前陆盆地研究的回顾与展望

前陆盆地是指位于克拉通边缘，外侧为活动造山带的沉积盆地，其成因主要与克拉通边缘的被动下弯和造山带一侧的构造负荷作用有关，盆地在形成演化、构造变形和沉积特征方面表现出独特的特征，并与造山带的演化密切相关，目前国内外这类盆地在油 气方面已显示出巨大的潜力，成为石油地质学家和构造地质学家关注的热点。     

8亿多年前由红藻堆积而成的下马岭组油页岩

在河北下花园新元古界青白口系(距今900~873 Ma)下马岭组第三段厚约350 m的碳-硅泥岩建造中, 发现一套主要由黑色含泥硅质岩和黑棕色纸片状页岩构成的油页岩. 油页岩中的有机碳含量介于21.41% ~ 22.91%, 沥青“A”介于0.5776% ~ 0.8787%, 含油率介于5.29% ~ 10.57%; 对黑棕色纸片状油页岩进行超薄切片观察及干酪根鉴定, 发现其生烃母质主要是底栖红藻, 红藻特有的四分孢子囊清晰可见, 且相当丰富. 这种主要由红藻构成的生烃母质具有如此高的TOC和沥青“A”含量从而成为优质烃源岩的实例鲜见报道. 油页岩抽提物中富含17α(H)-重排藿烷和正烷基三环萜烷系列化合物; 甾烷含量较少. 这些特征明显有别于该区元古代海相碳酸盐岩抽提物中的生物标志化合物分布. 由于该套沉积岩中的生物构成简单, 因此, 这些分子标志物可能在一定程度上反映的是底栖红藻生物的分子组成特征. 根据岩石类型组合和沉积层序分析, 这套含油页岩的碳-硅泥岩建造发育在下马岭组第三段最大海泛面时期的深水海湾环境中, 并受到了海底热水流体活动的影响     

四川盆地东部天然气地球化学特征与TSR强度对异常碳、氢同位素影响

对四川盆地东部50个天然气样品组分和碳、氢同位素组成分析结果显示,天然气以烃类气体为主,干燥系数高(C1/C1+=0.975~1.0),H2S含量变化较大(H2S=0.00%~16.89%)。利用烷烃气碳、氢同位素组成和判识油型气热演化程度图版,确定四川盆地东部天然气主要为原油裂解气,且热演化程度已处于油气裂解阶段。在四川盆地东部,烷烃气碳、氢同位素组成普遍存在局部倒转现象,即δ13C1δ13C2δ13C3和δD1δD2,这主要与研究区域不同硫酸盐热化学还原作用(TSR)强度有关,因为在该反应过程中不仅会产生大量的CH4,其碳同位素较重,同时,水参与了硫酸盐与烃类的化学还原反应使得水中的H+与烃类中H+发生同位素交换,从而引起TSR生成CH4的氢同位素分馏大于干酪根直接生烃过程造成的氢同位素分馏。异常δ13CCO2值与TSR反应过程中部分碳同位素较轻的CO2与硫酸盐中金属离子(Mg2+、Fe2+、Ca2+等)以碳酸盐的形式沉淀后,导致气藏中残余重碳同位素组成的CO2与酸性气体腐蚀碳酸盐岩储集层形成的CO2相混合有关。     

油气资源评价一体化技术及软件实现的探讨

油气资源评价一体化技术的研究和软件实现在国内外有所进展,但不同机构和学者对油气资源一体化评价的定位与内涵理解存在差异。本文作者结合一体化油气资源评价软件(PetroV)的实际设计与开发经验,阐述了对资源管理一体化、评价过程一体化以及软件实现一体化内涵的理解、定位及关键技术。资源管理一体化源于对常规、非常规海量成藏信息的集成,落脚于基于不同评价对象与目标层次的石油资源有效管理,通过界定不同投资价值属性的勘探目标系列,实现对上游的油气资源评价、勘探规划与市场决策的全方位支持,真正体现对油气资源的投资价值管理能力;评价过程一体化以全周期的资源量估算和储量评估为主线,支持从盆地到区带、到圈闭、到油藏,甚至单井的不同尺度资源评价对象构建、统一高效存储与评价活动的衔接,进而实现可持续、可调整、可回溯的油气资源一体化、动态评价过程;软件实现的一体化定位于数据集成、软件集成的最新信息科学技术发展,支持复杂分布式网络环境下的领域基础中间件的设计与开发,利用统一数据模型(ST-based KIDA)量化、串接、组织当下不同尺度资评对象的评价过程,真正意义上实现能够融合盆地、区带、圈闭甚至开发阶段的主流资源(储量)全周期、可动态调整的油气资源评价过程。本文作者相信,经过多年的面向油气勘探开发行业的软件与数据一体化技术研究、多轮次油气资源评价经验积累以及最新信息科学技术的发展,系统地开展油气资源一体化评价技术的研究和应用的条件已经具备。     

