华北地区东部下古生界烃源岩分布特征及其发育模式

华北地区下古生界烃源岩研究对前第三系油气战略资源选区具有重要意义。从沉积学角度出发,通过对研究区有机碳含量、生烃潜力和氯仿沥青"A"等参数的统计分析和平面制图,划分了烃源岩类型,并进行了品质评价,分析了烃源岩的成因,总结了烃源岩发育模式。研究认为:华北东部奥陶系上、下马家沟组及峰峰组为较好的烃源岩,平均有机碳含量分别为0.183%、0.21%和0.181%;下寒武统发育优质烃源岩(TOC平均值为6.46%,最高值为11.2%),但分布范围局限。华北地区东部烃源岩按岩石类型不同可分为两套,即下寒武统泥质烃源岩,中、下奥陶统的碳酸盐岩烃源岩。烃源岩的成因取决于沉积环境,泥质烃源岩发育于陆棚浅海环境,而碳酸盐岩烃源岩则受控于云坪和局限台地环境。对烃源岩空间展布规律研究发现,合肥盆地为潜在的泥质烃源岩发育区,而东濮拗陷、临清拗陷、冀中拗陷为潜在的碳酸盐岩烃源岩发育区。     

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。     

从塔里木盆地看中国海相生油问题

塔里木盆地厚达 5～ 7km的海相寒武、奥陶系 ,可划分出下、中寒武统和中、上奥陶统两套工业性烃源岩。油源对比证实 :盆地目前保存下来的海相成因工业性油藏 ,主要来源于中上奥陶统泥灰岩。正是因为塔里木盆地比四川、鄂尔多斯盆地多了一套中等成熟的中上奥陶统油源岩 ,所以能够找到海相油田。笔者认为 :海相工业性烃源岩不必很厚 ,但w (TOC)应≥0 .5% ,碳酸盐岩要含泥质 ;海相源岩往往并不发育在凹陷中心 ,而发育在 4种有利沉积相带上 ;碳酸盐岩具有“双重母质”的特点 ,浮游藻类偏油 ,底栖藻类偏气。海相源岩的形成模式有“保存模式”和“生产力模式”两种 ,分别对应于塔里木寒武系和中上奥陶统烃源岩。塔里木古生代克拉通早期活动、晚期稳定、持续降温的演化史 ,有利于海相油气的多期成藏和晚期保存。     

泥岩/页岩:中国元古宙—古生代海相沉积盆地主要烃源岩

在中国元古宙—古生代海相沉积体系中,碳酸盐岩是最主要的沉积岩类型,长期以来研究的重点也一直是碳酸盐岩,对海相泥岩/页岩的关注比较少,并且认为碳酸盐岩是海相沉积盆地中主要的烃源岩。对中国南方上、中、下扬子地区、滇黔桂地区、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、华北地区等147条剖面、289口探井及浅井约11200余个样品有机碳含量的分析与统计表明,泥岩/页岩有机质丰度高,是中国元古宙—古生代海相沉积盆地中主要的烃源岩类型,而碳酸盐岩有机质丰度普遍较低,仅仅是次要的烃源岩类型。海相碳酸盐岩中有机质的含量与碳酸盐含量呈现弱的负相关性,泥质输入有利于形成高有机质丰度的碳酸盐岩烃源岩,但并不是高有机质丰度碳酸盐岩烃源岩发育的必要条件,决定碳酸盐岩烃源岩有机质丰度的主要因素是有机质的生产率、有机质的沉积与保存环境。中国元古宙—古生代海相沉积盆地中并不缺乏高有机质丰度泥岩/页岩类好烃源岩,上、中、下扬子地区主要发育于上震旦统陡山沱组、下寒武统、上奥陶统—下志留统、上二叠统;华南地区主要发育于中、下泥盆统;塔里木盆地主要发育于下寒武统、下奥陶统及中上奥陶统;华北地区为中新元古界洪水庄组、下马岭组。泥灰岩类碳酸盐岩烃源岩在塔里木盆地相对比较发育,在中国南方地区只有下二叠统相对发育。     

塔里木盆地下古生界海相烃源岩两种形成展布模式(摘要)

<正> 下古生界(主要是寒武系—奥陶系)海相地层是塔里木盆地主力烃源岩。“九五”之前,普遍认为塔里木盆地寒武系—奥陶系主力生油坳陷位于满加尔坳陷,其中广泛分布的巨厚奥陶系(特别是中—上奥陶统)暗色泥岩是塔里木盆地主力油源岩。许靖华教授在1993年提出了塔里木盆地下古生界海相烃源岩埋藏静海形成展布模式,并认为埋藏静海盆地生油层可形成500×10~8t 油气,这一烃源岩展布模     

