高演化海相碳酸盐烃源岩地球化学综合判识

针对中国海相碳酸盐岩烃源岩的成熟度高、有机质丰度低等特殊性, 以鄂尔多斯盆地下古生界为例, 通过微量元素富集系数计算、稀土元素的配分模式、元素和碳同位素等的数理统计分析及三维图解等多元综合分析, 结合必要的有机参数, 反演了盆地烃源岩发育环境, 评价碳酸盐岩烃源岩及其分布. 就鄂尔多斯盆地而言, TOC为0.2%是个重要的界限值, 研究表明: 在TOC>0.2%的层段中, Ba富集, δ¹³C_carb正偏移, δ¹³C_org<&#8722;28‰, 反映出古生产力、有机质埋藏量较高, 具较好生烃潜力, 稀土元素分异强, 指示沉降速率低, 有机质保存条件好, 利于烃源岩发育. 克里摩里组、乌拉力克组具一定规模, 可视为潜在有效烃源岩. 而TOC＜0.2%的层段, Ba含量低, δ¹³C_carb多为负值, δ¹³C_org为&#8722;24‰~&#8722;28‰, 指示有机质埋藏量低, 生烃潜力差, 稀土元素分异弱, 沉降速率较快, 多属浅水高能氧化环境, 不利于烃源岩发育. 利用无机与有机地球化学方法综合评价高演化海相有潜力的碳酸盐岩烃源岩及分布是可行的.     

鄂尔多斯盆地延长组长7段致密油源储配置关系测井评价

源储配置关系是致密油评价的核心组成部分.以鄂尔多斯盆地延长组长7段的岩心、测井资料为基础,经岩—电关系分析,优选深感应电阻率(RILD)与声波时差(AC)测井参数曲线重叠图法来识别烃源岩,并结合地球化学参数进行烃源岩品质评价;同时,开展砂体结构特征研究,并在单井、连井剖面中综合分析烃源岩品质、砂体结构特征、源储配置关系及含油性.研究表明:1)延长组长7段烃源岩发育段在深感应电阻率(RILD)与声波时差(AC)测井曲线重叠图上存在明显幅度差,累计厚度一般5~70 m,分布面积达10×104km;岩心分析及测井模型计算TOC值一般2%~20%,平均11.6%,TOC在平面上分布具较强非均质性;基于测试分析数据和实际生产需求,把鄂尔多斯盆地长7段泥页岩分为4类,优质烃源岩:TOC10%,中等烃源岩:6%TOC10%,差烃源岩:2%TOC6%,非烃源岩:TOC2%.2)影响鄂尔多斯盆地长7致密油富集程度的关键因素是烃源岩有机碳含量,其次是砂体结构,以及砂体与烃源岩之间的距离.一般在优质和中等烃源岩发育区,紧邻烃源岩的块状砂体的每米日产油指数(PI)一般大于2.0 t/m·d,远离优质或中等烃源岩的块状砂体PI一般为1.5t/m·d;不论层状砂体与烃源岩的距离远近,PI一般均为1.0t/m·d.差烃源岩发育区,紧邻或远离烃源岩发育区的块状砂体、层状砂体一般均为差油层或干层.     

中国海相碳酸盐岩烃源岩成气机理

突破传统研究烃源岩成气机理只从源岩自身特点出发的思想, 针对中国叠合盆地中下部海相碳酸盐岩烃源岩发育与分布的特点以及成气、成藏过程中的各种作用, 综合两者建立碳酸盐岩的复杂成烃模式. 不仅包括碳酸盐岩自身的三段式成气特点, 亦包括成气、成藏过程中原油热裂解生气以及次生有机质受热再次生气过程. 海相碳酸盐岩烃源岩优质生烃母质决定生烃过程中油气比高, 易形成古油藏, 这是有机质一次富集的过程. 古油藏热裂解形成天然气是高效形成天然气藏的重要途径. 储集性碳酸盐岩中次生有机质经二次深埋后可再次生气而成为一种有效的气源岩.     

