黔中隆起及其周缘地区海相下组合与油气勘探前景

黔中隆起及其周缘地区,主要包括黔西北地区及其东部相邻的麻江古油藏地区,均属扬子台地的一部分,具有相似的构造及盆地演化历史。海相下组合主要是指震旦系、寒武系、奥陶系和志留系。黔中隆起褶皱平缓,断裂活动弱,利于印支期及以前所形成的原生油气藏的保存。黔中隆起的下寒武统烃源岩特别是牛蹄塘组烃源岩比麻江地区古油藏烃源岩发育程度高,震旦系和寒武系白云岩为良好储层,下寒武统泥岩及中上寒武统的膏盐岩可作为直接盖层及区域盖层;再加上该区相对稳定的构造保存条件,只要现今地表淡水下渗的深度不足以沟通深层原生油气藏并使之遭受完全破坏,该区就可能成为中国南方海相下组合石油和天然气勘探的重要地区之一。     

深层-古老海相层系温压场与油气成藏

深层海相碳酸盐岩层系尚处于勘探初期,对于海相盆地深层温压场的演化特征及主控因素认识还不够清晰.本文总结了适用于深层海相层系的温压场研究方法,并以川中古隆起震旦系气藏和塔中隆起奥陶系凝析气藏为例,展示温压场恢复的结果.川中古隆起震旦系灯影组的温度演化经历了升温-降温-快速升温-快速降温的过程,主要受大地热流与沉积埋藏史的控制;而塔中隆起奥陶系则经历了持续缓慢增温的过程,现今为最高温度.川中震旦系和塔中奥陶系现今地层压力都表现为常压,但前者经历了常压-弱超压-强超压-卸压的演化过程,而塔中隆起奥陶系在3次主要的油气成藏期没有明显的超压.对温压场的系统研究,有助于解释塔中隆起和川中古隆起现今油气相态的差异,还可以为碳酸盐岩储层高温高压模拟实验提供参数,为海相大气田进一步勘探提供理论指导.      

原油裂解气资源评价的理论技术创新与评价应用——以四川盆地震旦系—寒武系为例

四川盆地震旦系—寒武系天然气资源丰富。近年来,在四川盆地川中古隆起和北部斜坡区先后获得了两个万亿级大气区的重大发现。为了明确该领域天然气的资源规模以及未来的勘探方向和创建一套切实可行的原油裂解气资源量的评估方法,本次研究基于该区天然气为古油藏原油裂解的基本认识,按照干酪根生油,再到古油藏裂解生气的技术路线对原油裂解气的资源量进行计算。应用成因法,采用PetroMod 3D盆地模拟软件,输入地层等厚图、岩相古地理图、烃源岩综合评价图、剥蚀量展布图以及生油动力学参数图版,建立整个盆地的三维地质模型,并切分为5个区块分别计算生油量,然后探讨了石油运聚系数、石油裂解率、天然气散失率以及寒武系石油运移的分配系数,并创建了天然气散失系数计算公式。在以上基础上,恢复了盆地及5个构造单元的生油史,并明确了古油藏形成的关键时刻,最终得到全盆地震旦系—寒武系常规天然气资源量为13.43×1012m3,其中寒武系为5.43×1012m3,震旦系为8.0×1012m3。并指出除了川中地区以外,川南和川东具有巨大的勘探潜力,尤其是位于川南地区德阳—安岳裂陷槽两侧的台缘带和台内颗粒滩是下一步勘探的现实领域。本次研究在理论创新和勘探实践中都具有重要意义。     