塔里木盆地轮探1井下寒武统烃源岩地球化学特征及深层油气勘探意义北大核心CSCD

塔里木盆地下古生界是该区深部油气勘探的重点领域,而下寒武统烃源岩是目前研究的重点。但由于埋藏深,目前钻井揭示的下寒武统烃源岩样品较少。轮探1井(LT-1)是该区现阶段钻探最深的一口井。本次研究对轮探1井下寒武统样品进行了系统的有机地球化学分析。通过对有机质丰度和有机质类型的分析,确定下寒武统玉尔吐斯组下部为优质烃源岩。利用沥青反射率、拉曼光谱和岩石抽提物有机地球化学参数确定了烃源岩的成熟度。沥青的平均反射率为1.515%~1.725%,激光拉曼光谱法测定的镜质组等效反射率平均为1.64%。干酪根碳同位素范围为−30.98‰~−31.51‰,平均为−31.19‰,为Ⅱ型有机质。同时利用盆地模拟软件恢复了轮探1井的埋藏史和成熟史。与传统模拟结果相比,本次研究模拟结果显示早期埋藏较浅,现阶段出现了最高地层温度,代表了典型的晚期生烃。晚白垩世时期,下寒武统烃源岩进入凝析气、湿气阶段。研究结果表明,塔北地区新生代以来的构造演化也可能受到盆山耦合作用的影响,新生代以来的快速埋藏导致了晚期生烃,深层油气勘探特别是凝析气和湿气的勘探仍具有良好的前景。     

泥岩/页岩：中国元古代－古生代海相沉积盆地主要烃源岩

在中国元古宙—古生代海相沉积体系中,碳酸盐岩是最主要的沉积岩类型,长期以来研究的重点也一直是碳酸盐岩,对海相泥岩/页岩的关注比较少,并且认为碳酸盐岩是海相沉积盆地中主要的烃源岩。对中国南方上、中、下扬子地区、滇黔桂地区、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、华北地区等147条剖面、289口探井及浅井约11200余个样品有机碳含量的分析与统计表明,泥岩/页岩有机质丰度高,是中国元古宙—古生代海相沉积盆地中主要的烃源岩类型,而碳酸盐岩有机质丰度普遍较低,仅仅是次要的烃源岩类型。海相碳酸盐岩中有机质的含量与碳酸盐含量呈现弱的负相关性,泥质输入有利于形成高有机质丰度的碳酸盐岩烃源岩,但并不是高有机质丰度碳酸盐岩烃源岩发育的必要条件,决定碳酸盐岩烃源岩有机质丰度的主要因素是有机质的生产率、有机质的沉积与保存环境。中国元古宙—古生代海相沉积盆地中并不缺乏高有机质丰度泥岩/页岩类好烃源岩,上、中、下扬子地区主要发育于上震旦统陡山沱组、下寒武统、上奥陶统—下志留统、上二叠统;华南地区主要发育于中、下泥盆统;塔里木盆地主要发育于下寒武统、下奥陶统及中上奥陶统;华北地区为中新元古界洪水庄组、下马岭组。泥灰岩类碳酸盐岩烃源岩在塔里木盆地相对比较发育,在中国南方地区只有下二叠统相对发育。     

塔里木盆地北部坳陷寒武系烃源岩特征及热演化史模拟

寒武系烃源岩是塔里木盆地北部地区海相油气最为主要的来源,长期以来—对这套烃源岩发育特征研究多停留在全盆地或单一区块分析,给油田资源评价带来了诸多不确定性。利用野外露头和新井钻探取心,在分析寒武纪沉积环境及构造格局基础上,总结北部凹陷寒武系烃源岩的发育及分布特征,对所采样品选取多参数进行评价,然后通过盆地模拟软件模拟寒武系烃源岩热演化史。样品分析结果表明,北部凹陷寒武系烃源岩厚度为160~280 m,有机碳含量均值为2.10%、镜质体反射率均值为2.09%。热史模拟结果表明,塔里木盆地北部凹陷寒武系烃源岩,自加里东中期进入成熟阶段,加里东晚期—海西早期处于生油高峰期,海西中期达到过成熟阶段,海西晚期之后源岩逐步失去生烃能力,至燕山期全部停止生烃。     

