疊統烴源巖，母質類型為腐殖型，成烴方向主要是煤型氣；侏羅系烴源巖主要發育于中、下侏羅統，母質類型以腐泥型為主，成烴方向主要是油與油型氣。因此，從烴源巖發育層位與烴源巖成烴方向來看，侏羅系油型氣主要來自侏羅系自身烴源巖，少量侏羅系煤型氣來自上三疊統烴源巖。同時，川中地區存在部分溝通上三疊統與侏羅系的斷層，它們可能是上三疊統煤型氣進入侏羅系油氣藏的主要通道。

從川中地區三疊系與侏羅系天然氣組分特征參數（甲烷含量與干燥系數）來看（圖７），下三疊統、中三疊統、上三疊統及侏羅系甲烷含量與干燥系數明顯不同，下三疊統、中三疊統天然氣甲烷含量與干燥系數相對最高，而且它們的這２項組分特征參數值十分相似，表明它們可能有相似的來源，前人研究證實它們主要來自二疊系海相烴源巖。上三疊統與侏羅系天然氣甲烷含量與干燥系數明顯小于下—中三疊統，而且上三疊統與侏羅系天然氣不含Ｈ２Ｓ，中下—中三疊統天然氣普遍含Ｈ２Ｓ，這說明上三疊統與侏羅系天然氣中沒有二疊系海相烴源巖貢獻，它們來自比二疊系埋藏更淺的烴源巖，即上三疊統與侏羅系烴源巖。同時，對比上三疊統與侏羅系天然氣組分特征參數可以發現，上三疊統組分特征參數十分一致，說明它們有相似的來源；侏羅系組分特征參數也十分一致，說明侏羅系天然氣也有相似的來源；上三疊統天然氣組分特征參數明顯不同與侏羅系天然氣，說明上三疊統與侏羅系天然氣有不同的來源；侏羅系天然氣組分特征參數明顯小于上三疊統天然氣。因此，結合川中地區陸相烴源巖發育特征及上三疊統與侏羅系天然氣組分特征，可知上三疊統天然氣主要來自上三疊統烴源巖，侏羅系天然氣主要來自侏羅系烴源巖。綜合上述分析，不難得出川中地區侏羅系天然氣主要來自侏羅系烴源巖，少量的煤型氣來自上三疊統烴源巖。

四、結論

１．川中地區侏羅系天然氣以烷烴氣為主，重烴含量相對較高，天然氣干燥系數較低，天然氣主要為濕氣。２．組分分析表明研究區侏羅系天然氣主要為干酪根裂解氣，侏羅系石油對其天然氣來源沒有貢獻；碳同位素分析表明侏羅系天然氣主要為油型氣，部分為煤型氣；輕烴分析表明侏羅系天然氣為煤型氣。利用不同方法獲得的天然氣成因類型存在一定的差異。綜合不同方法分析結果，得到川中地區侏羅系天然氣成因類型主要為干酪根裂解成因油型氣，少量為煤型氣。３．侏羅系天然氣主要來自侏羅系腐泥型烴源巖，僅少量的煤型氣來自上三疊統腐殖型烴源巖。（本文圖、表略）

本文作者：王鵬 沈忠民 劉四兵 朱童 單位：油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室（成都理工大學）