中国南方海相生烃成藏研究的若干新进展(一) 南方四套区域性海相烃源岩的分布

通过对上、中、下扬子区121个地表及钻井剖面烃源岩的密集扫描取样和地化分析,系统研究了下寒武统、上奥陶统—下志留统、上二叠统、下二叠统四套区域性海相烃源岩的厚度及有机质丰度的纵横向分布,明确了海相烃源岩在纵向上以下寒武统和上二叠统为最好,横向上以上扬子区为最好,其次为下扬子区;确定了五个烃源岩发育区。明确了海相烃源岩以泥岩为主,碳酸盐岩烃源岩只出现在下二叠统栖霞组—茅口组,实测最大厚度为150m,从而表明中国南方不存在上千米厚的碳酸盐岩烃源岩。对四套海相烃源岩的厚度问题、层位问题、原始生烃潜量和碳酸盐岩烃源岩的鉴别问题等提出了认识。     

川东南—黔北地区龙马溪组沉积环境及对烃源岩的影响

川东南—黔北地区下志留统龙马溪组发育富含有机质泥页岩,是华南地区海相地层中的优质烃源岩之一,且分布广泛,厚度大,是有利的页岩气勘探区。通过研究区30条野外露头剖面和12口钻井的资料分析,结合岩性、元素地球化学、测井地球物理及古生物等相标志研究,对川东南—黔北地区下志留统龙马溪组沉积环境、沉积演化及其对烃源岩的影响进行了研究,在川东南—黔北地区龙马溪组识别出泥质深水陆棚、泥质浅水陆棚、砂泥质浅水陆棚、砂质浅水陆棚、灰泥质浅水陆棚、灰质浅水陆棚、浊流沉积、台地边缘浅滩-生物礁浊流等8种沉积类型,其中泥质深水陆棚是龙马溪组烃源岩形成的主要沉积环境。通过对沉积环境的研究,认为龙马溪组底部缺氧的滞留环境和缓慢的沉积速率是龙马溪组优质烃源岩发育的主要因素。研究为区内页岩气勘探开发提供有力保障。     

世界深水含油气盆地烃源岩的发育特征及对中国南海北部深水区烃源岩的启示

国外深水盆地烃源岩发育特征表明:无论是板内的断坳盆地还是板缘的先裂陷后漂移沉积盆地,在裂陷期(断陷期)及坳陷期(漂移期)均有烃源岩分布,大陆边缘盆地不同演化阶段有效烃源岩发育程度存在差别,其中裂陷期非海相(湖相)暗色页岩是最主要和最普遍的生油岩,还可能发育过渡相或近海相的煤系和泥质烃源岩;其次是板内坳陷晚期或板缘漂移期的海陆过渡相、近海相、前三角洲相等有大量的有机质供给或者长期离物源区较近的情况下,烃源岩发育;裂陷晚期和坳陷早期烃源岩一般不发育,但有大量的有机质供给的半封闭浅海—半深海环境可能发育高效烃源岩。国外主要深水盆地中新生界烃源岩发育特征对中国南海北部深水区烃源岩的认识具有重要的指导意义。中国南海北部裂陷早期阶段发育的湖相烃源岩和裂陷晚期发育的海陆过渡相烃源岩为主力烃源岩;南海北部不同盆地坳陷期中新统海相烃源岩差异较大,其中陆源有机质输入不足的琼东南盆地烃源岩稍差些,陆源有机质输入相对充足的珠江口盆地烃源岩较好一些。墨西哥湾和北苏门答腊盆地的勘探实践已经证实了半深海相烃源岩可作为有效油源岩,这对中国南海北部深水区中新统海相烃源岩认识具有很好的借鉴意义。     

阿姆河右岸地区侏罗系海相烃源岩生烃潜力

阿姆河右岸地区侏罗系发育三种类型的烃源岩,其有机质丰度均不相同,上侏罗统海相高伽马值泥岩的最高,其次为海相泥灰岩,中下侏罗统海陆过渡相煤系泥岩相对偏低,烃源岩的等级分别属于好烃源岩、中等烃源岩和中—差烃源岩。对比表明,这三种烃源岩的有机质丰度高于中国含油气盆地的同类型烃源岩,说明盆地具有油气生成的较好物质基础。本区海相烃源岩干酪根微组分中腐泥组含量高,但干酪根中氢原子含量低,有机质主要来源于藻类等低等生物。根据干酪根H/C原子比、氢指数IH和碳同位素δ13C三项指标判断,上侏罗统海相烃源岩属于Ⅱ—Ⅲ型母质。上侏罗统高伽马值泥岩和泥灰岩已达生烃高峰阶段(Ro大多在0.8%~1.3%),有利于常规油、凝析油和湿气的生成,总烃/有机碳已达到15.88%~18.4%,接近Ⅱ型烃源岩液态烃的产烃率,说明侏罗系海相烃源岩具有较高的生烃能力。     

