武清凹陷石炭—二叠系烃源岩的二次生烃评价

武清凹陷石炭—二叠系烃源岩自形成以来经历了复杂的构造-埋藏历史, 并发生过多次生烃演化过程.基于详细的构造-埋藏史研究, 结合磷灰石裂变径迹测试及矿物包裹体分析, 运用EASY% R_o数值模拟技术, 深入研究了武清凹陷石炭—二叠系烃源岩的生烃演化历史, 阐明了石炭—二叠系生烃作用发生的构造期次、生烃强度, 揭示了武清凹陷石炭—二叠系烃源岩曾发生过2次重要的生烃作用过程, 分别发生在燕山期与喜山晚期, 得出了二次生烃作用主要发生在喜山晚期的主要结论.此外, 还结合有机质热解模拟量版, 定量评价了石炭—二叠系各期生烃强度, 并提出了武清凹陷是华北石炭—二叠系油气勘探的最有利地区之一.      

冀中坳陷东北部石炭-二叠系烃源岩生烃潜力评价

冀中坳陷东北部石炭-二叠系煤系地层生、储、盖组合条件完备,上古生界自生自储煤成气藏勘探潜力巨大。笔者基于该层系"油井少、空井多"的勘探现实,通过烃源岩热解数据分析和热模拟实验工作,评价区内烃源岩的生烃潜力,以期减少勘探风险。数据分析表明,w(TOC)为10%和40%是区内煤系暗色泥岩、炭质泥岩和煤岩的有效划分界限。区内石炭-二叠系煤系烃源岩主要以Ⅲ型干酪根为主,为中等较差的油源岩和较好的气源岩。分别受岩浆热变质和深成变质作用影响,区内存在武清凹陷、苏4-苏8-苏23-文古4和葛8-大参1三个成熟度高值区,即生油气中心。结合热模拟实验结果,采用体积法算得该区石炭-二叠系地层生气总量约为4万亿m3。     

等变质煤系烃源岩的生气特征

为了更加客观地了解煤系烃源岩的生气性能,采用半开放体系对塔里木盆地库车坳陷侏罗纪煤、碳质泥岩和煤系泥岩3种等变质煤系烃源岩样品进行了生气热模拟实验。实验结果表明:侏罗纪煤、碳质泥岩和煤系泥岩均具有良好的生气性,但其生气性存在一定的差异,煤和碳质泥岩的生气性要好于煤系泥岩;随着热演化程度的增加,这3种煤系烃源岩生气总产率(C_1-5)也相应增加,在高演化阶段时主要产甲烷;煤系烃源岩热解气组分的碳同位素值和热解温度有关,随着热解温度升高,甲烷碳同位素值先降低后增大,乙烷碳同位素值一直增大,且在同一温度点有δ13C₁<δ13C₂的特征。      

西湖凹陷平湖组不同煤系烃源岩热解生烃差异及其在油气勘探中的应用

本文以西湖凹陷平湖组不同煤系烃源岩（煤、炭质泥岩和暗色泥岩）为研究对象，通过封闭体系黄金管-高压釜生烃动力热模拟实验，查明了3种煤系烃源岩生烃产物、产率特征及生烃演化规律的差异。研究结果表明：在西湖凹陷平湖组煤系烃源岩中，煤、炭质泥岩和暗色泥岩均具有很高的产气态烃能力和较高的产液态烃能力，但不同岩性样品的生烃演化模式存在一定差异。炭质泥岩生烃最早，生烃强度最大；煤居次，生烃稍晚，生烃强度稍低；暗色泥岩生烃最晚，生烃强度最低。根据热解生烃特征，指出西湖凹陷具有煤成油的勘探潜力，西部斜坡带是找油的有利区域。     

大牛地气田石炭—二叠系烃源岩生烃潜力

大牛地气田上古生界石炭—二叠系烃源岩为煤系烃源岩(主要为煤岩和暗色泥岩),有机质类型以Ⅲ型干酪根为主,烃源岩演化成熟度较高,Ro基本在1.5%左右。烃源岩存在3期生烃演化过程,分别为三叠纪期间、侏罗纪期间和古近纪期间。烃源岩(泥岩+煤岩)累计生烃量为8万多亿m~3,煤岩生烃贡献占85%。石炭—二叠系烃源岩现今累计生烃强度高值区主要分布在大牛地气田的东南部、西北部以及西部地区。     