中国古生界海相地层油气勘探

影响中国古生界海相油气勘探并且需要加强研究的主要问题是:保存条件的认识与有利区预测;有效烃源岩与资源潜力;储层的复杂性及其对非构造圈闭的影响。保存条件分为三个层次:含油气盆地的保存、含油气系统的保存、油气藏的保存。塔里木、四川、鄂尔多斯三大克拉通盆地是中国古生界保存较好的盆地,是海相油气勘探的战略目标区,另外还有准噶尔、楚雄等盆地。盆地斜坡相泥岩及泥状灰岩是海相油气勘探的主要烃源;海陆过渡相烃源岩发育区是重要战略方向;陆表海碳酸盐岩烃源岩区是中小油气田勘探领域。从储层条件来说,下古生界应以非砂岩岩溶储层为主要勘探对象,溶蚀不整合面广泛发育,已发现的下古生界大中型油气田仅见于碳酸盐岩溶储层;上古生界以孔隙性碎屑岩及碳酸盐岩储层为主要勘探对象,晚古生代的构造一古地理演化为这两类储层的广泛发育提供了条件。     

川东北地区古生界烃源岩生油模拟及其对飞仙关组储层沥青来源的启示

川东北地区飞仙关组锗层沥青的来源一直存在争议,以往的认识多是依据地球化学资料,而很少从生烃背景来探讨这一问题.研究应用盆地模拟方法,对川东北地区飞仙关组储层沥青三套可能的烃源岩(下寒武统、下志留统和上二叠统)进行了生油历史与潜力研究.结果表明,下寒武统、下志留统和上二叠统泥质烃源岩的主要生油期分别发生在二叠纪-早三叠世、早-中三叠世和三叠纪末期-早侏罗世.在生油潜力方面,下志留统泥质烃源岩在()个中-晚三叠世期间都具有最大的生油量,占三套烃源岩总生油量的80％～90％.在早侏罗世沉积期, 光地区油源岩以上二叠统泥质烃源岩为主,下志留统泥质烃源岩为辅,仅为总生油强度的10％～20％;而()家寨地区则以下志留统泥质烃源岩为主要油源岩,所占比例仍高达80％左右.考虑到本区中、晚三叠世期间的生油量远大于早侏罗世时期,飞仙关组古油藏原油应该主要来自下志留统泥质烃源岩,上二叠统泥质烃源岩的贡献较小,且在不同地区有所不同.本区下寒武统泥质烃源岩生油时间明显早于飞仙关储层圈闭形成期,不是该区古油藏的有效烃源岩.     

苏浙皖地区海相油气地质特征及勘探目标的选择

从晚震旦世开始至中三叠世，苏浙皖（下扬子）地区沉积了三套巨厚的海相烃源岩系，即：上震旦统一上奥陶统，石炭系－二叠系，下三叠统海相烃源岩，三套烃源岩热演化特点不同，下古生界烃源岩经历了加里东、印支－燕山期构造阶段的热演化，已达过成熟干气阶段，上古生界烃源岩基本处于生油阶段晚期；大部分三叠系烃源岩处于成熟生油阶段，少数处于未成熟阶段，区内下古生界烃源岩经历了两次成油过程，第一次发生在加里东运动前的盆地沉降阶段，第二次发生在加里东运动后晚古生代陆表海代积阶段，全区海相油气储盖条件发育，配置有利，经多年油气勘探证实，下古生界油气勘探应立足于苏北地区，上古生界油气勘探除苏北地区外，尚有皖南与浙西地区，中生界海相油气勘探应集中在区内几个发育较好的中生代盆地，如常州、句容，无为，望江盆地等。     

塔里木盆地寒武系-奥陶系泥质烃源岩发育的构造和沉积背景控制

塔里木盆地寒武系-奥陶系是主力烃源岩发育层段,而泥质岩烃源岩则是此时满加尔坳陷及其周边地区的主要烃源岩类型。通过露头和钻井资料,结合盆地区域构造演化分析可知,塔里木盆地寒武系-奥陶系泥质烃源岩主要沉积在具上升洋流的陆棚、滞流的海湾陆棚、正常陆棚、深海盆地以及淹没台地陆棚等不同的环境中。它们分别属于伸展的被动大陆边缘、伸展的裂陷槽盆和稳定的克拉通构造背景。这些沉积在不同构造和沉积背景中的泥质烃源岩,其有机质含量具有较大的差异,具上升洋流的陆棚环境中形成的泥质烃源岩中有机质含量最高,其次是滞流的海湾陆棚环境中形成的泥质烃源岩,正常陆棚环境中形成的泥质烃源岩的有机质含量相对较低,而真正深海洋盆环境中沉积的泥质沉积物中的有机质含量远不如陆棚环境中的泥质沉积物。淹没台地陆棚环境中沉积的泥质岩中有机质含量最低。这说明塔里木盆地构造和沉积背景对海相泥质烃源岩发育具有重要的控制作用。     

