渤海湾盆地东濮凹陷古近系古湖盆氧化还原条件及其优质烃源岩的发育模式

通过分析东濮凹陷古近系沙河街组烃源岩样品的主微量元素含量,研究了东濮凹陷沙河街组优质烃源岩形成时的古氧化还原条件、古生产力水平及古水体的局限性,探讨了沙河街组沙三段优质烃源岩的发育模式。研究结果表明,东濮凹陷的北部沙三段优质烃源岩发育属于“深水窄盆水体分层沉积”模式。水体主要是咸水—超咸水,水体局限性较强,深度较深形成了稳定的盐度分层,从而造成底层水处于稳定的缺氧条件,有利于有机质的保存。根据主微量元素分析及古生产力的还原,沙三段沉积时水体表层富氧,发育大量有机质,生物死亡后有机质发生絮凝,在氧化还原界面吸附于铁锰氧化物的表面,沉降到底部,底部水体缺氧到还原的性质,适合保存有机质。东濮凹陷南部沙三段优质烃源岩发育属于“浅水广盆凹盆缺氧沉积”模式。湖泊水体为淡水,湖水局限性很弱,属于开阔水域,由于地表河流及洪水带来大量营养物质,表层水体古生产力较高,缺乏缺氧的保存条件,有机质生化阶段消耗较多,但是局部也可以发育弱还原水体,进而形成优 质烃源岩。     

典型陆相开放性断陷湖盆水化学场响应——以渤海湾盆地沾化凹陷为例

通过对沾化凹陷古近系1 160条数据体的试油资料,内容包含矿化度、水型、各离子含量(氯离子、钠离子、钙离子、镁离子、碳酸氢根离子、硫酸根离子等)、原油物性(原油密度、粘度、凝固点及含蜡量等)的分析,对沾化凹陷古近系的水化学场特征进行了研究,研究结果表明,与东营凹陷古近系沙河街组三段与四段封闭性滞留型水化学场特征明显不同,沾化凹陷古近系在宏观上呈现一系列开放性敞流湖盆水化学场的重要特征:矿化度及各离子含量较低(矿化度平均在10 g/L 左右),平面上水化学场环带状特征及剖面上的分带性不明显,而主要呈现平面的分区性及剖面的旋回性; 主要发育NaHCO3型地层水(比例达到80%),变质系数、碳酸盐平衡系数高(分别在1.0和50以上),显示地层水变质作用及交替活动能力强; 不同类型地层水Cl--HCO3-响应有明显差异,低矿化度NaHCO3型地层水rCl-/r(HCO3-)比值基本小于10,表明研究区溶解、溶蚀作用明显; 少量Ca2+ 和Mg2+ 负相关性显示,在研究区这种白云岩化作用主要发生在CaCl2型地层水中; Na+-Ca2+ 关系显示,Na相对亏损、Ca相对富集特征不明显,代表Ca的相对富集数量的流体线(Caexcess=0.997 4(Nadeficit)＋29.355(R2=0.859 6))远低于世界平均盆地流体线; 原油物性响应明显,研究区大多次生稠油分布在低矿化度型地层水中,显示了原油在开放性敞流型湖盆地层水载体中发生运移、聚集时的稠化作用。受湖盆中各次级洼陷的不均衡性发育和演化,研究区这种总体开放性敞流湖盆水化学场特征并不排除局部(如渤南洼陷)有封闭性滞留型湖盆水化学场特征。     

陆相烃源岩的沉积环境及其对生烃潜力的影响一以准噶尔盆地侏罗系烃源岩为例

本文以准噶尔盆地侏罗系烃源岩为例,从沉积角度出发,结合有机地球化学分析,探讨陆相烃源岩的沉积环境及其对生烃潜力的影响。陆相烃源岩的沉积不仅控制了烃源岩的发育与展布,而且还由于其中原始生物丰度和种类不同而直接影响着烃源岩的有机质丰度和类型。在陆相河流-三角洲-湖泊沉积环境中,半深—深湖及前三角洲中的暗色泥岩最具生烃潜力,这类暗色泥岩发育的原生有机物主要为水生低等生物和较少的高等植物,水介质条件以还原—强还原为主,所以其有机质丰度高,类型好(以Ⅰ、Ⅱ型为主)。三角洲平原及曲流河泛滥平原岸后湖泊中的暗色泥岩也具较好的生烃潜力,这类暗色泥岩的有机质母源主要来自高等植物,水介质条件为弱氧化—弱原还,因此其有机质丰度较高,但类型以Ⅲ型为主。
煤岩作为烃源岩,其生烃潜力取决于煤岩体积及富氢组分含量和演化程度。而煤岩体积和富氢组分含量又主要受控于成煤环境的古气候、古地理、成煤物质(古生物)及介质条件等。湖湾、滨湖沼泽煤最具生烃潜力,这类成煤环境不仅面积大、发育稳定,而且覆水程度高,底水介质条件多为还原—强还原;原生生物虽以高等植物为主,但发育较多的水生生物,因此其煤层不仅厚度大、分布连续,而且煤岩中的富氢组分较高。相比之下,三角洲平原、曲流河泛滥平原及网结河湿地沼泽煤的生烃潜力次之,辫状河泛滥平原沼泽煤的生烃潜力最差。     