原油裂解气资源评价的理论技术创新与评价应用——以四川盆地震旦系—寒武系为例

四川盆地震旦系—寒武系天然气资源丰富。近年来,在四川盆地川中古隆起和北部斜坡区先后获得了两个万亿级大气区的重大发现。为了明确该领域天然气的资源规模以及未来的勘探方向和创建一套切实可行的原油裂解气资源量的评估方法,本次研究基于该区天然气为古油藏原油裂解的基本认识,按照干酪根生油,再到古油藏裂解生气的技术路线对原油裂解气的资源量进行计算。应用成因法,采用PetroMod 3D盆地模拟软件,输入地层等厚图、岩相古地理图、烃源岩综合评价图、剥蚀量展布图以及生油动力学参数图版,建立整个盆地的三维地质模型,并切分为5个区块分别计算生油量,然后探讨了石油运聚系数、石油裂解率、天然气散失率以及寒武系石油运移的分配系数,并创建了天然气散失系数计算公式。在以上基础上,恢复了盆地及5个构造单元的生油史,并明确了古油藏形成的关键时刻,最终得到全盆地震旦系—寒武系常规天然气资源量为13.43×1012 m3,其中寒武系为5.43×1012 m3,震旦系为8.0×1012 m3。并指出除了川中地区以外,川南和川东具有巨大的勘探潜力,尤其是位于川南地区德阳—安岳裂陷槽两侧的台缘带和台内颗粒滩是下一步勘探的现实领域。本次研究在理论创新和勘探实践中都具有重要意义。     

塔里木盆地寒武系海相烃源岩有机成熟度及演化史

原生有机组分(镜状体和动物有机组分)反射率是评价塔里木盆地寒武系海相烃源岩有机成熟度的有效方法。从分析的探井和露头区110多个寒武系样品有机组分反射率数据来看，塔里木盆地寒武系烃源岩均处于高过成熟阶段，尚未发现目前仍处于生油窗阶段的寒武系中等成熟的烃源岩。利用BasinMod-1D软件计算了250口探井，26条地震测线中约340个人工井点有机成熟度随时间的变化，据此编制不同地质时期塔里木盆地台盆区寒武系有机成熟度平面变化图。目前满加尔凹陷中下寒武统烃源岩镜质体反射率在3％以上，中下寒武统烃源岩成熟度相对较低区分布在塔中隆起主垒带、塔北隆起的凸起区(英买力凸起)和巴楚断隆—部分地区，其等效镜质体反射率R^ 在1．6％～2．0％之间。     

川中-川东南地区震旦系-下古生界沥青来源及成烃演化

据实测实验数据分析了川中及川东南地区典型构造上勘探井震旦系—下古生界泥岩及沥青样品的生物标志化合物的特征,证实源岩的沉积环境主要为具有一定盐度的还原环境,生物多来自于低等水生生物的菌藻类。川中震旦系—下古生界和川东南震旦系储层沥青主要来自寒武系泥岩;川东南下古生界储层沥青则为寒武系和志留系的混合来源。利用Karweil方法分析了川中地区高科1井寒武系烃源岩的成烃史;采用磷灰石裂变径迹技术与Easy%Ro模型联合模拟恢复了川东南地区丁山1井的生烃史;对比分析表明,川东南寒武系烃源岩成熟时间、主生油及主生气期均早于川中寒武系烃源岩。     

塔里木新元古代盆地演化与下寒武统烃源岩发育的构造背景

下寒武统优质烃源岩的分布一直是塔里木盆地油气勘探的难点问题。在区域构造演化背景分析基础上,利用露头和新的钻井、地震资料,通过地层对比、构造解释和古地貌恢复,探讨了塔里木新元古代盆地原型、古构造及下寒武统烃源岩发育的构造背景。研究认为塔里木盆地西缘的柯坪和叶城地区,新元古代经历了陆内断陷到初始被动大陆边缘的盆地演化序列,而在塔东北的库鲁克塔格地区,主要以裂谷及其衰退期的拗陷为特征。地震反射特征进一步显示在塔里木陆内也具有相似的成盆作用,南华纪断陷具有清楚的垒、堑结构,震旦纪以后以拗陷阶段的均衡沉降为主。发生在晚震旦世末的柯坪运动造成全区抬升,奠定了塔里木盆地寒武系沉积前的构造古地貌,总体表现为西高东低,南高北低,控制了下寒武统烃源岩的形成、分布。塔西台地内中-下寒武统出现大面积增厚,可能与晚震旦世以后继承性的沉降作用有关,形成有利于玉尔吐斯组类型的碳酸盐质陆棚相烃源发育的沉积环境。而西山布拉克-西大山组类型的深水陆棚-盆地相的泥质烃源岩不仅在满加尔坳陷内发育,还可能在阿瓦提坳陷内分布。尽管中央隆起带大部分地区不利于优质烃源岩发育,但不能排除局部地区仍可能存在下寒武统泻湖相烃源岩。与盆地北部高碳酸盐岩含量的烃源岩不同,塔里木南缘改造边界附近具有形成高碎屑岩含量的深水泥质烃源岩的构造-沉积环境。     

