海相烃源岩二次生烃潜力定量评价新方法

烃源岩二次生烃的演化过程是残余干酪根热解演化与残留油热裂解转化两个既相互联系又完全不同的物理化学反应过程的叠加。本文利用自制高压釜热压生烃模拟实验装置,采取分阶段连续递进模拟实验方式,以海相烃源岩样品为例分别评价了残余干酪根的生烃潜力与残留可溶有机质转化油气潜力,建立了一套不同起始与终止成熟度海相烃源岩二次生烃潜力的定量评价方法,并首次明确提出了干酪根生油指数KIo、干酪根生气指数KIg、干酪根生烃指数KIh等评价烃源岩生烃潜力的参数,弥补了ROCK EVAL热解评价方法无法分别评价烃源岩在不同生烃演化阶段所生成的“油”或“烃气”潜力的不足。     

塔里木盆地一类新海相原油的地球化学特征

对塔中52等井奥陶系储层产出的原油进行的分析结果表明,它们的三环萜烷系列较为特殊,主要表现为其相对丰度呈C19>C20>C21>C23>C24>C25>C26阶梯状的模式,C24四环萜烷异常丰富,且其丰度远高于C26三环萜烷,这一分布模式一般出现在淡水沼泽相和浅湖相沉积地层与原油中。在三萜烷分布特征上,其伽马蜡烷含量很低,甾烷系列和藿烷系列的分布与组成特征与该地区来源于中上奥陶统烃源岩的海相原油十分接近,同时它们的全油均具有轻的碳同位素组成,其δ13Ｃ值都小于-30‰,具有海相成因原油的特征。而塔中12井上奥陶统良里塔格组4-5段烃源岩中生物标志物的分析结果进一步证实了该类原油与那些富含宏观藻残片,且有机质类型偏腐殖型的上奥陶统海相烃源岩关系密切,是该地区油气勘探中值得关注的对象。      

4­‐­甲基甾烷在油源对比中的应用--以渤南洼陷北部陡坡带为例

同一洼陷不同次洼的烃源岩及生成的原油,由于古气候、古沉积环境较为相似,其常规生物标志化合物和同位素特征差别非常小,给油源分析带来困难。通过GC-MS分析提取原油和烃源岩中分子化石信息,主要依据4 甲基甾烷的相对含量和不同构型的4 甲基甾烷的分布特征来进行油源对比,为类似地区的油源分析提供了一种新思路。渤南洼陷发育Es4s和Es3x两套主力烃源岩,中部次洼、西部次洼和渤南深洼Es3x烃源岩的4 甲基甾烷/C29甾烷值分别为4.51、2.79、1.27,是由于烃源岩中沟鞭藻有机质占总有机质的比例不同所造成。不同地区原油C20、C21、C23三环萜烷和ααα20RC27、C28、C29规则甾烷等特征非常相似,成熟度相当,中、西、东三个地区原油的4 甲基甾烷/C29甾烷值分别为2.89,2.39和2.06,区别明显,各个地区4 甲基甾烷的构型也不同。对比结果表明,渤南洼陷北部陡坡带Es4s和Es3x油气均为近源成藏,主要来源于其临近次洼的Es3x烃源岩。     

鄂尔多斯盆地天环坳陷北段奥陶系烃源岩特征及成熟演化史

为研究天环坳陷北段下古生界天然气成藏规律,利用探井资料和有机地球化学方法,评价了天环坳陷北段奥陶系烃源岩特征并恢复其成熟演化史。天环坳陷北段奥陶系乌拉力克组和克里摩里组烃源岩有机碳含量和生烃潜量相对较高,烃源岩有机质丰度以中等—好为主,少部分为差烃源岩;三道坎组和桌子山组烃源岩以差为主。干酪根组分鉴定表明,天环坳陷北段奥陶系烃源岩主要为Ⅱ₁～Ⅰ型干酪根,热演化程度高,处于生干气阶段。成熟演化史模拟显示,古生代—中生代早期地温梯度低,地层埋藏浅,烃源岩成熟演化程度低。燕山期,由于构造热事件,地温梯度迅速升高,早白垩世烃源岩经历的最高温度超过200℃,达到生气高峰期,早白垩世是油气成藏的主要时期。早白垩世之后,鄂尔多斯盆地整体抬升,地温梯度减小,生烃作用停止。     

