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。      

华北地区下古生界海相碳酸盐岩二次生烃作用范围及潜力研究

本文总结了华北地区下古生界海相碳酸盐岩二次生烃作用的四大特征;对不同演化阶段的烃源岩发生二次生烃作用的特征进行了分析,并以此确定了华北地区下古生界二闪生烃作用的范围;通过模拟实验,对华北地区下古生界海相碳酸盐岩二次生烃作用潜力进行了分析。     

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。     

沉积有机质二次生烃热模拟实验研究

自然演化系列与热模拟演化(预热残渣)系列样品的有机结合研究表明,沉积有机质二次生烃作用不是沿着一次生烃的演化轨迹继续进行下去,在Ro<2.0%的范围内,不管起始成熟度如何,二次生烃均存在一个生烃高峰,二次生烃高峰与一次连续演化生烃高峰相比,具有迟滞性,起始成熟度越高,迟滞性越强。沉积有机质二次生烃量与初始成熟度和二次生烃终止成熟度密切相关,起始成熟度处于成熟早期—中期(Ro0.5%～0.9%),二次累积生烃量大于一次连续生烃量,且随起始成熟度增高,二者差值越来越大;反之,起始成熟度介于成熟中期—晚期(Ro0.9%～1.3%)时,二者差值越来越小;起始成熟度过“生油死线”以后,累积二次生烃量快速减少,转而低于一次连续演化生烃量。热模拟显示二次生烃反应活化能的演化经历了4个阶段,与二次生烃显现特征的演化规律相吻合,揭示了二次生烃作用严格受控于反应动力学机制。沉积有机质二次生烃量的演化规律研究为存在二次生烃的含油气盆地勘探提供了理论依据。     

东营凹陷沙四段烃源岩留-排烃量的实验研究

东营凹陷沙四段是渤海湾盆地优质烃源岩层,具有丰富的油气资源。选取沙四段烃源岩,运用IH-Tmax图,进行了演化趋势分析。采用溶胀实验对烃源岩的留烃能力进行模拟研究,结合该地区的生烃特征和生烃过程,对沙四段留-排烃史进行了恢复。部分样品是由同一生烃母质演化而来的,而且随着成熟度不断增加,可以视为一自然演化剖面。留烃量模拟显示,随着成熟度的增加,溶胀比下降,留烃量随之降低,其中未成熟样品留烃能力最强。液态烃中各组分的留烃量也不同,饱和烃留烃量最低,最容易从烃源岩中排出,而NSOs留烃量最大。将留烃史与盆地生烃史结合,得到东营凹陷沙四段的整个留-排烃过程。建立了自然演化系列样品留烃量的实验与评价方法。     

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。      

华北地区上古生界二次生烃及成藏条件特征

华北地区是我国东部的主要含油气区,其上古生界烃源岩主要以煤系和暗色泥岩为主。由于石炭—二叠系烃源岩埋藏深,热演化程度高,且古生代以来构造条件复杂,为上古生界烃源岩的二次生烃提供了条件。一次生烃多数发生在印支期,而二次生烃发生在燕山期和喜马拉雅期。烃源岩主要分布于本溪组、太原组和山西组中,且南北厚、中间薄,据参数分析属于中等—好烃源岩。其储层分布于下古生界的白云岩和上古生界的碎屑岩中,原生孔隙不发育,储集空间以次生孔隙为主。物性差,为低孔低渗储层。峰峰组碳酸盐岩、本溪组铝土岩及铝土质泥岩及上覆煤系地层、石千峰组及下三叠统紫红色泥岩及粉砂质泥岩是华北地区的有效盖层,与储集层匹配形成多套储盖组合。圈闭以断背斜、断鼻和断块为主,大部分圈闭形成于主要生烃期之前,是有效圈闭。通过成藏条件分析认为,华北地区的成藏主控因素是生排烃史和构造发育史的匹配以及成藏后的保存条件,因此将来应主要寻找那些二次生烃区的古构造或喜马拉雅期形成的新构造。      

煤中有机质二次生烃迟滞性及其反应动力学机制

采用自然成熟度系列与其预热残渣系列样品相结合方式, 通过热解模拟方法, 对煤中有机质二次生烃迟滞性显现特征和化学反应动力学机制进行了探讨.结果表明: 二次生烃起始成熟度增高, 二次生烃峰位成熟度呈规律性后移, 二次生烃作用“死线”位于R_o=4.0 %左右; 二次生烃峰位成熟度与起始成熟度之差随起始成熟度的增高呈抛物线式演化, 二次生烃的绝对迟滞性和相对迟滞性均呈阶段性演化, 由此可对二次生烃迟滞深度进行预测; 二次生烃半峰宽随起始成熟度呈阶段性演化, 暗示二次生烃起始成熟度位于生油高峰附近的烃源岩, 其生烃量可能相对较大.同时, 原始样品平均活化能的演化经历了4个阶段, 它们与热解生烃量及二次生烃迟滞性的阶段性演化特征高度吻合, 揭示出二次生烃作用严格受控于反应动力学的地球化学机制.      

