塔里木盆地海相烃源岩与原油芳烃单体烃碳同位素分布特征及其意义

芳烃化合物是原油和烃源岩抽提物中的主要馏分,经过小型氧化铝两步层析法,可以得到分离度高的二环芳烃和三环芳烃化合物.塔里木油田不同地区的上奥陶统烃源岩和寒武系‐下奥陶统烃源岩抽提物芳烃馏分的GC-IRMS分析表明芳烃单体烃碳同位素组成除受热演化程度影响外,还受有机质来源、沉积环境和成烃过程的影响.无论是烷基萘、烷基联苯、烷基菲的亚系列,还是单体化合物,如1-甲基菲、9-甲基菲、2,6-二甲基菲等的δ13C值均表现为寒武系‐下奥陶统烃源岩偏重,两套烃源岩之间亚系列的δ13C差值最高可达16.1‰,单体烃之间差值可达14‰.综合塔里木盆地不同时代烃源岩和原油的生物标志物组合特征及单体烃的碳同位素组成,可为油源对比提供强有力的佐证.塔中地区大部分奥陶系原油9-甲基菲具有偏负的δ13C组成,贫伽玛蜡烷,富含升藿烷,主要来自于上奥陶统烃源岩;而塔东地区原油和部分塔中地区原油富伽玛蜡烷、贫升藿烷,9-甲基菲的δ13C组成明显较重,表明其主力油源岩为寒武系‐下奥陶统烃源岩.     

塔里木盆地环满加尔凹陷油气来源与勘探方向

自塔河油田发现以来,关于主力烃源岩是寒武系还是中上奥陶统一直存在争议.本文以英买2和塔东2井原油作为中上奥陶统和寒武系烃源岩来源的端元,对比分析了塔北轮南与哈德地区原油、沥青吸附烃和沥青包裹体饱和烃生物标志物.其三环萜烷C_(21)/C_(23)比值小于1,指示其与上奥陶统烃源岩有关,而储层沥青和沥青包裹体中饱和烃中甾烷C_(28)/(C_(27)+C_(28)+C_(29))比值大于25,指示其与寒武系烃源岩有关.但塔北原油该比值小于25,具有上奥陶统烃源岩特征,表明塔里木盆地原油来源具有复杂性.塔里木盆地奥陶系油藏原油组分与碳同位素组成对比表明,塔北(含塔河油田)、塔中等油藏原油主要处于以英买2和塔东2原油为端元构成的二元混合区间内,指示了塔北和塔中原油呈现出寒武系和中上奥陶统烃源岩生成原油发生混合后的特征,从塔北南坡向塔中北坡方向寒武系烃源岩贡献逐渐增加.在钻井地层、沉积相资料约束下,以地震反射特征为基础,重新编制了寒武系、中下奥陶统和上奥陶统烃源岩空间展布,指出优质烃源岩空间上主要位于盆地斜坡带,纵向上主要发育于水进过程中最大海泛面.受盆地构造格局迁移演化影响,不同区域烃源岩的叠置不同.盆地原始沉积结构和后期改造过程共同控制了油气分布,塔中北围斜区-顺托-古城地区长期临近斜坡区,必将是近期油气勘探的重要战场.     

塔里木盆地环哈拉哈塘海相油气地球化学特征与成藏

环哈拉哈塘凹陷是一个油气十分富集的含油气系统,但是各地区油气的性质与分布差异很大.研究认为已发现的原油和天然气均主要来自于O2 3烃源岩.油气性质的差异主要受油气充注成藏的控制.综合研究认为环哈拉哈塘凹陷油气藏主要经历了三期重要成藏期:晚加里东-早海西期油气主要来自满加尔凹陷寒武系烃源岩,原生古油藏中的烃类遭受强烈降解,目前在塔北隆起高部位形成大量残余干沥青;晚海西期,满加尔凹陷内中上奥陶统烃源岩开始大量生烃并在塔北隆起高部位聚集成藏,在海西期末期因遭受生物降解变成稠油;燕山-喜山期,哈拉哈塘凹陷南部及其以南的满加尔凹陷边缘的中上奥陶统烃源岩开始进入大量生液态烃阶段,生成的油气聚集在印支-燕山期之前形成的圈闭中,其中部分地区稠油遭到不同程度的稀释,或者受到强烈的气侵,导致原油出现明显的差异.     

