烃源岩演化与生、排烃史模拟模型及其应用

本文提出了烃源岩演化与生、排烃史综合模拟模型。该模型包括埋藏史模块、热史模块、成熟史模块、生烃史模块与排烃史模块５个组成部分，模块之间具有密切的联系，前一模块的输出结果可作为后一模块的输入条件。其中埋藏史、热史模块是由现今状态出发，逆时序恢复地层的古埋深、古孔隙度与古地温；而成熟史、生烃史与排烃史模块则以沉积物开始沉积时为起点，顺时序再现烃源岩有机质热演化、生烃与排烃等地质作用的过程，给出成熟度、生排烃强度、排烃效率等结果。所有模块结果均可作为地质时间的函数。     

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     

渤海海域东部不同富油凹陷烃源岩生烃特征差异及意义

渤海海域东部发育多个富油凹陷,具有较大的生烃潜力,由于各凹陷形成和发育过程不同,导致不同凹陷、不同层段烃源岩热演化和生、排烃特征具有明显差异。通过对渤海海域东部3个富油凹陷多套烃源岩进行埋藏史、热史和生、排烃史研究,厘定了渤中凹陷、渤东凹陷和庙西凹陷烃源岩生、排烃时间以及演化特征。结果表明:(1)渤海海域东部地区不同构造单元烃源岩热演化程度具有"西高东低"的趋势,渤中凹陷最早生烃时间为31.5 Ma,渤东凹陷和庙西凹陷最早生烃时间分别为28.2,11.2 Ma,渤中凹陷最早排烃时间为27.8 Ma,而渤东凹陷和庙西凹陷最早排烃时间分别为20.9,6.7 Ma;(2)渤中凹陷烃源岩热演化程度较高,现今主要为储层提供天然气,为环渤中凹陷地区形成天然气藏和凝析气藏提供了气源;渤东凹陷、庙西凹陷热演化程度依次降低,为储层提供大量油源,盆地边缘地区主要以油藏为主。     

新疆塔里木盆地孔雀河地区下古生界烃源岩与成烃史分析

塔里木盆地孔雀河地区寒武—奥陶系烃源岩分布广泛,厚度由东北向西南逐渐增大,累计最大厚度达4 000余米,寒武系—下奥陶统烃源岩有机质处于高成熟-过成熟阶段,中上奥陶统烃源岩有机质处于成熟-高成熟阶段.在剥蚀量和古地温研究基础上,通过单井埋藏史与古地温曲线的叠合,总结出孔雀河地区寒武—奥陶系烃源岩的生烃史,共3类7型:第一为二次生烃类,按进入二次生烃时间可进一步分为三型;第二为持续生烃类,按埋藏史可再分为两型;第三为下部过成熟类,按达到过成熟温度(240℃)的时间可进一步分为两型.在所划分的3类7型中只有底部过成熟二型属于不具备生排烃能力的无效烃源岩,这一结果扩大了本区的油气资源前景.     

济阳坳陷上古生界烃源岩生烃演化特征

济阳坳陷残留上古生界为石炭系—二叠系,大体上以无棣凸起—滨县凸起—陈家庄凸起为界,分为南、北两个区域,推测最大厚度位于惠民凹陷西部,可达1200m。烃源岩主要为煤、碳质泥岩及暗色泥岩,其中以太原组和山西组的煤层和暗色泥岩最发育。大致经历了印支期、燕山期及喜马拉雅期等三次埋藏—隆升旋回交替演化,初次生烃期为中三叠世末,最重要的二次生烃期为早第三纪末。上古生界受热史与埋藏史曲线具有相似性,说明构造-埋藏史是控制烃源岩热演化的主要因素。依据埋藏-生烃史的不同,可划分出四类构造演化组合。其中中凹新凸型生烃演化地区有利于寻找上古生界次生油气藏;中凸新凹型和中凹新凹型生烃演化地区有利于寻找古生古储型油气藏。     

