中国海相碳酸盐岩层系油气形成与富集规律

近年来,随着对我国海相碳酸盐岩层系油气形成与富集机理认识的深化,油气勘探不断取得新发现.塔河大油田和普光大气田的发现为我国海相碳酸盐岩层系油气形成与富集机理的深入研究提供了地质实例.由于我国海相碳酸盐岩层系发育时代老、经历构造改造期次多、烃源岩差异性热演化、礁滩相复合体与风化壳岩溶储集体等多样性储层发育、盖层发育不均一（特别是膏盐岩）和后期油气藏多期改造与调整等因素,使得我国海相碳酸盐岩层系油气形成具有以下几方面特征：1）发育于斜坡带的海相优质烃源岩多以硅质或钙质伴生的泥岩或灰泥岩为主,有机质含量高,生烃潜力大,不同区域热演化存在差异性;2）优质储层的形成主要受原始沉积环境和后期成岩改造作用（包括成岩、构造和流体）控制,斜坡带、不整合面、断裂带附近和流体活动区域优质储层发育;3）优质盖层,特别是膏盐岩盖层,是海相碳酸盐岩层系大中型油气田形成的关键,大型天然气田盖层多以膏盐岩为主.基于我国海相碳酸盐岩层系形成时间早和多期构造运动的叠加与改造,油气富集区域主要集中在斜坡带和构造活动枢纽部位,因为斜坡带生储盖组合配置良好,不仅发育优质烃源岩,而且储层多以礁滩复合体为主,盖层样式多;构造活动枢纽部位因长期处于油气运移有利部位和构造活动相对稳定区域,有利于油气聚集和保存.     

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.     

高演化海相碳酸盐烃源岩地球化学综合判识--以鄂尔多斯盆地为例

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,δ13Ccarb正偏移, δ13Corg<-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, δ13Ccarb多为负值,δ13Corg为-24‰～-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.     

渤海海域沙三段烃源灶演化特征研究

烃源灶是表征供烃中心的最合适的方法, 其迁移演化研究对油气勘探具有重要意义. 渤海海域为渤海湾盆地海域部分, 是中国主要富油气盆地之一. 沙河街组三段是古近系4套烃源岩中最重要的烃源岩. 本文在沉积、构造发育和热史研究成果的基础之上, 结合烃源岩地球化学参数模拟计算了沙三段烃源岩成熟生烃及生、排烃演化历史, 并以此研究渤海海域沙三段烃源灶的演化特征. 结果表明研究区具有早期的"双灶共存"和晚期"单灶为主, 多灶并存"的特征, 即早期(古近纪)为岐口和渤中凹陷烃源灶; 晚期(新近纪至今)以渤中凹陷烃源灶为主, 岐口、南堡、黄河口、辽中、辽西和秦南凹陷等烃源灶并存. 烃源灶为油气田的形成提供了物质基础, 渤海海域的大中型油气田分布在主要烃源灶周围的凸起区和斜坡带. 因而, 本文的研究可以为渤海海域油气的深入勘探决策提供基础.     

湖相泥页岩层系富有机质形成与烃类富集——以长7为例

继海相页岩气之后,陆相页岩油成为中国非常规油气的重要勘探领域.但湖相泥页岩形成环境完全不同于海相页岩,导致有机质形成和储集体构成不同,其含油气性和烃类流动性也不同.本文以鄂尔多斯盆地延长组长7段页岩层系为例,剖析了湖相泥页岩形成过程中火山活动对古生产力、保存条件的影响,发现火山喷发之前发育藻类、细菌,而喷发之后,细菌数...     

巢湖地区栖霞组碳酸盐烃源岩的形成及影响因素

高演化碳酸盐烃源岩的研究对我国南方油气勘探至关重要．为此,选择下扬子巢湖地区发育较完整的茨苔山栖霞组碳酸盐岩地层,开展沉积学、孢粉相和有机地球化学综合研究;在古环境重建基础上,探讨烃源岩的形成及影响因素．结果表明,栖霞组为二叠纪海侵期形成的生物成因碳酸盐缺氧沉积,纵向上,有机和无机组分变化大．烃源岩的形成是海侵和海侵期间频繁发生的充氧事件引发的高生物产率与缺氧环境综合作用的结果．受自稀释和沉积后作用影响,烃源岩呈非均质分布在多个层段中,累计厚度超过40m,并可通过有机、生物和矿物组成特征进行识别．本次研究认为,碳酸盐岩成为烃源岩并非需要较高的粘土含量．沉积学、孢粉相和有机地球化学方法的结合,为我国高演化碳酸盐烃源岩评价和预测提供了一条更为直接和有效的途径．     

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.     

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.     