阿姆河右岸地区侏罗系海相烃源岩生烃潜力

阿姆河右岸地区侏罗系发育三种类型的烃源岩,其有机质丰度均不相同,上侏罗统海相高伽马值泥岩的最高,其次为海相泥灰岩,中下侏罗统海陆过渡相煤系泥岩相对偏低,烃源岩的等级分别属于好烃源岩、中等烃源岩和中—差烃源岩。对比表明,这三种烃源岩的有机质丰度高于中国含油气盆地的同类型烃源岩,说明盆地具有油气生成的较好物质基础。本区海相烃源岩干酪根微组分中腐泥组含量高,但干酪根中氢原子含量低,有机质主要来源于藻类等低等生物。根据干酪根H/C原子比、氢指数IH和碳同位素δ13C三项指标判断,上侏罗统海相烃源岩属于Ⅱ—Ⅲ型母质。上侏罗统高伽马值泥岩和泥灰岩已达生烃高峰阶段(Ro大多在0.8%~1.3%),有利于常规油、凝析油和湿气的生成,总烃/有机碳已达到15.88%~18.4%,接近Ⅱ型烃源岩液态烃的产烃率,说明侏罗系海相烃源岩具有较高的生烃能力。     

鄂尔多斯盆地西部奥陶系乌拉力克组烃源岩沉积模式及生烃潜力

随着鄂尔多斯盆地天然气勘探日益向深层发展,下古生界的烃源岩发育规模和生烃潜力成为制约天然气勘探的重要因素。基于野外露头、钻井岩心和薄片观察,结合全岩矿物、有机碳、稀土元素、干酪根、镜质组反射率、热解等地球化学分析,对盆地西部奥陶系乌拉力克组烃源岩的沉积模式和生烃潜力进行了详细研究。沉积相研究表明:盆地西部乌拉力克组主要发育浅水灰质陆棚相、深水陆棚相和海槽相3个相带,其中的深水陆棚相由于水体安静且处于氧化界面以下,是烃源岩发育和保存的良好相带,而海槽相由于受到重力流、浊流等的影响,水体动荡,不利于烃源岩的保存。烃源岩分析表明:深水陆棚相大部分地区的烃源岩TOC超过0.4%,干酪根以Ⅰ型为主,含少量Ⅱ_1型,烃源岩普遍达到成熟—高成熟演化阶段,是有效的产气源岩。以0.4%为有效烃源岩的TOC下限,计算得到乌拉力克组的总生烃量达到8.226×10~8t,可以为盆地西部奥陶系储层提供充足的天然气。     

莺歌海盆地中新统海相烃源岩发育主控因素及模式

中新统海相烃源岩是中国近海莺歌海盆地主要油气供给层段,也是我国新生代海相烃源岩的典型代表。综合利用地质、地球化学和古生物等资料,在烃源岩有机地球化学特征分析的基础上,探讨了莺歌海盆地中新统海相烃源岩发育的主控因素,并建立了相应的形成模式。结果表明,莺歌海盆地发育中等-好级别的中新统海相烃源岩,并具有较强的横向与纵向非均质性;中新统海相烃源岩受古气候、古生产力、水介质条件、沉积速率及海平面变化等因素的综合影响,发育以莺东斜坡带梅山组、三亚组为代表的海相陆源型和以东方区、乐东区梅山组为代表的海相内源型2种模式,其中以海相内源型烃源岩生烃条件最为优越。     

