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。     

孙虎地区烃源岩生排烃史模拟及结果分析

生排烃史是研究成藏过程的关键环节，本文在恢复埋藏史的基础上，通过建立生排烃史模型，模拟并编制各时期的生排烃强度等值线图并分析其生排烃史。结果表明，孙虎地区存在持续沉降型、早期沉降型和二次沉降型三种生排烃类型。沙三段至东营组沉积末期只在北区和前磨头洼陷中心有少量的烃生成排出；孔二段在沙一段沉积末期生排烃范围有所扩大，东营组沉积末期几乎扩展到全区。本区生排烃总量较少，属贫油区块。     

柴西地区上干柴沟组上段咸水湖相烃源岩生烃条件研究

柴西地区上干柴沟组上段(N12)烃源岩的沉积水体环境为咸水湖相。其烃源岩的有机质总体丰度不高;有机质类型主要有腐殖腐泥型和腐殖型,具体分布受烃源岩所处位置及沉积环境控制;有机质成熟度多为未成熟-低成熟;有机质的烃转化率较高,反映其大部分有机质已经进入生烃门限,少量已经进入生烃高峰期。其烃源岩具有咸化湖泊相未熟-低熟有机质生烃的特点,而其生烃机理很可能是藻类生物类脂物和细菌的早期成烃。柴西地区上干柴沟组上段(N12)烃源岩作为该区未熟-低熟石油主要源岩之一,具有非常大的勘探潜力。     

利用偏光显微镜反射光系统观察黑色生油岩电子探针薄片中的生烃母质特征

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长7油层组的黑色泥岩、油页岩等黑色生油岩薄片中的生烃母质,因黑色石油、沥青等黑色有机质的覆盖或不透明,导致其在偏光显微镜透射光系统下观察常局部或整体呈现为黑色。因此,建立一种黑色生油岩薄片中生烃母质有效观察的方法,对致密油、页岩油的生烃研究具有重要的理论和实际意义。本文提出了一种利用电子探针薄片和偏光显微镜的反射光系统观察黑色生油岩中生烃母质特征的方法。该方法能够克服黑色生油岩薄片中生烃母质因被黑色有机质覆盖或不透明,而在偏光显微镜的透射光系统下局部或整体呈黑色的弊端,能够对生烃母质的大小、形态、结构、分布和物质成分等特征进行整体且清晰的观察。实践表明,本文提出的利用偏光显微镜反射光系统观察黑色生油岩电子探针薄片中生烃母质特征的方法,简单有效,易在致密油、页岩油的生烃研究领域推广使用。     

内蒙古西乌旗地区下二叠统寿山沟组烃源岩有机地球化学特征

近些年二连盆地及外围地区石炭—二叠系油气研究工作表明该区具有很大的勘探潜力,西乌旗下二叠统寿山沟组为该区油气勘探的重要目的层之一。为了更准确、深入地认识寿山沟组烃源岩的品质,本文针对寿山沟组烃源岩样品进行有机地球化学特征方面的研究。通过总有机碳（TOC）测试、氯仿沥青及族组分抽提分离、生油岩热解分析、饱和烃GC-MS测试手段重点对烃源岩进行有机质丰度、成熟度及类型评价,并根据有机分子地球化学特征判识生烃母质来源及其沉积环境。研究结果表明：样品总有机碳含量（TOC）均值为1.01%,氯仿沥青“A”含量均值为0.23%,生烃潜量PG（S₁+S₂）均值为0.05×10^-3,综合判识烃源岩有机质丰度为“中等—较好”级别;样品Ro值较高,介于1.67%~4.36%,结合Ts/（Ts+Tm）值与C₂₉甾烷异构化参数特征综合判断有机质成熟度达“高成熟—过成熟”阶段;生物标志物分析结果表明烃源岩的生烃母质以低等浮游生物、菌藻类为主,陆生高等植物为辅,有机质类型为Ⅱ₁、Ⅱ₂型;古水体盐度较高,有机质保存于还原性条件。综合有机质丰度、类型、成熟度、保存条件各项参数认为西乌旗地区寿山沟组烃源岩可达“中等—较好”级别,可为研究区油气资源富集提供气源。

     