塔里木盆地中深1C井原油高聚硫代金刚烷及金刚烷硫醇的检出及意义

中深1井、中深1C井为塔里木盆地寒武系盐下油气突破的钻井,中下寒武统油气藏地球化学特征及次生蚀变作用存在差异.对中深1C井下寒武统肖尔布拉克组原油进行浓缩,浓缩原油的含硫非烃组分中检测到高聚硫代金刚烷和金刚烷硫醇系列,包括硫代四金刚烷、四金刚烷硫醇、硫代五金刚烷、五金刚烷硫醇,浓缩原油的饱和烃组分中检测到高聚金刚烷系列,包括四金刚烷、五金刚烷、六金刚烷、环六金刚烷.分析了上述化合物质谱,并与国外文献比对,确定了上述化合物的存在.高聚硫代金刚烷可能是在TSR作用下高聚金刚烷受到硫自由基攻击,发生开笼作用,先形成似高聚金刚烷硫醇,然后进一步环化形成高聚硫代金刚烷.使用D16-单金刚烷作为定量内标,中深1C井下寒武统原油低聚金刚烷和低聚硫代金刚烷含量分别为83874和8578μg/g,远高于中深1井中寒武统原油及相关奥陶系原油中的低聚金刚烷和低聚硫代金刚烷含量.高含量的低聚金刚烷、高含量的低聚硫代金刚烷及高聚硫代金刚烷和高聚金刚烷硫醇系列的检出进一步证实中深1C井原油为强烈TSR作用的残余油.     

和田河气田凝析油油源及油气成因关系判识

运用有机地球化学方法,对和田河凝析油进行了油源对比,并对相伴生的凝析油与天然气的成因关系进行了判识.研究结果表明,和田河凝析油具有高的姥鲛烷/植烷比(Pr/Ph),高的C28规则甾烷相对含量(25%),丰富的C26-C27三芳甾烷和三芳甲藻甾烷以及较重的碳同位素组成等地球化学特征,与寒武系烃源岩具有良好的可比性,应源自寒武系烃源岩.多项分子化合物成熟度参数表明,和田河凝析油成熟度并不高,为成熟-高成熟原油范畴.和田河凝析油与天然气虽均源自寒武系烃源岩,天然气亦为原油裂解气,但一系列证据表明,和田河气田的天然气并不是由伴生的凝析油裂解而成,原油裂解生成天然气的过程也不是在现今储层内发生的(非原位裂解气).井口条件下产出的液态凝析油应该是呈分散状溶解在天然气中,是由天然气携带注入气藏的.     

异常热作用对油藏中原油的影响——以塔里木盆地塔中18井为例

塔里木盆地塔中18井揭示了一个94m厚的侵入岩体侵入到志留系砂岩中,在侵入岩体异常热作用下,砂岩中原来存在的原油变成了黑色的碳质沥青,沥青反射率高达3.54%,已到了非常高的热演化阶段.塔中18井碳质沥青的C27,C28和C29甾烷分布特征与邻近的塔中11,塔中12,塔中45和塔中47井同层位的样品较为一致,仍保留着“V”字型分布的特征,仍能作为有效的油源对比标志,并表明其油源为中-上奥陶统烃源岩;但萜烷类的一些油源对比参数与邻近井相比已经发生了较大的变异,不能再用作油源对比标志.邻近的塔中11,塔中12,塔中45和塔中47井样品氯仿沥青“A”碳同位素δ^13C值位于-32.53‰- -33.37‰之间,属于塔里木盆地正常古生界海相原油范畴,但塔中18井异常热作用下形成的碳质沥青碳同位素δ^13C值位于-27.18‰- -29.26‰之间,具有明显偏重的特征.饱和烃组分上,塔中18井碳质沥青的饱和烃中含有相对较多轻烃组分（nC14-nC20）,轻烃和重烃之比（ΣnC21^-/ΣnC22^＋）位于4.56-39.17之间,而邻近的塔中11等井轻烃和重烃之比（ΣnC21^-/ΣnC22^＋）位于0.85-1.92之间;塔中18井饱和烃还具有强烈的偶碳优势,OEP（奇偶优势指数）值位于0.22-0.49之间,而邻近的塔中11等井不具有明显的偶碳优势或奇碳优势,其OEP值位于0.88-1.05之间.另外,由于异常热作用下含烷基的芳烃化合物的脱烷基化作用和芳环的稠合作用,塔中18井与邻近的塔中11等井相比,含有相对较高的不含烷基取代基的芳烃化合物（如菲等）和相对较高的多环芳烃化合物（如甾蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并荧蒽等）.     