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。     

印度扇深水区古—始新统烃源岩特征及发育模式

充分利用印度扇深水区及浅水陆棚区地震、测井、岩芯、地化等资料,预测了印度扇深水区古-始新统烃源岩特征,并探讨了烃源岩的发育模式。研究结果表明:印度扇深水区古-始统地层主要以海进体系域为主,在始新统顶部发育厚度较薄的高位体系域,沉积于外陆棚深水相沉积环境,具备烃源岩发育的有利条件。古-始新统烃源岩空间分布范围广,厚度大,最大厚度达900 m以上。烃源岩有机质类型以Ⅱ～Ⅲ型干酪根为主,为混合型生源母质。现今凹陷内大部分烃源岩处于高-过成熟的生干气阶段。综合各地质要素分析,建立了印度扇深水区古-始新统烃源岩发育模式。在古-始新世沉积期,深水凹陷的古地理格局总体变化不大,处于赤道附近的低纬度地带,气候湿热。在有利的有机质保存条件下,古海洋生产力和陆源有机质输入量控制了深水区古-始新统烃源岩的有机质丰度。研究结果将有效指导印度扇深水区的油气勘探工作。     

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。     

Petroleum prospects of marine sequences in South China

The comprehensive study of the tectonics-sequence stratigraphic-petroleum system shows that five sets of major regional and some local source rocks were developed in the tectonic evolution of South China, including the Lower Cambrian and Lower Silurian in the Caledonian cycle, the Middle Permian and Upper Permian in the Hercynian cycle, and the Lower Triassic in the Indo-Sinian cycle. Due to the inhomogeneous maturity of source rocks in this area, gas exploration would mainly be carried out in the Lower Paleozoic areas, while oil and gas exploration would be in the Upper Paleozoic ones. The reformation from the Indo-Sinian cycle to the Himalayan cycle exerted decisive influence on the hydrocarbon accumulation in the Mesozoic-Cenozoic basin and marine sequences in southern China. The petroleum systems formed in the medium-late period of the superimposed basins are of the greatest potential. The distribution of primary and secondary oil-gas pools was mainly affected by favorable sedimentary facies, ancient uplift and slope. The comprehensive evaluation concluded that the focuses for petroleum exploration in the marine sequences of southern China will be in the superimposed basins along the margin of Yangtze landmass, the Subei-southern South Yellow Sea basin and the marine sequences preserved under the over-thrust nappe along the northern margin of the Jiangnan uplift. __________ Translated from Acta Petrolei Sinica, 2007, 28(3): 1–7 [译自:石油学报]     

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。     

黔东南地区震旦系—二叠系海相优质烃源层的时空分布

黔东南典型古油气藏的精细解剖对黔中隆起周缘乃至南方海相油气勘探研究具有重要意义。研究表明,在早寒武世初期、晚泥盆世早期和二叠纪,本地区均发育优质烃源岩,其中以下寒武统盆地相、斜坡相的黑色页岩发育最好,有机质丰度高(TOC普遍大于2%),类型好(偏腐殖型),厚度大,是麻江古油藏及凯里残余油气藏的主力烃源岩;早二叠世盆地相和澙湖相中发育的优质烃源岩与本层位中的沥青具亲缘关系,显示自生自储的特点。二叠纪烃源岩对黔中隆起及其周缘地区油气成藏具有重要作用。本地区缺乏扬子地区广泛发育的上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组底部那套优质烃源岩。     

中上扬子地区早寒武世(纽芬兰世－第二世)岩相古地理

由于受区域构造作用、海平面变化、上升洋流以及古气候等主控因素的制约,中上扬子地区纽芬兰世-第二世主要表现为浅海环境。早寒武世梅树村期,主要发育潮坪相碎屑岩、磷块岩、白云岩和硅质岩,陆棚相含磷结核硅质岩、泥岩以及陆棚深水盆地相碳质页岩、硅质岩等。筇竹寺期,海侵范围扩大,陆棚深水盆地向西北扩展,其余广大区域为碎屑岩浅海所覆盖。沧浪铺期,主要表现为碎屑岩和碳酸盐交互沉积的混积陆棚环境,盆地相则具有继承性,主要为碳质页岩沉积。早寒武世龙王庙期开始向碳酸盐台地演化,广大区域为碳酸盐沉积,盆地区范围有所缩小。早寒武世的岩相古地理演化表明,从早到晚沿着东南边缘始终存在一较深水沉积区,其沉积物质主要为碳质页岩和硅质岩,为烃源岩有利沉积区,奠定了油气生烃成藏的物质基础。同时在演化过程中还形成了相应的储层以及分布较广的膏盐层。根据这一油气地质条件组合及其空间分布,针对中上扬子地区早古生代海相地层的油气勘探应该首先围绕这一富烃沉积区来开展,集中对膏盐层下部目的层开展油气勘探工作。     

江汉盆地海相探区中寒武统盐下层勘探潜力浅析

江汉海相探区内中寒武统覃家庙组膏盐岩盐下层系中发育有两套良好的生储盖组合.对盐下层系生、储、盖特点和分布规律的分析表明,上震旦统陡山沱组及下寒武统水井沱组发育页岩烃源岩,上震旦统灯影组碳酸盐岩和下寒武统石龙洞组碳酸盐岩有良好的储集条件,而覃家庙组的膏盐岩和下寒武统石牌组-天河组泥质岩又为盐下的油气聚集提供了区域性盖层条...     