辽河西部凹陷古近系烃源岩生烃动力学特征

针对辽河西部凹陷不同岩性、不同干酪根类型18块样品进行了较详细的开放体系生烃动力学研究, 模拟结果反映出相同岩性不同有机质类型烃源岩动力学特征存在较大的差异, 有机质类型越好, 平均活化能越小, 主频活化能对应的反应分数越大, 活化能分布范围越窄, 表明有机质类型对烃源岩生烃动力起着决定性作用.应用平行一级反应模型, 结合埋藏史、热史对辽河西部凹陷古近系烃源岩生烃史进行了定量研究, 层位上, 西部凹陷沙三、沙四段是主力烃源岩, 分别占总生烃量的63.9%和18.5%, 其次为沙一二段和东营组, 4套烃源岩累计生烃量为328.09×108t;东营期是主要的生烃时期.      

东濮凹陷石炭-二叠系煤系烃源岩生气演化及潜力分析

东濮凹陷石炭-二叠系煤系烃源岩的生烃演化时空差异性尚存在争议,烃源岩热演化生烃史的定量化研究仍有待进一步深入.利用热模拟实验和盆地模拟技术对烃源岩热演化生烃史进行了系统定量评价.煤系暗色泥岩、煤和碳质泥岩具有相似的生气模式,以R_o为0.5%、1.2%、2.2%、3.15%作为界限,将煤系烃源岩生气作用统一划分为5个阶段,其中主生气期门限R_o为2.2%,对应深度约为5 500 m;东濮凹陷石炭-二叠系源岩经历海西-印支期、喜山早期和喜山晚期三期成熟演化过程,其中古近纪沙一-东营期和新近纪明化镇中期-现今是主要生烃期,烃源岩演化普遍进入成熟-过成熟阶段;三期演化对应生烃贡献比例分别为9.28%、62.07%、28.64%,主力生烃范围集中在洼陷带及中央隆起带中部一带,煤生气贡献量最大、占68%.      

陆相断陷湖盆层序地层模式及控制因素研究——以惠民凹陷下第三系沙河街组为例

惠民凹陷是一典型的陆相断陷湖盆,研究表明:下第三系沙河街组二、三、四亚段可划分为3种层序类型,即断陷初期型、强断陷期型和断陷后期型层序。本次研究采用了体系域的四分方案。断陷初期红色地层层序,受气候因素控制明显,在层序演化上有其独特的特点。研究区发育断陷初期型、强断陷期型和断陷后期型3种类型沉积密集段,不同类型的沉积密集段在层序中所处位置不同,控制着不同的烃源岩厚度和油气资源储量。     

陆相断陷湖盆陡坡断裂带沉积响应及充填过程——以东营断陷湖盆北部陡坡断裂带古近系为例

陆相断陷湖盆陡坡带同沉积断裂对沉积充填过程具有明显的控制作用。东营凹陷北部陡坡带在古近纪沉积期断裂活动明显,主要受两条主断裂带控制,陈南断裂控制盆地演化,胜北断裂控制沉积体系的发育;碎屑物质主要来源于陈家庄凸起、滨县凸起和青坨子凸起;受断裂构造背景及物源控制,北部陡坡断裂带主要由冲积扇、扇三角洲、近岸水下扇、三角洲、滑塌浊积扇等5种沉积类型充填;时间和空间上,陡坡断裂带具有冲积扇→近岸水下扇→扇三角洲→近源滑塌浊积扇→湖泊的典型时空演化和充填模式;陡坡断裂带砂砾岩体由于具有物性好、近油源、构造活动强烈等特点,是油气聚集的有利场所。     