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。      

济阳-临清东部地区石炭-二叠系煤系烃源岩二次生烃研究

济阳-临清东部地区上古生界石炭-二叠系煤系源岩是油气勘探的另一个重要领域。根据研究区沉积地层构造演化分析,不同的构造演化决定了不同的埋藏史演化;研究表明,中生代期间及新生代期间石炭-二叠系煤系烃源岩存在“二次生烃”过程,石炭系煤系烃源岩是研究区的主力烃源岩,二叠系的次之;济阳坳陷累计生烃量大于临清东部地区的累计生烃量。     

东濮凹陷天然气生成模拟与煤成气的新证据

通过对东濮凹陷三种类型的气源岩加水高温模拟实验研究发现，石炭一二迭系煤生气能力是奥陶系灰岩的9倍，下第三系低有机质丰度的泥岩仅为煤的生气量的1／2，煤是东濮凹陷天然气最主要的气源岩；通过对模拟组分分析，煤生成的气体主要为甲烷含少量的重烃与CO2，低有机质丰度的泥岩与灰岩主要生成CO2；煤的模拟气体组分甲烷同位素值与W23井，M70井天然气甲烷同位素接近应该来源于石炭-二叠系煤系地层，灰岩与WG2井甲烷碳同位素接近，天然气来源于奥陶系灰岩地层。     

阜阳地区古城低凸起煤系烃源岩生烃潜力分析

对阜阳地区古城低凸起上古生界石炭-二叠系煤系烃源岩的有机质丰度、类型和成熟度进行了评价,认为上古生界主要烃源岩层是煤系地层,有机质类型以腐殖型为主,含少量混合型。通过对煤系烃源岩有机质的显微组分组成特征的分析,认为煤系地层具有生烃的能力,但以生气为主。有机质演化程度适中,总体上达到低成熟一成熟阶段。原油部分受到生物降解,通过油源对比表明：油气来自本区的石炭-二叠系,与石炭系的暗色泥岩和煤岩具有更近的亲源关系。古城低凸起为阜阳地区油气勘探的有利地区。     

火成岩对石炭-二叠系煤岩二次生烃作用影响的研究

华北地区石炭-二叠系煤系具有良好的油气勘探前景,已发现油气的区域大多发现了侏罗纪闪长玢岩和煌斑岩,石炭-二叠系烃源岩曾在三叠纪或侏罗纪达到生烃门限,但是缺乏成藏条件,油气没有得到保存。渐新世以来,煤系烃源岩得到深埋进入二次生烃演化阶段,并且形成了以煤成气为主、少量轻质油的油气聚集,该煤成气具有异丁烷/正丁烷、环烷烃和芳香烃含量高、乙烷碳同位素重等特点。作者以为在生烃过程中存在侵入岩与烃源岩的相互作用,并且利用热模拟实验的方法考察了煤岩在与侵入岩接触的条件下二次生烃过程,发现气态烃产率明显增加、并且气态烃组成与钻井产出的天然气相似,认为与闪长玢岩和煌斑岩确实参与了煤系烃源岩的生烃作用,指出在评价石炭-二叠系油气勘探时应当考虑这个因素。     

济阳坳陷上古生界烃源岩生烃演化特征

济阳坳陷残留上古生界为石炭系—二叠系,大体上以无棣凸起—滨县凸起—陈家庄凸起为界,分为南、北两个区域,推测最大厚度位于惠民凹陷西部,可达1200m。烃源岩主要为煤、碳质泥岩及暗色泥岩,其中以太原组和山西组的煤层和暗色泥岩最发育。大致经历了印支期、燕山期及喜马拉雅期等三次埋藏—隆升旋回交替演化,初次生烃期为中三叠世末,最重要的二次生烃期为早第三纪末。上古生界受热史与埋藏史曲线具有相似性,说明构造-埋藏史是控制烃源岩热演化的主要因素。依据埋藏-生烃史的不同,可划分出四类构造演化组合。其中中凹新凸型生烃演化地区有利于寻找上古生界次生油气藏;中凸新凹型和中凹新凹型生烃演化地区有利于寻找古生古储型油气藏。     

