一种新的成烃机制--力化学作用及其实验证据

传统油气地质学认为构造作用主要控制含油气盆地的沉积和油气的运移聚集,而烃类形成演化的能量主要是热能。近年来,越来越多的地质和地球化学资料显示,构造活动对有机质直接成烃的力化学作用在成烃过程中起着重要作用。为了证实构造作用产生的机械能对成烃的力化学作用,本文在系统分析高分子力化学作用、阐述力化学作用基本特点的基础上,应用新方法对不同类型低演化源岩有机质进行了力化学成烃模拟。结果表明,在低温剪切应力作用下,腐泥型有机质发生了明显的非烃向烃类的转化,模拟后样品总烃比例明显增加;而腐殖型有机质不仅发生了可溶有机质中非烃、沥青质向总烃的转化,也发生了大分子烃类向小分子烃类的转化,这表明机械能是有机质成烃演化的重要能量来源,力化学作用可能是有机质早期演化成烃的最主要机制之一。     

浅析中国中西部盆地煤系烃源岩成烃研究

烃源岩作为石油、天然气的母源，在油气地质研究和油气勘探中占有相当重的位置。伴随着传统生油理论“源控论”的发展，煤系烃源岩的发展也得到了广泛的关注，其研究内容也不断拓展。根据煤系烃源岩的有机质度及相关指标，指出煤系烃源岩可以成烃，只是作为未成熟－低成熟的向油气转化阶段，同时也能够在一定条件下成为工业性价值的煤系地层油气藏。中国西北部地区广泛存在煤系地层，同时也发现煤系有机质转化为烃类，对比西北部，中国中西部的含煤地层，存在构造的复杂因素，在转化过程中考虑的因素很多，因此在研究煤系地层的成烃作用时，必须慎重，结合综合指标才能判断。     

板内造陆变形及其后期转化的油气地质意义

板内造陆变形以平行不整合为标志，它是一个容易失稳的界面，后期构造变动中常常转化成拆离面。中浅构造层次形成脆性拆离断层（拆离带）；中深构造层次则形成韧性剪切断层（韧性剪切带）。板内造陆变形及其后期演化改善了储集岩性能，影响了油气运移和聚集。后期转化还可以使油气重新运移，也可形成新的油气圈闭，同时深刻影响油气演化，有利于再次生油气。     

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。     

力化学作用与有机质成烃演化

<正> 传统认为,构造作用主要控制含油气盆地的沉积和油气的运移聚集,而有机质成烃演化的能量主要是热能。但是,越来越多的地质和地球化学资料显示,构造活动对有机质成烃产生的力化学作用具有举足轻重的意义。力化学(机械—化学)是力学与化学相结合的学科,它研究物质在机械作用下的化学转化,可分为高分子化合物力化学和低分子化合物力化学两大类,烃类形成属于前者的研究     

中国南方寒武系海相页岩含气性主控因素的科学问题

中国南方寒武系海相页岩含气性在不同地区差异较大,有机质孔隙发育机制不清楚,无法直接用控制五峰组-龙马溪组页岩含气性的有机质丰度和后期构造活动对页岩气的影响来预测其含气性。笔者提出采用历史演化的观点,在动态条件下研究孔隙的形成和发育机制,恢复南方寒武系页岩的有机质转化、油气形成和有机孔隙演化的历史。通过三者的耦合关系研究,为中国独特的高热演化条件下的有机质孔隙的发育机制,在研究方法和理论上探索一条新路。     

