利用包裹体分析鄂尔多斯盆地上古生界油气充注史与古流体势

对鄂尔多斯盆地上古生界110块砂岩样品中流体包裹体进行了荧光、温度和流体势分析。系统分析表明,鄂尔多斯盆地上古生界天然气具有多阶连续性运聚特征,虽可划分6期,但应为多期充注一期成藏。各区块不断运移平衡连续成藏。不同时期流体势走向不尽相同,榆林、神木、乌审旗等地区为油气长期指向区。     

油气成藏动力学研究方法与应用

油气成藏过程的动力学研究是以一期油气成藏过程中从油气源到油气藏的统一动力环境系统为单元,定量研究油气供源、运移、聚集的机理、控制因素和动力学过程。以此为基础有望解决油气成藏定量的动力学研究中的几个关键问题。输导层概念的提出及砂岩输导层模型基本工作程序的建立,形成了可以利用通常的物性参数进行输导层量化表征的方法,实现了对油气运移通道的量化表征; 采用断层连通概率的概念对各种参数表征断层开启性的能力进行比较和评价,探讨了各种地质参数的有效性和代表性,建立起了断层启闭性表征参数的评价方法; 采用数值模拟方法,耦合运聚动力与输导体系,实现成藏系统内油气运移过程的模拟分析; 以运移途中烃损失量估算为基础,建立新的物质平衡方法,以模拟获得的运移路径为线索,评估油气在研究不同方向上的运移聚集量,展现油气运移的路径特征、运移方向及运移量,初步形成了以油气成藏动力学成因为基础的油气资源预测方法。     

呼和湖凹陷断裂特征及其对油气成藏的影响

断裂的形成演化过程对油气的运聚成藏具有重要的影响。本文系统分析了呼和湖凹陷断裂特征、断裂演化及其与油气成藏的关系。研究表明,呼和湖凹陷以T_(22)和T_(04)反射层为界,划分为3套构造层,分别为下部伸展断陷构造层、中部断坳构造层,上部坳陷构造层,其中上部构造层中断裂不发育。纵向上主要发育了两套断裂系统,下部断裂系统展布方向主要是北东东向、北东向和北北东向。上部断裂系统展布方向主要为北北东向和北北西向。发育4种类型的断裂,分别为早期伸展断裂,中期走滑断裂,早期伸展中期走滑断裂和早期伸展中期走滑晚期反转断裂。断裂的主要形成时期为南屯组末期、伊敏组末期和青元岗组末期。断裂的形成和演化影响烃源岩的分布和热演化程度,形成多种类型的圈闭,为油气垂向运移提供良好的运移通道。其中在主力生油洼槽及其周边的几个控陷断层附近有利于油气富集。     

呼和湖凹陷断裂特征及其对油气成藏的影响

断裂的形成演化过程对油气的运聚成藏具有重要的影响。本文系统分析了呼和湖凹陷断裂特征、断裂演化及其与油气成藏的关系。研究表明,呼和湖凹陷以T22和T04反射层为界,划分为3套构造层,分别为下部伸展断陷构造层、中部断坳构造层,上部坳陷构造层,其中上部构造层中断裂不发育。纵向上主要发育了两套断裂系统,下部断裂系统展布方向主要是北东东向、北东向和北北东向。上部断裂系统展布方向主要为北北东向和北北西向。发育4种类型的断裂,分别为早期伸展断裂,中期走滑断裂,早期伸展中期走滑断裂和早期伸展中期走滑晚期反转断裂。断裂的主要形成时期为南屯组末期、伊敏组末期和青元岗组末期。断裂的形成和演化影响烃源岩的分布和热演化程度,形成多种类型的圈闭,为油气垂向运移提供良好的运移通道。其中在主力生油洼槽及其周边的几个控陷断层附近有利于油气富集。     