柴达木盆地欧南凹陷上石炭统克鲁克组海陆过渡型烃源岩有机质组成及生烃特征

柴达木盆地北缘东段欧南凹陷上石炭统克鲁克组海陆交互混积型储层中获得良好油气发现,但该层段内烃源岩海陆混合型生物有机质组分及类型、生烃差异性等基础性问题的认识尚不清楚。选择尕海南山南坡柏树沟剖面克鲁克组烃源岩开展有机地球化学、XRD、岩石薄片、SEM等分析测试,研究了岩性及组分、丰度质量及类型、可溶有机质族组分及生烃母质等,结果表明：克鲁克组烃源岩残余有机质丰度总体较高,原始生烃能力强,处于高成熟演化阶段,残留腐殖型(Ⅲ型)为主的干酪根,可溶有机质主要来源于海洋低等水生生物有机质母质(Ⅱ型),反映出海陆两相混源生物有机质的特征,海相有机质在前次生烃过程中对生烃量的贡献相对高于陆源生物。大量放射虫等浮游硅质生物是克鲁克组烃源岩海相有机质的主要组分,是海相干酪根的主力生烃物质;晚石炭世,欧南凹陷南部古陆和北部海槽分别向凹陷提供陆相高等植物和海洋低等水生生物或富硅上升流,海相有机质的富集与硅质生物活动直接相关。该研究认识为探索石炭系有机质富集机制和优质烃源岩分布规律提供了参考依据,也对区域性油气勘探部署具有指导意义。     

南沙中部海域油气地质条件分析与评价

在南沙中部海域发育了古新统－－下渐新统（上渐新统）、上渐新统（下中新统）－－中中新统、上中新统－－上新统三套油气源岩，其有机质类型以Ⅱ-Ⅲ型为主。根据David.A.Wood（1988）所提出的TTI值和计算方法及R0值的关系，确定研究区生油、气门限，并分析了有面质成熟度的热演化史。在研究区发育有古新世－晚中新世砂岩、晚渐新世－中新世（或上新世）碳酸盐岩两大类型的储集层，在南部、中部西南侧、西北部均具有良好的区域性盖层，并发现有断块、断背斜、断鼻、背斜、台地生物礁（礁隆）等地层圈闭类型，因此研究区内具有良好的油气地质条件。     

涪陵兴隆地区吴家坪组烃源岩生烃潜力评价

川东南吴家坪组烃源岩是二叠系-三叠系碳酸盐岩大中型气田的主要气源,通过分析研究表明:该地区吴家坪组烃源岩的TOC均值为2.24%,主要分布在1%⁷%之间,为中等-很好品质的烃源岩,其中,炭质泥岩样品的TOC均值达到4.48%,远高于其他岩性,对吴家坪组烃源岩的生烃能力贡献最高;吴家坪组炭质泥岩的δ7%之间,为中等-很好品质的烃源岩,其中,炭质泥岩样品的TOC均值达到4.48%,远高于其他岩性,对吴家坪组烃源岩的生烃能力贡献最高;吴家坪组炭质泥岩的δ⁽¹³⁾C值分布在-28‰(13)C值分布在-28‰^-26‰之间,其类型指数TI值均在80以上,有机质类型判断为Ⅰ-Ⅱ_1型,产烃能力强;镜质体反射率在2.0%以上,均值达到2.29%,表明该烃源岩处于过成熟阶段,以生成干气为主。     

华北地区上古生代煤系有机质热演化与二次生烃探讨

根据实测和收集整理华北地区各区块约2000余个镜质组反射率R的分析数据,结合前人研究成果,本文较为系统地阐述了华北地区上古生代煤系有机质的热演化特征与成烃演化阶段性,探讨了其二次生烃条件,并初步确定了华北地区二次生烃的分布范围。     

辽河盆地西部凹陷源岩热演化及生烃史研究

从地质和地球化学的基础资料入手,分析了辽河盆地西部凹陷有机质的热化特征,划分出未成熟,低成熟,成熟,高成熟－过成熟４个演化阶段,确定本区的生烃门限为２６５０ｍ,生烃主带在３２００￣４５００ｍ,在此基础上对辽河盆地西部凹陷源岩的生烃史进行了研究。     