造缝产烃还是改质造烃？——论含油气源岩层系的储集层属性和烃源岩属性

源岩层系油气已成为世界油气工业体系中举足轻重的重点领域，未来发展潜力很大。本文通过深入解读含油气源岩层系的地质形成条件，发现储集层属性和烃源岩属性在根本上决定了源岩层系油气成功开发的技术路径。储集层属性是指储集层储存和渗滤油气的物理性质及其相互关系，地史时期微—纳米级孔- 喉- 缝系统充注和聚集了大面积连续型油气资源，人工压裂形成缝网系统突破了致密储层的连通属性短板，成功开发了规模油气资源，突破流动属性短板可能是另一个发展方向。烃源岩属性是指烃源岩滞留、转化和排出油气的物理化学性质及其相互关系，包括已转化的滞留油气和未转化的残留有机质，滞留及潜在烃类资源规模巨大，地下人工加热等方式理论上可突破烃源岩的有机质数量和成熟度属性短板，可能是实现成功开发的有效路径。储集层属性和烃源岩属性是实现源岩层系油气规模发展的内在潜质基础，公共属性参数是外部环境基础。造缝产烃还是改质造烃？前提是准确研判优选何种内在属性参数，基础是系统整合优化所有外在属性参数，推动实现源岩层系油气商业化可持续发展，未来中低熟富有机质页岩及油页岩、中高熟富气态烃页岩层系、低变质程度富油煤岩、深层可气化煤炭等是值得期待的战略发展领域。     

新疆塔里木盆地构造样式研究

塔里木盆地是一个复合叠加的大型含油气盆地，经历了多期构造活动的影响，形成了丰富多彩的构造样式，笔者从形成盆地的地球动力学背景出发，将塔里木盆地的构造样式划分为压缩构造样式，伸展构造样式和走滑构造样式三种基本类型，再根据构造的卷入程度，进一步划分为基底卷往型和盖层滑脱型两种类型，同时讨论了由于构造背景转化而形成的反转构造。     

陆相生油及其衍生热点

对陆相生油而言,关键性的问题是何种地质背景是形成优质油源层和向成油转化的环境。认识之一是古气候和占构造有利因素的叠加,如“陆相、潮湿、拗陷”的学说。70年代以来陆相牛油地球化学研究在陆相油源岩的质、量,成烃转化特征、油气源对比等方面确证了陆相沉积中存在优质源岩和向成油转化的条件,并足以保证陆相大、中型油气田形成的油源供给。陆相有机质的特性衍生出近年油气地学的2个热点,即煤成气、煤成油、未熟-低熟油气,并取得了理论和实践的双丰收。笔者在文中提出了陆相生油的地质构架——环境控源、源控藏。     

柴达木盆地北缘油气分布的构造控制作用

该区中新生代形成了伸展构造、扭动构造、逆冲－褶皱构造等构造样式。早、中侏罗世形成的正断层组合构造样式，可形成一些小规模油气藏。老第三纪形成的压扭性构造对油气的聚集有重要控制作用。而新第三纪－第四纪形成的塑冲－褶皱构造的含油气性差异很大，在早期断层基础上发育的逆冲－褶皱构造有利于油气分布，而新形成的逆冲－褶皱构造，通常不利于油气聚集，构造应力对油气的运移聚集有重要影响，构造应力变化速率引起的应力驱动，是油气沿断层垂向运移的主要动力，在断层附近应力值适中、岩石扩容量较大、微裂缝发育的区域，是油气聚集的有利场所。     

含油气盆地中高地温的地质意义

本文以渤海湾油区南部含油气盆地为例,讨论了地温对盆地生油、砂岩孔隙性和特殊油、气藏形成的地质作用和意义。地热研究不仅限于学科自身的范围,而且已向石油、天然气等流体矿藏的成藏领域突入,并从已知的深层原生天然气藏、高含二氧化碳的天然气藏、特高压油藏和特稠油油藏的成藏实例中,找到了某些结合点。     

渤海湾盆地黄骅坳陷石炭系—二叠系烃源岩生烃演化及与中—新生代构造演化的响应关系

渤海湾盆地石炭系—二叠系为烃源岩的古生界潜山内幕型原生油气藏认识程度低,勘探难度大,明确石炭系—二叠系烃源岩生烃演化过程及与中—新生代构造演化的响应关系对内幕型原生油气藏勘探具有重要意义。笔者等基于三维地震资料、典型井实测镜质体反射率、流体包裹体等数据资料,进一步采用构造解析、潜山埋藏史分析以及盆地生烃模拟等技术手段,探讨了渤海湾盆地黄骅坳陷中—新生代构造运动及对石炭系—二叠系烃源岩生烃演化的控制作用,明确了生烃时期及有利生烃范围。研究表明,黄骅坳陷中—新生代构造活动经历了“两期裂陷,两期抬升”的四个演化阶段,形成多种类型的埋藏史,构造运动引起的古地温变化使南北地区烃源岩进行差异了生烃演化,裂陷建造作用促进地温上升,有利于有机质生烃,挤压改造作用抑制地温上升,有机质生烃中止。乌马营潜山及歧北潜山具有3次生烃阶段,生烃期为早—中三叠纪、早白垩纪、古近纪,港北潜山具有两次生烃阶段,生烃期为早—中三叠纪、古近纪。黄骅坳陷内早期(即早—中三叠纪)生烃范围局限,晚期(即古近纪)生烃最有利,乌马营地区及歧北地区为原生油气藏有利勘探区。     