塔里木盆地北部坳陷及周缘下寒武统烃源岩特征及分布

塔里木盆地北部坳陷周缘发现的大量油气主要来源于下寒武统泥质烃源岩.坳陷西部下寒武统发育玉尔吐斯组,东部发育西大山和西山布拉克组,两者在有机质丰度、类型和成熟度等方面存在明显不同,微量元素显示玉尔吐斯组具有较高的古生产力,总体反映西部水体较深的强还原斜坡相沉积环境,而东部则反映为水体更深、还原程度更高的盆地相沉积环境.通过地震标定及解释,刻画了下寒武统烃源岩厚度图,发现了满西、满东两个沉积凹陷,结合总有机碳(TOC)分布图,对下寒武统烃源岩生烃潜力进行了计算及成图.北部坳陷生烃量巨大,而目前已发现油气仅占很小一部分,所以北部坳陷及周缘下步勘探潜力巨大.     

华北陆块南部下寒武统海相泥质烃源岩的发现对天然气勘探的意义

在华北陆块南部发现的下寒武统海相泥质烃源岩，有机碳含量平均高达11．2％；于酪根碳同位素等多项分析表明，生源为低等生物茵藻类，属I型有机质类型；Ro(2％～3．5％)与tmax(500～600℃)反映的成熟度已进入过成熟早期乃至晚期阶段，但仍处于生气高峰期内。对我国下寒武统烃源岩综合对比表明，华北陆块南缘下寒武统烃源岩同塔里木陆块和扬子陆块相当层位的烃源岩具有显著的相似性。综合分析认为，华北陆块南缘下寒武统烃源岩具有形成深源气、裂解气和保留早期气的现实性。该套烃源岩的发现，为我国油气勘探提出了新观念——注重海相地层、新层位——寒武系、新领域——在华北陆块周缘寻找以石炭系为主储层的和田河式气藏、以震旦系为主储层的威远式气藏。     

塔里木盆地寒武系—奥陶系烃源岩发育模式及分布规律

塔里木盆地寒武系—奥陶系烃源岩主要分布于3套层系中,即中—下寒武统的碳酸盐岩烃源岩和泥质岩烃源岩,上寒武统—中、下奥陶统的泥质岩烃源岩和上奥陶统的台缘灰泥丘烃源岩。这些烃源岩在纵向演化上受海平面升降控制,即层序体系域属性不同,烃源岩发育不同;在平面分布上与古水深、沉积相密切相关。泥质类烃源岩主要形成于广海陆棚—深海盆地,深海相泥质类烃源岩的形成是由于表层水体中大量生物的死亡堆积到深水环境中,由于深水缺氧,有利于有机质保存,加上远离陆地,沉积速率低,使得有机质富集;广海陆棚相泥质类烃源岩的形成与上升洋流的作用有关。碳酸盐岩烃源岩的形成是受层序体系域和沉积相控制,分布于下斜坡的高位体系域或与膏盐岩伴生。     

下扬子地区热历史与海相烃源岩二次生烃潜力

下扬子地区是中国南方海相油气勘探的优选地区,针对中、古生界海相油气勘探提出了“二次生烃,晚期成藏”的部署思路。通过盆地热史恢复获得热流史,然后正演计算烃源岩成熟度史,再利用实验模拟二次生烃量版,计算区内4套主要海相烃源岩的二次生烃强度。结果表明：(1) 下扬子地区苏北、苏南、皖南地区具有不同的热演化史;(2) 二叠系和下三叠统烃源岩具有好的二次生烃潜力(150～300 mg/g),志留系烃源岩有一定的二次生烃潜力(约为120 mg/g),寒武系烃源岩几乎不具有二次生烃能力;(3) 平面上,苏南、皖南地区的二次生烃条件整体上不利,苏北各凹陷区4套海相烃源岩二次生烃强度明显大于苏南和皖南地区。     