准噶尔盆地腹部地区生烃增压定量化评价——东道海子北凹陷为例

目前准噶尔盆地腹部地区超压演化过程仅提供了相对时间、概念、定性的认识,并未达到定量化。本文以东道海子北凹陷为例,基于流体包裹体、单井一维和剖面二维烃源岩成熟生烃史模拟技术,采用生烃增压模型定量化评价了侏罗纪八道湾组顶部和底部烃源岩的生烃增压演化过程。研究结果表明侏罗纪八道湾组为东道海子北凹陷主力烃源岩,具有幕式排烃的特点。八道湾组底部烃源岩经历了3 次超压增加和两次超压释放的过程,顶部烃源岩经历了两次超压增加和一次超压释放的过程。八道湾底部烃源岩3 次超压增加的时间分别为距今170～70 Ma、55～23 Ma、10～0 Ma,对应最大压力系数均为2.0,最大剩余流体压力50 MPa,两次超压释放的时间分别为70～55 Ma、23～10 Ma;八道湾组顶部烃源岩两次超压增加的时间分别为130～40 Ma、23～0 Ma,对应流体最大压力系数最大亦可达2.0 左右,最大剩余流体压力44 MPa,超压释放的时间为40～23 Ma。     

海拉尔盆地呼和湖凹陷断裂形成演化及其对油气的控制作用

断裂的形成及演化对油气的生成、运移和聚集具有重要的控制作用.本文系统分析了呼和湖凹陷断裂形成演化特征对油气成藏条件的控制作用.研究表明,呼和湖凹陷经历了3期构造演化,由下而上分别为:早期伸展断陷期( T5～ T22)、中期裂后热沉降断一坳期(T22-T04)和晚期坳陷期(T04～地表).纵向上主要发育了两套断裂系统,下...     

鄂尔多斯盆地中生界煤成烃潜力的实验研究

煤的热模拟实验研究表明:鄂尔多斯盆地侏罗系煤以产气为主,三叠系煤相对倾向于生油,三叠系煤的产油量是侏罗系煤产油量的 6~8倍,且产油温度宽,生成的气体成分以甲烷为主,但三叠系煤对液态沥青的吸附量大。侏罗系煤不仅产量小,产油持续的温度范围窄,而且生成大量的二氧化碳,但其排油效率高,对液态沥青的吸附量只有三叠系煤的 1/10。煤系有机显微组分组成和特征是造成中生界煤生烃潜力差异的主要原因。由于侏罗系煤生烃潜力低,且成熟度低,三叠系煤生油潜力虽高,但煤系规模小,煤层厚度薄,难以形成工业性油气藏。     

渤海海域莱州湾凹陷构造演化对油气成藏的控制作用

莱州湾凹陷近年获重大油气发现,但构造演化特征复杂,烃源岩、沉积体系展布特征以及油气运聚规律认识尚不够深入.本文利用多种钻井资料,结合区域地质研究,首先对本区构造演化所产生的断裂与圈闭特征进行分析,划分出3级断裂体系以及3种类型圈闭,并深入研究了构造演化对油气生成与演化、优质储盖组合的分布以及油气运移与聚集的控制作用,总...     

煤红外光谱的精细解析及其煤化作用机制

应用傅立叶红外光谱(FTIR)分析技术,采用计算机曲线拟合方法对红外光谱进行分峰处理,通过对自然演化系列和人工模拟实验系列样品的研究,定量分析了不同煤化程度煤的红外光谱特征。研究表明,煤的红外光谱在一定程度上可以定量表征煤化作用程度。含氧基团和烷基侧链随煤化程度的增高以不同的速度发生脱落,且脱落的速度具有明显的阶段性:羧基的减少主要发生在R_{max为0.5%之前,但可以持续到肥煤阶段;脂肪基团的脱落主要发生在沥青化作用阶段内,并导致生成大量的烃类,沥青化作用之前发生的脂肪基团的脱落是煤的未熟和低熟油形成的主要原因;在沥青化阶段之后的高演化阶段,煤中的烷基侧链已经脱落殆尽,芳环缩合程度明显提高。红外光谱的分峰技术和定量,为精细解析煤的结构特征和煤化作用研究提供了一种新的方法。}     