塔里木盆地海相烃源岩与原油芳烃单体烃碳同位素分布特征及其意义

芳烃化合物是原油和烃源岩抽提物中的主要馏分,经过小型氧化铝两步层析法,可以得到分离度高的二环芳烃和三环芳烃化合物.塔里木油田不同地区的上奥陶统烃源岩和寒武系‐下奥陶统烃源岩抽提物芳烃馏分的GC-IRMS分析表明芳烃单体烃碳同位素组成除受热演化程度影响外,还受有机质来源、沉积环境和成烃过程的影响.无论是烷基萘、烷基联苯、烷基菲的亚系列,还是单体化合物,如1-甲基菲、9-甲基菲、2,6-二甲基菲等的δ13C值均表现为寒武系‐下奥陶统烃源岩偏重,两套烃源岩之间亚系列的δ13C差值最高可达16.1‰,单体烃之间差值可达14‰.综合塔里木盆地不同时代烃源岩和原油的生物标志物组合特征及单体烃的碳同位素组成,可为油源对比提供强有力的佐证.塔中地区大部分奥陶系原油9-甲基菲具有偏负的δ13C组成,贫伽玛蜡烷,富含升藿烷,主要来自于上奥陶统烃源岩;而塔东地区原油和部分塔中地区原油富伽玛蜡烷、贫升藿烷,9-甲基菲的δ13C组成明显较重,表明其主力油源岩为寒武系‐下奥陶统烃源岩.     

鄂尔多斯盆地长91湖相优质烃源岩的发育机制探讨

新近的钻探和有机地球化学测试与研究,在鄂尔多斯盆地上三叠统长9油层组上段发现了一套湖相优质烃源岩,其平均TOC达5.03%,平均沥青"A"含量达0.8603%,有机母质类型——以低等水生生物为主要来源的腐泥型,并已达到了生油高峰的热演化阶段.湖相优质烃源岩发育于湖盆的局部凹陷.各项有机、无机地球化学参数反映出长91优质烃源岩形成于淡水—微咸水、弱氧化—弱还原的半深湖相沉积环境.因此,高生产力是该套优质烃源岩形成的主控因素.薄层凝灰岩、纹层状凝灰岩的沉积,以及Eu显著正异常的发现,佐证了同期可能存在与火山喷发有关的缺氧地质事件.地质事件对长91优质烃源岩的发育起着重要的作用.     

东海盆地丽水凹陷天然气类型及其成因探讨

丽水凹陷目前发现的天然气成分差异很大,烃类气体的含量占2%～94%,非烃类气体主要为CO2气体.在烃类气体的组成中,甲烷含量均低于90%,C2 以上重烃气体含量均大于10%,属于湿气.烃类气体碳同位素分析表明,甲烷的碳同位素组成δ13C值小于-44‰、乙烷的δ13C值基本上小于-29‰、丙烷的δ13C值小于-26‰,甲烷与乙烷碳同位素组成差值大,属于有机成因的油型气,是混合型有机质在成熟阶段生成的产物.非烃CO2气体的碳同位素δ13C值均大于-10‰,属于典型无机成因气.黄金管封闭体系下有机质的生烃模拟表明,灵峰组海相陆源有机质生成的天然气甲烷的比例明显高于月桂峰组湖相水生和陆生混合有机质生成的天然气,而重烃的比例明显低于月桂峰组混合有机质生成的天然气.灵峰组海相陆源有机质生成的天然气甲烷碳同位素δ13C值比月桂峰组混合有机质生成的甲烷的碳同位素δ13C值大5‰左右,乙烷和丙烷的碳同位素δ13C值大9‰以上.LS36-1油气藏是丽水凹陷目前唯一的商业性油气藏,烃类天然气各组分的碳同位素组成与灵峰组有机质生成的天然气各组分碳同位素组成差异大,而与月桂峰组有机质生成的天然气各组分碳同位素却很相近,表明其主要源岩是月桂峰组湖相烃源岩,而非灵峰组海相烃源岩和明月峰组煤系烃源岩.     