渤海湾盆地黄骅坳陷石炭系—二叠系烃源岩生烃演化及与中新生代构造演化的响应关系

渤海湾盆地石炭系—二叠系为烃源岩的古生界潜山内幕型原生油气藏认识程度低，勘探难度大，明确石炭系—二叠系烃源岩生烃演化过程及与中新生代构造演化的响应关系对内幕型原生油气藏勘探具有重要意义。笔者等基于三维地震资料、典型井实测镜质体反射率、流体包裹体等数据资料，进一步采用构造解析、潜山埋藏史分析以及盆地生烃模拟等技术手段，探讨了渤海湾盆地黄骅坳陷中新生代构造运动及对石炭系—二叠系烃源岩生烃演化的控制作用，明确了生烃时期及有利生烃范围。研究表明，黄骅坳陷中新生代构造活动经历了“两期裂陷，两期抬升”的四个演化阶段，形成多种类型的埋藏史，构造运动引起的古地温变化使南北地区烃源岩进行差异了生烃演化，裂陷建造作用促进地温上升，有利于有机质生烃，挤压改造作用抑制地温上升，有机质生烃中止。乌马营潜山及歧北潜山具有3次生烃阶段，生烃期为早—中三叠纪、早白垩纪、古近纪，港北潜山具有两次生烃阶段，生烃期为早—中三叠纪、古近纪。黄骅坳陷内早期（即早—中三叠纪）生烃范围局限，晚期（即古近纪）生烃最有利，乌马营地区及歧北地区为原生油气藏有利勘探区。     

基于层序地层格架的有机相研究进展

介绍了３个重要的有机相分类方案,并详细讨论了烃源岩有机相在层序地层格架中的分布特征和变化规律,有机相是沉积环境,有机质类型和成熟度的综合反映,烃源岩有机相主要受气候、陆源有机质产量、海相有机质产率,古氧化体制和海平面变化等多等多种因素的控制,其中产面变化对有机相有着最大复杂的影响,作为一种油气预测手段,层序地层学在有机相研究方面的应用将对油气田、煤田的勘探开发有着重要的作用。     

中国深层天然气形成及保存条件探讨

深层天然气是油气勘探潜在的重要领域,加强深部勘探成为油气区资源发展的必然趋势。笔者将现有与深层气有关的概念进行了甄别分析,最后厘定深层气为埋藏深度大于4500m,在高温、高压和环境介质共同作用下形成和聚集的天然气,就有机质垂向演化而言,主要指沉积层在生油窗以下层位形成和赋存的天然气,并在此基础上对深层气存在的范围进行了探讨。结合有机-无机相互作用,深入研究了深层天然气气源,认为干酪根、聚集型可溶有机质和分散可溶有机质均对深层天然气的形成具有重大贡献,特别是认为分散可溶有机质在叠合盆地可以作为深层气的重要气源。最后根据中国构造演化、烃源发育特点,初步预测了中国深层天然气的分布状况与范围。     