异常热作用对油藏中原油的影响——以塔里木盆地塔中18井为例

塔里木盆地塔中18井揭示了一个94m厚的侵入岩体侵入到志留系砂岩中,在侵入岩体异常热作用下,砂岩中原来存在的原油变成了黑色的碳质沥青,沥青反射率高达3.54%,已到了非常高的热演化阶段.塔中18井碳质沥青的C27,C28和C29甾烷分布特征与邻近的塔中11,塔中12,塔中45和塔中47井同层位的样品较为一致,仍保留着"V"字型分布的特征,仍能作为有效的油源对比标志,并表明其油源为中-上奥陶统烃源岩;但萜烷类的一些油源对比参数与邻近井相比已经发生了较大的变异,不能再用作油源对比标志.邻近的塔中11,塔中12,塔中45和塔中47井样品氯仿沥青"A"碳同位素δ13C值位于?32.53‰~?33.37‰之间,属于塔里木盆地正常古生界海相原油范畴,但塔中18井异常热作用下形成的碳质沥青碳同位素δ13C值位于?27.18‰~?29.26‰之间,具有明显偏重的特征.饱和烃组分上,塔中18井碳质沥青的饱和烃中含有相对较多轻烃组分(nC14~nC20),轻烃和重烃之比(ΣnC21?/ΣnC22 )位于4.56~39.17之间,而邻近的塔中11等井轻烃和重烃之比(ΣnC21?/ΣnC22 )位于0.85~1.92之间;塔中18井饱和烃还具有强烈的偶碳优势,OEP(奇偶优势指数)值位于0.22~0.49之间,而邻近的塔中11等井不具有明显的偶碳优势或奇碳优势,其OEP值位于0.88~1.05之间.另外,由于异常热作用下含烷基的芳烃化合物的脱烷基化作用和芳环的稠合作用,塔中18井与邻近的塔中11等井相比,含有相对较高的不含烷基取代基的芳烃化合物(如菲等)和相对较高的多环芳烃化合物(如甾蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并荧蒽等).     

四川盆地震旦系-下古生界烃源岩热演化模式及主控因素

烃源岩热演化是含油气盆地烃源岩评价的基本内容之一,也是油气动态成藏研究的基础.通过系统分析地层沉积样式,结合盆地热史恢复结果,应用Easy%Ro化学动力学模型,模拟了四川盆地86口代表性钻井和200余口人工井点震旦系-下古生界烃源岩热演化史.结果表明,在盆地不同构造单元,下寒武统和下志留统烃源岩热演化特征存在明显差异,并据此建立了四种热演化模式:①加里东期成熟,早晚二叠世期间快速演化定型,以川南地区下寒武统烃源岩为代表;②加里东期未熟,早晚二叠世期间一次快速演化定型,以川西南下寒武统和川南下志留统烃源岩为代表;③加里东期成熟,晚海西-燕山期再次增熟,以川东、川北地区下寒武统烃源岩为代表;④加里东期未熟,晚海西-燕山期持续增熟,以川中地区下寒武统和川东、川北下志留统烃源岩为代表.通过对比研究沉积速率、热流和增温速率之间的耦合关系,剖析了四川盆地震旦系-下古生界烃源岩热演化的控制因素,即川西南和川南局部地区主要受控于早晚二叠世期间峨眉山地幔柱和玄武岩的异常热效应,而盆地其它地区则受沉积地层埋深增热和盆地热流演化的共同作用,其中沉积地层埋深增热对烃源岩增温效应更加显著.     