塔里木盆地玉北地区埋藏史及热史分析

根据地层分层数据和古热流分析,对塔里木盆地玉北地区的5口代表性钻井进行了埋藏史、热史的模拟与分析,探讨了研究区烃源岩的热演化成熟过程,初步划分了烃源岩的成熟阶段和生烃期次。研究结果认为：玉北地区寒武系－泥盆系沉积时期,具有多次沉积埋藏和隆升剥蚀的交替;泥盆系沉积之后,石炭－二叠系呈现沉积埋藏的特征;中生代在玉北地区东部少量沉积三叠系,随后被剥蚀,而在中西部发生沉积间断;进入新生代,地层持续沉积,且沉积速率呈现增大趋势。研究区寒武系烃源岩自沉积以来成熟度演化相对连续,奥陶纪时进入生烃门限,成熟时期较早;志留－泥盆纪,受海西早期运动的影响,发生隆升剥蚀作用,烃源岩演化变缓;石炭－二叠纪受控于区域上持续稳定的地层沉积与广泛发育的火山活动,研究区寒武系烃源岩进入中高成熟阶段;由于喜马拉雅造山运动的远程效应,新生代研究区持续沉降,形成巨厚沉积,烃源岩成熟度达到高－过成熟,为天然气生成阶段     

塔里木盆地北部寒武系大型进积型台地—斜坡地震层序、演化与控制因素

以塔里木盆地北部塔河油田重复采集的高精度三维资料为基础,综合常规的三维资料和钻井资料进行解释,针对寒武系台地-斜坡沉积体系的地震层序、样式、演化与控制因素,讨论台地的起源、不整合面形成环境和海相烃源岩。在塔河油田寒武系地层中识别出16个地震层序。其中,编号为SQ6、SQ7和SQ11的地震层序发育在低位体系域,其他层序由海进和高位体系域组成,具有快速海进、缓慢海退的不对称旋回特征。塔河油田寒武系碳酸盐岩台地总体表现出纵向加积、向东超覆、台地边缘依次向东迁移的大型进积型台地特征,台地边缘向东迁移的距离超过40km。塔河油田寒武系碳酸盐岩台地起源于塔中隆起的北斜坡,经历了缓坡、平顶陆棚、镶边陆棚等台地样式的演化。沉积底形、相对海平面变化、拉张活动、基底沉降和古气候在不同演化阶段起到不同的控制作用,古气候和风向对中—晚寒武世镶边陆棚的发育具有明显的控制作用。下寒武统肖尔布拉克组顶面和寒武系顶面发育区域不整合面,中寒武统沙依里克组和阿瓦塔格组顶面在陆棚边缘发育不整合面,这些不整合面形成于拉张环境。塔河油田寒武系海相烃源岩发育良好,分布广泛,尤其是玉尔吐斯组全区分布,吾松格尔组、阿瓦塔格组和上寒武统的斜坡-盆地相烃源岩分布在塔河东部地区。     

中-上扬子地区下寒武统筇竹寺阶泥页岩差异成气过程分析

中-上扬子地区下寒武统筇竹寺阶黑色泥页岩具有很高的总有机碳丰度(TOC含量)和生烃潜力而被认为是继上奥陶—下志留统五峰组—龙马溪组页岩气取得突破之后最有潜力的后备勘探层系。其优质烃源岩主要分布于绵阳-长宁裂陷槽、湘鄂西裂陷槽、川东-黔北深水陆棚相和斜坡-盆地相。优质烃源岩层段受沉积相带控制主要分布于筇竹寺阶下部,其TOC具有不对称单峰型分布样式;若受到热水沉积影响,则出现两个TOC峰值;在深水陆棚和斜坡-盆地相中-上部则发育多个稳定分布的TOC峰值。烃源岩生烃史数值模拟、流体包裹体分析、超低浓度U-Pb定年和页岩气组分与同位素组成成因分析综合结果表明,中-上扬子地区下寒武统筇竹寺阶黑色泥页岩存在两种成烃演化模型：(1)以湘鄂西和川东地区为代表,筇竹寺阶烃源岩经历一期生油和原油/干酪根裂解生气过程,加里东晚期(430 Ma)第一次生油,温度95.7～105.2℃;海西晚期(270 Ma)原油开始裂解成气,温度144.7℃左右;燕山早期湿气二次裂解,温度215.3℃;成气时限270～130 Ma;燕山晚期至今(130～0 Ma)页岩气泄漏。(2)以陕南、川南、川中和川西南等地区为代表,筇竹...     