中国南方白垩系油气成藏规律

南方白垩系多以红色、紫红色碎屑岩为主,夹蒸发岩,由于缺乏烃源岩,在勘探上一直没有受到应有重视.随着油气勘探的深入,近年来陆续发现大量白垩系油气藏或油气显示,显示出白垩系良好的勘探潜力.研究发现白垩系发育优质储层和高效盖层,同时白垩系与下伏古生代-早中生代海相地层和上覆新生代陆相地层构成叠合盆地,这两套层系均发育多套优质烃源岩.在南方特别是中下扬子地区喜马拉雅期以来强烈的拉张断陷作用伴生了大量的断裂,这些断裂沟通了白垩系与上下覆地层的烃源岩,形成了断裂型和不整合型的不连续的生储盖成藏组合,来自古近系烃源岩和具有二次生烃能力的中生代、古生代烃源岩的充足油气在白垩系形成新生古储型、古生新储型和少量自生自储型油气藏,其油气富集成藏关键因素是临近生烃中心、油气源充足,其二是断裂系统相对发育,为白垩系油气成藏提供了必要输导体系.     

普光气田深部优质白云岩储层形成机制

普光大型气田的发现为我国深层海相碳酸盐岩的勘探提供了重要参考.普光气田发现了目前国内最好的深部白云岩储层,储层不仅厚度大,分布范围广,而且次生孔隙也异常发育.研究认为,普光气藏的油气充注时间早、埋藏深、有机质热演化程度高,烃(油气)-岩(碳酸盐岩储层)-水相互作用的时间长.该地区次生孔隙的发育受多期次成岩作用的影响,成因机理复杂.通过对普光气田长兴组-飞仙关组沉积环境、沉积相带和储层孔隙特征的研究,认为普光优质白云岩储层的形成是发育在有利沉积相带的基础上,受表生溶蚀、埋藏溶蚀、超压作用和构造运动等多种因素共同作用的结果,其中TSR对储层的埋藏溶蚀作用和有机质热演化形成的超压作用对长兴组-飞仙关组次生孔隙发育的具有重要的影响.     

下扬子中生代构造-热事件及其对海相烃源岩生烃的影响

温度是控制烃源岩有机质生烃的主要因素,构造-热事件下的高温作用对烃源岩的增熟和生烃历程具有显著影响.通过地质分析和磷灰石、锆石裂变径迹、磷灰石U-Th/He低温热年代学数据、火山岩年龄数据分析认为,下扬子中生代存在印支期(T_3-J_2),燕山期(J_3-K_1)构造-热事件,沉积盆地达到最高古热流的时间大约为130~110Ma.古温标镜质体反射率热史反演结果揭示句容地区最高地表古热流达到~94mW·m~(-2),泰兴地区为~78mW·m~(-2),热事件的强度由西至东减弱.基于EASY%Ro模型的生烃史正演结果揭示:寒武系烃源岩在常州地区主生气期为早二叠世晚期至晚三叠世末,在句容、泰兴地区主生气期为晚三叠世-早白垩世.由于T_3-J_(1-2)前陆盆地沉积和早白垩世岩浆活动热事件的双重作用,海相烃源岩有机质在早白垩世末达到最高古地温.虽然K_2-E期间在句容、泰兴和常州部分地区具有一定的沉降幅度,甚至使得部分地区海相烃源岩的埋深超过早期的埋深,但由于K_2以来大地热流降低,海相烃源层地层温度却低于早期的地温,有机质未能普遍进一步增熟生烃,即这些地区不存在大面积的二次生烃.     

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.     

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．     

新疆北部石炭系大型火山岩风化体结构与地层油气成藏机制

新疆北部上石炭统发育于碰撞后松弛垮塌构造环境,火山岩和烃源岩间互广泛分布,石炭纪末受板块挤压整体抬升遭受风化淋滤,使火山岩不整合风化体形成5层结构,其中溶蚀带和崩解带是有利储层发育段,火山岩风化体发育于古地貌出露水面区,低洼处和斜坡带发育较完整的5层结构,高部位一般缺失土壤层.风化体厚度与风化淋滤时间呈正向非线性指数关系,风化体厚度动态平衡时间约为36.3Ma,最大风化体厚度约450m,断裂发育处风化体厚度更大,长期风化淋滤区各种火山岩岩性均能形成风化体.火山岩风化体和烃源岩组合,发育源内火山岩风化体层序型、源上火山锥风化体准层状和侧源火山岩风化体梳状3种成藏模式,均可形成大型火山岩风化体地层油气藏.该认识改变了火山岩油气勘探中寻找有利岩性和岩相带的传统模式,修正了新疆北部石炭系为盆地基底,不具备油气生成条件的观点,对指导火山岩风化体油气勘探具有重要的科学意义和应用价值.指出中国中西部古生界存在形成大规模火山岩风化体地层油气藏的条件,是今后油气勘探的新领域.     

