皖南-浙西下古生界碳沥青成因及南方海相“有效烃源岩“问题探讨

赋存于皖南-浙西的固体碳沥青分为古油藏裂解碳沥青和古油藏破坏次生充填碳沥青两种类型,阐明了两类碳沥青的不同成因机制.重新认定了浙西“康山沥青脉“为碳沥青而不是泥岩.论证了皖南、浙西碳沥青的烃源为下寒武统、中-上奥陶统至下志留统、中-上寒武统等.认为加里东运动-广西事件期间是下扬子盆地相区以下寒武统黑页岩为烃源的油藏形成和部分破坏的主要时期.针对南方的油气勘探,提出了只有在晚期成藏中作出贡献的源岩才是“有效烃源岩“的新概念.     

皖南-浙西下古生界碳沥青成因及南方海相"有效烃源岩"问题探讨

赋存于皖南—浙西的固体碳沥青分为古油藏裂解碳沥青和古油藏破坏次生充填碳沥青两种类型,阐明了两类碳沥青的不同成因机制。重新认定了浙西“康山沥青脉”为碳沥青而不是泥岩。论证了皖南、浙西碳沥青的烃源为下寒武统、中—上奥陶统至下志留统、中—上寒武统等。认为加里东运动—广西事件期间是下扬子盆地相区以下寒武统黑页岩为烃源的油藏形成和部分破坏的主要时期。针对南方的油气勘探,提出了只有在晚期成藏中作出贡献的源岩才是“有效烃源岩”的新概念。     

江苏下扬子区海相中、古生界烃源岩晚期生烃的论证与定量研究

江苏下扬子区海相中、古生界烃源岩“晚期生烃”系指晚白垩世至第三纪时期构造活动相对减弱条件下新盆地叠加引起的增熟生烃。燕山早、中期,本区因遭受强烈挤压对原有油气藏破坏严重,而现今查明的圈闭其多数又是在这一时期形成。从这两点看,晚期生烃、晚期成藏对本区海相地层勘探显得十分重要。本区已发现“晚期生烃、晚期成藏”实例——盐城朱家墩气田。着重利用一些特殊地质、地球化学现象论证了“后期增熟生烃”现象,并通过恢复中、新生代盆地原形来准确再现地史、埋藏史和生烃史;同时指出,复合于中、古生界烃源岩之上的中、新生界圈闭也是海相油气勘探的组成部分。通过盆地模拟定量展示了“二次或晚期生烃”的时空分布,此分布对勘探目标区和目的层选择可起到指引作用。     

下扬子独立地块海相残留盆地油气勘探方向探讨

强烈的燕山期造山运动使下扬子独立地块海相原型盆地和前陆盆地被改造成冲断、剥蚀严重的燕山高原,晚燕山期—喜马拉雅期太平洋板块斜向俯冲形成张裂断陷盆地叠置,最终使其成为具有由前白垩系挤压冲断体系和上白垩统—新近系伸展断-坳陷体系组成双层结构的改造型残留叠合盆地。这既造成下扬子海相古生-中生界油气地质高复杂性,又造就了残存于晚期上白垩统—新近系断-坳陷盆地下伏的海相烃源岩“二次生烃”和晚期成藏优势。各个古近纪伸展断陷往往是独立的海相烃源含油气保存单元,古近-新近系区域盖层共同构筑的沉积重建型整体封闭保存体系和具晚期混源特色的海相有效烃源是海相含油气保存单元晚期成藏的基础,时空匹配的有效成藏组合是晚期成藏的必要条件。南黄海、苏北盆地是下扬子区沉积重建型整体封闭体系最好的构造单元,也是海相烃源晚期成藏的主要场所,印支和燕山运动不整合面上下、浦口组、泰州组和阜宁组一段是海相烃源古生中储或古生新储晚期成藏的主要层位,盐城、阜宁、海安、高邮、溱潼和黄桥—如皋断陷保存单位是首选勘探靶区。     