烃源岩生气增压定量评价模型及影响因素

Ⅲ型干酪根烃源岩生气增压定量评价是一个复杂过程, 因为Ⅲ型干酪根以生气为主的同时伴生少量的油生成, 而且在达到一定的温度条件下原油还将逐渐裂解成天然气.在考虑烃源岩生烃过程中天然气的渗漏和排出、氢指数对生烃量的影响、原油裂解成气、生烃作用产生的超压对孔隙水, 油和干酪根的压缩作用、天然气在孔隙水和石油中的溶解作用等因素的基础上建立了Ⅲ型干酪根烃源岩生烃增压定量评价模型, 并对模型参数进行敏感性分析.Ⅲ型干酪根烃源岩生气增压受到烃源岩孔隙度、成熟度、有机质丰度、天然气残留系数等多种参数的影响.有机碳含量、氢指数和天然气残留系数3个参数中以氢指数对Ⅲ型干酪根烃源岩生烃增压产生的影响最大, 天然气残留系数影响最小.天然气残留系数只要大于0.2就可以产生超压, 表明保存条件不是Ⅲ型干酪根烃源岩形成生烃增压最主要的控制因素.      

Quantitative estimation of overpressure caused by oil generation in petroliferous basins

Oil generation can be the dominant overpressure mechanism in low permeability source rocks because of the volume increase upon conversion of organic matter to less dense oil during the petroleum generation process. To quantitatively express the relationship between oil generation and overpressure in source rocks, an equation for the pressure change due to oil generation was derived to quantitatively estimate the overpressure generated in the source rock by considering of the episodic fluid expulsion and parameters, such as the residual oil coefficient, source rock porosity, transformation ratio, TOC (total organic carbon), hydrogen index, the compressibility of Type I kerogen, oil and pore water. The equation was then calibrated with the results from physical simulation experiments in a closed pyrolysis system. Sensitivity analyses on the residual oil coefficient, TOC and hydrogen index were performed to investigate the dominant parameters controlling overpressure due to oil generation. A good correlation was achieved between measured overpressure from the physical simulation experiments and the calculated data using the derived equations for the pressure change due to oil generation, suggesting that the equation can be used to quantitatively estimate overpressure caused by oil generation in source rocks. Many parameters can affect overpressure caused by oil generation, including residual oil coefficient, source rock porosity, TOC, hydrogen index, and transformation ratio. Sensitivity analyses indicate that the most effective parameter on the pressure change due to oil generation in the source rocks is the residual oil coefficient, implying that the internal pressure seal for the source rock is the most important parameter for overpressure development caused by oil generation. Overpressure cannot be generated from oil generation if the residual oil coefficient is less than 0.75. Source rock TOC and hydrogen index have moderate effects on the pressure change caused by oil generation. Overpressure can be generated when the TOC content is as low as 0.5% provided the source rocks have a good internal pressure seal.     

准噶尔盆地腹部超压地层烃源岩热演化史研究

以往的研究认为准噶尔盆地腹部二叠系烃源岩成熟生烃时期较早,与油气晚期成藏的认识不一致。因此,本文通过盆地热历史恢复和超压对烃源岩抑制作用的详细分析,重新厘定了准噶尔盆地腹部主要烃源岩的成熟度演化史。结果表明,因二叠纪盆地构造热体制的转变,准噶尔盆地中二叠世-早侏罗世经历了快速降温的过程,超压全面抑制了准噶尔盆地腹部主要烃源岩的热演化过程,且抑制程度随压力系数增大而增大,当压力系数达到最大值后抑制程度也达到极限（Ro偏低0.6%左右）,利用与压力系数相关联的超压因子调节 Easy% Ro模型中的化学反应频率因子能够有效地反映Ro值受抑制的特征,采用改进模型模拟的烃源岩成熟度演化史表明,盆1井西凹陷和沙湾凹陷中-上二叠统烃源岩主要生油期为白垩纪,侏罗系八道湾组烃源岩目前仍处于生油高峰期,明显滞后于传统生烃模式的预测结果,为深源油气晚期快速成藏提供了有利的烃源条件。     