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。     

二次生烃的特征

<正> 二次生烃作用是指烃源岩在地质历史过程中所受温度降低以后,导致生烃作用(一次生烃作用)停止,当所受温度再次升高,并达到合适的热动力学条件时,烃源岩再次生烃的过程。张有生等所做的热模拟实验结果表明,烃源岩二次生烃的演化轨迹不同于一次连续演化生烃,也不是沿着一次生烃的演化轨迹继续进行下去的,它有特定的规律性,主要体现在以下几个方面。(1)二次生烃高峰具有迟滞性。模拟结果表明,在沉积初始成熟度 R_o 小于2.0%以前,二次生烃存在一个生烃高峰,而且,初始成熟度在生烃高峰     

中国南方海相层系埋藏史类型与生烃演化模式

在漫长的地质历史中,中国南方海相层系经历了多旋回构造运动与强烈后期改造。印支运动以来,多期沉降与隆升及其地区差异性表现产生了"早降晚抬"和"早抬晚降"两大类6种形式的埋藏演化史类型。受埋藏史类型控制,南方各地区不同层系烃源岩的生烃演化史存在明显差异性。按生烃过程是否连续及成熟演化明显暂停前是否已达到或超过生烃高峰期,将南方海相烃源岩的生烃演化过程归纳为连续生烃模式、二次生烃模式和晚期生烃模式等3种类型。     

下扬子地区热历史与海相烃源岩二次生烃潜力

下扬子地区是中国南方海相油气勘探的优选地区,针对中、古生界海相油气勘探提出了“二次生烃,晚期成藏”的部署思路。通过盆地热史恢复获得热流史,然后正演计算烃源岩成熟度史,再利用实验模拟二次生烃量版,计算区内4套主要海相烃源岩的二次生烃强度。结果表明：(1) 下扬子地区苏北、苏南、皖南地区具有不同的热演化史;(2) 二叠系和下三叠统烃源岩具有好的二次生烃潜力(150～300 mg/g),志留系烃源岩有一定的二次生烃潜力(约为120 mg/g),寒武系烃源岩几乎不具有二次生烃能力;(3) 平面上,苏南、皖南地区的二次生烃条件整体上不利,苏北各凹陷区4套海相烃源岩二次生烃强度明显大于苏南和皖南地区。     

松辽盆地石炭系—二叠系油气勘探前景

通过区域地质背景分析,认为东北地区处于活动大陆边缘构造背景下,形成了石炭纪—二叠纪泛盆地,松辽盆地是在残留的石炭系—二叠系盆地之上形成和演化的,石炭系—二叠系分布面积达7.2×104km2。地球化学分析表明,二叠系以极低变质岩为主,泥岩的有机质成熟度和丰度较高,剩余生烃潜力普遍较低。盆地东部地区的二叠系泥岩厚度超过1000m,而成熟度低于北部和西部地区,处于过成熟阶段,至今仍具备生烃能力。上覆中生代地层沉积后,东部地区的二叠系泥岩有机质成熟度增幅较大,发生了二次生烃,生烃量巨大并得到有效保存,形成原生和次生油气藏,具有较好的勘探前景。     

海相页岩二次生烃潜力热模拟实验研究

利用热压模拟实验的方法,选取自然演化不同起始成熟度的海相页岩,系统研究了海相页岩二次生烃规律。研究表明,海相页岩二次生烃过程不是一次生烃的直接延续,生烃特征与一次连续生烃也有差异。随着二次生烃起始成熟度的增加,二次生油产率存在比一次连续生烃滞后的生油高峰,并且随起始成熟度增加位置更加向后推移,已经处于高演化阶段的海相页岩不再有二次生油高峰。起始成熟度控制二次生烃潜力,起始成熟度处于生油窗之前的海相页岩具有较高的二次生油和生气潜力,起始成熟度处于生油窗的海相页岩具有较高的二次生气潜力和一定的二次生油潜力;起始成熟度高于传统生油窗的海相页岩,二次生油能力已经很低,但是演化到一定程度还具有相当的生气潜力;已经达到过成熟的海相页岩基本上不具备二次生烃潜力。此研究完善了二次生烃的理论研究,对中国叠合盆地海相烃源岩的评价有很好的指导作用。     