塔里木盆地和田河气田天然气地球化学特征及成藏过程

和田河气田是塔里木盆地在古生界克拉通地区迄今发现的一个最大气田,探明地质储量为616.94×108m3.和田河气田主要产层为石炭系巴楚组的生屑灰岩段、砂砾岩段和奥陶系碳酸盐岩潜山.天然气主要为源自寒武系烃源岩的原油裂解气,经历了晚加里东-早海西期油藏的形成、晚海西期天然气的运聚与散失与喜马拉雅期和田河次生天然气藏形成的3个主要阶段.和田河气田发现的最大意义就是在古生界克拉通地区的新构造运动圈闭中可以形成大气田.     

中国南方白垩系油气成藏规律

南方白垩系多以红色、紫红色碎屑岩为主,夹蒸发岩,由于缺乏烃源岩,在勘探上一直没有受到应有重视.随着油气勘探的深入,近年来陆续发现大量白垩系油气藏或油气显示,显示出白垩系良好的勘探潜力.研究发现白垩系发育优质储层和高效盖层,同时白垩系与下伏古生代-早中生代海相地层和上覆新生代陆相地层构成叠合盆地,这两套层系均发育多套优质烃源岩.在南方特别是中下扬子地区喜马拉雅期以来强烈的拉张断陷作用伴生了大量的断裂,这些断裂沟通了白垩系与上下覆地层的烃源岩,形成了断裂型和不整合型的不连续的生储盖成藏组合,来自古近系烃源岩和具有二次生烃能力的中生代、古生代烃源岩的充足油气在白垩系形成新生古储型、古生新储型和少量自生自储型油气藏,其油气富集成藏关键因素是临近生烃中心、油气源充足,其二是断裂系统相对发育,为白垩系油气成藏提供了必要输导体系.     

塔里木盆地英南2井气藏生烃动力学研究

英南2井是塔里木盆地东部地区一口重要的预探井,该井在侏罗系获得高产工业油气流.天然气组分与碳同位素组成表明该气藏中的天然气属于腐泥型天然气.由于该区存在多套源岩,天然气来自干酪根气还是原油裂解气存在一定争议.通过应用生烃动力学与碳同位素动力学的方法,认为英南2井天然气以原油裂解气为主,约占72%,气源来自寒武-下奥陶统干酪根的二次生气、中上奥陶统油藏的裂解气.英南2井侏罗系气藏主要充注时间在65Ma之后,属晚期成藏,持续充注.     

下扬子中生代构造-热事件及其对海相烃源岩生烃的影响

温度是控制烃源岩有机质生烃的主要因素,构造-热事件下的高温作用对烃源岩的增熟和生烃历程具有显著影响.通过地质分析和磷灰石、锆石裂变径迹、磷灰石U-Th/He低温热年代学数据、火山岩年龄数据分析认为,下扬子中生代存在印支期(T_3-J_2),燕山期(J_3-K_1)构造-热事件,沉积盆地达到最高古热流的时间大约为130~110Ma.古温标镜质体反射率热史反演结果揭示句容地区最高地表古热流达到~94mW·m~(-2),泰兴地区为~78mW·m~(-2),热事件的强度由西至东减弱.基于EASY%Ro模型的生烃史正演结果揭示:寒武系烃源岩在常州地区主生气期为早二叠世晚期至晚三叠世末,在句容、泰兴地区主生气期为晚三叠世-早白垩世.由于T_3-J_(1-2)前陆盆地沉积和早白垩世岩浆活动热事件的双重作用,海相烃源岩有机质在早白垩世末达到最高古地温.虽然K_2-E期间在句容、泰兴和常州部分地区具有一定的沉降幅度,甚至使得部分地区海相烃源岩的埋深超过早期的埋深,但由于K_2以来大地热流降低,海相烃源层地层温度却低于早期的地温,有机质未能普遍进一步增熟生烃,即这些地区不存在大面积的二次生烃.     

海湾盆地八面河地区油气运聚与成藏特征分析

采用地质与地球化学原理与方法对渤海湾盆地八面河油气区进行系统测试和分析, 定量估算该油田的油源分配, 提出了相应的运移通道和成藏机理. 研究结果表明, 虽然八面河油田附近埋藏较浅的沙四段烃源岩提供的“未熟-低熟油”在八面河地区原油中占一定的比例, 但这些原油的主体应来自相邻的生油洼陷——牛庄和广利洼陷内埋深超过2700 m的沙四段成熟烃源岩. 定量计算表明, 八面河地区未熟-低熟油的含量不超过20％, 其余为正常原油. 来自生烃洼陷的油气的运移受断层、砂体运载层等优势通道共同控制, 八面河油田只是运移优势通道的指向之一. 新提出的原油来源与运聚模式已为近期油气勘探实践所证实.     