海相碳酸盐烃源岩评价的地球生物学方法

中国前侏罗纪海相烃源岩评价的难点,在于其通常处于高-过成熟阶段,因而多数传统评价方法不适用.唯一常用的参数TOC（%）,在用于评价碳酸盐岩烃源岩时,其下限值在国内尚有争议.本文旨在寻找另一种途径以补充对此类烃源岩的传统评价方法,为此研究了中上扬子地台及黔湘桂盆地的19个显生宙剖面.我们应用了地球生物学途径,以追踪从生物生活阶段（初级生产力）到死后沉积阶段,再到埋藏保存阶段,有机碳（OC）的产出聚积.应用了四个生物学与地质学的参数,以代表上述三阶段有机碳的产聚状况.本文讨论了上述参数的一系列替代标志,并予以综合,从而建立了与TOC及其他传统方法评价不同的地球生物学评价体系.我们以四川广元剖面为例,进行了地球生物学评价.结果显示,碎屑岩中用地球生物学方法得出的优质烃源岩与高TOC烃源岩一致;但在碳酸盐岩中,地球生物学参数所选中的烃源岩,其TOC范围很广,为0.03%~1.59%,多数小于0.3%.因此我们认为,目前将华南前侏罗纪碳酸岩烃源岩的下限设为0.3%或0.5%,尚有可以进一步商榷之处.     

峨眉山超级地幔柱对四川盆地烃源岩热演化的影响

四川盆地的构造、热演化与峨眉山超级地幔柱有密切关系.峨眉山超级地幔柱对四川盆地中二叠统之下的烃源岩热演化有着十分重要的影响.在四川盆地热历史恢复的基础上,研究了峨眉山超级地幔柱对盆地内烃源岩,特别是中二叠统之下的古生界烃源岩热演化的影响.结果表明,中二叠统及下伏烃源岩的热演化受中晚二叠世发生在盆地西南方向的峨眉山超级地幔柱的影响巨大,且具地区差异性.即在靠近峨眉山地幔柱中心的地区,有机质迅速成熟并达到其成熟度的最高值(以H1井为代表),古生界烃源岩迅速进入过成熟,此后未有二次生烃;而远离峨眉山地幔柱的盆地大部分地区,古生界烃源岩在二叠纪以来具有多次生烃过程.中生界烃源岩热演化,主要和前陆盆地阶段的构造过程包括前陆沉积和断裂的逆冲推覆等相关. 在烃源岩有机质成熟度演化史的基础上,从盆地热史和烃源岩热演化的角度指出了下二叠统及之下烃源层在四川盆地不同地区油气勘探中的不同意义.     

鄂尔多斯盆地海相层系中有机酸盐存在以及对低丰度高演化烃源岩生烃潜力评价的影响

鄂尔多斯盆地海相烃源岩TOC多处于0．2％～0．5％,按照形成工业油气藏TOC含量不低于0．5％（高．过成熟区可降低至0．4％）标准是无法形成大型天然气藏,但靖边气田油气源对比分析确实存在海相烃源岩贡献．为了证实低TOC高演化烃源岩中有机酸盐对TOC的影响,本文选择了鄂尔多斯盆地南部某一口探井奥陶系海相和二叠系海陆过渡相烃源岩进行了红外光谱和色质等分析．实验结果表明,无论海相还是海陆过渡相烃源岩中均存在干酪根有机酸和有机酸盐转化酸,其中有机酸盐转化酸主要为有机酸盐完全酸化而来的有机酸,证实了海相烃源岩中确实存在有机酸盐．尽管酸化前后有机酸均以C16：0为主峰,但有机酸盐转化酸在C16：0以前相对丰度明显低于干酪根有机酸和游离有机酸的相对丰度,暗示了干酪根有机酸和游离有机酸以脱羧基生成链烷烃为主,而有机酸盐转化酸以高碳数有机酸裂解为低碳数有机酸为主．利用十六烷酸钙为标准对干酪根有机酸和有机酸盐转化酸进行定量分析表明,TOC含量（大于2．0％）高的海相烃源岩中有机酸盐含量低,而TOC含量低（0．2％～0．5％）的烃源岩有机酸盐含量均比较高．因此,对于TOC含量介于0．2％～0．5％的海相烃源岩,有机酸盐在高演化阶段可能是一种潜力的气源．     

致密油烃源岩有机碳含量测井评价方法优选及应用——以鄂尔多斯盆地延长组长7段烃源岩为例

致密油勘探初期存在烃源岩取心少、实测样品分布不连续等问题;利用测井资料可定量评价烃源岩.烃源岩富含有机质,在测井曲线上常以高伽马、低密度、高声波时差、高电阻率、高中子孔隙度等特征呈现.论文系统介绍了ΔLogR法和多元回归法两种基于测井资料的烃源岩定量评价方法,并建立了相应的预测模型.通过建立的模型对鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长7段烃源岩有机碳含量进行预测,并对计算出的TOC数据(TOC_(计算))与实测TOC数据(TOC_(实测))进行了对比和分析.研究结果表明,研究区ΔLogR法与多元回归法中的双参数模型为较好的预测方法,且ΔLogR法预测结果明显优于多元回归法,优选ΔLogR法为最佳评价方法;并对出现这种情况的原因进行了分析.     