辽东湾辽西凹陷沙河街组烃源岩评价及油源研究

辽西凹陷沙河街组是否发育烃源岩,是该凹陷油气勘探首要问题。以源控论为基本指导思想,从沉积相研究入手,通过烃源岩地球化学分析、盆地模拟及油源对比,综合评价了辽西凹陷沙河街组烃源岩。在大量地震资料及单井资料分析基础上,认为辽西凹陷沙河街组发育大规模中深湖相,特别是辽西中洼沙四段发育中深湖相沉积,具备形成烃源岩的先决条件。通过在该凹陷取的33个油样及48个岩样分析,认为沙河街组烃源岩有机显微组分组成中腐泥组和壳质组含量普遍较高,富含浮游藻类,干酪根类型为Ⅰ~Ⅱ型。盆地模拟认为辽西凹陷生烃门限约2 500 m,沙三段进入生烃门限,具备大规模生烃条件,沙一段未进入生烃门限。通过油源对比分析,辽西凹陷原油的4 甲基甾烷/C29规则甾烷比值基本上都大于0.5,三芳甾烷/三芳甲藻烷值分布范围0.94~3.88,均值为1.51,与沙三段烃源岩具有很高的相似性,因此,认为沙三段和沙四段是辽西凹陷油气的主力烃源岩层段。有机相和沉积相综合分析认为,辽西凹陷沙河街组烃源岩整体优越,但各次洼烃源岩分布有一定差异性,中洼发育2套沙河街组烃源岩,生烃潜力巨大,南洼沙三段烃源岩最好,北洼烃源岩规模最小。     

黔中隆起及其周缘地区“下组合”油气地质特征

黔中隆起及其周缘地区包括滇黔北部坳陷、黔中隆起、滇东隆起、黔西南坳陷、黔南坳陷和武陵坳陷等六个一级构造单元。“下组合”包括震旦系、寒武系、奥陶系和志留系,具有丰富的油气资源和较好的油气成藏条件。两套区域性海相烃源岩,包括下寒武统牛蹄塘组碳质页岩和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组石灰岩和碳质页岩,Ro值普遍在2%以上,主体处于高成熟晚期—过成熟早期。上震旦统陡山沱组发育地区性黑色页岩和碳质灰岩等烃源岩。主力储层包括上震旦统灯影组、中—上寒武统、下奥陶统桐梓组—红花园组及下志留统石牛栏组。区域盖层发育于下寒武统下部和下志留统下部,皆以泥质岩为主。各区块海相“下组合”纵向生储盖组合发育情况有所差异,黔中隆起区和黔南坳陷有两套组合,滇黔北部坳陷则有四套组合。以下寒武统牛蹄塘组为烃源岩、上震旦统灯影组白云岩为储层、下寒武统泥岩为盖层的生储盖组合,是黔中隆起及其周缘地区“下组合”勘探的主要目的层系。     

华北地区东部下古生界烃源岩分布特征及其发育模式

华北地区下古生界烃源岩研究对前第三系油气战略资源选区具有重要意义。从沉积学角度出发,通过对研究区有机碳含量、生烃潜力和氯仿沥青"A"等参数的统计分析和平面制图,划分了烃源岩类型,并进行了品质评价,分析了烃源岩的成因,总结了烃源岩发育模式。研究认为:华北东部奥陶系上、下马家沟组及峰峰组为较好的烃源岩,平均有机碳含量分别为0.183%、0.21%和0.181%;下寒武统发育优质烃源岩(TOC平均值为6.46%,最高值为11.2%),但分布范围局限。华北地区东部烃源岩按岩石类型不同可分为两套,即下寒武统泥质烃源岩,中、下奥陶统的碳酸盐岩烃源岩。烃源岩的成因取决于沉积环境,泥质烃源岩发育于陆棚浅海环境,而碳酸盐岩烃源岩则受控于云坪和局限台地环境。对烃源岩空间展布规律研究发现,合肥盆地为潜在的泥质烃源岩发育区,而东濮拗陷、临清拗陷、冀中拗陷为潜在的碳酸盐岩烃源岩发育区。     