塔里木盆地中央隆起带中、西段及邻区中、下寒武统盐相关构造及其变形机理

塔里木盆地中央隆起带中、西段及邻区中、下寒武统广泛发育盐岩层系.本文通过地震和钻井资料综合解释和分析,发现这套盐岩层系形成时代老,埋藏深度大,流动聚集幅度较小,厚度分布不均匀,它们作为区域滑脱层对该区盐上古生界构造变形起着重要控制作用,形成一系列含油气圈闭构造.同时,由于寒武系盐岩层系提供的优质盖层和封闭条件,大大提升了该区盐下震旦-寒武系目的层系的油气勘探价值.研究表明,该区中、下寒武统盐相关构造主要包括盐枕构造、盐滚构造、盐(上)背斜构造、盐刺穿构造、盐拱-盐上断块构造组合、基底断裂-盐背斜构造组合、基底断块-盐丘构造组合、盐岩滑脱-断层相关褶皱组合、基底断块-盐拱-盐上叠瓦冲断组合.这些盐相关构造的形成演化和变形机理主要受控于基底断裂作用、挤压缩短作用、塑性流动聚集作用、上覆层系重力作用和盐上层断裂滑脱作用等,盐相关构造主要沿基底断裂或断块构造带成排成带分布.     

塔里木盆地前寒武系地层重磁电物性建模及储层激电响应特征

塔里木盆地轮探1井钻遇新元古界上震旦统优质白云岩储层,证实了盆内寒武系盐下白云岩储层为下一步的潜力勘探层系,对拓宽深层、超深层油气勘探领域具有重要意义.本文着重研究塔里木盆地周缘前寒武系地层露头标本,通过分析不同地层、不同岩性标本的密度、磁化率、电阻率、极化率和剩磁特征,建立了前寒武系地层的重、磁、电物性模型,并较全面地完善了盆地自太古宙以来的重磁电物性与地层的关系模型.同时,充分利用前寒武系地层密度、磁性和电性参数,通过多参数交会分析,揭示了古老地层不同岩性标本的重磁电物性响应特性.此外,基于深层已钻井岩心开展含油条件下的复电阻率特征分析,本研究为盆地深层油气非地震勘探提供了岩石物理模型,有助于提高深层重磁电勘探方法的分辨能力,对应用非地震勘探方法进行岩性识别和弄清物性界面特征具有指导意义.     

塔里木盆地天然气氢同位素地球化学与对热成熟度和沉积环境的指示意义

通过对塔里木盆地主要含气区74个天然气样品碳、氢同位素分析, 天然气可分为6类, 即: ①与陆相煤系有关的煤成气; ②与三叠-侏罗系湖相泥岩有关的煤成气; ③与海相沉积的寒武系-下奥陶统烃源岩有关的油型气; ④与海相-海陆过渡相烃源岩有关的油型气; ⑤石炭系海陆过渡相烃源岩与中生界腐殖型有机质形成的混合气; ⑥塔西南坳陷有机热解气与少量深部气形成的混合气. 不同类型天然气中甲烷氢同位素组成受源岩沉积环境(有机质类型)和热成熟度双重因素控制, 其中沉积环境(有机质类型)为主要控制因素, 其次为热成熟度; 在源岩热演化程度相近时, 甲烷氢同位素组成主要与其源岩沉积环境(有机质类型)有关. 随着气源岩热演化程度的增高和/或烷烃气碳数的增加, 烷烃气氢同位组成呈逐渐变重的趋势; 重烃气氢同位素组成(d D2, d D3)主要受源岩热成熟度控制, 其次为源岩沉积环境. 烷烃气氢同位素系列局部倒转与细菌氧化、不同类型天然气混合和/或同一类型不同热成熟天然气混合有关. 在油型气中, d D1>d D2可能与硫酸盐还原反应有关.     

