《表1 柴达木盆地东部地区第四系地层水与生物气性质一览表》

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《中国中西部砂岩天然气大规模聚集机制与成藏效应》

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注：（1）地层水中天然气溶解度与分散气含量的计算条件为模拟埋深1 000 m、地层温度60℃，其中部分数据据文献[43]；（2）甲烷碳同位素组成数据据文献[51-53]

柴达木盆地东部第四系生物气的聚集与地层水浓度加大后的大量水溶气脱溶聚集有关，而且产生了水溶气侧向运移越远，其甲烷碳同位素组成越重，地层水矿化度越高，聚集天然气越丰富的成藏地质效应。前人研究认为这一地区的大量生物气聚集不仅是低幅度岩性-构造的动平衡成藏[16，42]，而且认为其大规模聚集主要与地层水中的水溶气随水侧向运移聚集[43]、以及盐度对产甲烷菌的分布控制相关[44-45]。然而，笔者的研究认为前人认识到了其部分天然气大规模聚集机理，但不完全。柴达木盆地东部第四系生物气生烃中心并没有发育大规模的天然气，而矿化度较高的地区才是生物气藏最发育的地方（见图4）。这一特征还不能完全用前人的观点说明。气源岩的发育主要在湖盆中央，这一地区泥岩的孔隙度为15%～35%，砂岩的孔隙度为20%～30%，平均孔隙度26%[45]，地表水从南部侵入地下后，可以轻松地由南向北运移[43]（见图5）。由于该区的年蒸发量达2 570 mm，在三湖地区北部缺少地表水供给或只有少量地表水供给的情况下，地表与浅层地下很容易因巨大的蒸发量而形成高浓度的地层水与地表水[46]。根据实验分析，由于不同浓度地层水的溶解气含量不同，盐度越高溶解气含量越少，而分散游离出来的气越多[47-50]。经过计算，地层水浓缩脱溶出来的天然气量十分可观。如表1从湖盆中心的察地3井或别东4井等低矿化度区，至台南—涩北等高矿化度天然气主要聚集区，地层水的侧向运移过程中，地层水中可脱溶出（0.27～0.63)m3/m3水溶气。根据前面提到的蒸发量，每年可蒸发掉2.57?106m3/km2的水，脱溶出（69.4～161.9）?104 m3/km2天然气，仅按1万年计算，每平方千米就可脱溶出天然气约（70～160）?108 m3。因此，在地层水浓缩强烈、矿化度最高的涩北、台南等低幅度构造区，形成了较大规模的天然气聚集，地层水浓度较大的台吉乃尔、东山、盐湖等地聚集了较小规模的天然气藏，而其他地区多数只有分散气存在。