冀中坳陷孙虎地区沉积和剥蚀作用及其对油气生成聚集的影响

探讨了沉积和剥蚀作用对孙虎地区油气生成、聚集的影响,认为两者对于本区油气的生成、聚集和保存都不太有利。首先,在沉积演化中缺少深湖相沉积,只在孔店组和沙河街组发育干盐湖相和滨浅湖相沉积,使得本区的油源有机质丰度不高,类型较差。其次,在洼陷边缘发育的冲积体系由于距油源远,缺少连通通道而难以成为良好的储集岩。另外,本区地层在老、新第三纪之间遭受的强烈抬升剥蚀（最大剥蚀厚度达3000 m）,对本区的油气生成和聚集更是产生了严重的负面影响：一方面导致源岩层的温度、压力下降,油气生成、排出作用大大减弱;另一方面,使得已排出并聚集成藏的油气遭到破坏。强烈的构造活动导致了埋藏史的差异,本区可划分出3种类型的埋藏史,即持续沉降型、早期沉降型和二次沉降型。持续沉降型埋藏区地层埋藏较浅,只有沙三段局部地层进入生、排烃门限,生烃潜力不大;早期沉降型埋藏区地层埋藏较深,孔店组和沙三段均具有生排烃能力,但早期排出的烃存在一个保存问题;二次沉降型埋藏区经历了两次大幅度的沉降,均达到了生排烃门限,具有二次生排烃过程,是目前圈闭条件下寻找油气的较理想地区。     

低勘探程度盆地成藏动力学过程:以西湖凹陷中部地区为例

基于地质类比方法,综合运用地质、地球物理、地球化学等资料及盆地模拟技术恢复了西湖凹陷中部地区油气成藏动力学过程.结果表明:研究区内沉积充填和构造沉降具有幕式演化特征,并以始新世地层沉积厚度最大、沉积-沉降速率最高;烃源岩有机质热演化具有成熟时间短、生油窗窄、生气窗宽的特点;主力烃源岩平湖组进入成熟生烃门限的时间早,生排烃能力强,且生排烃过程发生在晚渐新世至早-中中新世期间;研究区油气运移和油气聚集主要受控于古构造面,保俶斜坡带和天屏断裂陡坡带以平行流为主,中央背斜带以汇聚流为主,存在多个有利油气聚集区,油气聚集作用主要发生在龙井运动(7 Ma)以来.      

Formation of Natural Bitumen and its Implication for Oil/gas Prospect in Dabashan Foreland

Natural bitumen is the evolutionary residue of hydrocarbon of sedimentary organic matter. Several kinds of bitumen with different occurrences, including bitumen in source rock, migration bitumen filled in fault, oil-bed bitumen and paleo-reservoir bitumen, are distributed widely in the Dabashan foreland. These kinds of bitumen represent the process of oil/gas formation, migration and accumulation in the region. Bitumen in source rock filled in fractures and stylolite and experienced deformation simultaneously together with source rock themselves. It indicated that oil/gas generation and expelling from source rock occurred under normal buried thermal conditions during prototype basin evolution stages prior to orogeny. Occurrences of bitumen in source rock indicated that paleo-reservoir formation conditions existed in the Dabashan foreland. Migration bitumen being widespread in the fault revealed that the fault was the main channel for oil/gas migration, which occurred synchronously with Jurassic foreland deformation. Oil-bed bitumen was the kind of pyrolysis bitumen that distributed in solution pores of reservoir rock in the Dabashan foreland depression, the northeastern Sichuan Basin. Geochemistry of oil-bed bitumen indicated that natural gas that accumulated in the Dabashan foreland depression formed from liquid hydrocarbon by pyrolysis process. However, paleo-reservior bitumen in the Dabashan forleland was the kind of degradation bitumen that formed from liquid hydrocarbon within the paleo-reservior by oxidation, alteration and other secondary changes due to paleo-reservior damage during tectonics in the Dabashan foreland. In combination with the tectonic evolution of the Dabashan foreland, it is proposed that the oil/gas generated, migrated and accumulated to form the paleo-reservoir during the Triassic Indosinian tectonic movement. Jurassic collision orogeny, the Yanshan tectonic movement, led to intracontinental orogeny of the Dabashan area accompanied by geofluid expelling and paleo-reservoir damage in the Dabashan foreland. The present work proposed that there is liquid hydrocarbon exploration potential in the Dabashan foreland, while there are prospects for the existence of natural gas in the Dabashan foreland depression.     