塔里木盆地寒武系芙蓉统SPICE的发现与碳同位素地层学对比

塔里木盆地寒武系芙蓉统发育大量的结晶白云岩,是油气勘探的重要目标层系.由于生物化石较少,且前人未在碳同位素地层研究中发现SPICE漂移这一芙蓉统标志,芙蓉统等时对比格架一直未能建立.本研究通过对塔里木盆地覆盖区的塔西台地和塔东盆地的代表性钻井的碳同位素地层研究,在塔里木盆地发现SPICE漂移,在塔西台地区三个钻井的下丘里塔格组中部均出现碳同位素正异常,幅度达1.5～1.9‰;在塔东盆地区突尔沙克塔格群下灰岩段出现幅度高达4.0‰的正漂移;据之大致确定了寒武系芙蓉统的底界.发现塔西台地区三个钻孔蓬莱坝组底部、塔东盆地区塔东2井突尔沙克塔格群顶部都出现一个δ~(13)C值微弱正异常.提出碳同位素微弱负漂移之后的正漂移作为确定塔里木盆地奥陶系/寒武系界线的同位素地层标志,初步建立了塔里木盆地芙蓉统跨隆起、跨相区的等时对比格架.     

J_3-K_1构造事件对南方海相源盖成藏要素的控制作用

烃源岩的热演化、盖层的封闭性动态演化均受构造演化控制.中国南方海相层系经历了多期构造事件的叠加改造,明确控制源盖动态演化的关键构造事件,对保存条件有效性研究具有重要意义.从南方海相层系埋藏史类型、海相烃源岩的生烃过程、盖层的封闭性演化、油气藏保存和古油藏破坏与J3-K1构造事件的关系,论述了J3-K1构造事件对南方海相源盖成藏要素的控制作用.结果表明,J3-K1期间持续沉降埋深的地区,海相烃源岩长期持续生烃,生烃结束时间相对较晚,上覆盖层封闭性不断加强,油气得以保存.J3-K1期间遭受挤压变形、褶皱冲断、抬升剥蚀的地区,形成了早抬型埋藏史类型、海相烃源岩的生烃过程在J3-K1期间终止(或中止)、盖层封闭性减弱或被剥蚀殆尽,海相油气的保存条件遭受破坏.中国南方海相油气勘探的战略选区方向为J3-K1期间持续埋深沉降的地区.     

鄂尔多斯盆地下古生界油气地质动力学研究

以鄂尔多斯盆地奥陶系烃源岩为主要研究对象 ,采用盆地动态数值模拟和成藏动力学的方法研究其地史、热史、生烃史及排烃史等油气地质动力学特征 .结果表明 :奥陶系总体上经历了原始沉积、抬升剥蚀、快速沉降、升沉交替和差异抬升剥蚀阶段 ;盆地大地热流值总体较低 ,奥陶系的古热流演化可划分为白垩纪前的较高热流和白垩纪后的较低热流两大阶段 .奥陶系烃源岩有机质热演化整体都已进入高成熟 过成熟阶段 ,生气强度大于生油强度 ,烃类相态以天然气为主 ;单位时间的排油、排气曲线为“多峰型” ,累计排气强度大于累计排油强度 ,具良好的天然气勘探远景 .     

准噶尔盆地西北缘车排子地区新近系沙湾组油源探讨

位于准噶尔盆地西北缘车排子地区的车89井在新近系沙湾组地层中获得高产工业油流,为准噶尔盆地南缘前陆斜坡带新近系勘探开辟了新的领域.车排子地区与四棵树和沙湾二个生烃凹陷毗邻,存在石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系和古近系等多套烃源岩,具有形成混源原油的地质和地球化学条件.车89井新近系样品原油碳同位素、族组成及生物标志化合物组成特征等地球化学分析表明,新近系沙湾组原油与单纯的二叠系、侏罗系烃源岩既有某种程度的类似,又都存在一定的差异,没有明确的油源关系,为二者的混源产物.地球化学分析及地质研究表明,古近系乌伦古河组砂岩抽提物与新近系沙湾组原油和砂岩抽提物为同源但不是同期充注,乌伦古河组中的油气在新近系地层沉积前已完成充注,并遭受较为严重的生物降解和氧化水洗作用,从另一方面证明车89井新近系沙湾组原油不可能来自古近系烃源岩.