鄂尔多斯盆地海相层系中有机酸盐存在以及对低丰度高演化烃源岩生烃潜力评价的影响

鄂尔多斯盆地海相烃源岩TOC多处于0．2％～0．5％,按照形成工业油气藏TOC含量不低于0．5％（高．过成熟区可降低至0．4％）标准是无法形成大型天然气藏,但靖边气田油气源对比分析确实存在海相烃源岩贡献．为了证实低TOC高演化烃源岩中有机酸盐对TOC的影响,本文选择了鄂尔多斯盆地南部某一口探井奥陶系海相和二叠系海陆过渡相烃源岩进行了红外光谱和色质等分析．实验结果表明,无论海相还是海陆过渡相烃源岩中均存在干酪根有机酸和有机酸盐转化酸,其中有机酸盐转化酸主要为有机酸盐完全酸化而来的有机酸,证实了海相烃源岩中确实存在有机酸盐．尽管酸化前后有机酸均以C16：0为主峰,但有机酸盐转化酸在C16：0以前相对丰度明显低于干酪根有机酸和游离有机酸的相对丰度,暗示了干酪根有机酸和游离有机酸以脱羧基生成链烷烃为主,而有机酸盐转化酸以高碳数有机酸裂解为低碳数有机酸为主．利用十六烷酸钙为标准对干酪根有机酸和有机酸盐转化酸进行定量分析表明,TOC含量（大于2．0％）高的海相烃源岩中有机酸盐含量低,而TOC含量低（0．2％～0．5％）的烃源岩有机酸盐含量均比较高．因此,对于TOC含量介于0．2％～0．5％的海相烃源岩,有机酸盐在高演化阶段可能是一种潜力的气源．     

富CO2深部流体对碳酸盐岩的溶蚀-充填作用的热力学分析

由于广泛而强烈的岩浆作用,我国东部的松辽、渤海湾、莺歌海以及西部的塔里木等盆地中都有富CO₂深部流体的活动。富CO₂深部流体与碳酸盐岩相互作用可用Duan and Li(2008)所建立的CO₂-H₂O-CaCO₃-NaCl体系的热力学模型来进行模拟计算。计算结果表明,富CO₂深部流体在自深部向浅部运移过程中对CaCO₃的溶解度会逐渐增加,到达一定深度后溶解度达到最大值,再向浅部溶解度开始逐渐降低; 也就是深部流体具有深部溶蚀碳酸盐岩-浅部沉淀碳酸盐矿物的规律。与浅部地层中的流体发生混合会使流体的CO₂含量和盐度降低,会导致CaCO₃的沉淀充填; 深部流体进入开启性断裂/裂缝体系中时,由于压力的降低,也会发生CaCO₃的沉淀充填。深部流体的CO₂含量、盐度、温度和压力的变化影响着实际的溶蚀-充填过程。塔中地区钻井也揭示了深部下奥陶统碳酸盐岩中发育有丰富的溶蚀孔隙,而在相对浅部的奥陶系灰岩和志留系砂岩中见有大量方解石的充填,这是富CO₂流体深部溶蚀-浅部充填的一个较好的实例。基于理论和实际分析,本文认为在岩浆火山作用广泛发育的塔里木等盆地中下古生界深部优质碳酸盐岩储层存在的可能性。     