断陷湖盆储集砂体发育的主控因素——以辽河西部凹陷古近系为例

断陷湖盆是我国东部新生代发育的主要含油气湖盆,探讨这类盆地储集砂体发育主控因素,对油气储层预测具有重要的实践意义。运用沉积—构造地质学和地球物理理论与技术,对辽河断陷西部凹陷古近系砂体发育特征进行研究,结果表明:沉积环境、古地貌、基准面和湖平面变化是断陷湖盆储集砂体发育的主要控制因素。除了沉积环境,构造运动造就的古地貌影响最大。西部凹陷古近纪古地貌包括古隆起、古沟谷、古台地、古坡折和古断槽等单元类型,它们不同程度地控制着沉积体系的展布和砂体的发育。根据构造特征,古坡折分为断阶型、陡崖型和陡坡型,它们分别对应于冲积扇-扇三角洲-远岸浊积扇沉积体系、冲积扇-近岸浊积扇沉积体系、冲积扇-扇三角洲和冲积扇-近岸浊积扇沉积体系等的发育。     

南堡凹陷古近系层序地层格架中烃源岩分布与生烃特征研究

南堡凹陷油气资源丰富,古近系主要分布有沙三段、沙一段和东三段三套有效烃源岩。在层序地层学研究的基础上,应用有机地球化学、有机岩石学和沉积有机相等研究手段和方法对东三段、沙一段和沙三段不同层序和同一层序不同体系域中烃源岩特征进行综合研究。结果表明,南堡地区烃源岩非均质性特征明显,烃源岩生烃的层位主要分布于SQ9、SQ5~SQ8、SQ2和SQ1的湖扩展体系域和早期高位体系域,SQ2为优质烃源岩段。造成这种非均质性的主要原因是不同体系域的沉积特征,这影响着烃源岩有机质类型和保存条件。     

陆相断陷湖盆T-R层序的特点及其控制因素——以东营凹陷古近系沙河街组三段层序地层为例

一般认为经典层序的湖(海)平面变化轨迹为正弦曲线,且可分出低位稳定、上升、高位稳定和下降4个阶段。按照Vail的层序地层学理论,每个三级层序由3个体系域组成,目前也有人认为划分出4个体系域更合适。但在断陷湖盆中,发育了一种特殊的层序,其湖平面变化呈折线,仅可分出上升阶段(T)和下降阶段(R),缺失稳定阶段,我们将此类层序称为T-R层序。潮湿气候条件下的幕式构造运动和沉积物快速充填是T-R层序形成的关键。层序发育的早期阶段,幕式构造运动产生新生可容空间,决定了T旋回的发育,形成了以深水泥岩、页岩等沉积为特征的湖侵域;晚期阶段,沉积物快速充填减少可容空间,决定了R旋回的演化,形成了以前积式砂体为特征的湖退域。T-R层序与油气勘探关系密切,湖侵域烃源岩发育,湖退域储层发育,并具有良好的生储盖组合条件。     

济阳坳陷沾化凹陷古近系水化学场对湖盆演化的响应及其油气意义*

通过对沾化凹陷古近系1160条数据体的试油资料、原油物性资料的分析,对沾化凹陷古近系沙河街组四段到东营组的水化学场特征进行了研究,结果表明：沾化凹陷古近系水化学场分布特征与湖盆演化的旋回性有良好对应关系,从湖盆的断陷初期阶段到断陷鼎盛阶段（沙河街组四段到三段）,湖盆水体加深及淡化,矿化度及氯离子含量平均值逐渐下降;而在湖盆的总体萎缩阶段（从沙河街组二段到东营组沉积期）,水体总体变浅,矿化度及氯离子含量平均值总体增大。在各阶段,地层水类型均以NaHCO₃型占绝对优势（比例达到80％）,显示了典型的开放型湖盆的地层水场特征。NaHCO₃型地层水主要分布于地层水矿化度较低（<15 g/L）的地层中,指示了水交替活动强烈的开放水文环境,对油气保存不利;而相对较高矿化度（≥15 g/L）的NaHCO₃型地层水主要分布于生烃洼陷（渤南洼陷等）内部及义东断裂构造带附近,其成因主要与油气田形成和高含量的、以深部幔源为主的CO₂气及断裂沟通有关,其对应的原油密度基本小于0.9 g/mL,指示了相对有利的油气保存环境。     