烃源岩生排烃组分法模型研究与应用

本文提出了一种新的烃源岩生排烃组分法模拟模型。组分法生烃模型根据热模拟实验得到的组分产率曲线模拟烃源的生烃史。排烃模型包括开放体系模型和间歇开放体系模型，分别用于模拟以压实作用为主要动力的孔隙排烃和以异常高压为主要动力的微裂缝排烃。这一模型根据孔隙温度、压力和烃类组成，采用热力学方法模拟孔隙体系流体体积和相态的变化、不同组分在各相中的分布，并由此求出各组分的排出量和总排烃量。对陕甘宁盆地古生界源岩生排烃史的模拟结果表明，该模型具有实用价值。     

黄骅坳陷深层古生界烃源岩的生烃演化

黄骅坳陷的古生界已遭受多期复杂的构造变动,烃源岩经历了不均一的抬升、变形、埋藏作用,导致烃源岩生烃演化的不连续性和分阶段性。基于详细的构造—埋藏史研究,结合磷灰石裂变径迹测试及矿物包裹体分析,运用EASY%R_o数值模拟技术,深入研究了黄骅坳陷古生界烃源岩的埋藏史、受热史和生烃史,揭示出研究区古生界有机质的阶段性成熟演化和多次生烃作用,阐明了黄骅坳陷古生界烃源岩生烃作用发生的构造期次、生烃强度和时空分异特征,认为黄骅坳陷古生界烃源岩最重要、最有意义的生烃作用发生在喜马拉雅晚期,指出在黄骅坳陷中北部的次级凹陷中有望实现中国东部深层古生界找油突破。     

东濮凹陷石炭-二叠系煤系烃源岩生气演化及潜力分析

东濮凹陷石炭-二叠系煤系烃源岩的生烃演化时空差异性尚存在争议,烃源岩热演化生烃史的定量化研究仍有待进一步深入.利用热模拟实验和盆地模拟技术对烃源岩热演化生烃史进行了系统定量评价.煤系暗色泥岩、煤和碳质泥岩具有相似的生气模式,以R_o为0.5%、1.2%、2.2%、3.15%作为界限,将煤系烃源岩生气作用统一划分为5个阶段,其中主生气期门限R_o为2.2%,对应深度约为5 500 m;东濮凹陷石炭-二叠系源岩经历海西-印支期、喜山早期和喜山晚期三期成熟演化过程,其中古近纪沙一-东营期和新近纪明化镇中期-现今是主要生烃期,烃源岩演化普遍进入成熟-过成熟阶段;三期演化对应生烃贡献比例分别为9.28%、62.07%、28.64%,主力生烃范围集中在洼陷带及中央隆起带中部一带,煤生气贡献量最大、占68%.      

黄骅坳陷歧古1井古生界烃源岩的二次生烃演化

黄骅坳陷歧古1井的古生界烃源岩自形成以来经历了复杂的构造—埋藏史,并发生多次生烃演化。基于详细的构造-埋藏史研究,并结合矿物包裹体分析,运用EASY％R_o数值模拟技术,深入研究了歧古1井的古生界烃源岩的埋藏史、受热史和生烃史,阐明了歧古1井古生界生烃作用发生的构造期次、生烃强度,揭示了歧古1井古生界烃源岩曾发生过多次重要的生烃作用过程,其主要发生在海西—印支期和喜马拉雅晚期,得出了主要二次生烃作用发生在喜马拉雅晚期的重要结论,并提出了歧口凹陷是有望实现黄骅坳陷深层古生界找油突破的有利地域。     

鄂尔多斯盆地延长探区上古生界热演化史

通过试气静温资料,统计了延长探区上古生界各个主力含气层位的现今地层温度。通过地化资料指出该区上古生界烃源岩热演化程度达到成熟—过成熟阶段,采用经验公式法恢复了对应的最大古地温。采用将今论古方法探讨了该区各个时期的古地温梯度。在剥蚀厚度恢复的基础上,详细配置各个地层的岩性、物性、地化参数等指标,恢复了该区埋藏沉降史和热演化史。沉降史模拟表明:晚三叠世为该区沉降的主要发育时期。热演化史模拟表明:延长探区上古生界烃源岩在早侏罗世进入成熟阶段,晚侏罗世进入高成熟阶段,上古生界烃源岩主生烃期为晚侏罗世—早白垩世。     