阿尔及利亚Chelif盆地中—新生界烃源岩研究

Chelif盆地的勘探在近半个世纪一直没有突破,是否存在有效烃源岩成为制约勘探决策的主要因素。在分析Chelif盆地地表和钻井样品地球化学特征的基础上,研究和预测了中—新生界烃源岩性质与分布,并且采用ΔlogR技术计算TOC含量以弥补露头采样的不足。研究显示,Chelif盆地是阿尔及利亚西北部的中—新生界叠合盆地。在白垩纪Chelif盆地处于被动大陆边缘的拉张构造环境,属于海相盆地;到新生代盆地演变为山间盆地,经历断坳演化过程,形成了快速充填的沉积特征。盆地发育上白垩统、下中新统和上中新统3套烃源岩,有机质丰度显示,该烃源岩为中等—好烃源岩,含Ⅱ型干酪根,有机质热演化处于低成熟—成熟阶段。上白垩统泥灰岩为盆地的主力烃源岩,盆地油气源较丰富,具有较好的勘探前景。     

羌塘盆地羌资5井二叠系展金组烃源岩基本特征

前人对羌塘盆地的烃源岩研究资料主要来源于中生界地表露头,少见古生界的。对羌资5井二叠系展金组烃源岩的钻井岩心研究表明,其有机碳含量高,平均值达到1.15%,属于好烃源岩。干酪根显微组分主要为Ⅲ型,其次为Ⅱ2型;有机质主要来自于海相低等水生生物,热演化已达到成熟阶段。烃源岩具较好的生气能力。认为井下烃源岩样品虽显示其处于有机质演化成熟阶段,但因受后期构造抬升的影响,推测二叠系深部未知的烃源岩可能尚处于高成熟—过成熟阶段。羌塘盆地二叠系具有较好的勘探前景,油气勘探可向深部古生界开展。     

塔里木盆地东部南华系-寒武系黑色岩系地球化学特征及形成与分布

近年来,随着油气勘探向深层-超深层领域拓展,古老层位的烃源岩逐渐成为研究热点。塔里木盆地周缘广泛出露的前寒武地层为古老烃源岩及其发育背景研究提供了基础。本文主要介绍了塔东地区南华系、震旦系和寒武系三套烃源岩,通过对库鲁克塔格地区野外露头及岩芯资料的综合分析,采用有机地球化学和无机地球化学手段对烃源岩质量以及烃源岩发育环境进行了评价,认为南华系特瑞艾肯组、震旦系水泉组、寒武系西大山组为主要烃源岩发育层位。特瑞艾肯组烃源岩TOC分布在0.22%~2.80%,平均值1.65%,Ro平均值为1.28%~1.60%;水泉组烃源岩TOC分布在0.22%~0.79%,平均值为0.49%;Ro分布在1.37%~1.93%之间（均值1.72%）;西大山组烃源岩TOC分布在0.15%~1.45%,平均值0.47%。结合地震资料对裂陷结构进行追踪,初步对塔里木盆地东部三套烃源岩的分布范围进行了限定。针对塔里木盆地新元古代盆地演化背景,运用C、O、Sr同位素及微量元素等,对三套黑色岩系形成环境与发育机制进行分析;并对库鲁克塔格地区的冰期事件进行了的限定,认为塔东地区南华-寒武纪至少发生过三期冰期事件,塔东地区冰碛岩地层的划分可以为全球前寒武地层对比提供依据。     

风化作用对烃源岩有机质丰度的影响:以柴北缘石灰沟克鲁克组为例

柴达木盆地是我国西北大型含油气盆地之一,已发现的油气主要来自中新生界。近期研究发现石炭系也是柴达木盆地重要烃源岩层位,且据野外地质调查发现的大量石炭系油气显示,油源对比证实其来源于石炭系烃源岩。柴达木盆地石炭系油气资源潜力很大,是柴达木盆地油气勘探的一个新层系和新领域。由于钻遇柴达木盆地石炭系的钻井很少,石炭系资源评价中烃源岩多采用野外露头样品。但露头样品一般都遭受了不同程度的风化作用,风化作用对烃源岩的丰度有一定的影响。文中基于相同的地质背景开展了露头和岩心样品烃源岩地化参数研究,确定了柴北缘石灰沟地区石炭系烃源岩风化因子,并通过风化因子来恢复露头烃源岩样品的有机质丰度。其结果显示恢复后的柴北缘地区石炭系露头烃源岩为中—好烃源岩。