中国南方海相生烃成藏研究的若干新进展(三)南方四套区域性海相烃源岩的沉积相及发育的控制因素

南方研究区下寒武统、上奥陶统—下志留统、下二叠统、上二叠统四套区域性古生代海相烃源岩可划分为7种有利沉积相:即深水泥质陆棚相、深水热水陆棚相、深水碳酸盐岩陆棚相、深水硅磷质台凹相、海湾澙湖相、近海湖盆沼泽相、前三角洲相。四套海相烃源岩的沉积—生物相图反映出这些相都不同程度与大洋相通。从早寒武世到晚二叠世,烃源岩的相类型向多样化发展。受都匀、东吴运动影响,有利相带的分布范围由大到小出现两个旋回。南方海相烃源岩的发育受板块运动、板内活动、三大古隆起、四个转换期、沉积—生物相等五个因素的控制。南方海相优质烃源岩的形成模式可概括为深水陆棚—底栖藻席模式,其特点是底栖藻类发育,沉积表面氧化而埋藏环境还原,并以此区别于已有的三种形成模式。研究区北面的秦岭洋,南面的华南洋(Pz1)、八布洋(Pz2)伸入扬子克拉通内部形成的不同时期海湾体系,是海相烃源岩发育的摇篮,可作为南方海相油气勘探的一个重要领域。     

南方海相上奥陶统—下志留统优质烃源岩 发育的控制因素

从全球古气候和古海洋特征出发,结合中国南方晚古生代古地理演化特征,并利用中上扬子地区典型剖面系统的地球化学数据,探讨了南方海相上奥陶统—下志留统优质烃源岩发育的控制因素。研究表明V/（V+Ni）、Ni/Co、Ceanom、δEu和δ13Corg等地球化学指标与有机碳含量均有较好的相关性,这些指标的异常匀表明上奥陶统—下志留统优质烃源岩发育于缺氧环境。但是,从古气候和古海洋洋流的研究结果看,上奥陶统五峰组烃源岩与下志留统龙马溪组烃源岩的发育因素有明显的不同,五峰组沉积处于全球冰期的高峰阶段,在扬子地区发育强劲的上升洋流,提高了该地区的有机质的生产率,现今广泛分布在扬子地区的高有机质丰度的薄层硅质岩,是上升洋流的最好标志。龙马溪组沉积处于全球冰期过后的暖期,不利于上升洋流的大规模形成,上升洋流的影响范围仅局限于当时扬子克拉通盆地周缘深水斜坡部位。龙马溪组优质烃源岩主要发育在海侵的初期,主要是因为海侵初期海平面的快速上升,限制了陆源碎屑的大规模注入,海底的缺氧环境得以保存。而海侵的后期由于深层海水和表层海水有充足的时间混合,致使底部缺氧环境遭受破坏,有机质保存条件变差。     

从滨里海盆地上古生界油气探讨中国海相碳酸盐岩油气勘探的科学思路

中国海相碳酸盐岩油气勘探“久攻不克”,其中碳酸盐岩有机质丰度和油气运移是两大难题。滨里海盆地上古生界油气储量的地质成藏条件分析提供了一种碳酸盐岩油气成藏模式,即碳酸盐岩油气生成与地幔流体以及与中地壳的低速、高导层有关。原油、沥青、干酪根的 Pb、Sr、Nd 同位素组成、碳酸盐岩矿物与含水矿物的高温、高压实验、热液条件下 HCO_3~-与 H_2的实验均证实了上述认识,油气可以通过无机反应生成。根据这一油气生成模式,应该重新审视中国油气勘探的方针。近期可在西部三大克拉通盆地(塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地)及南方海相碳酸盐岩地区以“碳酸盐岩—生物礁(白云岩化)—膏盐”的岩性结构为模式有望找到大型、超大型油气田,关键是对生物礁的勘探及识别技术的突破、白云岩孔洞、裂缝储层的识别、预测及膏盐层钻井技术的改进。     