塔里木新元古代盆地演化与下寒武统烃源岩发育的构造背景

下寒武统优质烃源岩的分布一直是塔里木盆地油气勘探的难点问题。在区域构造演化背景分析基础上,利用露头和新的钻井、地震资料,通过地层对比、构造解释和古地貌恢复,探讨了塔里木新元古代盆地原型、古构造及下寒武统烃源岩发育的构造背景。研究认为塔里木盆地西缘的柯坪和叶城地区,新元古代经历了陆内断陷到初始被动大陆边缘的盆地演化序列,而在塔东北的库鲁克塔格地区,主要以裂谷及其衰退期的拗陷为特征。地震反射特征进一步显示在塔里木陆内也具有相似的成盆作用,南华纪断陷具有清楚的垒、堑结构,震旦纪以后以拗陷阶段的均衡沉降为主。发生在晚震旦世末的柯坪运动造成全区抬升,奠定了塔里木盆地寒武系沉积前的构造古地貌,总体表现为西高东低,南高北低,控制了下寒武统烃源岩的形成、分布。塔西台地内中-下寒武统出现大面积增厚,可能与晚震旦世以后继承性的沉降作用有关,形成有利于玉尔吐斯组类型的碳酸盐质陆棚相烃源发育的沉积环境。而西山布拉克-西大山组类型的深水陆棚-盆地相的泥质烃源岩不仅在满加尔坳陷内发育,还可能在阿瓦提坳陷内分布。尽管中央隆起带大部分地区不利于优质烃源岩发育,但不能排除局部地区仍可能存在下寒武统泻湖相烃源岩。与盆地北部高碳酸盐岩含量的烃源岩不同,塔里木南缘改造边界附近具有形成高碎屑岩含量的深水泥质烃源岩的构造-沉积环境。     

中国南方海相生烃成藏研究的若干新进展(一) 南方四套区域性海相烃源岩的分布

通过对上、中、下扬子区121个地表及钻井剖面烃源岩的密集扫描取样和地化分析,系统研究了下寒武统、上奥陶统—下志留统、上二叠统、下二叠统四套区域性海相烃源岩的厚度及有机质丰度的纵横向分布,明确了海相烃源岩在纵向上以下寒武统和上二叠统为最好,横向上以上扬子区为最好,其次为下扬子区;确定了五个烃源岩发育区。明确了海相烃源岩以泥岩为主,碳酸盐岩烃源岩只出现在下二叠统栖霞组—茅口组,实测最大厚度为150m,从而表明中国南方不存在上千米厚的碳酸盐岩烃源岩。对四套海相烃源岩的厚度问题、层位问题、原始生烃潜量和碳酸盐岩烃源岩的鉴别问题等提出了认识。     