柴达木盆地东部石炭系烃源岩热模拟实验及生烃潜力

通过热模拟实验及热模拟产物组分和稳定碳同位素分析,对柴达木盆地东部石炭系烃源岩的生烃能力及产物特征进行了研究。结果表明：石炭系烃源岩的气态烃产率为67.27～161.01m³/t(TOC),总气体产率为220.51～453.39m³/t(TOC),显示柴达木盆地东部石炭系烃源岩具有较高的生气能力;液态有机质产率仅为1.73～4.30kg/t(TOC),残余生油能力相对较低,但考虑到石炭系烃源岩的成熟度已经接近生油窗的下限值(1.3%),因此模拟实验的液态有机质产率不能真实反映石炭系烃源岩的生油潜力。根据模拟实验的气态烃产率可知,柴达木盆地东部石炭系泥质烃源岩的生气强度为14.2×10⁸～42.5×10⁸ m³/km²,显示其具备形成规模气藏的生烃条件。     

东濮凹陷东营组地层剥蚀厚度估算及其意义

判断能否运用声波时差法进行地层剥蚀厚度估算的标准应该是依据抬升剥蚀前地层的压实效应是否被后来的沉积地层所改造;在适当的条件下,声波时差法也可能适用于地层沉积厚度过补偿的情况.综合利用镜质体反射率和声波时差测井资料对东濮凹陷单井的东营组地层剥蚀厚度进行了计算.通过对多口井的东营组残余地层厚度与地层剥蚀厚度之间的关系分析,绘制了东濮凹陷东营组地层剥蚀厚度等值线图.结果表明,构造部位不同,东营组地层剥蚀厚度也不同:从凸起(或边缘隆起)-斜坡-凹陷中心,地层剥蚀厚度顺次减小;洼陷中心及斜坡部位,新近纪以来沉积过补偿厚度较大,沙四上亚段-沙三中亚段烃源岩自新近纪以来发生了二次生烃过程,二次生烃和晚期成藏的油气就近发生聚集,并得以有效地保存,预示着东濮凹陷环洼斜坡深层仍具有较大的油气勘探潜力.     

东濮凹陷西部斜坡带成藏流体历史分析

应用含油气盆地数值模拟技术和储层烃类成藏化石记录资料,比较并分析了东濮凹陷西部斜坡带不同台阶带的成藏流体历史,为研究区的勘探评价与部署提供了重要参数及依据.生排烃史模拟表明,I台阶沙三段主力烃源岩的生烃史曲线表现为早期生烃型,Ⅱ台阶为持续生烃型,Ⅲ台阶为二次生烃型;从Ⅰ台阶→Ⅱ台阶→Ⅲ台阶,同一层位烃源岩进入生烃门限和开始排烃的时间逐渐变晚,生排烃能力逐渐减小.储层流体包裹体资料揭示,西部斜坡带经历了两期油气充注过程,其中第一期发生时间相对较早,以液态烃形式充注于Ⅰ台阶和Ⅱ台阶的沙三段储层之中;第二期发生时间晚,但涉及范围广,以气态烃形式充注于Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ台阶的沙三下亚段储层之中.     

南祁连盆地木里凹陷侏罗系烃源岩沉积环境与生烃潜力

南祁连盆地木里凹陷侏罗系发育多层暗色泥岩,从有机质丰度?有机质类型?有机质成熟度等3 方面对DK-3井烃源岩进行评价表明,其有机质丰度相对较高,有机质类型为Ⅱ1(腐殖-腐泥型)~Ⅱ2(腐泥-腐殖型)型,烃源岩整体处于成熟热演化阶段;烃源岩生烃潜力最高的层段为深度140~350 m内的黑色湖相泥岩,其有机质丰度高,类型好,且已达到成熟阶段;其次为深度630~720 m内的灰色泥岩夹层;其他层段烃源岩有机质丰度整体偏低,生烃潜力有限?     

内蒙古突泉盆地ZK-WJT钻井下侏罗统红旗组 生烃潜力

对突泉盆地西南缘ZK-WJT井红旗组烃源岩的发育特征和有机质丰度、类型及成熟度的研究表明,下侏罗统红旗组暗色泥岩发育,厚度达113.0m.有机碳的含量分布在0.56％～6.24％之间,平均值为1.90％.应用Pr/n-C17与Ph/n-C18的相关关系及C27、C28、C29甾烷(ααα-20R)三者的相对含量,判断其有机质类型为Ⅱ1型.镜质组反射率R.主要分布于1.26％～1.73％之间,平均值为1.37％;岩石热解参数Tmax主要为489.0～517.0℃,平均值为507.6℃,红旗组烃源岩属于成熟—高成熟演化阶段.综合评价认为,突泉盆地下侏罗统红旗组具备较好的生油气潜力.     