内蒙古西部额济纳旗及邻区石炭系—二叠系沉积后的构造演化、盖层条件与油气信息——石炭系—二叠系油气地质条件研究之三

通过对中—新生代沉积演化特征的分析和对石炭系—二叠系沉积之后构造改造作用、中生代岩浆作用的研究,认为白垩纪为银根-额济纳旗盆地演化的鼎盛时期,沉积了厚度大、横向分布稳定、以湖泊—沼泽相为主的砂泥岩组合,是石炭系—二叠系油气系统的良好的区域盖层。虽然石炭系—二叠系沉积之后经历了多期次的构造改造作用,但构造应力以挤压抬升为主,除局部地区发生构造动力变质作用外,总体对石炭系—二叠系油气系统保持条件的影响不大。中生代经历了4个期次的岩浆活动,早白垩世岩浆活动较强烈,受其影响石炭系—二叠系局部发生热接触变质或烃源岩演化达到过成熟,但影响范围有限。石炭系—二叠系内部发育4个沉积旋回,尤其是阿木山组、埋汗哈达组发育厚度大、横向分布稳定的泥页岩,既是良好的烃源岩,也是良好的盖层。石炭系—二叠系沉积之后虽然经历了华力西末期—印支期的长期抬升剥蚀,但地球物理资料显示石炭系—二叠系在额济纳旗-务桃亥一带分布较为稳定,残留厚度一般1000～2000m,局部厚度大于3000m。油气显示信息表明,石炭系—二叠系具有油气生成、运移与聚集的过程,油气资源前景良好。     

内蒙古西部额济纳旗及邻区石炭系—二叠系的储集条件——石炭系—二叠系油气地质条件研究之二

通过对额济纳旗及其邻区石炭纪—二叠纪盆地基底结构构造和石炭系—二叠系岩石地层特征、沉积演化、沉积相平面展布特征的研究,认为该区石炭纪—二叠纪为统一的裂谷盆地。盆地早石炭世—早二叠世早期为由北向南的上超沉积,早二叠世中期—晚二叠世为由南向北的下超沉积,晚石炭世—早二叠世阿木山期为盆地演化的鼎盛时期,以浅海陆棚相沉积为主;在烃源岩分布、有机质丰度、干酪根类型和烃源岩演化特征研究的基础上,指出广泛发育的浅海陆棚相泥页岩具有良好的生烃条件,发育多套厚度较大、有机碳（TOC）含量中等—较高、以Ⅱ类干酪根为主的烃源岩。烃源岩演化主要受埋藏史的影响,以成熟—高成熟为主。局部地区受华力西末期—燕山期侵入岩热接触的影响,或构造改造强烈的区带受构造动力变质作用的影响,烃源岩演化达到过成熟。     

中国中-西部4种新生代挤压盆地成藏地质条件及成藏期次

新生代挤压盆地是我国中-西部的重要油气勘探领域。根据挤压盆地的发育部位、盆地基底、充填层序、构造叠加和盆山耦合形式等条件,本文在我国中-西部识别出准(噶尔)西北缘型、四川盆地西缘型、柴(达木)北缘型和准(噶尔)南缘型等4种新生代挤压盆地,前两者发育海西晚期—印支期前陆盆地,后两者具有喜马拉雅造山期的再生前陆盆地特征。对准西北缘、四川盆地西缘、柴北缘和准南缘新生代挤压盆地的对比研究表明,它们在烃源岩、储盖组合等成藏条件上存在明显的差异,而晚期前陆发育对柴北缘型和准南缘型挤压盆地烃源岩演化具有明显的控制作用。在不同新生代挤压盆地典型油气藏解剖研究的基础上,认为燕山期及之前是准西北缘型和四川盆地西缘型挤压盆地主要的成藏期,喜马拉雅造山期则主要表现为准西北缘型挤压盆地的油气藏保存和四川盆地西缘型挤压盆地油气藏的调整和定型;喜马拉雅晚期是柴北缘型挤压盆地最主要的成藏期,而多期前陆盆地的准南缘型挤压盆地具有多期成藏的特征,但喜马拉雅晚期的油气成藏最为重要。     