烃源岩生排烃动力学研究〗——以惠民凹陷临南洼陷沙河街组烃源岩为例

本研究以惠民凹陷临南洼陷沙河街组为例,应用GOR—Evaluation模拟软件,提出了以动力学为基础、定量评价烃源岩生排烃历史的方法。该方法的要点在于:应用黄金管—高压釜限定体系热模拟实验装置,研究典型烃源岩生烃动力学参数;结合临南洼陷烃源岩EOM/TOC—-深度剖面,模拟计算烃源岩开始排烃时的烃产率(Hpm);通过分析烃源岩地球化学资料,进行烃源岩分类、建立生排烃模拟的综合地球化学参数。应用该方法研究了临南洼陷Es13暗色泥岩、Es2-33暗色泥岩与暗色页岩的生排烃特征。研究结果表明:临南洼陷Es2-33暗色页岩与暗色泥岩Hpm值分别为150 mg/g与170 mg/g;临南洼陷X101井Es2-33暗色页岩、Es2-33暗色泥岩及Es13底暗色泥岩生油门限分别出现在20 Ma、13 Ma与19 Ma,排油门限分别出现在10 Ma、8 Ma及2 Ma。这三类烃源岩的生烃门限对应Easy Ro在0.55%左右,但他们的排油门限存在明显的差别,Easy Ro变化范围0.61%～0.69%。该研究方法的优点在于,将实验数据模拟与实际地球化学资料相结合,避免了复杂排烃参数的设定与排烃机理的解释,研究结果可应用于烃源岩生排烃定量评价、有效烃源岩圈定及油气资源量预测等方面。     

雪峰山西侧地区下寒武统牛蹄塘组烃源岩特征与油气地质意义

通过对雪峰山西侧地区下寒武统牛蹄塘组烃源岩的系统观测、采样和有机地球化学研究,总结了烃源岩的分布规律、有机质母质类型、烃源岩形成与沉积环境的关系、有机质成熟度等。牛蹄塘组烃源岩具有高有机碳、低氯仿沥青“A”、低生烃潜能的特征,有利烃源岩主要分布在黔北遵义、黔东天柱—城步、渝东南—湘西酉阳—麻阳一带及鄂西咸丰—张家界一带。干酪根镜下鉴定表明,有机质以腐泥组为主(75%~93%),饱和烃/芳烃占0.84%~27%,平均5.77%,牛蹄塘组烃源岩有机质类型为Ⅰ型。干酪根δ13Corg较轻,为-34.99‰~-25.36‰,平均-31.80‰,显示沉积母质以浮游生物及海洋性自养菌为主,部分样品有机质来源以藻类为主,结合Pr/ph分析,烃源岩主要形成于缺氧且通常是超盐度的环境中。沥青反射率为2.23%~4.32%,平均3.45%,等效镜质体反射率为1.84%~3.23%,平均2.43%,表明大部分样品已达到过成熟阶段。     

四川盆地龙潭组高热演化烃源岩有机质生源及沉积环境探讨

四川盆地龙潭组烃源岩R°值主要变化在2.0％～3.0％范围,干酪根H/C原子比值多数集中在0.3～0.5之间,有机质热演化达到过成熟阶段.它们的各类饱和烃生物标志物组成和分布大都发生了异常变化,限制了其地球化学应用.其芳烃组分和干酪根碳同位素及S、N元素组成还包含着标志有机质生源及沉积环境的信息.川东南地区近海湖沼相含...     

泥岩/页岩：中国元古代－古生代海相沉积盆地主要烃源岩

在中国元古宙—古生代海相沉积体系中,碳酸盐岩是最主要的沉积岩类型,长期以来研究的重点也一直是碳酸盐岩,对海相泥岩/页岩的关注比较少,并且认为碳酸盐岩是海相沉积盆地中主要的烃源岩。对中国南方上、中、下扬子地区、滇黔桂地区、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、华北地区等147条剖面、289口探井及浅井约11200余个样品有机碳含量的分析与统计表明,泥岩/页岩有机质丰度高,是中国元古宙—古生代海相沉积盆地中主要的烃源岩类型,而碳酸盐岩有机质丰度普遍较低,仅仅是次要的烃源岩类型。海相碳酸盐岩中有机质的含量与碳酸盐含量呈现弱的负相关性,泥质输入有利于形成高有机质丰度的碳酸盐岩烃源岩,但并不是高有机质丰度碳酸盐岩烃源岩发育的必要条件,决定碳酸盐岩烃源岩有机质丰度的主要因素是有机质的生产率、有机质的沉积与保存环境。中国元古宙—古生代海相沉积盆地中并不缺乏高有机质丰度泥岩/页岩类好烃源岩,上、中、下扬子地区主要发育于上震旦统陡山沱组、下寒武统、上奥陶统—下志留统、上二叠统;华南地区主要发育于中、下泥盆统;塔里木盆地主要发育于下寒武统、下奥陶统及中上奥陶统;华北地区为中新元古界洪水庄组、下马岭组。泥灰岩类碳酸盐岩烃源岩在塔里木盆地相对比较发育,在中国南方地区只有下二叠统相对发育。     