Energy Field Adjustment and Hydrocarbon Phase Evolution in Sinian-Lower Paleozoic,Sichuan Basin

The Sinian-Lower Paleozoic (also called the lower association) in Sichuan (四川) basin has undergone geologic evolution for several hundred million years.The subsidence history of the Sinian-Lower Paleozoic can be divided into four stages:the stable subsidence during Cambrian and Silurian; the uplift and denudation during Devonian and Carboniferous; the subsidence (main process)during Permian to Late Cretaceous; and the rapid uplift and denudation since Late Cretaceous.The later two stages could be regarded as critical factors for the development of oil and gas in the lower association.The evolution of energy field such as temperature,pressure,and hydrocarbon phase in the lower association during the deep burial and uplift in the third stage might be induced as follows:(1)super-high pressure was developed during oil-cracking,previous super-high pressure was sustained,or changed as normal pressure during late uplift; (2) temperature increased with deep burial during persistent subsidence and decreased during uplift in late stage; (3) as a response to the change of the energy field,hydrocarbon phase experienced a series of changes such as organic material (solid),oil (liquid),oil-cracking gas (gaseous) + bitumen (solid) + abnormal high pressure,gas cap gas with super-high pressure (gaseous) + bitumen (solid) + water soluble gas (liquid),and gas in pool (gaseous) + water soluble gas (liquid) + bitumen (solid).The restoration of hydrocarbon phase evolution is of important value for the exploration of natural gas in the Sinian-Lower Paleozoic in Sichuan basin.     

川西坳陷北部断褶带中二叠统异常流体压力分布特征及成因分析

含油气盆地中温压场的研究是探明油气成藏机理的核心问题,特别是古压力的恢复对研究油气的运移、聚集甚至储层的成岩、烃类的生成都起着至关重要的作用。文中以现今地层压力为约束,应用盆地模拟法恢复了川西北断褶带中二叠统的压力演化过程,并利用构造挤压应力模型定量分析超压主控因素。恢复结果显示,川西北中二叠统则发育两期超压,特别是侏罗纪—早白垩世末,受构造挤压应力作用超压快速累积,且不同构造单元受挤压应力的影响差别较大。近造山带发育弱超压,晚白垩世之后恢复至常压;远离造山带的褶皱带和前渊带则发育超压—强超压,且受侧向挤压应力的影响,构造抬升后仍然保持超压—强超压的状态。      

沾化凹陷渤南洼陷沙四段～孔店组的热史及超压演化

利用EASR%Ro模型,计算了渤南洼陷沙四段～孔店组(Es4-Ek)的古地温和古地温梯度的演变值。古地温的演变与盆地的构造演化关系密切,抬升剥蚀期地层温度下降,沉降期地层温度升高,地史过程中地温梯度的变化呈逐渐降低的趋势。采用盆地模拟技术,恢复且再现了渤南洼陷Es4-Ek地史期的超压演化过程。此过程与该区构造演化和有机质生烃增压作用紧密相关,沉积和剥蚀速率及地层地史期的孔渗性决定了早期超压幅度的高低,而后期构造运动的改造及有机质的生烃作用,决定了现今压力系数的大小。压力在漫长的发展演化过程中,经历了超压积累～破裂泄压～超压再积累～再破裂泄压的反复过程,说明盆地的压力场是一个动态发展的过程,其间伴随着高压流体的幕式排放。     

三肇凹陷青山口组-段泥岩超压形成与演化过程初探

在泥岩超压形成与演化机制研究的基础上,利用声波时差资料,根据泥岩破裂与愈合机理建立了-套泥岩超压形成与演化过程的恢复方法,并对松辽盆地三肇凹陷青山口组一段泥岩中的超压形成与演化过程进行了恢复.青一段泥岩沉积初期开始形成超压之后,先后经历了5次释放,目前正进入第6次超压演化过程中.因其超压自身释放时期相对较早（均早于源岩大量生烃期）,对内部油气排出不起作用,后期稳定发育,对下伏扶杨油层的油气聚集与保存十分有利,这可能是造成该凹陷扶杨油层油气聚集的一个重要原因.该实例充分表明本文的方法用于泥岩超压形成与演化过程恢复是可行的.     