准噶尔盆地沙湾凹陷二叠系下乌尔禾组烃源岩类型与热演化研究

沙湾凹陷下组合油气资源丰富,下乌尔禾组烃源岩被证实是凹陷内主要的油气来源。然而,由于烃源岩埋深较大、勘探程度低,烃源岩类型、热演化以及生烃史尚不清楚,制约了下组合油气成藏规律的认识。本研究基于烃源岩地球化学参数,认识下乌尔禾组烃源岩基本特征,利用盆地模拟恢复烃源岩热演化以及生烃演化史,在此基础上对油气成藏过程进行分析。结果表明：沙湾凹陷下乌尔禾组烃源岩有机质类型以Ⅱ型为主,平均有机碳含量（TOC）为0.82%,生烃潜量（S₁+S₂）为5.32 mg/g,为中等烃源岩,平均成熟度（R_o）为1.27%,处于成熟—高成熟阶段。热演化模拟显示下乌尔禾组烃源岩于晚三叠世晚期进入生烃门限（R_o=0.5%）,晚侏罗世—晚白垩世达到生油高峰（R_o=1.0%）。白垩纪末期,有机质热演化进入了高成熟演化阶段（R_o＞1.3%）。沙湾凹陷超深层储层经历多期油气充注,油气的多期混合以及断层活动的不均一性造成不同层位多种相态油气藏共存。研究认识为准噶尔盆地超深层油气成藏过程和机理研究奠定了坚实的基础。

     

相-势-源复合控油气成藏机制物理模拟实验研究*

含油气盆地的地质相、流体势、烃源灶是影响圈闭含油气性的决定性因素, 三者缺一不可。在各要素满足控藏临界条件下, 优相-低势-近源复合指数(FPSI) 越高, 圈闭含油气性越好。基于相-势-源复合控油气成藏机制开展物理模拟实验研究, 结果表明:“源”控制着油气成藏的物质来源, “相”控制着油气成藏的孔隙空间、“势”控制着油气成藏的运移动力, 当三者联合作用时能够形成油气藏。实验结果还表明, 圈闭外部(盖层)岩相和圈闭内部(储集层)岩相粒径差别越大, 越有利于油气在毛细管力作用下从细粒低孔渗的围岩之中进入到粗粒高孔渗的储集层之内聚集成藏, 临界条件是：圈闭外部围岩颗粒粒径较圈闭内部储集层颗粒粒径小2倍以上, 或外部毛细管力较之内部大2倍以上, 也即外部界面势能较内部高2倍以上;圈闭外部烃源岩含油气饱和度越高, 越有利油气进入圈闭内部储集层中聚集成藏, 临界条件是外部源岩的含油气饱和度达到和超过5％。     

鄂尔多斯盆地华庆地区长6_3储层成藏期孔隙度定量演化及致密成因机理

基于鄂尔多斯盆地华庆地区长6_3致密砂岩储层三角洲前缘及半深湖相的稳定沉积特征,按照碎屑岩成岩演化特征或地质综合效应建立与孔隙度对应的模拟方程。采用铸体薄片及扫描电镜描述岩石的矿物组分及孔隙类型;图像粒度获取碎屑颗粒的结构特征及分选性;利用沉积微相、测井、样品取样点常规物性及深度分析获取沉积环境、埋藏深度、物性;结合古温度、镜质组反射率、最高热解温度、粘土矿物等数据,开展成岩作用、孔隙演化、相对高渗成因的研究;结合研究区埋藏史、古地温研究,基于不同成岩作用下孔隙度演化特征分析华庆油田长6_3储层致密成因机理。目的层主要属于压实型成岩改造类型,差异性成岩演化过程是导致储层物性不同和孔隙结构差异的根本原因。     

