松辽盆地石炭-二叠系烃源岩研究

松辽盆地石炭-二叠系是烃源岩，沉积埋藏史可划分出持续深埋型、平衡埋藏型和短暂浅埋型3种类型。早白垩世晚期，石炭—二叠系烃源岩地温又一次达到并超过90℃，开始第二期生烃，油、气并生。这一时期，有效供烃区位于盆地东南部农安地区、西北部黑鱼泡地区，生气强度超过了生油强度。通过对石炭—二叠系沉积埋藏史、有机质热演化史和生烃史研究，无论对于深层找气，还是对盆地中新生代地层的油气勘探都具有十分重要的地质意义。     

松辽盆地石炭—二叠系分布与构造特征

松辽盆地深层拥有丰富的天然气资源,具备现实的勘探前景。松辽中新生界盆地基底与基底为地台型的盆地在地震反射上有显著的差异,地震剖面上有许多缓倾的反射,并卷入盖层的变形,盆地内晚海西—印支期逆冲推覆断裂,拆离带、贺根山—绥化早海西叠接带、大量的海西期、印支期花岗岩等表明松辽中新生界盆地基底属褶皱带性质。松辽盆地主体位于早海西褶皱带和晚海西褶皱带之上,属西伯利亚南缘,盆地南端位于华北地台北缘的加里东—海西褶皱带之上。石炭—二叠系未变质或轻微变质的泥板岩主要分布于东、西部两个断陷,面积约19万km2,厚度在1000～7500m,现今石炭—二叠系呈NNE向展布。有三个厚度高值区:①林甸地区,最厚达7500m;②东北隆起区,最厚5500m;③东南隆起区,最厚4500m。从现今石炭—二叠系等厚图看,东南隆起区保存相对较完整,黑鱼泡—大庆一带厚度大且分布广。通过该项研究无论对于深层找气,还是对盆地中新生代地层的油气勘探都具有十分重要的地质意义。     

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.      

松辽盆地边缘石炭-二叠系地表石油显示及其地质意义

在龙江地区野外实测剖面的岩石裂缝中发现了二叠系的石油显示，在单偏光镜下颜色呈黑褐色，在荧光镜下显示棕黄色或绿色；油源追踪研究证明，野外发现的二叠系干沥青是由石炭－二叠系岩石本身生成的，而不是来自于盆地上部的其他生油气岩层，这一发现和研究对松辽盆地深层的油气勘探具有实际意义。     

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。     

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。     

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。     

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。     

松辽盆地北部石炭—二叠纪地层厚度：来自深反射地震的证据

在松Ⅰ～松Ⅵ6条深反射地震剖面上依据震相特征并结合地质演化过程分析识别石炭—二叠系,分析其层位反射特征及同相轴特征,建立松辽盆地北部地区石炭—二叠系地震震相特征识别标志。主要震相特征为中—强反射能量,局部存在高值,整体同相轴连续—较连续,由南到北、由西向东规律变化。利用已有的钻遇石炭—二叠系的探井资料和地震波传播速度,得到研究区时间-深度转换关系。由研究区石炭—二叠系相位追踪对比后的反射时间分布,计算石炭—二叠纪地层顶界面与底界面在深反射地震时间剖面上的走时之差,通过时深转换得出研究区基底石炭—二叠纪地层厚度和分布。全区地层分布不很均匀,主要在中央隆起带以东地区及西部断陷区出现2个厚度高值区;地层整体由浅到深大致可分为上、中、下3层,且地震震相特征互不相同。松辽盆地北部石炭—二叠系分布对东北地区主力油层之下的深层油气勘探提供了有价值的依据。     

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.     

松辽盆地北部中浅层油页岩分布特征及资源潜力

利用有机碳含量、镜质体反射率等手段,对松辽盆地北部上白垩统青山口组一段、嫩江组一段、嫩江组二段三个层位油页岩的分布、地球化学特征及富集条件进行研究表明:目标层主要以深湖相、半深湖相的黑色泥岩和页岩为主,厚10~30m不等;有机质丰度较高,TOC值介于1.873%~10.625%之间,平均6.47%,干酪跟类型以Ⅰ型、ⅡA型为主,成熟度Ro普遍为0.41~0.78,处于低成熟阶段;三个层位油页岩有机质来源以湖生生物及海侵带来的藻类等母源物质为主,沉积时期主体处于海侵深水、强缺氧环境,有机质保存条件较好。     

渤海湾盆地源于石炭-二叠系的煤成气成因特征和潜力分析

渤海湾盆地是叠合在华北地台上的含油气盆地,随着勘探的深入发展,陆续发现了一些源于石炭-二叠系的煤成气资源。作者通过地球化学研究,认为具有成藏意义的煤成气是古近纪以来二次生烃过程中生成的,并且发现现今的低突起、斜坡带和洼陷带是煤成气生成和聚集有利区带。由于断裂发育,煤成气常与上覆沙河街组生成的油型气混合成藏,作者通过统计各盆地I、II和III型有机质生成的甲烷和乙烷碳同位素分馏情况,给出了煤成气和油型气鉴别图版,可以判别是否为二者的混合气。利用一级反应动力学,预测了5种构造单元煤成气生成率,发现隆起区和凸起区没有二次生气过程,洼陷带生气率已超过80％,斜坡带和低突起正处于快速生气期、并有轻质油生成。这些为进一步认识渤海湾盆地煤成气聚集和勘探潜力提供了依据。     