碳酸盐岩二次生烃研究综述

二次生烃是指停止生烃的烃源岩再次被深埋,并且受热温度超过一次生烃的最大温度,达到二次生烃门限时又重新开始生烃。主要生烃物质有干酪根及其衍生的丝沥青、可溶有机质,包裹体有机质、晶包有机质、固体沥青、一次生烃形成的吸附有机质以及缝合线有机质等。不管二次生烃起始成熟度是否达到一次生烃高峰所对应的成熟度,其二次生烃曲线均有一个相对的生烃高峰,而且二次生烃起始成熟度越高,生烃高峰就越迟,高峰值也相对较小。对于二次生烃的数量、演化路径以及生烃始点等关键问题仍存在分歧,今后应在热模拟实验的基础上,结合化学动力学和数值模拟方法,进一步加强碳酸盐岩二次生烃理论的研究。     

冀中坳陷东北部石炭-二叠系烃源岩热史及成熟史模拟

石炭-二叠系煤成气藏是冀中坳陷东北部亟待突破的勘探领域。文中基于大量的钻井、测井、地球化学和古地温资
料,分别模拟构建了大城凸起、文安斜坡和武清凹陷的埋藏史和考虑岩浆热液侵入作用的热演化史。研究结果表明冀中坳
陷东北部石炭-二叠系地层总体上经历了“三沉两抬”的构造演化过程,在印支运动前全区具有近似的演化历史,印支
期、燕山期区内构造演化开始分异,至新生代形成总体“东隆西坳”的构造格局。区内烃源岩热演化包括一次生烃和二次
生烃,并可细分为长期隆升型、后期强烈沉降深成变质型和岩浆热变质型三种类型。一次成烃主要发生在三叠系末期,二
次成烃分别在新近纪和古近纪岩浆侵入期。区内斜坡浅部和隆起区一次成烃,斜坡和凹陷深部为后期强烈沉降深成变质二
次成烃、斜坡和凸起岩浆热液侵入区发生岩浆热变质二次成烃。一次成烃期Ro 值在0.7%左右,不具成藏潜力,二次成烃
期烃源岩可达高熟、过熟阶段,成藏配置条件好,成藏潜力巨大。     

塔里木盆地奥陶系烃源岩二次生烃研究

为研究海相烃源岩二次生烃规律和塔里木盆地生排烃规律,以塔里木盆地奥陶系烃源岩为研究对象,首先通过构造-热演化史和生烃史研究得出,塔里木盆地典型构造单元奥陶系烃源岩具有二次生烃的特征,并且起始成熟度和生烃期次不同。然后选取自然条件下演化至不同起始成熟度的奥陶系海相烃源岩,采用热压模拟实验方法系统研究其二次生烃规律。研究表明：塔里木盆地奥陶系海相烃源岩二次生烃的主控因素是起始成熟度,二次生烃产率随起始成熟度增加规律性减小;低成熟和中成熟烃源岩具有大量生排油气潜力,出现相对延迟的生油高峰,高成熟烃源岩没有大量生油和生气的能力;两次不连续生烃量与一次连续生烃量的差值也受起始成熟度控制,具有阶段性;起始成熟度在低成熟到成熟阶段时,二次不连续生烃过程会增加烃源岩的生烃量,使生烃潜力增加,而高成熟阶段以后,二次不连续生烃过程就会减少烃源岩的生烃量,使生烃潜力减小。     

南海南、北大陆边缘盆地烃源岩热演化差异及成因分析

对横跨南海南、北共轭大陆边缘的两条骨干剖面所经过的沉积盆地烃源岩热演化进行模拟,分析了南、北陆缘盆地烃源岩热演化差异。结果表明,南海南部陆缘盆地生烃门限整体比北部陆缘盆地的生烃门限浅,南部陆缘盆地生烃门限整体在2 200~2 300 m之间,中新统烃源岩基本已进入生烃门限;北部陆缘盆地生烃门限整体位于2 500~2 600 m之间,渐新统及其以下烃源岩进入生烃门限。南海南、北陆缘盆地生烃门限的规律性与南海现今热流分布南高北低、西高东低的整体趋势相对应,高热流有利于烃源岩的成熟与生烃,因此热流值高的区域对应生烃门限较浅。造成南、北陆缘主力烃源岩的热演化程度差异的主要原因可能是由南海扩张及古南海俯冲引起的地温场变化所引起。