塔里木盆地库鲁克塔格奥陶系牙形石色变指标与有机质成熟度的关系

应用牙形石色变指标(CAI)对塔里木盆地孔雀河斜坡东北段南雅尔当山剖面奥陶系有机质成熟度进行了研究,得出的结果是南雅尔当山却尔却克组产出的牙形石色变指标CAI值为2~2.5,有机质处于成熟阶段.综合研究认为,本区奥陶系烃源岩在中奥陶世逐渐进入生烃门限并快速成熟;在奥陶纪末达到经历的最大古地温,顶部为80℃,底部为180℃,之后遭受抬升剥蚀,区域剥蚀量在2 300 m左右.本区奥陶系烃源岩存在3种生烃类型:第Ⅰ种为南雅尔当山型,为非有效烃源岩;第Ⅱ种为群克1井部分生烃型,奥陶纪末抬升剥蚀后埋深在2 500 m以上的烃源岩(Ⅱ-1型)停止生烃,埋深在2 500 m以下的烃源岩(Ⅱ-2型)持续生烃;第Ⅲ种为二次生烃型,当中新生代的快速沉积使Ⅱ-1型烃源岩顶部埋深达到3 200 m时,相同层位的烃源岩达到经历的最大古地温,开始二次生烃,生烃潜力最大.     

齐姆根-桑株河地区烃源岩特征

塔里木盆地西南缘齐姆根-桑株河地区发育有寒武-奥陶系、石炭系-下二叠统、侏罗系及上白垩-古近系等多套烃源岩.据地震资料寒武-奥陶系烃源岩在20 号断裂下盘的沉积厚度达2 000 m,是一套较好的烃源岩.石炭系-下二叠统烃源岩广泛分布,厚度大、有机质含量丰富,处于高成熟-过成熟阶段,为现实烃源岩.侏罗系烃源岩地表处于低成熟油气生成阶段,覆盖区在生油窗之内,为现实烃源岩.上白垩-古近系烃源岩可达较好烃源岩标准,处于成熟阶段,但生油潜力有限,推测喀什凹陷应具较大的生油潜力.     

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。     

低程度勘探区有效烃源岩的识别与平面成图——以塔里木盆地孔雀河地区为例

塔里木盆地孔雀河低勘探区有效烃源岩的识别是在潜在烃源岩的基础上进行的。孔雀河地区的潜在烃源岩包括古生界的暗色泥岩、灰岩、泥灰岩和中生界的暗色泥岩和煤层,当潜在烃源岩满足w(TOC）Ro＞0.5%,0.5%＜Ro＜4.0%时为有效烃源岩。井点上依地化参数可准确识别出有效烃源岩,并确定有效烃源岩形成的沉积环境,建立有效烃源岩-沉积环境模式。将这种模式应用于井间区域,确定井间有效烃源岩的分布和厚度,实现有效烃源岩的平面成图。同时,通过古地温的恢复,剔除未成熟和过成熟的不具有生烃能力的烃源岩,进一步确定有效烃源岩的分布。采用此方法编制了孔雀河地区有效烃源岩平面图, 预测结果得到新钻井的验证。     

鄂尔多斯盆地海相烃源岩的成藏有效性分析

明确海相烃源岩的勘探前景对于鄂尔多斯盆地下古生界勘探非常重要。鄂尔多斯盆地中东部广布的下奥陶统马家沟组碳酸盐岩动荡、富氧的古地理环境决定了其有机质丰度低、有机质类型差、生烃潜力低的先天性,不能成为有效烃源岩。盆地西、南缘广大地区呈“L”型连片分布的深水斜坡相中奥陶统平凉组泥页岩和泥灰岩有效烃源岩厚度80～200 m,有机质类型好（以Ⅰ型为主）,有机质丰度高（>02%）,存在大面积中等以上烃源岩,并基本处于高、过成熟阶段,有过较高程度的生排烃过程。生烃热模拟实验表明平凉组烃源岩在演化程度达到Ro值21%时,产烃率（TOC产烃）可高达22433 kg/t,原始生烃潜力巨大,地质历史上已累计生成资源量约432亿 t 油气当量,勘探前景广阔。     