松辽盆地及外围地区石炭系—二叠系烃源岩的特征

松辽盆地及外围地区晚古生代构造层因长期以来被视为中—新生代盆地的变质褶皱“基底”而受到油气勘探界的忽略。近4年的野外调查和室内研究结果表明,本区上古生界除局部遭受不同程度的动力接触变质或热力变质外,并没有发生区域变质作用。初步查明本区石炭系—二叠系在区域上分布4套烃源岩,自上而下为：上二叠统(林西组、索伦组)、中二叠统(哲斯组、吴家屯组)、上石炭统—下二叠统(本巴图组、阿木山组)和下石炭统(白家店组、红水泉组)。其中上二叠统和中二叠统中的暗色泥岩单层最大厚度达百余米、累计厚度达数百米至千余米,区域分布广,依据有机地球化学主要指标(有机碳、成熟度、干酪根类型),综合评价为中等—好烃源岩,是本区上古生界2套区域主力生烃层系,具有良好的油气资源远景,可望构成松辽及外围地区油气勘探战略接替新层系。     

松辽盆地及外围地区石炭系—二叠系烃源岩的特征

松辽盆地及外围地区晚古生代构造层因长期以来被视为中—新生代盆地的变质褶皱“基底”而受到油气勘探界的忽略。近4年的野外调查和室内研究结果表明,本区上古生界除局部遭受不同程度的动力接触变质或热力变质外,并没有发生区域变质作用。初步查明本区石炭系—二叠系在区域上分布4套烃源岩,自上而下为：上二叠统(林西组、索伦组)、中二叠统(哲斯组、吴家屯组)、上石炭统—下二叠统(本巴图组、阿木山组)和下石炭统(白家店组、红水泉组)。其中上二叠统和中二叠统中的暗色泥岩单层最大厚度达百余米、累计厚度达数百米至千余米,区域分布广,依据有机地球化学主要指标(有机碳、成熟度、干酪根类型),综合评价为中等—好烃源岩,是本区上古生界2套区域主力生烃层系,具有良好的油气资源远景,可望构成松辽及外围地区油气勘探战略接替新层系。     

松辽盆地北部青山口—姚家组西部坡折带成因及演化

沉积盆地的坡折带是非构造圈闭发育的最有利场所.地质、地球物理资料综合研究结果表明, 松辽盆地北部青山口-姚家组沉积时期西部明显发育富裕一级坡折带和泰康-大安二级坡折带.隐伏断裂、差异沉积与压实作用控制了坡折带的形成与演化.松辽盆地西部发育扎赉特旗、嫩江和哈拉海3个隐伏岩石圈断裂带, 坳陷期主要受松辽盆地北部物源、齐齐哈尔物源和英台物源影响, 扎赉特旗、嫩江岩石圈断裂带和齐齐哈尔、英台物源控制了富裕一级坡折带的形成和演化, 哈拉海隐伏岩石圈断裂带、松辽盆地北部和英台物源控制了泰康-大安二级坡折带的形成和演化.      

松辽盆地南部高台子油层成藏动力学

以油气成藏动力学系统研究为核心,在松辽盆地南部油气成藏地质条件分析的基础上,对高台子油层现今流体势进行计算和古流体势恢复。结果表明：高台子油层古-今流体势在大安凹陷-长岭凹陷一带始终为一个高势带;高流体势带构成了盆地南部一级流体分隔槽,流体分隔槽以西流体势等值线形态简单,以东则较复杂。依据流体势场,在中央分隔槽以西划分出1-2个它源（自源）开放成藏动力系统,以东划分出2-3个它源（自源）开放（半封闭）成藏动力系统,每个成藏动力系统构成一个相对独立的汇聚单元。利用油气成藏动力系统分析结果,结合构造沉积演化及储层流体包裹体研究,分析了松辽盆地南部高台子油层的油气充注过程和聚集规律。发育于斜坡区和近凹陷隆起区的各类圈闭,由于流体势梯度大,有利于形成各类油气藏。     

松辽盆地北部油页岩资源潜力评价

为评价松辽盆地北部油页岩资源潜力,开展了14口地质井的钻探、2 100多口老井的复查和多项油页岩的样品分析测试工作。根据油页岩分析测试资料,结合录井、测井、地震、沉积等研究成果,总结了油页岩主要特征,并用体积丰度法初步估算了埋深小于1 km的油页岩和页岩油潜在资源量。结果表明:松辽盆地北部油页岩主要发育在青山口组一段和嫩江组一、二段沉积时期的湖相沉积中,是盆地两次最大湖泛期的产物;嫩江组和青山口组油页岩平均岩石密度分别为2.20和2.18 t/m³,平均含油率分别为5.55%和5.39%;油页岩有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ₁型,处于未成熟低成熟阶段,有机质丰度极高,是最好的生油岩。松辽盆地北部油页岩分布广泛、层位稳定、资源潜力巨大,初步估算埋深小于1 km的油页岩潜在资源量为6 008.40×10⁸ t,页岩油潜在资源量为297.50×10⁸ t。油页岩可以成为未来大庆油田常规油气的重要补充或接替资源。