中国西部海相盆地地质结构控制油气分布的比较研究

中国西部塔里木、四川、鄂尔多斯等海相盆地的中、下组合是我国油气勘探的重点领域,深化研究油气分布规律是优化勘探部署、提高勘探效益与持续获得勘探发现的关键。本文从盆地地质结构控制油气分布的学术思路出发,立足于近年来的勘探新进展、新发现,应用比较分析方法,揭示油气分布的构造控制规律。研究表明,塔里木、四川、鄂尔多斯等海相盆地位于古亚洲洋构造域、特提斯构造域的复合作用区,是在前寒武纪克拉通基础上发展起来的多旋回叠合盆地;它们经历了Z-D_2、(D_3-)C_2-T、J-Q等三个伸展-聚敛旋回的演化;每一伸展-聚敛旋回发育了独立的生-储-盖组合,伸展期因差异沉降发育好的烃源岩,聚敛期发育大规模展布的储集体与圈闭组合;盆地的基底分区对后期原型盆地的发育和沉积盖层的分布具有明显的制约作用,盆地多旋回叠合,形成了"垂向分层、横向分块"的地质结构,叠合结构样式控制了油气聚集层系与富集区带,普遍存在加里东中期与印支期等两期原生油气成藏期,及燕山中期(J_3-K_1)与喜马拉雅晚期(N_2-Q)等两期油气调整成藏期,新构造运动期油气成藏较为普遍。海相叠合盆地含油气层系多,原型盆地的叠合界面常是重要的油气富集部位,隆起带、断裂带、台缘带(或岩相带)是重要的油气富集区(带),叠合盆地的中下部组合是下一步油气勘探持续突破的有利方向。     

应用生烃动力学法定量评价碳酸盐岩的二次生烃:以朱家墩气藏为例

针对碳酸盐岩发育区烃源岩普遍存在二次生烃的问题,以苏北盐城凹陷朱家墩气藏源岩二叠系栖霞组灰岩为目标,应用化学动力学方法定量研究该源岩的二次生烃(气).在模拟实验基础上,选取动力学模型,求取动力学参数,再结合朱家墩地区的埋藏史和热史,最终求取了源岩生气史曲线.得出在距今240-190 Ma(三叠纪-早侏罗世)时二叠系灰岩第一次生气,随后地层抬升,生气过程中止;在距今54 Ma(始新世)时该烃源岩埋藏条件达到了第一次生气终止时的条件,开始第二次生气,生气过程一直持续到现今,第一次生气量(10%)远无法与第二次生气量(80%)相比.并通过储层包裹体的均一化温度判断朱家墩气藏流体注入期次,结果显示,二次生气的生气高峰与流体注入期相匹配,验证了用动力学方法评价二次生烃、多次生烃的合理性,同时也佐证了二叠系灰岩对朱家墩气藏的贡献.     

The effect of oil expulsion or retention on further thermal degradation of kerogen at the high maturity stage: A pyrolysis study of type II kerogen from Pingliang shale,China

High maturity oil and gas are usually generated after primary oil expulsion from source rocks, especially from oil prone type I/II kerogen. However, the detailed impacts of oil expulsion, or retention in source rock on further thermal degradation of kerogen at the high maturity stage remain unknown. In the present study, we collected an Ordovician Pingliang shale sample containing type II kerogen. The kerogens, which had previously generated and expelled oil and those which had not, were prepared and pyrolyzed in a closed system, to observe oil expulsion or oil retention effects on later oil and gas generation from kerogen. The results show that oil expulsion and retention strongly impacts on further oil and gas generation in terms of both the amount and composition in the high maturity stage. Gas production will be reduced by 50% when the expulsion coefficient reaches 58%, and gas from oil-expelled kerogen (less oil retained) is much drier than that from fresh kerogen. The oil expulsion also causes n-alkanes and gas compounds to have heavier carbon isotopic compositions at high maturity stages. The enrichment of ¹³C in n-alkanes and gas hydrocarbons are 1‰ and 4–6‰ respectively, compared to fresh kerogen. Oil expulsion may act as open system opposite to the oil retention that influences the data pattern in crossplots of δ¹³C₂–δ¹³C₃ versus C₂/C₃, δ¹³C₂–δ¹³C₃ versus δ¹³C₁ and δ¹³C₁–δ¹³C₂ versus ln(C₁/C₂), which are widely used for identification of gas from kerogen cracking or oil cracking. These results suggest that the reserve estimation and gas/source correlation in deep burial basins should consider the proportion of oil retention to oil expulsion the source rocks have experienced.     