辽河西部凹陷古近系烃源岩生烃动力学特征

针对辽河西部凹陷不同岩性、不同干酪根类型18块样品进行了较详细的开放体系生烃动力学研究, 模拟结果反映出相同岩性不同有机质类型烃源岩动力学特征存在较大的差异, 有机质类型越好, 平均活化能越小, 主频活化能对应的反应分数越大, 活化能分布范围越窄, 表明有机质类型对烃源岩生烃动力起着决定性作用.应用平行一级反应模型, 结合埋藏史、热史对辽河西部凹陷古近系烃源岩生烃史进行了定量研究, 层位上, 西部凹陷沙三、沙四段是主力烃源岩, 分别占总生烃量的63.9%和18.5%, 其次为沙一二段和东营组, 4套烃源岩累计生烃量为328.09×108t;东营期是主要的生烃时期.      

渤海湾盆地东营凹陷南坡东段孔二段烃源岩生排烃潜力分析

孔店组是渤海湾盆地济阳坳陷东营凹陷油气勘探向深层转移的重要层系,受演化程度较高的制约,东营凹陷南坡东段孔二段烃源岩生排烃潜能存在争议,为探讨东营凹陷深层含油气系统,明确孔二段烃源岩生排烃潜能,笔者等从含油气检测结合烃源岩分析的角度进行讨论。通过孔二段沉积时期古地貌恢复,结合地震剖面,明确了孔二段沉积时期的古地貌,探讨了孔二段烃源岩发育的平面分布特征;通过地化及薄片观察,对孔二段烃源岩有机质丰度、类型和成熟度进行研究,且对高成熟孔二段烃源岩进行原始有机碳含量恢复,结合流体包裹体测试、冷阴极发光、荧光观察等系统分析,判识孔二段烃源岩生排烃潜能。研究认为,孔二段烃源岩展布范围较大,且在沉降中心发育较厚的孔二段烃源岩层;孔二段烃源岩原始有机碳含量较高,有机质来源以高等植物为主,属于Ⅱ1-Ⅲ型有机质,成熟度较高,烃源岩已进入生气阶段,综合评定为中等—较好烃源岩。孔店组主要发生两期油充注和一期天然气充注：第一期油充注发生在沙三段沉积时期;第二期油充注发生在东营组沉积时期;第三期天然气充注发生在平原组沉积时期,结合东营凹陷古近系烃源岩生排烃模拟结果,认为孔店组原油具有孔二段烃源岩的生排烃贡献。通过分析孔二段烃源岩发育特征结合生排烃研究,判识孔二段烃源岩生排烃潜能,为东营凹陷深部含油气系统研究鉴定基础。     

南海南、北大陆边缘盆地烃源岩热演化差异及成因分析

对横跨南海南、北共轭大陆边缘的两条骨干剖面所经过的沉积盆地烃源岩热演化进行模拟,分析了南、北陆缘盆地烃源岩热演化差异。结果表明,南海南部陆缘盆地生烃门限整体比北部陆缘盆地的生烃门限浅,南部陆缘盆地生烃门限整体在2 200~2 300 m之间,中新统烃源岩基本已进入生烃门限;北部陆缘盆地生烃门限整体位于2 500~2 600 m之间,渐新统及其以下烃源岩进入生烃门限。南海南、北陆缘盆地生烃门限的规律性与南海现今热流分布南高北低、西高东低的整体趋势相对应,高热流有利于烃源岩的成熟与生烃,因此热流值高的区域对应生烃门限较浅。造成南、北陆缘主力烃源岩的热演化程度差异的主要原因可能是由南海扩张及古南海俯冲引起的地温场变化所引起。     