地球内部物质物性的原位高温高压研究：大体积压机与同步辐射源的结合

四川盆地是一个大型复合含气为主、含油为辅的叠合盆地。多旋回的沉积演化过程,孕育了多套海相、陆相烃源岩,且不同区域发育不同成因类型的烃源岩。目前下寒武统、志留系、下二叠统、上二叠统和上三叠统五套主要烃源岩均已进入高演化阶段,并以成气为主。由于多阶成烃、混源聚集和后期遭受TSR次生蚀变等成藏过程的复杂性使得天然气组分较干、碳同位素组成复杂,常规方法进行气源对比较困难。文中在对四川盆地沉积演化背景分析的基础上,通过对有效烃源岩发育特征和分布规律的探讨,分区域进行了气藏的分析,特别是对天然气组分、非烃组成(H2S、CO2、N2等)和碳同位素等资料综合研究的基础上,基本确定了各区块各含气层系的主力源岩。认为川东主力产层石炭系、三叠系和二叠系的气源分别为志留系、上二叠统龙潭组和下二叠统;川南气区震旦系灯影组、寒武系、二叠系和三叠系产层的气源分别主要来自下寒武统,上、下二叠系源岩;川西气区侏罗系和三叠系须家河组主产层的气源主要来自三叠系须家河组煤系烃源岩,下二叠统和嘉陵江组产层气源则可能主要来自二叠系;川中主要为产油区,下侏罗统自流井群原油应来自侏罗系源岩,浅部层系气源为上三叠统须家河组的陆相烃源岩,深部气藏则为寒武系烃源岩。由于川东北部烃源岩发育层数最多,且质量都较好,因此川东北部是烃类最富集的地区,也是勘探潜力最大的地区。     

扬子地区古生代主要烃源岩有机质富集的环境动力学机制与差异

在扬子地块古生界发育了3套区域性的优质烃源岩,即:下寒武统、上奥陶统一下志留统、二叠系(中、上二叠统).下寒武统烃源岩主要由硅质岩(留茶坡组)和上部的硅质泥岩、碳质泥岩(或石煤)(牛蹄塘组)组成.早寒武世在台一盆转换带(或台地边缘)广泛发育的海底热液活动,喷流出大量的富硅流体,使大量硅岩得以在台缘外侧-盆地区沉淀;同时...     

Source Rocks for the Giant Puguang Gas Field,Sichuan Basin:Implication for Petroleum Exploration in Marine Sequences in South China

Detailed geochemistry studies were conducted to investigate the origin of solid bitumens and hydrocarbon gases in the giant Puguang gas field. Two types of solid bitumens were recognized： low sulfur content, low reflectance （LSLR） solid bitumens in sandstone reservoirs in the Xujiahe Formation and high sulfur content, high reflectance （HSHR） solid bitumens in the carbonate reservoirs in the Lower Triassic Feixianguan and Upper Permian Changxing formations. Solid bitumens in the Upper Triassic Xujiahe Formation correlate well with extracts from the Upper Triassic to Jurassic nonmarine source rocks in isotopic composition of the saturated and aromatic fractions and biomarker distribution. Solid bitumens in the Feixianguan and Changxing formations are distinctly different from extracts from the Cambrian and Silurian rocks but display reasonable correlation with extracts from the Upper Permian source rocks both in isotopic composition of the saturated and aromatic fractions and in biomarker distribution, suggesting that the Permian especially the Upper Permian Longtan Formation was the main source of solid bitumens in the carbonate reservoirs in the Feixianguan and Changxing formations in the Puguang gas field. Chemical and isotopic composition of natural gases indicates that the majority of hydrocarbon gases originated from sapropelic organic matter and was the products of thermal cracking of accumulated oils. This study indicates that source rock dominated by sapropelic organic matter existed in the Upper Permian and had made major contribution to the giant Puguang gas field, which has important implication for petroleum exploration in marine sequences in South China.