北方新区新层系油气地质调查与勘探进展及成果

“天山—兴蒙构造带油气基础地质调查工程”全力支撑北方新区新层系油气调查科技攻坚战,按北方石炭系—二叠系、大型盆地深层和山前构造带3个层次开展工作部署。主攻北方石炭系—二叠系,查明西北地区石炭系—二叠系沉积充填序列,恢复岩相古地理,建立油气成藏模式,优选战略突破目标,支撑并实现银额盆地居延海坳陷、准噶尔盆地南部博格达山前和柴达木盆地东部3个重要油气突破; 重点评价塔里木盆地深层震旦系—下奥陶统成藏条件,通过开展塔里木盆地深部调查,查明了震旦系—下奥陶统盆地结构和展布,落实了生、储、盖的平面分布特征,预测了深部油气成藏模式; 积极准备在山前构造带开展工作,初步查明塔里木盆地西北缘构造格架和寒武系盐下成藏条件,在塔里木盆地温宿凸起实现了新区新层系油气重大突破,初步评价了柯坪断隆的油气资源潜力。工程取得的研究成果为推动自然资源部(原国土资源部)在新疆开展油气矿权管理体质改革起到了强有力的支撑作用。     

北方新区新层系油气地质调查与勘探进展及成果

“天山—兴蒙构造带油气基础地质调查工程”全力支撑北方新区新层系油气调查科技攻坚战,按北方石炭系—二叠系、大型盆地深层和山前构造带3个层次开展工作部署。主攻北方石炭系—二叠系,查明西北地区石炭系—二叠系沉积充填序列,恢复岩相古地理,建立油气成藏模式,优选战略突破目标,支撑并实现银额盆地居延海坳陷、准噶尔盆地南部博格达山前和柴达木盆地东部3个重要油气突破;重点评价塔里木盆地深层震旦系—下奥陶统成藏条件,通过开展塔里木盆地深部调查,查明了震旦系—下奥陶统盆地结构和展布,落实了生、储、盖的平面分布特征,预测了深部油气成藏模式;积极准备在山前构造带开展工作,初步查明塔里木盆地西北缘构造格架和寒武系盐下成藏条件,在塔里木盆地温宿凸起实现了新区新层系油气重大突破,初步评价了柯坪断隆的油气资源潜力。工程取得的研究成果为推动自然资源部(原国土资源部)在新疆开展油气矿权管理体质改革起到了强有力的支撑作用。     

辽东湾地区辽中北洼超压的发育演化 及油气幕式成藏

基于地层测试数据,利用声波时差的等效深度法以及数值模拟方法对辽中北洼地区超压的分布和演化进行了研究。结果表明本区超压普遍发育,储层超压主要发育于古近系及潜山,最大压力系数193;东二下亚段及以下地层泥岩段中普遍发育欠压实,计算压力系数可达到19以上。不均衡压实和生烃作用是泥岩层超压发育的主要成因,它源传导型是储层超压发育的主要机制。沙河街组沉积以来,烃源岩中超压开始发育并逐渐增加,东营组沉积末期达到高峰,随后开始泄放降低,明下段沉积期开始,超压再次积累增大直至现今。JZ20 2凝析气田的储层流体包裹体及温压方面的证据、油气成熟度和烃源岩生烃史方面的证据以及原油物性方面的证据表明其油气成藏为晚期幕式快速充注成藏。同时研究区断裂发育少,活动性弱,油气沿断层垂向运移受限,充注期主力烃源岩发育强超压,产生水力破裂微裂缝成为油气幕式排放的通道,同时为油气长距离的侧向运移提供了充足的动力,属于超压主导型油气晚期幕式快速成藏。