塔里木盆地奥陶系烃源岩二次生烃研究

为研究海相烃源岩二次生烃规律和塔里木盆地生排烃规律,以塔里木盆地奥陶系烃源岩为研究对象,首先通过构造-热演化史和生烃史研究得出,塔里木盆地典型构造单元奥陶系烃源岩具有二次生烃的特征,并且起始成熟度和生烃期次不同。然后选取自然条件下演化至不同起始成熟度的奥陶系海相烃源岩,采用热压模拟实验方法系统研究其二次生烃规律。研究表明：塔里木盆地奥陶系海相烃源岩二次生烃的主控因素是起始成熟度,二次生烃产率随起始成熟度增加规律性减小;低成熟和中成熟烃源岩具有大量生排油气潜力,出现相对延迟的生油高峰,高成熟烃源岩没有大量生油和生气的能力;两次不连续生烃量与一次连续生烃量的差值也受起始成熟度控制,具有阶段性;起始成熟度在低成熟到成熟阶段时,二次不连续生烃过程会增加烃源岩的生烃量,使生烃潜力增加,而高成熟阶段以后,二次不连续生烃过程就会减少烃源岩的生烃量,使生烃潜力减小。     

渤海湾盆地渤中凹陷烃源岩地球化学与分布特征

渤中凹陷古近系发育三套烃源岩,即始新统沙河街组三段、沙河街组一段以及渐新统东营组烃源岩.前两套烃源岩普遍发育于整个渤海湾盆地,而后一套烃源岩在渤中凹陷最为发育.沙三段烃源岩主要形成于中深湖沉积环境,有机质丰度高、有机质类型好,属于优质烃源岩.沙三段烃源岩展布面积大、厚度大、埋藏深,主体处于成熟-高成熟阶段.沙一段烃源岩为湖盆收缩期半咸水-咸水环境形成的烃源岩,同样具有高的有机质丰度和很好的有机质类型,属于优质烃源岩,但厚度小,烃源岩规模较小.受新构造运动的影响,渤中凹陷沉积了巨厚的东营组地层.东营组三段烃源岩以中深湖相沉积为主,具有较高的有机质丰度和较好的有机质类型,为好-优质烃源岩;东二下亚段与东三段烃源岩相比,有机质丰度降低,有机质类型变差,但主要仍属于中等-好烃源岩.东三段和东二下亚段烃源岩分布广、厚度大,在渤中凹陷主体处于成熟阶段,是本区重要的烃源岩.     

鄂尔多斯盆地天环坳陷北段奥陶系烃源岩特征及成熟演化史

为研究天环坳陷北段下古生界天然气成藏规律，利用探井资料和有机地球化学方法，评价了天环坳陷北段奥陶系烃源岩特征并恢复其成熟演化史。天环坳陷北段奥陶系乌拉力克组和克里摩里组烃源岩有机碳含量和生烃潜量相对较高，烃源岩有机质丰度以中等—好为主，少部分为差烃源岩；三道坎组和桌子山组烃源岩以差为主。干酪根组分鉴定表明，天环坳陷北段奥陶系烃源岩主要为Ⅱ1~Ⅰ型干酪根，热演化程度高，处于生干气阶段。成熟演化史模拟显示，古生代—中生代早期地温梯度低，地层埋藏浅，烃源岩成熟演化程度低。燕山期，由于构造热事件，地温梯度迅速升高，早白垩世烃源岩经历的最高温度超过200℃，达到生气高峰期，早白垩世是油气成藏的主要时期。早白垩世之后，鄂尔多斯盆地整体抬升，地温梯度减小，生烃作用停止。     

南华北地区石炭-二叠纪煤系生烃潜力与二次生烃探讨

综合运用岩石热解、有机岩石学及有机地球化学等方法,对南华北地区石炭-二叠纪煤系烃源岩有机质丰度、类型以及成熟度和热演化史进行了分析,综合评价了烃源岩的生烃潜力。评价结果表明,石炭系(太原组+本溪组)烃源岩要好于二叠系山西组、石盒子组;有机质类型以Ⅲ型干酪根为主、Ⅱ型干酪根为辅;有机质热演化程度大部分处于成熟-高成熟阶段,部分地区达到过成熟,以生气为主。文中结合构造-热演化史资料分析了煤系二次生烃的条件,指出谭庄-沈丘凹陷和倪丘集凹陷初始成熟度较低,且具有合适的埋藏史类型,并有二次生烃油气勘探前景。      