羌塘盆地土门地区上三叠统土门格拉组烃源岩地球化学特征

本文在南羌塘盆地土门地区获得一套上三叠统土门格拉组泥质烃源岩。通过有机质丰度、有机质类型和有机质热演化程度的分析,结果表明,土门格拉组泥质烃源岩有机碳含量在0.54%~1.36%之间,达到了中等-好烃源岩标准,局部达到很好烃源岩标准;干酪根镜检结果显示,有机质类型主要为II1型。镜质体反射率Ro为1.61%~2.76%,岩石热解峰温Tmax介于340~544℃之间,干酪根腐泥组颜色为棕色-棕褐色,表明有机质演化达到过成熟阶段。土门地区土门格拉组泥质烃源岩的发现进一步表明羌塘盆地上三叠统烃源岩具备良好的生烃(气)潜力。     

四川盆地海、陆相烃源岩有机质稳定碳同位素组成变化及其地球化学意义

采用质谱和色谱-同位素质谱技术,测定了500余个干酪根及饱和烃、芳烃组份、正构烷烃的δ13C值,以此揭示了四川盆地海、陆相烃源岩有机碳同位素组成随地质时代的变化特点及其在高成熟阶段的演化特征,并结合其他相关分析资料,应用碳同位素剖析了不同类型海、陆相烃源岩的有机质生源及沉积环境。研究结果表明,该盆地从震旦系灯影组到中三叠统雷口坡组的海相地层中,干酪根的碳同位素组成随层位变新呈逐渐变重的趋势,可能的原因之一是浮游植物的进化作用;而上三叠统须家河组至中侏罗统千佛崖组的陆相有机质碳同位素组成则有反向的年代变化,主要与生源构成和沉积环境性质有关。这些海、陆相烃源岩的有机源难以用干酪根δ13C值进行区分,而可用饱和烃与芳烃组份的δ13C及其CV值来区别。海洋和湖泊不同沉积相带烃源岩的干酪根具有明显不同的δ13C值,结合其他相关资料可识别其有机质来源。煤系地层中煤与泥岩在干酪根碳同位素组成上没有可区分性,而两者有不同的正构烷烃碳同位素分布曲线。从成熟晚期到高-过成熟阶段,海、陆相干酪根的碳同位素均变重1~2‰,煤系泥岩的正构烷烃碳同位素分布曲线由负向线型分布向平直型演变。这些碳同位素的变化特征为油气源对比和烃源识别提供了依据。     

藏北羌塘盆地角木茶卡地区下二叠统展金组烃源岩特征及意义

在羌塘盆地中央隆起带附近角木茶卡南发现一套下二叠统展金组含凝灰质烃源岩。依据露头样品和测试数据,从有机质丰度、有机质类型及成熟度方面对这套烃源岩特征进行了研究。研究结果表明,展金组烃源岩有机碳含量在0.35%~0.98%之间,达到了烃源岩标准,且大部分接近中等烃源岩标准;通过干酪根镜鉴、干酪根元素分析、干酪根碳同位素等结果分析,其有机质类型主要为Ⅱ2-Ⅲ型;有机质镜质组反射率Ro为1.54%~1.59%,岩石热解峰温Tmax介于467~530℃之间,干酪根腐泥组颜色为棕黄色,显示有机质热演化处在高成熟阶段。研究结果显示该套烃源岩具有较好生烃潜力,在以后的勘探中要予以重视。     