基于面积-高程积分值的喀斯特地貌演化动力机制研究

洼地是喀斯特地形分化的元地形,定量化阐述洼地与整体地貌之间的协同演化对于揭示喀斯特地貌空间结构差异及其差异演化的动力学机制具有重要意义。将地理信息系统的数字地形分析与戴维斯地貌循环论、面积-高程法结合,以盘龙河-泸江喀斯特流域为研究对象,探讨从古夷平面向阶梯状地形格局转变背景下喀斯特地貌的分异规律及其动力学机制。结果显示：1）从上游、中游到下游,洼地的数量分别为8145个、5636个、1883个,平均密度分别为1.96个/km²、1.23个/km²、0.61个/km²,平均深度分别为22.6 m、34.9 m、12.8 m;峰丛数量分别为9094个、7281个、5710个,平均密度分别为2.19个/km²、1.59个/km²、1.86个/km²,平均高度分别为29.3 m、47.8 m、26.1 m。2）从流域汇口到源头可划分为堆积孤丘平原、构造侵蚀花岗岩中山、斜坡峰丛谷地、溶原缓丘-断陷盆地和构造溶蚀亚高山这5个地貌区,对应的平均坡度分别为16.8°、23.5°、22.4°、12.5°、19.8°,平均起伏度分别为311 m、605 m、393 m、170 m、323 m。3）流域平均面积-高程积分值为0.352,洼地平均积分值为0.508,属溶原背景下的回春型壮年晚期地貌,5个地貌区的区域面积-高程积分值分别为0.147、0.425、0.510、0.355、0.397,洼地面积-高程积分值分别为0.116、0.302、0.598、0.481、0.278。反映高原隆升形成的梯级坡降奠定了盘龙河-泸江流域差异性喀斯特地貌发育的基础,即海拔梯度上的结构动力学和水系发育带来的流域汇流、侵蚀溶蚀顺水力坡度变化,具体过程是洼地的发育和合并。从区域积分值和洼地积分值的大小关系,结合各地貌区内的海拔、坡度、起伏度特征和野外地质地貌调查,认为当洼地面积-高程积分值大于区域面积-高程积分值时,洼地强烈新生和扩张,地貌向起伏度增大的青年期发展;反之洼地发育减弱或停滞,地貌向夷平蚀低的准平原化发展。由此可见,洼地面积-高程积分值可作为喀斯特区地貌演化动力增强或减弱的定量化指标。

     

川东北地区海相深层多源生烃动态转化机制——以普光气田为例

海相碳酸盐岩层系深层-超深层油气形成机制是石油地质学研究的热点和难点。以川东北普光气田为例,通过烃源(岩)评价及其与原油、储层沥青和天然气之间的地球化学对比、油气藏形成演化与保存过程分析,结合不同类型天然气组分、流体包裹体以及多种烃源生烃模拟等实验数据,对油气来源和成烃成藏过程进行了系统分析。结果表明,在多期沉积构造活动背景下,海相深层烃源岩系和主力产层均经历过高温高压环境与高热演化,形成了不同类型的干酪根、以分散和富集状态赋存的可溶有机质,以及以有机酸盐形式存在的不溶有机质等多种形式烃源,并普遍存在不同类型烃源、不同成因油气的连续或叠置动态相态转化,及其对油气成藏贡献的接替过程,呈现出"来源的多样性、转化的接替性、过程的多期性和成因的复合性"之油气形成演化特点,提出"多源生烃动态转化"是深层油气形成演化的主要机制,将烃源生气过程延续到更高的演化阶段,有利于深层-超深层条件下油气藏的再充注和聚集保存。     

前前陆盆地层系砂岩成岩环境特征及其孔隙演化——以鄂尔多斯盆地西缘二叠系为例

鄂尔多斯西缘二叠系为前前陆盆地层系，砂岩成岩作用仍受前陆盆地构造的影响，不同构造分区砂岩储层的成岩环境存在一定的差别。研究发现，西缘逆冲带砂体经历了浅埋藏弱压实和溶蚀作用，储集物性最优；斜坡带砂岩储层不仅残留少量粒间孔隙，而且溶蚀作用形成的次生孔隙对储集空间的改善十分明显；压实压溶作用和胶结充填作用严重损害前渊带砂岩原生孔隙，但后期的凝灰质溶蚀蚀变作用对储层性能有一定的改善，仍不失为天然气的有效储层。     