塔里木盆地海相碳酸盐岩与油气

塔里木盆地碳酸盐岩主要分布于台盆区寒武系—奥陶系,它既可以作为油气的储层和源岩,也可以作为油气的盖层或遮挡体。碳酸盐岩主要发育于碳酸盐岩台地相和斜坡相之中,其中开阔台地及台地边缘坡折带的生物碎屑滩和砂屑滩、局限台地的白云岩坪是主要的储集相带。潜山溶孔溶洞型白云岩、石灰岩及礁滩复合体中的生物碎屑灰岩、砂屑灰岩、鲕粒灰岩、礁灰岩以及潮坪白云岩是主要的储集岩。寒武系—下奥陶统、中—上奥陶统都发育有较好的碳酸盐岩烃源岩。根据油气的分布与聚集特点,对碳酸盐岩油气藏作了分类。论述了塔里木盆地碳酸盐岩油气勘探的前景和重要目标。     

Characteristics and Natural Gas Origin of Middle−Late Triassic Marine Source Rocks of the Western Sichuan Depression, SW China

A scientific exploration well(CK1) was drilled to expand the oil/gas production in the western Sichuan depression, SW, China. Seventy-three core samples and four natural gas samples from the Middle–Late Triassic strata were analyzed to determine the paleo-depositional setting and the abundance of organic matter(OM) and to evaluate the hydrocarbon-generation process and potential. This information was then used to identify the origin of the natural gas. The OM is characterized by medium n-alkanes(n C_(15)–n C_(19)), low pristane/phytane and terrigenous aquatic ratios(TAR), a carbon preference index(CPI) of ～1, regular steranes with C_(29) C_(27) C_(28), gammacerane/C_(30) hopane ratios of 0.15–0.32, and δD_(org) of-132‰ to-58‰, suggesting a marine algal/phytoplankton source with terrestrial input deposited in a reducing–transitional saline/marine sedimentary environment. Based on the TOC, HI index, and chloroform bitumen "A" the algalrich dolomites of the Leikoupo Formation are fair–good source rocks; the grey limestones of the Maantang Formation are fair source rocks; and the shales of the Xiaotangzi Formation are moderately good source rocks. In addition, maceral and carbon isotopes indicate that the kerogen of the Leikoupo and Maantang formations is type Ⅱ and that of the Xiaotangzi Formation is type Ⅱ–Ⅲ. The maturity parameters and the hopane and sterane isomerization suggest that the OM was advanced mature and produced wet–dry gases. One-dimensional modeling of the thermal-burial history suggests that hydrocarbon-generation occurred at 220–60 Ma. The gas components and C–H–He–Ar–Ne isotopes indicate that the oilassociated gases were generated in the Leikoupo and Maantang formations, and then, they mixed with gases from the Xiaotangzi Formation, which were probably contributed by the underlying Permian marine source rocks. Therefore, the deeply-buried Middle–Late Triassic marine source rocks in the western Sichuan depression and in similar basins have a great significant hydrocarbon potential.     

从已发现的油气田看中国海相油气勘探

中国海相油气勘探的主要目标是古生界碳酸盐岩,在漫长的演化历程中它的主要成藏类型是准原生型。对形成保存至今的工业油气藏来说,碳酸盐岩中有效烃源岩的总有机碳含量下限应≥0.5%,滨海相或海陆交互相煤系可对生烃作出重大贡献。碳酸盐岩中的储集体受裂缝—岩溶发育程度的控制而分为三种基本类型:(1)以孤立的缝洞储集体为主者称纳溪型,各储集体内的流体性质、压力均可有不同;(2)各储集体间相互连通从而有统一的压力和气、油、水界面,若其似块状者称任丘型,若其似层状者则称威远型;(3)居于这两个端元间的过渡类型为塔河型,其各部分之间的流体性质和压力可有一定差别,无统一油水界面。应注意对似层状储集体的勘探研究,保存条件的好坏对海相油气田有决定性的意义。在分析复杂的多期成藏史中,要注意古隆起和晚期成藏的辩证关系。我国的海相油气勘探有难度,要重新评价有效和高效烃源岩,从较浅部和次生油气蒇入手逼近油气源,寻找主力油气藏,要重视岩性圈闭和各构造(形变)层间的不吻合性。中国的海相油气勘探方向可分为优先勘探、立争突破、劣中选优三个层次。     