中国元古宇烃源岩成烃特征及勘探前景

世界范围已发现大量元古宇油气藏.中国元古宇分布面积广,四川盆地震旦系大型气藏和华北中元古界大量液态油苗的发现,证实中国元古宇油气勘探潜力值得高度重视.文章探讨了元古宇烃源岩发育主控因素,指出活跃的大气环流和天文旋回驱动上升洋流和陆表径流提供营养源,海洋表层氧化水体为生物勃发提供适宜生存环境;大陆开裂导致的火山活动和陆地风化作用向海洋注入大量营养物质,导致低等生物繁盛;海洋深部广泛的厌氧水体为有机质保存创造了良好条件.真核生物的出现,使得源岩生烃母质构成呈多样性,有效提升了油气生成潜力.通过跨克拉通地层对比,明确中国元古宇发育7套富有机质优质烃源岩,主要发育于间冰期,具全球可比性.华北地区洪水庄组和下马岭组是已证实的中元古界烃源岩,早元古界长城系有可能成为鄂尔多斯盆地潜在气源岩;新元古界大塘坡组和陡山沱组烃源岩在上扬子地区广泛分布,是四川盆地震旦系大型气藏和鄂湘黔地区新元古界页岩气藏的主要气源之一.南华系在塔里木盆地可能存在高有机质丰度页岩,但仍需证实.中国三大克拉通地块可能皆发育元古宇烃源岩,是值得高度关注的主要接替勘探领域.     

深部流体及有机-无机相互作用下油气形成的基本内涵

含油气盆地作为地球系统中相对稳定的克拉通块体,从早期烃源岩发育环境、油气形成、储层溶蚀改造到油气聚集或者破坏都受到地球系统演化的影响.深部流体作为联系盆地内、外因素的纽带,以有机-无机相互作用的方式贯穿了油气形成和聚集的全过程.深部流体携带的营养物质促进了成烃生物的勃发和碳氢源的额外补充,有利于优质烃源岩的发育和提高烃源岩生烃潜力,其携带的能量促进了烃源岩早熟和高成熟烃源活化加氢生烃.深部富CO_2流体对碳酸盐岩、碎屑岩储层的溶蚀改造,改善了深层储集体空间,使得油气储集空间向更深延伸.深部超临界CO_2对深层滞留原油的萃取和泥页岩中CH_4的驱替,提高了深层和致密储层中烃类流动性.同时,深部流体携带的物质(C、H、催化物质)和能量不仅能够促使费托合成无机CH_4,促使有机质热演化生烃形成"热液石油",而且也能使得有机来源的原油发生热蚀变.因此,从地球层圈相互作用的视角看,深部流体不仅对沉积盆地输入了大量的外源C和H,改善了油气赋存空间,而且也提高了油气富集聚集效率.     

运用测井信息研究烃源岩进展及其资源评价意义

运用测井信息评价烃源岩自开始以来已取得了长足进步,从定性的分析、识别发展到现在可定量计算地化指标,为克服因取芯不足而在区域范围内进行资源评价的难题创造了有利条件,烃源岩中有机质、粘土矿物是影响其测井响应的两个重要变量,测井对岩石中有机质和粘土矿物的类型、丰度、压实程度及富集状态不同而产生的岩石物理、电化学性质的差异,是利用测井信息识别和评价烃源岩的基础,随着油气勘探形势的严峻,烃源岩的测井研究将向更深层次的方向发展,烃源岩的地球化学特征与测井响应特征对应关系的机理研究、发展利用电化学性质进行烃源岩评价的方法、进行烃源岩的岩石物理实验与测井数值模拟将是今后开展烃源岩测井评价研究的新方向.     