地质条件下湖相烃源岩生排烃效率与模式

烃源岩排烃研究是油气地球化学研究中最薄弱的环节,而排烃效率又是准确评价常规油气与非常规页岩油气资源的关键参数。目前对于烃源岩排烃效率的认识差异很大,尚未建立完整的各种类型有机质湖相烃源岩在地质条件下生排烃效率与模式。本文以中国渤海湾、松辽等4个大型湖相含油气盆地以及酒泉青西凹陷、泌阳凹陷等9个中小型湖相富油盆地/断陷为对象,通过15000余个湖相烃源岩样品在自然热演化过程中热解生烃潜力指数的变化研究,揭示了湖相烃源岩在地质条件下的生排烃特征,构建了湖相烃源岩在地质条件下的生排烃效率与模型。无论是大型湖相沉积盆地还是中小型断陷盆地,甚至是盐湖相沉积盆地,烃源岩生排烃特征基本一致。随着成熟度的增高,湖相烃源岩排烃效率逐渐增高,在低成熟阶段排烃效率较低,在成熟与高成熟阶段具有高或很高的排烃效率。Ⅰ型、Ⅱ型有机质类型烃源岩排烃模式相似,相对排烃效率在低成熟阶段小于45%,成熟生油高峰时达85%~90%,至生油窗下限时达90%以上;累积排烃效率在低成熟阶段小于10%,生油高峰时达50%~60%,生油窗下限时达75%~85%,主要的排烃阶段在镜质组反射率0.7%~1.2%之间,生油窗阶段生成并排出了绝大部分烃类。湖相Ⅲ型有机质烃源岩排烃效率明显低于Ⅰ、Ⅱ型有机质烃源岩,生油窗阶段累积排烃效率仅为50%左右,主要生排烃阶段在镜质组反射率0.8%~2.0%之间。控制湖相烃源岩排烃量和排烃效率的主要因素是有机质丰度、类型和成熟度,而盆地类型、断裂发育程度、烃源岩沉积环境、相邻输导层孔渗条件等因素均不影响烃源岩排烃与排烃效率。     

冀中坳陷东北部石炭-二叠系烃源岩热史及成熟史模拟

石炭-二叠系煤成气藏是冀中坳陷东北部亟待突破的勘探领域。文中基于大量的钻井、测井、地球化学和古地温资
料,分别模拟构建了大城凸起、文安斜坡和武清凹陷的埋藏史和考虑岩浆热液侵入作用的热演化史。研究结果表明冀中坳
陷东北部石炭-二叠系地层总体上经历了“三沉两抬”的构造演化过程,在印支运动前全区具有近似的演化历史,印支
期、燕山期区内构造演化开始分异,至新生代形成总体“东隆西坳”的构造格局。区内烃源岩热演化包括一次生烃和二次
生烃,并可细分为长期隆升型、后期强烈沉降深成变质型和岩浆热变质型三种类型。一次成烃主要发生在三叠系末期,二
次成烃分别在新近纪和古近纪岩浆侵入期。区内斜坡浅部和隆起区一次成烃,斜坡和凹陷深部为后期强烈沉降深成变质二
次成烃、斜坡和凸起岩浆热液侵入区发生岩浆热变质二次成烃。一次成烃期Ro 值在0.7%左右,不具成藏潜力,二次成烃
期烃源岩可达高熟、过熟阶段,成藏配置条件好,成藏潜力巨大。     

塔中地区油气运聚特征

塔中地区主要受塔中Ⅰ号、Ⅱ号及Ⅲ号三条大断层控制 ,形成巨型复式背斜 ,隆起高部位地层遭受了强烈的风化剥蚀。背斜之上 ,断裂和局部构造发育。可划分出两个主要成藏期 :第Ⅰ成藏期为寒武系—下奥陶统烃源岩成熟生烃运移期 ,生排烃高峰为志留纪 ;第Ⅱ成藏期为中—上奥陶统烃源岩在燕山期—喜马拉雅期成熟生烃运聚。第Ⅰ成藏期形成的油藏有两个特征 :在塔中Ⅰ号断裂带、北部斜坡带油气注入奥陶系及志留系圈闭中 ,形成原生油气藏 ;构造高部位 (如中央断垒带 )的油气藏在后期构造运动中遭受破坏。第Ⅱ成藏期形成的油藏可分为两类 :对早期油藏的再次充注 ;聚集形成新油藏。塔中地区的油气运移通道主要有断裂和不整合面 ,油气的分布也主要受断裂和不整合面所控制。塔中Ⅰ号构造带和北部斜坡带是较为有利的勘探区带     