松辽盆地NGN1井上白垩统青山口组一段有机质演化

以NGN1井全取芯井为标杆,通过岩芯观察、地球化学分析和显微组分镜下鉴定,揭示青山口组一段的有机质演化规律。NGN1钻井位于松辽盆地东南缘,青一段由底至顶分别为灰绿色泥质粉砂岩-深灰色泥岩、油页岩-灰色泥岩-灰绿色粉砂质泥岩沉积,揭示了由滨浅湖-半深湖-滨浅湖的沉积环境演化。TOC、S2、含油率以及HI呈现增大-高值-减小的趋势,而半焦含量和块状密度则呈相反的变化趋势。青一段泥岩中主要的有机质显微组分为层状藻、孢子体和骨屑等,有机质含量与单位面积显微组分、藻类相对含量均呈明显的正相关,并结合有机质判别图解,说明有机质类型主要为I型和II1型,来源以湖泊藻类为主。泥岩中的陆源有机质含量较少,说明湖泊生物控制着有机质的来源,浅湖由于水体较浅、水底含氧,保存条件较差,导致泥岩中的有机质丰度较低,半深湖-深湖水体较深,保存条件良好,促进有机质的富集,因此垂向上沉积环境演化是导致有机质变化的主要因素。     

辽东湾地区辽中凹陷东营组烃源岩评价

依据烃源岩地球化学实验手段和油气地化理论,对辽东湾地区辽中凹陷东营组东二下段(Ed^2-1)和东三段(Ed³)地层进行了有机地化分析。在实验获取总有机碳(TOC)、生烃潜量(S₁+S₂)、氢指数(I_H)、氢碳比(H/C)、氧碳比(O/C)、最大热解峰温(T_max)、镜质体反射率(Ro)等有机地化参数的基础上,对有机质丰度、类型、成熟度等进行了系统分析,同时对东营组烃源岩进行了综合评价。研究表明,东二下段S₁+S₂集中在0~3 mg/g,TOC集中在0%~1.5%;东三段S₁+S₂集中分布在4~9 mg/g之间,TOC集中分布在1%~1.25%。东二下段有机质类型主要是III型,东三段有机质类型为II₁、II₂型。东二下段Ro < 0.5,东三段Ro > 0.5,并且随着深度的增加东三段烃源岩Ro相应的增加。T_max随着深度的增加呈现出先增加后减少的异常现象,该种异常现象出现的原因与烃源岩有机质类型和有机质丰度之间存在很大关联。     

准噶尔盆地陆梁油田油气源研究

地质色层效应、输道层矿物的吸附和储集层中油气的热演化,导致了生物标志物的多解性和常规油气源研究的不确定性。四面临凹,且凹陷都有可能成为其油气源区的陆梁油田油气源研究更具挑战性和难度。笔者通过对周边凹陷的构造演化、烃源岩生烃能力和地球化学特征、输道层的演化和特征以及陆梁油田油气地球化学特征进行分析,运用三环二萜烷C₂₀、C₂₁、C₂₃和甾烷C₂₇、C₂₈、C₂₉等生物标志物进行对比,认为陆梁油田的油主要来源于具有巨大生烃潜力的盆1井西凹陷二叠系烃源岩,气主要来自侏罗系烃源岩。     

松辽盆地北部青一段油页岩地球化学特征及其记录的古湖泊学信息

油页岩地球化学特征及其记录的古湖泊学信息是揭示油页岩成矿富集规律的关键佐证。根据含油率、TOC、岩石热解、元素分析、生物标志化合物检测及有机显微组分分析,精细刻画了松辽盆地北部ZY1井青一段油页岩的地球化学特征,并分析了其记录的古湖泊学信息,探讨了古湖泊对油页岩有机质富集的控制作用。结果表明：青一段发育8层中等偏好品质的油页岩,下部为高品质油页岩富集层段;油页岩的含油率和TOC质量分数相关性极好,处于未熟—低成熟度演化阶段,生烃潜力大;油页岩中含丰富的萜类和甾类化合物,有机质类型主要为Ⅰ型,有机质来源主要为层状藻占优势的湖泊水生生物。地球化学参数指示,青一段下部古湖泊生产力呈现3个低→高的旋回,对应的古湖泊水体盐度呈现为3个半咸水-咸水旋回、古湖泊水体氧化还原性表现为还原-强还原-还原的厌氧环境,其中旋回Ⅱ后期湖泊生产力最高,对应的水体盐度最高、还原性最强。表明湖泊富营养化造成的高湖泊生产力是青一段高品质油页岩有机质富集的物质基础,盐度分层控制下强还原的湖底环境是高品质油页岩有机质富集的良好保存条件。     