川西南地区下寒武统筇竹寺组页岩热演化史及页岩气成藏意义

页岩热演化史与页岩气的成烃、成藏过程关系极为密切.一方面,页岩热演化过程决定了页岩生烃过程、页岩气类型和生气量;另一方面,页岩有机孔隙的形成与页岩热演化过程密切相关.在前期热史恢复基础上,以锆石（U-Th）/He和沥青反射率R_b等古温标进行标定,模拟了川西南地区代表性钻孔下寒武统筇竹寺组页岩热演化史,探讨了页岩热演化过程与页岩气成烃、成藏的关系.研究结果表明,川西南地区下寒武统筇竹寺组页岩热演化过程和生烃史差异性明显,可以识别出两种模式:加里东期坳陷区,筇竹寺组页岩在加里东期成熟,中?晚二叠世期间快速演化定型,两个生烃高峰期分别出现在志留纪（生油高峰?湿气阶段）、中?晚二叠世（干气阶段）,此后再无明显的生烃活动;加里东期古隆起区,筇竹寺组页岩在加里东期未熟?低熟,晚海西期?燕山期持续增熟,亦存在两期生烃高峰,分别是中?晚二叠世（生油高峰阶段）、晚侏罗世?早白垩世（湿气?干气阶段）,筇竹寺组页岩生烃过程持续到晚白垩世末期.分析表明中?晚二叠世期间筇竹寺组页岩的埋深差异造成了其受峨眉山地幔柱热效应的影响不同,进而决定了加里东期坳陷区与隆起区筇竹寺组页岩热演化过程和生烃史差异,并最终导致了威远?犍为地区筇竹寺组页岩含气性优于盆地外围.综合川西南地区筇竹寺页岩生烃史和孔隙度演化模型,将川西南成藏条件相对优越的威远?犍为地区筇竹寺组页岩气成藏过程分为4个阶段:早古生代时期源?储?盖形成和生物气成藏阶段、中?晚二叠世期间初始成藏阶段、晚侏罗世?早白垩世主成藏阶段和晚白垩世以后调整改造阶段.该成果以页岩热演化过程为切入点解释了川西南威远?犍为地区与盆地外围下寒武统筇竹寺组页岩气成藏差异的原因.      

Research Progress in the Petroleum and Natural Gas Geological Theory of China

The Chinese landmass, as a composite region, consists of multiple small continental blocks, such as Sino-Korea, Yangtze, Tarim, etc., and orogenic belts. Because of its distinctive tectonosedimentary evolution, China’s oil/gas-bearing regions differ remarkably from that elsewhere in the world. For instance, in comparison to the Middle East oil/gas-bearing regions which are characterized by Mesozoic-Cenozoic marine oil/gas-bearing beds, early oil and gas discoveries in China are distributed mainly in Mesozoic-Cenozoic continental sedimentary basins. Generation of oil from terrestrial organic matter, or terrestrial oil generation, and the formation of large oil/gas fields in continental sedimentary basins were previously the major characteristics of petroleum geology of China. However, in the past 20 years, a series of major oil and gas discoveries from marine strata have been made. Marine oil/gas fields in China are mainly distributed in the Tarim, Sichuan, and Ordos basins, which are tectonically stable and covered with Mesozoic-Cenozoic deposits. In these basins, hydrocarbon-bearing strata are of old age and the oil/gas fields are commonly deeply-buried. Cumulatively, 995 oil/gas fields have been found so far, making China the fourth largest oil-producing country and the sixth largest gas-producing country in the world. In terms of petroleum and natural gas geology, theories of hydrocarbon generation from continental strata, such as terrestrial oil generation and coal-generated hydrocarbons, etc., have been established. Significant progress has been made in research on the sequence stratigraphy of continental strata, formation mechanisms of ultra-deep clastic reservoirs, and hydrocarbon accumulation in the continental subtle reservoir. Regarding research on the marine petroleum geology of China, with respect to the major characteristics, such as deeply-buried reservoirs, old strata, and multiple phases of transformation, important advances have been made, in areas such as the multiple-elements of hydrocarbon supply, formation of reservoirs jointly controlled by deposition, tectonic activities, and diagenetic fluid-rock reactions, and oil/gas reservoirs formed through superimposed multi-stage hydrocarbon accumulation. As more and more unconventional hydrocarbon resources are discovered, unconventional oil and gas reservoirs are under study by Chinese petroleum geologists, who endeavor to come up with new discoveries on their formation mechanisms.