鄂尔多斯盆地海相碳酸盐岩层系天然气成藏研究

鄂尔多斯盆地两套优质烃源岩,即上奥陶统背锅山组泥灰岩和中奥陶统平凉组中下部页岩,是海相碳酸盐岩层系古油藏原油和现今靖边气田油型气的主要来源。两套优质烃源岩主要分布在盆地的西部和西南部,呈"L"型展布,盆地内部缺失;它们累计厚度约50~350m。平凉泥岩TOC介于0.5%~1.2%,平均0.9%,厚度20~50m,而灰岩TOC主要分布在0.2%~0.4%区间,平均0.3%。背锅山组泥岩有机碳相对较高,TOC介于0.22%~3.3%,平均为0.93%。三叠纪末期,两套优质烃源岩生成的大量液态烃类进入中央古隆起控制的斜坡部位,形成古油藏;侏罗纪-早白垩世,地层持续加深和地温梯度升高,烃源岩热演化程度达到高-过成熟阶段,古油藏温度超过180℃,原油开始热裂解生成天然气。油气的热裂解导致气藏压力不断增大,驱使部分气体进一步扩散运移。晚白垩世燕山运动IV幕,盆地东部大规模持续挤压抬升导致了原有油气藏经历了西高东低转变为东高西低的构造反转,形成构造枢纽。中央隆起带聚集油气的优势被改造,裂解形成的天然气向东或东北方向运移。但是运移过程中,东部盐岩、膏盐、致密碳酸盐岩侧向封堵。在靖边气田中心部位,由于奥陶系顶部缺失石炭系铁铝土岩封盖,使得部分石炭-二叠系生成的天然气沿着不整合面进入风化壳,形成从奥陶系来源的原油裂解气与石炭-二叠系生成的煤型气相混合。     

美国Marcellus页岩与中国南方龙马溪组页岩地质特征对比及启示

摘 要:中国南方地区下志留统龙马溪组富有机质页岩与美国阿巴拉契亚盆地中泥盆统Marcellus页岩,在形成构造背景、沉积环境方面具有一定的相似性,均形成于前陆盆地构造背景下的陆棚－斜坡浅海,沉积环境具有半封闭性。同时,二者也存在一定差异性,Marcellus页岩形成于前陆盆地早期快速沉降阶段斜坡带,其后期经历的构造变形相对较弱;中国南方龙马溪组页岩形成于前陆盆地持续沉降背景下,但其后期经历的构造改造作用多期复杂,其中四川盆地处于距离造山带较远的隆后凹陷构造位置,其除经历了频繁的升降运动外,挤压、拉张改造相对其周缘地区较弱。二者在具体地质特征方面也具有一定差异,主要表现在龙马溪组页岩埋藏较深、有效厚度大、热演化程度相对较高以及有机质含量相对较低。二者形成沉积构造背景以及地质特征的对比研究,对中国南方志留系龙马溪组页岩气进一步的勘探评价以及研究工作具有重要的指导意义。      

生物降解原油地球化学研究新进展

生物降解作用是原油的一种重要的蚀变作用,对原油的物性和经济价值有着负面的影响。全球石油大多遭受过生物降解。生物降解作用对常见生物标志物的影响得以较好的描述,综述了近年来高分子量正构烷烃、三环萜烷、25 降藿烷生物降解的新进展。目前对生物降解作用的细节、发生机理尚不十分清楚,讨论了原油喜氧和厌氧降解机制,认为厌氧作用可能起主导作用,降解速率很慢。温度是控制生物降解作用的重要因素,储层温度大于80℃不会发生生物降解作用。生物降解原油多为混源油,介绍了研究生物降解原油的多期成藏方法。沥青质不易生物降解,其热解产物及钌离子催化氧化产物在生物降解原油对比、油源对比中具有重要的作用;最后指出了今后的发展方向。     

中国海相碳酸盐岩层系油气勘探特殊性问题

中国至少有3 0 0×1 08t的海相碳酸盐岩油气资源量,是十分重要的勘探领域。在近5 0年的勘探历程中虽有塔河、普光等碳酸盐岩大油气田的发现,但探明储量仍然很低,这与勘探投入低有关,但更主要的原因在于中国海相碳酸盐岩油气地质的特殊性。经研究其特性可概括为7个方面:(1)碳酸盐岩层系形成于多旋回的叠合盆地;(2)碳酸盐岩层系时代老,埋藏深;(3)烃源岩具有多元、多期生烃;(4)储集层类型多、非均质性强;(5)圈闭类型多样,以隐蔽圈闭和复合圈闭为主;(6)油气藏改造、破坏严重,保存条件复杂;(7)油气藏分布复杂,预测难。要尽快实现碳酸盐岩油气探明储量的快速增长,缓解国内油气资源供需矛盾,必须加强碳酸盐岩油气富集与分布规律的理论研究和勘探技术攻关。文中将中国海相碳酸盐岩油气富集理论的研究凝练为三个方面的科学问题:(1)海相碳酸盐岩层系发育环境、构造演化及其对有效烃源岩的控制作用;(2)海相碳酸盐岩介质油气运聚机理;(3)海相碳酸盐岩层系油气多期成藏与保存机理;同时指出要加大碳酸盐岩地区的地震、钻井和测井等系列技术的攻关力度,以提高勘探的成功率。