Hydrocarbon Generation Characteristics of Source Rocks from Different Saline Environments in the Dongpu Depression,Bohai Bay Basin,China

The Dongpu Depression is a secondary salt-bearing tectonic unit in the Bohai Bay Basin, eastern China. The depositional environment of this depression regarding its Paleogene strata is clearly different in plane, including the saltwater environment(SE) in the north, the freshwater environment(FE) in the south and the brackish water environment(BE) in the middle. The result of oil and gas exploration in the Dongpu Depression shows that more than 90% of the proven oil reserves are distributed in the northern saltwater environment. Previous studies indicate that the organic geochemistry characteristics and the hydrocarbon generation capacity of the source rocks are very clearly diverse under different environments, which results in the significant differences in the proved reserves between the north and the south. In order to further explore the differences in the hydrocarbon generation capacity of the source rocks under distinct depositional environments and the mechanism of their occurrence, three samples from different depositional environments(W18-5 for SE, H7-18 for BE, CH9 for FE) were used for confined gold tube pyrolysis experiments. The results show that the CH4 yields of W18-5, H7-18 and CH9 increase with increasing temperature, the maximum yields being 405.62 mg/g TOC, 388.56 mg/g TOC and 367.89 mg/g TOC, respectively. The liquid hydrocarbon yields of W18-5, H7-18 and CH9 firstly increase with increasing temperature and then decrease after the critical temperatures. The maximum yields of C6-14 are 149.54 mg/g TOC, 140.18 mg/g TOC and 116.94 mg/g TOC, the maximum yields of C14+ being 852.4 mg/g TOC, 652.6 mg/g TOC and 596.41 mg/g TOC, respectively for W18-5, H7-18 and CH9. To summarize, the order of hydrocarbon potential from high to low is W18-5, H7-18 and CH9. On this basis, through analyzing the influencing factors of hydrocarbon differences, this paper reveals that the saltwater environment is characterized by 4 factors: higher salinity, halophilic algae, high paleo-productivity and a strongly reducing environment, which are beneficial to the enrichment of organic matter and lead to the formation of high levels of sapropelite and exinite. According to the variation of oil and gas components in the pyrolysis experiments, the hydrocarbon generation process is divided into three stages: kerogen cracking, oil cracking and C2-5 cracking. Combined with hydrocarbon generation characteristics and stages, the evolutionary model of hydrocarbon generation for source rocks under different environments is established.     

利用生烃动力学研究鄂尔多斯盆地抬升后上古生界源岩生气作用结束时间

鄂尔多斯盆地上古生界气藏的研究已有较多的报道,但盆地抬升过程中源岩是否生气以及生气作用结束的时间等问题还存在争论或认识不清.本研究通过封闭体系的模拟实验,利用生烃动力学软件,对盆地不同区域代表钻孔的生烃史进行了计算.结果显示,在盆地的南部气体的转化率最高,可达70%以上,向北逐渐降低;在盆地抬升的过程中,源岩仍然有气体生成,不同地区的生气量随源岩的成熟度和降温幅度的不同而有所差别,总体来说盆地南部生气量低,西部高;生气作用在除天环坳陷外的广大地区,一般结束于老第三纪,并具有东早西晚的特点.天环坳陷到晚第三纪甚至现在仍有少量天然气生成.     

东濮凹陷古近系沙三段盐岩成因探讨及层序地层学意义

东濮凹陷北部中央隆起带及周边沙三段自下而上发育了三套盐岩层,每套盐岩层由若干个小盐岩韵律组成。盐岩层和油气的运聚有密切的关系。关于东濮凹陷盐岩的成因有很多的解释,笔者在对前人的工作进行细致的研究基础上,通过对盐岩层的地球化学、岩心观察、构造、古气候资料对盐岩的分析,结合各盐岩韵律层的地层对比分析及各盐韵律纵向及横向分布规律,综合分析认为东濮凹陷沙三段盐岩为深水蒸发成盐,盐岩层为最大洪泛面。在此基础上运用层序地层学的观点,将东濮凹陷的古近系的地层划分为两个二级层序和10个三级层序。总结出盐岩的成盐模式和层序地层模式,为沙三段沉积相的研究提供了理论依据,对寻找盐岩有关的隐蔽油气藏具有重要的意义。