广西桂中地区泥盆系沉积环境及沉积有机质特征

通过野外地质剖面实测,室内岩石学、沉积学、古生物学以及烃源岩的地球化学综合分析认为,广西桂中地区泥盆系发育一套以碳酸盐岩为主的海相沉积地层,岩性以灰岩为主,白云岩次之,局部有碎屑岩发育.地层实测厚度2041m,共划分为14个地层组,识别出碳酸盐潮坪相、局限台地相、开放台地相、陆棚相、台地边缘斜坡相和藻丘相等6个沉积相带.沉积有机质TOC值分布在0.07%~1.96%之间,平均TOC值为0.21%;有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ1型;干酪根镜质体反射率(Ro)分布范围为0.99%~2.03%,有机质演化处于成熟-高成熟阶段;对取自于陆棚相区和潮下带的典型样品的研究表明:不同的沉积环境下沉积的烃源岩,其有机质类型和生物标志化合物的特征存在一定的差异.     

鄂尔多斯盆地下古生界油气地质动力学研究

以鄂尔多斯盆地奥陶系烃源岩为主要研究对象 ,采用盆地动态数值模拟和成藏动力学的方法研究其地史、热史、生烃史及排烃史等油气地质动力学特征 .结果表明 :奥陶系总体上经历了原始沉积、抬升剥蚀、快速沉降、升沉交替和差异抬升剥蚀阶段 ;盆地大地热流值总体较低 ,奥陶系的古热流演化可划分为白垩纪前的较高热流和白垩纪后的较低热流两大阶段 .奥陶系烃源岩有机质热演化整体都已进入高成熟 过成熟阶段 ,生气强度大于生油强度 ,烃类相态以天然气为主 ;单位时间的排油、排气曲线为“多峰型” ,累计排气强度大于累计排油强度 ,具良好的天然气勘探远景 .     

多属性预测在涠西南凹陷烃源岩研究中的应用

寻找隐蔽油气藏是目前涠西南凹陷勘探的新领域,优质烃源岩描述是其中一个重要研究课题.涠西南凹陷流沙港组沉积时期为一断陷湖盆,流沙港组二段沉积阶段是湖盆发育的鼎盛时期,中深湖相泥岩或页岩发育,形成了一套良好的区域性烃源岩.油页岩是涠西南凹陷最重要的烃源岩.除油页岩外,流二段还沉积了厚套的中深湖相暗色泥岩,具备非常好的生烃能力.识别和弄清这些暗色泥岩在凹陷中的分布对定量评价涠西南凹陷的生烃潜力具有重要意义.本文尝试将地震多属性预测技术应用于优势烃源岩的研究.首先通过声波时差和电阻率曲线进行多元线性回归,拟合能够体现优势烃源岩特征的有机化学参数总有机碳TOC曲线,利用层位约束消除油页岩对属性优化的干扰作用,最后通过逐步回归的步聪法算法对多地震属性进行优化,找到最佳属性组合,实现TOC数据体的预测,揭示了流二段优质烃源岩的空间展布特征.     

东营凹陷波动古湖相烃源岩沉积特征

以东营凹陷牛38井为例,研究显示,该井沙河街组沙三段烃源岩的沉积特征具有明显的波动性．宏观上体现为, 构造因素控制湖盆的整体升降和沉积构造旋回,但季节性气候及其它因素的影响使湖盆呈现次级旋回的复合性沉积．微观上表现为纹层的不连续性及生物扰动构造等事件性沉积.古湖面不同幅度的波动和变化导致相对稳定的泥岩沉积的不稳定性,有机质的分布也呈现较显著的非均质性．湖泊的沉积过程影响了微量元素、有机质以及烃源物质的分布,水体较深、盐度较高的沙三段下部多数微量元素含量较高以及B／Ca、Sr／Ba呈现高值;水体较浅、盐度较低的沙三段中部各元素的分布较为稳定,B／Ca、Sr／Ba比值及Sr的含量均显著降低.波动性沉积导致烃源岩呈现明显的优劣性分布,沙三段下部中的有机质富集,为优质烃源岩;沙三段中部的有机质分布较为分散,生排烃的资源潜力有限．     