深层油气资源盆地模拟生排烃数值模型及其应用

深层烃源岩大多经历了多期构造运动,尤以抬升再沉降运动最为典型,这种抬升再沉降型烃源岩,经历了独特的地层埋藏史,热史,有机成熟史,生烃史,排烃史及运聚史,从而严重影响着其油气资源潜力,文章在研究该类运动对含油气盆地油气藏形成诸因素影响机理的基础上,利用数值模拟手段,进行含油气盆地生排烃研究,以分析,评价盆地深化层油气资源潜力,为深层油气勘探服务。     

柴达木盆地石炭系油气调查最新进展

柴达木盆地石炭系是海相油气勘探的新领域,通过对柴达木盆地石炭系油气地质条件进行调查,评价其资源潜力,为该区寻找油气战略接替区提供科学依据。以柴达木盆地石炭系为主要目标,通过调查和研究,首次获得柴达木盆地石炭系油气流,在柴达木盆地古生界海相新层系油气方面取得重要发现;综合区域调查、平衡剖面反演及镜质体反射率等分析,获取柴达木盆地主要构造运动期次;结合盆地模拟技术,重建了石炭系埋藏史,分析了柴达木盆地德令哈坳陷石炭系烃源岩油气地化指标,研究了烃源岩生烃演化史。研究表明:柴达木盆地德令哈坳陷石炭系烃源岩广泛发育,有机质丰度较高,埋深较大,但未发生变质,处于成熟-高成熟阶段;德令哈坳陷石炭系埋藏史主要表现为快速埋藏期、稳定期与强烈抬升剥蚀期,新生代以来沉降史与抬升剥蚀史存在着差异;石炭系烃源岩热演化史主要表现为“存在二次生烃,晚期生烃为主”的特点,主要受该区构造运动控制;柴达木盆地热演化总体表现为缓慢降低的趋势,主要受控于柴达木盆地岩浆热事件与构造活动。调查分析表明,新层系石炭系油气条件良好,资源前景广阔,是柴达木盆地下一步勘探的接替层系。     

用开放体系的热解方法对烃源岩生烃动力学的研究:以东营凹陷某生油岩为例

近年来，烃源岩生烃热模拟实验与生烃动力学研究主要采用封闭体系。然而，在某些地质条件下，烃源岩所处的地质环境更接近于开放体系。应用美国加里福尼亚州理工学院环境能源研究中心多冷阱热解气相色谱仪，结合Kinetics生烃动力学专用软件，对取自东营凹陷的1块ES3页岩生油岩在开放体系条件下进行了生烃动力学研究。结果表明，该生油岩C1-5、C13^ 、C6-12及C1^-生成活化能分别为：238～339、205～268、222～272和251～285kJ／mol。在此基础上，结合利津洼陷埋藏史与受热史，对烃源岩生烃史、生成烃类油气比等成烃特征进行了研究。本研究为生烃动力学方法在油气评价中的应用提供了一个范例。     

渤海盆地辽东湾地区古近系烃源岩成熟演化模拟

古近系是辽东湾地区的主力烃源岩层系, 包括孔店组(Ek)-沙河街组四段(Es⁴)、沙河街组三段(Es³)、沙河街组一、二段(Es1-2)、东营组三段(Ed³)4套烃源岩, 它们主要分布在该地区的3个凹陷(辽西、辽中和辽东)的各个次洼中。在沉积和构造发育史的基础上, 结合烃源岩地球化学和热史等参数对烃源岩成熟演化进行模拟。对辽中凹陷各洼陷典型井区的烃源岩演化模拟表明辽中凹陷不同洼陷内各烃源岩层系的成熟演化历史存在明显差异:在东营组沉积末期,Es⁴-Ek烃源岩普遍进入生油门限,现今,基本上处于高-过成熟阶段;在馆陶组沉积末期,Es³和Es^-2烃源岩普遍进入生油门限,Ed³烃源岩部分进入生油门限,现今,Es³和Es^-2烃源岩在辽中凹陷的部分地区达到生油高峰期。同时, 利用Basinview软件模拟了辽东湾地区古近系4套烃源岩的成熟演化历史, 表明在盆地演化过程中同一套烃源岩在辽东湾地区不同凹陷进入生油门限和达到生油高峰及生气阶段的时间存在差异。研究成果可以为该地区深凹区的烃源岩预测与评价和计算烃源岩体积、生、排烃量等提供重要参数,这对指导该地区的油气资源勘探具有重要意义。      