冀中坳陷孙虎地区沉积和剥蚀作用及其对油气生成聚集的影响

探讨了沉积和剥蚀作用对孙虎地区油气生成、聚集的影响,认为两者对于本区油气的生成、聚集和保存都不太有利。首先,在沉积演化中缺少深湖相沉积,只在孔店组和沙河街组发育干盐湖相和滨浅湖相沉积,使得本区的油源有机质丰度不高,类型较差。其次,在洼陷边缘发育的冲积体系由于距油源远,缺少连通通道而难以成为良好的储集岩。另外,本区地层在老、新第三纪之间遭受的强烈抬升剥蚀（最大剥蚀厚度达3000 m）,对本区的油气生成和聚集更是产生了严重的负面影响：一方面导致源岩层的温度、压力下降,油气生成、排出作用大大减弱;另一方面,使得已排出并聚集成藏的油气遭到破坏。强烈的构造活动导致了埋藏史的差异,本区可划分出3种类型的埋藏史,即持续沉降型、早期沉降型和二次沉降型。持续沉降型埋藏区地层埋藏较浅,只有沙三段局部地层进入生、排烃门限,生烃潜力不大;早期沉降型埋藏区地层埋藏较深,孔店组和沙三段均具有生排烃能力,但早期排出的烃存在一个保存问题;二次沉降型埋藏区经历了两次大幅度的沉降,均达到了生排烃门限,具有二次生排烃过程,是目前圈闭条件下寻找油气的较理想地区。     

海相页岩二次生烃潜力热模拟实验研究

利用热压模拟实验的方法,选取自然演化不同起始成熟度的海相页岩,系统研究了海相页岩二次生烃规律。研究表明,海相页岩二次生烃过程不是一次生烃的直接延续,生烃特征与一次连续生烃也有差异。随着二次生烃起始成熟度的增加,二次生油产率存在比一次连续生烃滞后的生油高峰,并且随起始成熟度增加位置更加向后推移,已经处于高演化阶段的海相页岩不再有二次生油高峰。起始成熟度控制二次生烃潜力,起始成熟度处于生油窗之前的海相页岩具有较高的二次生油和生气潜力,起始成熟度处于生油窗的海相页岩具有较高的二次生气潜力和一定的二次生油潜力;起始成熟度高于传统生油窗的海相页岩,二次生油能力已经很低,但是演化到一定程度还具有相当的生气潜力;已经达到过成熟的海相页岩基本上不具备二次生烃潜力。此研究完善了二次生烃的理论研究,对中国叠合盆地海相烃源岩的评价有很好的指导作用。     

渤海湾盆地黄骅坳陷石炭系—二叠系烃源岩生烃演化及与中—新生代构造演化的响应关系

渤海湾盆地石炭系—二叠系为烃源岩的古生界潜山内幕型原生油气藏认识程度低,勘探难度大,明确石炭系—二叠系烃源岩生烃演化过程及与中—新生代构造演化的响应关系对内幕型原生油气藏勘探具有重要意义。笔者等基于三维地震资料、典型井实测镜质体反射率、流体包裹体等数据资料,进一步采用构造解析、潜山埋藏史分析以及盆地生烃模拟等技术手段,探讨了渤海湾盆地黄骅坳陷中—新生代构造运动及对石炭系—二叠系烃源岩生烃演化的控制作用,明确了生烃时期及有利生烃范围。研究表明,黄骅坳陷中—新生代构造活动经历了“两期裂陷,两期抬升”的四个演化阶段,形成多种类型的埋藏史,构造运动引起的古地温变化使南北地区烃源岩进行差异了生烃演化,裂陷建造作用促进地温上升,有利于有机质生烃,挤压改造作用抑制地温上升,有机质生烃中止。乌马营潜山及歧北潜山具有3次生烃阶段,生烃期为早—中三叠纪、早白垩纪、古近纪,港北潜山具有两次生烃阶段,生烃期为早—中三叠纪、古近纪。黄骅坳陷内早期(即早—中三叠纪)生烃范围局限,晚期(即古近纪)生烃最有利,乌马营地区及歧北地区为原生油气藏有利勘探区。     