塔里木盆地环满加尔凹陷油气来源与勘探方向

自塔河油田发现以来,关于主力烃源岩是寒武系还是中上奥陶统一直存在争议.本文以英买2和塔东2井原油作为中上奥陶统和寒武系烃源岩来源的端元,对比分析了塔北轮南与哈德地区原油、沥青吸附烃和沥青包裹体饱和烃生物标志物.其三环萜烷C_(21)/C_(23)比值小于1,指示其与上奥陶统烃源岩有关,而储层沥青和沥青包裹体中饱和烃中甾烷C_(28)/(C_(27)+C_(28)+C_(29))比值大于25,指示其与寒武系烃源岩有关.但塔北原油该比值小于25,具有上奥陶统烃源岩特征,表明塔里木盆地原油来源具有复杂性.塔里木盆地奥陶系油藏原油组分与碳同位素组成对比表明,塔北(含塔河油田)、塔中等油藏原油主要处于以英买2和塔东2原油为端元构成的二元混合区间内,指示了塔北和塔中原油呈现出寒武系和中上奥陶统烃源岩生成原油发生混合后的特征,从塔北南坡向塔中北坡方向寒武系烃源岩贡献逐渐增加.在钻井地层、沉积相资料约束下,以地震反射特征为基础,重新编制了寒武系、中下奥陶统和上奥陶统烃源岩空间展布,指出优质烃源岩空间上主要位于盆地斜坡带,纵向上主要发育于水进过程中最大海泛面.受盆地构造格局迁移演化影响,不同区域烃源岩的叠置不同.盆地原始沉积结构和后期改造过程共同控制了油气分布,塔中北围斜区-顺托-古城地区长期临近斜坡区,必将是近期油气勘探的重要战场.     

煤系烃源岩中正构烷烃、芳烃绝对含量及倾油倾气性判识

吐哈盆地热降解期烃源岩氯仿沥青"A"中正构烷烃和芳烃的绝对含量研究表明,煤和碳质泥岩相对富集芳烃化合物,而泥岩则相对富集正构烷烃.烃源岩样品的全岩分析表明,富氢显微组分含量低的样品的色谱质谱分析(GC-MS)总离子流图(TIC)上以芳烃化合物占绝对优势,而富氢显微组分含量高的样品的TIC上则出现明显正构烷烃化合物.综合煤系烃源岩氯仿沥青"A"的色谱质谱分析和全岩显微组成所做的烃源岩倾油倾气性评价表明,吐哈盆地台北凹陷西部的胜北洼陷倾油性较强,而东部的丘东洼陷和小草湖洼陷则相对倾气,与该区油气分布格局相吻合.适用于吐哈盆地的烃源岩倾油倾气性定量判识指标为:倾油烃源岩氯仿沥青"A"的正构烷烃绝对浓度>110μg/mg,芳烃绝对浓度<15μg/mg,两者比值>8;倾气烃源岩氯仿沥青"A"的正构烷烃绝对浓度则<82μg/mg,芳烃绝对浓度>40μg/mg,两者比值<1.5.     

一种考虑密度因素的广义ΔlogR法预测总有机碳含量——以渤中凹陷西南部陆相深层烃源岩为例

烃源岩总有机碳含量(TOC)的预测是烃源岩有机质丰度评价的重要一环.为解决传统ΔlogR方法应用于陆相深层烃源岩误差较大的问题.本文以ΔlogR法为基础,提出了一种考虑密度因素的广义ΔlogR法预测TOC.传统ΔlogR方法是一种基于测井曲线(声波、电阻率等)和成熟度参数(LOM)的预测TOC的方法,可以获得纵向上连续的有机碳分布,并且在国内外多个地区取得了较好的效果.但是研究表明,由于陆相深层烃源岩受到压实作用等影响,传统ΔlogR方法预测的结果不理想.干酪根有机质的密度远低于烃源岩基质密度,将考虑密度因素的广义ΔlogR法预测TOC的方法应用于渤中凹陷西南部东营组和沙河街组烃源岩,对其TOC进行分段预测,并与传统ΔlogR法、敏感测井多元回归方法预测结果进行对比,结果表明,研究区使用该方法的效果要优于其他两种方法.该方法拓展了传统ΔlogR法的适用范围,为烃源岩TOC的预测提供了新的思路和方法.