我国下古生界碳酸盐岩烃源岩评价研究现状

碳酸盐岩烃源岩评价对我国油气资源评价与勘探至关重要。本文从有机质成熟度、有机质丰度下限、有机质丰度及生烃潜力的恢复、碳酸盐岩生烃机制与生烃模式等几个方面，介绍了我国碳酸盐岩烃源岩的研究现状，提出了运用生烃动力学对碳酸盐岩烃源岩进行研究的新方法，展望了需要继续关注的问题。     

中国南方海相烃源岩中笔石生烃能力研究

我国南方海相页岩中普遍发育的笔石与海相页岩气成因具有密切的关系,但笔石是否具有页岩气生烃能力,一直未有可靠的、直接的相关实验证实。本文通过采集笔石含量丰富的黑色页岩,手工挑选纯笔石样品并进行热解生烃模拟实验研究,证实了笔石页岩中的笔石是一种较好的生烃母质。笔石样品的碳含量较高,贡献了笔石页岩的大部分碳来源。达到生油高峰后的笔石热解生烃产物主要为天然气-轻质油,这两部分生烃产物占总生烃产物的94%以上,且其中的气态烃占总烃比例达到了54%左右。分析认为,笔石的热解生烃特征介于Ⅲ型有机质和Ⅱ型有机质之间,近似于Ⅲ型有机质生烃特征,以气态烃产物为主。由此推论,在笔石热成熟演化过程中,其有机质生烃能力可能更高,与目前南方广泛发育页岩气的成因息息相关。     

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。     

贵州黄平凹陷下古生界油气勘探潜力

黄平凹陷上震旦统—三叠系为碳酸盐岩与碎屑岩交互沉积,厚度达5000～6000m,曾具有较好的油气成藏过程。主要有三套烃源岩,即震旦系陡山沱组黑色碳质泥页岩,为"好"烃源岩;下寒武统九门冲组炭质泥页岩和灰岩,以及下寒武统变马冲组—耙榔组泥页岩、炭质泥岩,均为"较好"烃源岩。含油气层主要为下寒武统九门冲组石灰岩、变马冲组—耙榔组砂岩、志留系翁项群二段砂岩和三段泥岩中的砂岩夹层。盖层分布广,厚度大,封盖性好。生储盖组合重复出现,油源、构造的配置关系很好,具有较好的油气保存条件。近期的浅层地震资料表明,虎庄背斜和鱼洞向斜分别可是寻找深层天然气和浅层油气的远景构造。     

深层海相天然气成因与塔里木盆地古生界油裂解气资源

我国海相地层时代老,演化程度偏高,高过成熟干酪根热降解生气潜力有限。针对深层海相天然气成因,提出了有机质接力成气机理,具体包含3方面涵义,生气母质的转换、生气时机的接替和气源灶的变迁。源内分散液态烃型气源灶继承了原生气源灶的特征,而源外分散和聚集型液态烃气源灶与原生气源灶相比,则发生了空间上的迁移。上述三部分液态烃在高—过成熟阶段均可裂解成气,但后者通常埋藏较前者浅,裂解成气的时机晚于前者,有利于晚期成藏。通过不同有机质丰度、不同岩性烃源岩生排烃模拟实验研究,建立了不同有机质丰度烃源岩的排油率图版,为源内、源外分散液态烃分配比例和数量研究提供了依据;从3个方面,生烃潜力评价指标S1、热成因沥青和储层的荧光特征,论证了塔里木盆地古生界地层中分散可溶有机质的数量、分布、裂解程度,肯定了塔里木盆地古生界海相烃源岩有机质接力成气的现实性;并用正演研究思路计算了塔里木盆地中下寒武统分散可溶有机质裂解成气数量。有机质接力成气机理的应用大大提高了塔里木盆地台盆区古生界找气的潜力和希望。