渤海湾盆地黄骅坳陷石炭系—二叠系烃源岩生烃演化及与中新生代构造演化的响应关系

渤海湾盆地石炭系—二叠系为烃源岩的古生界潜山内幕型原生油气藏认识程度低，勘探难度大，明确石炭系—二叠系烃源岩生烃演化过程及与中新生代构造演化的响应关系对内幕型原生油气藏勘探具有重要意义。笔者等基于三维地震资料、典型井实测镜质体反射率、流体包裹体等数据资料，进一步采用构造解析、潜山埋藏史分析以及盆地生烃模拟等技术手段，探讨了渤海湾盆地黄骅坳陷中新生代构造运动及对石炭系—二叠系烃源岩生烃演化的控制作用，明确了生烃时期及有利生烃范围。研究表明，黄骅坳陷中新生代构造活动经历了“两期裂陷，两期抬升”的四个演化阶段，形成多种类型的埋藏史，构造运动引起的古地温变化使南北地区烃源岩进行差异了生烃演化，裂陷建造作用促进地温上升，有利于有机质生烃，挤压改造作用抑制地温上升，有机质生烃中止。乌马营潜山及歧北潜山具有3次生烃阶段，生烃期为早—中三叠纪、早白垩纪、古近纪，港北潜山具有两次生烃阶段，生烃期为早—中三叠纪、古近纪。黄骅坳陷内早期（即早—中三叠纪）生烃范围局限，晚期（即古近纪）生烃最有利，乌马营地区及歧北地区为原生油气藏有利勘探区。     

渤中坳陷埕北30潜山储层流体包裹体特征与成藏时间研究

流体包裹体研究表明,渤中坳陷潜山构造CB302井奥陶系储层中流体包裹体丰富,主要发育有盐水包裹体与石油包裹体。与石油包裹体共生的盐水包裹体均一温度有两组,分别为122￣133℃与130￣140℃,结合石油包裹体特征,认为存在两期油气运聚过程。根据埕北30潜山沉积埋藏史、古地温史及成藏地质背景,推导出这两期油气运聚时间分别出现在5～3Ma与3～1.5Ma。第一期油气可能来源于邻近的黄河口凹陷下第三系沙河街组,烃源岩属局部油气充注;第二期油气来源于渤中坳陷斜坡带东营组二段,对埕北30潜山轻质油油气藏的形成起了主要作用。     

应用生烃动力学法定量评价碳酸盐岩的二次生烃:以朱家墩气藏为例

针对碳酸盐岩发育区烃源岩普遍存在二次生烃的问题,以苏北盐城凹陷朱家墩气藏源岩二叠系栖霞组灰岩为目标,应用化学动力学方法定量研究该源岩的二次生烃(气).在模拟实验基础上,选取动力学模型,求取动力学参数,再结合朱家墩地区的埋藏史和热史,最终求取了源岩生气史曲线.得出在距今240-190 Ma(三叠纪-早侏罗世)时二叠系灰岩第一次生气,随后地层抬升,生气过程中止;在距今54 Ma(始新世)时该烃源岩埋藏条件达到了第一次生气终止时的条件,开始第二次生气,生气过程一直持续到现今,第一次生气量(10%)远无法与第二次生气量(80%)相比.并通过储层包裹体的均一化温度判断朱家墩气藏流体注入期次,结果显示,二次生气的生气高峰与流体注入期相匹配,验证了用动力学方法评价二次生烃、多次生烃的合理性,同时也佐证了二叠系灰岩对朱家墩气藏的贡献.     

下扬子地区重建型海相烃源油气领域评价及勘探对策

下扬子及邻区的岩石圈演化经历了五个阶段:太古宙古陆核形成期;元古宙下扬子板块形成期;古生代南方古陆形成期;中生代南、北陆拼贴期;中—晚燕山运动以来的大陆边缘离裂期。其中的第三个阶段即古生代南方古陆形成期是下扬子地区海相油气领域的形成期,海相中—古生界厚度可达上万米,含三套生烃岩系,厚度大,叠合连片,原始生烃条件属于一流,且有两大套区域性盖层,形成下古和上古两套成油气组合。在中生代南、北陆拼贴期,上述原生海相油气领域遭受重创,但主要是对当时已形成的油气系统的破坏,对烃源岩的破坏不是太严重,大部分生烃潜力得以保存,这为喜马拉雅期重建型海相烃源油气领域的形成保存了基础,这也是下扬子地区海相油气勘探的前提。对下扬子地区重建型海相油气领域可划分出五种类型:陆相中一新生界覆盖型:火山岩覆盖型;推覆体上盘覆盖型;龙潭煤系致密砂岩含油层领域;龙潭煤系煤层气领域。下扬子地区重建型海相烃源油气领域属于大盆地的范畴,其中最主要的是陆相中一新生界覆盖型,但这是一个极为复杂的油气领域。文中对勘探思路、勘探部署、综合研究、方法攻关及老资料利用等多个方面提出了具体的意见和建议。