塔里木盆地寒武系海相烃源岩有机成熟度及演化史

原生有机组分(镜状体和动物有机组分)反射率是评价塔里木盆地寒武系海相烃源岩有机成熟度的有效方法。从分析的探井和露头区110多个寒武系样品有机组分反射率数据来看，塔里木盆地寒武系烃源岩均处于高过成熟阶段，尚未发现目前仍处于生油窗阶段的寒武系中等成熟的烃源岩。利用BasinMod-1D软件计算了250口探井，26条地震测线中约340个人工井点有机成熟度随时间的变化，据此编制不同地质时期塔里木盆地台盆区寒武系有机成熟度平面变化图。目前满加尔凹陷中下寒武统烃源岩镜质体反射率在3％以上，中下寒武统烃源岩成熟度相对较低区分布在塔中隆起主垒带、塔北隆起的凸起区(英买力凸起)和巴楚断隆—部分地区，其等效镜质体反射率R^ 在1．6％～2．0％之间。     

湘中坳陷上古生界碳酸盐岩烃源岩特征及生烃模式

据野外露头观察和采样分析,湘中坳陷上古生界碳酸盐岩烃源岩以泥质灰岩、泥灰岩和石灰岩为主,生油母质以偏泥型为主,烃源岩的沉积厚度大、分布范围广,并具有有机碳丰度高、样品达标率高、热演化程度高的"三高"特点。在对碳酸盐岩烃源岩热演化研究的基础上总结出生烃模式,认为本区的生烃分为原始沥青解聚成烃、干酪根降解成烃、包裹有机质释放成烃和热裂解气共四个成烃阶段。     

从塔里木盆地看中国海相生油问题

塔里木盆地厚达 5～ 7km的海相寒武、奥陶系 ,可划分出下、中寒武统和中、上奥陶统两套工业性烃源岩。油源对比证实 :盆地目前保存下来的海相成因工业性油藏 ,主要来源于中上奥陶统泥灰岩。正是因为塔里木盆地比四川、鄂尔多斯盆地多了一套中等成熟的中上奥陶统油源岩 ,所以能够找到海相油田。笔者认为 :海相工业性烃源岩不必很厚 ,但w (TOC)应≥0 .5% ,碳酸盐岩要含泥质 ;海相源岩往往并不发育在凹陷中心 ,而发育在 4种有利沉积相带上 ;碳酸盐岩具有“双重母质”的特点 ,浮游藻类偏油 ,底栖藻类偏气。海相源岩的形成模式有“保存模式”和“生产力模式”两种 ,分别对应于塔里木寒武系和中上奥陶统烃源岩。塔里木古生代克拉通早期活动、晚期稳定、持续降温的演化史 ,有利于海相油气的多期成藏和晚期保存。     

济阳坳陷前古近纪烃源岩生烃潜力分析

济阳坳陷前古近系发育多套低勘探程度层系,下古生界寒武系—奥陶系、上古生界石炭系—二叠系和中生界都具有一定的生烃能力并可以提供油气资源。不同地质时期构造和沉积背景的差异形成了具有不同地球化学特征的烃源岩。本文综合地质资料、烃源岩热解和TOC分析资料、镜质体反射率资料、全岩显微组分分析资料、饱和烃和芳香烃色质资料等,系统分析了济阳坳陷前古近系烃源岩分布特征、地化特征和资源潜力。下古生界海相碳酸盐岩系烃源岩分布局限,有机质丰度较低,但类型较好,具有一定的供烃能力。上古生界煤系烃源岩分布范围广,有机质丰度较高,有机质类型相对较差,以生气为主,复杂的构造演化特征导致了这套源岩以二次生气为主。中生界发育了煤系源岩和湖相泥岩两套烃源岩,有机质类型中等,局部发育中等—好烃源岩,成熟度空间差异较大。总体来看,济阳坳陷三套前古近系烃源岩中,上古生界煤系源岩品质最佳,中生界次之,下古生界相对较差。