内蒙古西部额济纳旗及其邻区石炭系—二叠系烃源岩的发育特征和生烃潜力评价

定量评价盆地的烃源岩生烃潜力是油气勘探首先要解决的问题之一。采用多项有机质丰度、类型和成熟度指标定量或定性地分析了额济纳旗及邻区石炭系—二叠系烃源岩的生烃潜力,证实额济纳旗及邻区的石炭系—二叠系发育了浅海陆棚相以泥页岩为主的烃源岩。研究表明,该区石炭系—二叠系的阿木山组、埋汗哈达组和哈尔苏海组3套烃源岩,厚度大,有机质丰度较高,有机质类型以Ⅲ型为主,热演化程度与构造活动、埋藏深度有关,多数有机质演化程度处于成熟阶段,显示区内石炭系—二叠系具有良好的油气资源前景。     

内蒙古西部额济纳旗及其邻区石炭系—二叠系烃源岩的发育特征和生烃潜力评价

定量评价盆地的烃源岩生烃潜力是油气勘探首先要解决的问题之一。采用多项有机质丰度、类型和成熟度指标定量或定性地分析了额济纳旗及邻区石炭系—二叠系烃源岩的生烃潜力,证实额济纳旗及邻区的石炭系—二叠系发育了浅海陆棚相以泥页岩为主的烃源岩。研究表明,该区石炭系—二叠系的阿木山组、埋汗哈达组和哈尔苏海组3套烃源岩,厚度大,有机质丰度较高,有机质类型以Ⅲ型为主,热演化程度与构造活动、埋藏深度有关,多数有机质演化程度处于成熟阶段,显示区内石炭系—二叠系具有良好的油气资源前景。     

内蒙古西部额济纳旗及其邻区石炭系-二叠系烃源岩的发育特征和生烃潜力评价

定量评价盆地的烃源岩生烃潜力是油气勘探首先要解决的问题之一.采用多项有机质丰度、类型和成熟度指标定量或定性地分析了额济纳旗及邻区石炭系-二叠系烃源岩的生烃潜力,证实额济纳旗及邻区的石发系-二叠系发育了浅海陆棚相以泥页岩为主的烃源岩.研究表明,该区石炭系-二叠系的阿木山组、埋汗哈达组和哈尔苏海组3套烃源岩,厚度大,有机质丰度较高,有机质类型以Ⅲ型为主,热演化程度与构造活动、埋藏深度有关,多数有机质演化程度处于成熟阶段,显示区内石炭系-二叠系具有良好的油气资源前景.     

页岩油资源定量评价中关键参数的选取与校正——以松辽盆地北部青山口组为例

页岩油资源评价过程中,常用热解参数(S1)反映含油性。由于实验关系,所测得的S1存在轻烃、重烃的损失,为更准确的对页岩油资源进行定量评价,本文通过有机质成烃动力学研究以及对样品抽提前后的热解参数进行对比,对S1进行轻、重烃补偿校正,获得泥页岩总含油率参数,根据泥页岩排烃门限确定其可动油含量参数(S1/TOC)。研究结果表明,松辽盆地北部青山口组泥页岩S1校正前后相差2~3倍,排烃门限对应的S1/TOC=75mg/g TOC,结合黏土矿物含量(表征可压裂性),优选出页岩油勘探开发有利区:青一段有利区主要集中在齐家古龙凹陷中北部及龙虎泡大安阶地中部,青二、三段集中在龙虎泡大安阶地中部与齐家古龙凹陷中南部。     

准噶尔盆地东南缘芦草沟组油页岩元素地球化学特征及沉积环境指示意义

本文通过XRF和ICP-MS测试方法对油页岩样品进行测试,根据常量元素和微量元素特征、组分含量及某些元素的比值,探讨了研究区油页岩样品的地球化学特征,进一步阐述了其沉积环境的指示意义.结果表明,P和B元素强烈富集,相当硼及古盐度值都表明属于半咸水沉积环境,B/Ga、Sr/Ba值也说明受到海水影响或间歇性受海水影响,沉积环境以半咸水湖泊为主;Fe2+/Fe3+、V/(V+Ni)、V/Ni、Cu/Zn、Ni/Co和U/Th值及Ni的含量说明沉积环境为咸化的弱还原—还原环境;Mn/Fe和Mn/Ti值也较小,反映近岸的沉积环境;Sr/Cu表明主力油页岩形成时期处于温湿—干热气候.总体上反映出,研究区油页岩的沉积介质环境的显著特征是半咸水状态的弱还原—还原环境.