西藏羌塘盆地中生界海相烃源岩综合地球化学剖面研究及有利生烃区预测

针对西藏羌塘盆地中生界海相烃源岩地面样品风化严重等实际情况,利用大量露头剖面点样品的有机地球化学测试数据和前人研究资料,在对有机质丰度、类型和成熟度有效性分析及评价标准建立的基础上,采用综合地球化学剖面方法,对盆地不同构造单元的烃源岩进行了综合评价研究,预测了有利生烃区。结果表明,有机碳含量与生烃潜力(S₁+S₂)、氯仿沥青"A"和总烃(HC)含量之间相关性良好,总体呈正向线性关系,受岩性的影响,灰岩和油页岩的关系曲线一般高于泥岩和煤;地表风化作用虽然对地面样品尤其是灰岩样品的有机碳含量影响较小,但对生烃潜力、氯仿沥青"A"和总烃含量等指标的影响不容忽视;中生界海相烃源岩在各构造单元内的发育不同,蒂让碧错-土门凹陷的索瓦组台地相泥灰岩和肖茶卡组三角洲相泥岩为好生油岩;帕度错-纳江错凹陷比洛错地区肖茶卡组外陆棚相油页岩或页岩为极好生油岩,深水陆棚相或开阔台地相灰岩为中等烃源岩;洞错-葫芦湖较深凹陷和吐坡错-白滩湖深凹陷的布曲组和索瓦组台地相灰岩及肖茶卡组上部灰岩为中等生油岩。有机质类型以Ⅱ型为主,各地区成熟度差异明显,总体以成熟~高成熟为主,在同一剖面上自上而下成熟度逐渐增高。沉积环境是优质烃源岩发育的主控因素,上三叠统肖茶卡组(T₃x)广泛发育的半深海盆地相黑色泥页岩是盆地最重要的烃源层,泥岩有利生烃区分布面积大,侏罗系布曲组(J₂b)和索瓦组(J₃s)碳酸盐岩台地相台内凹陷较闭塞的静水沉积的泥灰岩为重要烃源岩层,灰岩有利生烃区分布面积大,对进一步明确羌塘盆地不同构造单元主力烃源岩特征与分布及下一步油气勘探具有重要参考价值。     

Muglad盆地凯康坳陷生长断层活动定量分析及对油气成藏的控制

应用断层古滑距、滑动速率法研究苏丹Muglad盆地凯康坳陷生长断层活动,定量表征早白垩世、晚白垩世、古近纪-新近纪三幕构造旋回断陷期断层生长及活动强度的差异性。结果表明控凹断层为多期、多段式生长连锁模式;控构造带断层为初期生长连锁,后期简单生长模式;控圈闭断层表现为简单生长模式。早白垩世断陷期控凹断层分段生长影响烃源岩分布,断拗构造旋回造成砂泥岩沉积显著分异,形成下、中、上部多套储盖组合。油气的聚集层位及分布规律受圈闭类型、断层在Darfur群油气大规模运移期活动强度、Nayil组-Tendi组破坏期活动强度3方面因素控制,构造转换带横向背斜以及地垒型、反向断块型等古构造可形成早期残留油气藏或浅层次生油气藏,顺向断块不利于成藏。Darfur群与Nayil组-Tendi组滑移速率之比可以代表早期油气聚集与后期油藏破坏能力的相对大小,与单条断层伴生构造圈闭的油气纵向层位聚集状态有对应关系。凯康槽东侧为高产油气聚集带,隆起带以下组合白垩系成藏为主,断阶带上、中、下组合均能成藏;凯康槽西侧斜坡带和断阶带成藏条件差,隆起带北部成藏条件一般,多层系成藏但产量不高,隆起带南部成藏条件好于北部但以下组合白垩系成藏为主;坳陷带内断层晚期活动强烈,可形成次生油气藏。