河西走廊地区石炭系—二叠系油气地质条件与含油气前景

对河西走廊地区石炭系—二叠系沉积演化、生烃条件、储集条件、生储盖组合类型和保存条件进行了研究,认为区内石炭系—二叠系具有良好的油气地质条件,是值得重视的油气勘探新层系。研究区早石炭世—早二叠世早期,以浅海相—海陆交互相沉积为主,前黑山组—太原组发育多套暗色泥岩或炭质泥岩为主的烃源岩,有机质含量中等—较高,以Ⅱ~Ⅲ型干酪根为主,烃源岩演化进入成熟—高成熟阶段;储集层以碎屑岩为主,成岩作用强烈,原始粒间孔隙不发育,但不乏溶蚀孔隙较发育的中等—较好的碎屑岩储集层,而且碳酸盐岩也是区内重要的储集层类;中生界为区域盖层,石炭系—二叠系内部的砂泥岩组合构成纵向上的储盖组合;可形成内生连续式、上生下储式、潜山式等多种生储盖组合类型。石炭系—二叠系广泛分布的油气苗或钻井油气显示,为存在油气生成、运移与聚集的过程提供了依据。     

内蒙古西部额济纳旗及邻区石炭系—二叠系沉积建造与生烃条件——石炭系—二叠系油气地质条件研究之一

通过对额济纳旗及其邻区石炭纪—二叠纪盆地基底结构构造和石炭系—二叠系岩石地层特征、沉积演化、沉积相平面展布特征的研究,认为该区石炭纪—二叠纪为统一的裂谷盆地。盆地早石炭世—早二叠世早期为由北向南的上超沉积,早二叠世中期—晚二叠世为由南向北的下超沉积,晚石炭世—早二叠世阿木山期为盆地演化的鼎盛时期,以浅海陆棚相沉积为主;在烃源岩分布、有机质丰度、干酪根类型和烃源岩演化特征研究的基础上,指出广泛发育的浅海陆棚相泥页岩具有良好的生烃条件,发育多套厚度较大、有机碳（TOC）含量中等—较高、以Ⅱ类干酪根为主的烃源岩。烃源岩演化主要受埋藏史的影响,以成熟—高成熟为主。局部地区受华力西末期—燕山期侵入岩热接触的影响,或构造改造强烈的区带受构造动力变质作用的影响,烃源岩演化达到过成熟。     

豫东地区煤系烃源岩有机质特征与煤系气资源潜力

为了评价豫东地区煤系烃源岩生烃潜力,基于有机碳含量（TOC）、镜质体反射率、干酪根类型及显微组成等测试分析结果,探讨了豫东地区不同区块煤系烃源岩的有机地球化学特征,对比分析了不同区块煤系气资源潜力,提出煤系气勘探有利区块。结果表明:区内煤系烃源岩的有机碳含量偏低（小于1.5%）;干酪根类型以Ⅲ型为主,偶见Ⅱ₂型干酪根,利于生气;煤系经历了中二叠-中晚三叠世和晚侏罗-早白垩世2个大量生烃阶段,烃源岩热演化程度较高,镜质体反射率（R_ran）为1.44%~3.80%,平均2.83%,有机质进入高成熟-过高成熟阶段,生烃量较充足。总体上,区内烃源岩生烃潜力属于差-中级别,砂泥岩储集性能相对较好,含气量高。煤系盖层主要为封盖性好的细砂岩、煤层、泥质岩类,煤系烃源岩气体保存条件好。研究认为研究区的睢西区块烃源岩具有埋藏深度较浅、有效厚度大、孔隙度高、含气量和含气饱和度高、有机质成熟度高的特点,为豫东煤系气勘探的有利区块。      

冀中坳陷武清凹陷苏50井石炭-二叠纪煤系的成烃演化

基于对武清凹陷苏50井的石炭-二叠纪煤系的构造—埋藏史研究,结合磷灰石裂变径迹测试及矿物包裹体分析,运用EASY%Ro数值模拟技术,研究了苏50井石炭-二叠系烃源岩的生烃演化历史,揭示了苏50井处石炭-二叠系烃源岩曾发生过3次重要的生烃作用过程,分别发生在海西-印支期、燕山期与喜马拉雅晚期,主要生烃作用发生在喜马拉雅晚期,并指出武清凹陷是华北石炭-二叠系煤成气勘探的有利地区之一。