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.     

中国典型叠合盆地与油气成藏研究新进展——以塔里木盆地为例

我国的含油气沉积盆地以经历过多次构造与沉积叠加为特征, 可用“叠合盆地”去统称那些由两种或两种以上类型的原型盆地叠加或复合在一起的盆地. 这些盆地的特性可概括为“多期成盆、多期改造、多套烃源岩、多次生排烃、多期运聚散”. 针对叠合盆地的特性, 应用波动分析方法进行“成盆-成烃-成藏”过程分析, 建立油气成藏体系理论将有助于提高此类盆地的油气勘探效率. 以塔里木盆地为例, 重点介绍当前在成盆、成烃及成藏研究过程中的重大进展. 成盆研究进展有: (ⅰ) 地球物理综合剖面揭示了塔里木板块向天山造山带的“层间插入消减”以及具有东西分段特征; (ⅱ) 沉积-地球化学综合剖面研究成果揭示了库车坳陷中新生代的演化阶段及盆地性质; (ⅲ) 野外调查及应力恢复结果显示, 第四纪以来库车坳陷处于天山挤压隆升后的浅层重力伸展阶段. 成烃研究进展有: (ⅰ) 建立了海相碳酸盐岩优质烃源岩发育的环境指标; (ⅱ) 确立了有效碳酸盐岩烃源岩的有机质丰度下限. 成藏研究进展有: (ⅰ) 建立起适应不同条件下流体包裹体古压力与古温度确定方法; (ⅱ) 通过油源对比分析, 指出轮南、塔河地区的原油可能源于中上奥陶统源岩; (ⅲ) 对轮南地区不同时代储层石油包裹体进行分期并探讨其形成时间.     

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.     

J_3-K_1构造事件对南方海相源盖成藏要素的控制作用

烃源岩的热演化、盖层的封闭性动态演化均受构造演化控制.中国南方海相层系经历了多期构造事件的叠加改造,明确控制源盖动态演化的关键构造事件,对保存条件有效性研究具有重要意义.从南方海相层系埋藏史类型、海相烃源岩的生烃过程、盖层的封闭性演化、油气藏保存和古油藏破坏与J3-K1构造事件的关系,论述了J3-K1构造事件对南方海相源盖成藏要素的控制作用.结果表明,J3-K1期间持续沉降埋深的地区,海相烃源岩长期持续生烃,生烃结束时间相对较晚,上覆盖层封闭性不断加强,油气得以保存.J3-K1期间遭受挤压变形、褶皱冲断、抬升剥蚀的地区,形成了早抬型埋藏史类型、海相烃源岩的生烃过程在J3-K1期间终止(或中止)、盖层封闭性减弱或被剥蚀殆尽,海相油气的保存条件遭受破坏.中国南方海相油气勘探的战略选区方向为J3-K1期间持续埋深沉降的地区.     

青海湖布哈河口区表层沉积物有机质分析及其比较沉积学意义

青海湖布哈河口区与晚三叠世鄂尔多斯盆地及四川盆地具有相似的古地理特征和水体环境,对布哈河口区表层沉积物中有机质的类型和丰度进行研究具有重要的比较沉积学意义.通过对布哈河口区河流、三角洲平原、前三角洲、滨湖、浅湖及半深湖环境表层沉积物样品全岩组分、总有机碳(TOC)及有机质类型进行分析,确定布哈河口区表层沉积物中有机质主要为Ⅱ2型和少量Ⅱ1型,TOC含量不超过4.29%,其中半深湖TOC含量最高并且有机质类型较好.布哈河口区表层沉积物中TOC含量主要受黏土矿物含量、有机质生产力和水深控制,半深湖沉积物具有较高的黏土矿物含量、较高的有机质生产力、较好的有机质类型和较大的覆水深度,有利于有机质的生产和保存,为河口区最有利于烃源岩发育的环境.同时,根据前三角洲、浅湖及半深湖沉积物中TOC含量与水深存在良好的相关性,建立了利用岩石中TOC含量对古水深进行恢复的公式.     

含油气沉积盆地古地温研究方法

沉积盆地油气的生成与古地温有密切的关系,研究沉积盆地古地温的方法有许多,且各种方法都有其独特的优点.本文主要论述镜质体反射率、荧光光谱分析、裂变径迹及一些地质温度计等常用的研究沉积盆地油气源岩成熟度和热历史的方法及这些方法在研究盆地古地温地质模式。指导油气勘探中的应用.