渤海湾盆地东营凹陷南坡东段孔二段烃源岩生排烃潜力分析

始新统孔店组是渤海湾盆地济阳坳陷东营凹陷油气勘探向深层转移的重要层系,受演化程度较高的制约,东营凹陷南坡东段孔二段（孔店组二段）烃源岩生排烃潜能存在争议,为探讨东营凹陷深层含油气系统,明确孔二段烃源岩生排烃潜能,笔者等从含油气检测结合烃源岩分析的角度进行讨论。通过孔二段沉积时期古地貌恢复,结合地震剖面,明确了孔二段沉积时期的古地貌,探讨了孔二段烃源岩发育的平面分布特征;通过地化及薄片观察,对孔二段烃源岩有机质丰度、类型和成熟度进行研究,且对高成熟孔二段烃源岩进行原始有机碳含量恢复,结合流体包裹体测试、冷阴极发光、荧光观察等系统分析,判识孔二段烃源岩生排烃潜能。研究认为,孔二段烃源岩展布范围较大,且在沉降中心发育较厚的孔二段烃源岩层;孔二段烃源岩原始有机碳含量较高,有机质来源以高等植物为主,属于Ⅱ1—Ⅲ型有机质,成熟度较高,烃源岩已进入生气阶段,综合评定为中等—较好烃源岩。孔店组主要发生两期油充注和一期天然气充注：第一期油充注发生在沙三段沉积时期;第二期油充注发生在东营组沉积时期;第三期天然气充注发生在平原组沉积时期,结合东营凹陷古近系烃源岩生排烃模拟结果,认为孔店组原油具有孔二段烃源岩的生排烃贡献。通过分析孔二段烃源岩发育特征结合生排烃研究,判识孔二段烃源岩生排烃潜能,为东营凹陷深部含油气系统研究鉴定基础。     

柴达木盆地德令哈坳陷石炭系烃源岩成熟度演化史

德令哈坳陷是柴达木盆地石炭系具有勘探前景的地区。综合区域调查、平衡剖面反演、镜质体反射率等分析,获取了柴达木盆地主要构造运动期次,并结合盆地模拟技术,重建了石炭系埋藏史;结合石炭系烃源岩油气地化指标,研究了德令哈坳陷石炭系烃源岩热演化史。研究表明,德令哈坳陷内石炭系烃源岩广泛发育,有机质丰度较高,埋深较大,但未发生变质,处于成熟-高成熟阶段。德令哈坳陷石炭系埋藏史主要表现为晚石炭世、中侏罗世早期-晚白垩世、渐新世晚期-中新世为快速埋藏期,早二叠世-晚三叠世、早白垩世-始新世为稳定期,晚三叠世末-晚侏罗世、始新世末-中新世、中新世末以来为强烈抬升剥蚀期,沉降史与抬升剥蚀史新生代以来存在着差异;石炭系烃源岩热演化史主要表现为"二次生烃、晚期生烃为主"的特点,主要受控于区域构造运动。晚古生代以来柴达木盆地热演化总体表现为缓慢降低的特征,主要受控于柴达木盆地岩浆热事件与构造活动特征。      

四川盆地上三叠统须家河组烃源岩埋藏史 及热演化特征

根据地层分层数据和古热流分析,运用PetroMod-1D软件对四川盆地的51口探井进行模拟,得到了盆地内上三叠统的埋藏史、成熟度演化史及烃源岩受热史,初步划分了上三叠统烃源岩的成熟阶段和生烃期次。结果表明,川北、川中地区须家河组烃源岩分别在中晚侏罗世进入生烃门限;川南地区大约在早白垩世达到生烃门限,此后地层不断埋深,热演化持续进行,在晚白垩世达到最大埋深,之后由于燕山末期及喜山期构造运动,地层发生整体抬升,干酪根的热演化也因此受到了遏制。