有机岩石学在油气勘探中应用的现状和发展

本文评述了有机岩石学在研究有机成熟度、有机质类型、生烃组分和成烃作用、烃类排出运移和聚集等方面的现状和发展方向。有机成熟度评价中镜质体反射率抑制、固体沥青反射率所反映的热成熟度等问题已基本解决，难点在于下古生界高过成熟烃源岩成熟度评价。沉积有机质显微组分类已基本统一。尚未有明确认识的关键问题是无定形有机质和矿物沥青基质特征和分类，这影响到有机质类型有机岩石学评价准确性。我国石油部门一直采用透射光干酪根显微组分定量评价有机质类型，建立反光下全岩和干酪根光片显微组分鉴定和类型评价标准显得十分迫切。烃源岩生烃组分和成烃作用有机岩石学剖析为沉积盆地有机质演化和烃类形成提供了最直观和准确的认识。对烃类流体包裹体和固体沥青显微特征的分析为油气藏形成演化史提供了重要信息。     

应用定量颗粒荧光技术研究岩性油气藏的隐蔽输导通道

应用定量颗粒荧光技术对东营凹陷牛庄洼陷5口井101块沙三段致密储层、薄层粉砂岩进行了定量荧光QGF-E和QGF分析。分析表明,牛24、牛83、牛876、王550、牛872等5口井致密薄储层颗粒具有相对较高的荧光,显示这些较致密的粉砂岩为过去或现在的油气运移路径/运载层,表明致密砂岩、粉砂岩、薄层砂岩可作为烃类运移的通道。这类薄层隐蔽输导通道为深凹带牛庄洼陷深部沙四段上亚段烃源岩生成的油气进入无断层切割的沙三段中、下亚段的砂岩透镜体而成藏提供了重要的依据。该研究结果对于东营凹陷正在进行的隐蔽油气藏成藏机理的研究可能具有重要意义。     

库车坳陷克深大气田白垩系致密砂岩储层古流体地球化学特征研究

采用包裹体岩相学、均一温度、盐度、含油包裹体丰度、储层颗粒荧光定量实验分析方法,对库车坳陷克深大气田白垩系巴什基奇克组储层致密砂岩样品进行测试,剖析克深大气田深层致密砂岩储层古流体地球化学特征与油气充注。结果表明,克深大气田发育两期油气包裹体,分别为发亮蓝色荧光的轻质油包裹体与灰黑色的气态烃包裹体。克深大气田包裹体均一温度分布存在130~140 ℃与150~160 ℃两个主峰值,相应的古盐度值为16%~10%与12%~4%,表明有两期烃类流体充注,其中天然气高强度充注发生在2.5 Ma以来。含油包裹体丰度分布在2.1%~13.4%之间,QGF指数为2.2~9.6,QGF-E强度为20~38 pc,揭示克深大气田形成过程中曾经存在强度较弱的轻质油充注。     

微裂隙内流体包裹体在油气运移及成藏研究中的应用

文章尝试利用砂岩颗粒中的微裂隙穿插关系及测定微裂隙内充填物中的盐水包裹体的均一温度来确定包裹体的形成期次;结合构造发育史、烃源岩演化史和古地温梯度恢复各期包裹体形成时的埋藏深度及时间;最后通过观测各期流体包裹体中是否含有烃类及烃类包裹体的发育程度来确定油气运移期次及主次关系、运移时间.发现油气运移、成藏时间主要发生在烃源岩大量生烃后的第一次构造运动时间段内.     

异常高压驱动石油运移成藏——鄂尔多斯盆地延长组多相态烃类沸腾包裹体证据

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组裂隙充填的方解石脉中含有大量多相态烃类包裹体,包括固体沥青+液态油+气态烃3相包裹体、气/液比差别很大(最小仅为5%,最大超过70%)的液态油+气态烃二相包裹体以及纯液态油包裹体、盐水+液态油+气态烃3相包裹体等。岩相学观察表明,这些不同相态烃类包裹体是被同时捕获形成的共生不混溶包裹体,气/液比不同的烃类包裹体具有相近的均一温度,分布范围较小(74 ℃～117 ℃),综合分析认为它们是在沸腾状态下被同时捕获的。不同相态烃类包裹体显微傅里叶红外光谱和荧光光谱不同,表明其烃类成分的差异。油/源对比研究表明烃类包裹体与长8油层的原油均来源于长7烃源岩。结合盆地区域构造演化分析认为,延长组长7油层组厚层烃源岩层在埋藏热演化和油气形成过程中出现的过剩压力,在早白垩世油气形成高峰阶段达到顶峰,鄂尔多斯盆地在晚白垩世抬升和剥蚀产生的卸载作用导致延长组长7烃源岩层在超高压下破裂,其中积聚的石油因压力突降而沸腾并沿裂隙排出并运移进入特低渗致密砂岩储层成藏。     

东营凹陷富有机质烃源岩顺层微裂隙的发育与油气运移

根据岩心观察，在东营凹陷沙河街组三段下亚段和沙河街组四段上亚段烃源岩中，发现大量顺层面分布的微裂隙，且大部分为亮晶方解石所充填。裂隙发育段在平面上的展布较广，在纵向上始于2900～3000m左右，与烃源岩成熟阶段对应。岩石学和有机地化研究表明，裂隙一般限于高有机质丰度、纹层理发育的页岩中，而有机质丰度较低、具块状层理的泥岩一般不发育，表现出较强的非均质性。裂隙发育与有机质丰度以及成熟度的关系表明，烃类生成是水平裂隙产生的主要原因。进入成熟阶段的富有机质烃源岩大量生烃，造成孔隙流体压力迅速上升，并最终导致顺层裂隙的产生。由于沙河街组三段下亚段和沙河街组四段上亚段以泥、页岩互层为特征，因而裂隙发育的非均质性造成裂隙发育段与裂隙不发育段的纵向叠置，并决定了其排烃过程以近似于三角洲前缘砂泥岩互层的排烃方式，从而一定程度提高了烃源岩的排烃速率和排烃效率。     

分散液态烃裂解气资源评价方法

分散液态烃裂解气资源评价涉及五方面内容,可概括为"五步法"的定量评价方法。步骤一:源内和源外液态烃的分配比例和数量研究。模拟实验及实际地质样品统计相结合的研究结果,烃源岩中滞留烃的数量可观,受有机质丰度、类型、演化程度、烃源岩岩性、物性以及与储集层的配置关系等因素影响。总体特征烃源岩排油率变化于20%~80%,以TOC 2%为界,排油率为50%上下;高TOC、类型优质的烃源岩排油率高。步骤二:源外分散液态烃的主要分布、富集区研究。通过数值模拟正演研究液态烃的优势运移通道及分布富集区;同时,通过热成因沥青的数量统计及分布、样品的荧光特征反演研究分散液态烃的分布富集区。步骤三:不同赋存状态液态烃裂解成气的转化率研究。模拟地质条件下碳酸盐岩、泥岩和砂岩中的分散液态烃裂解生气实验,反映碳酸盐岩、泥岩和砂岩对液态烃的裂解均有催化作用,作用强度依次减弱,主生气期对应的Ro值分别为1.2%~3.2%、1.3%~3.4%和1.4%~3.6%;超压抑制液态烃裂解生气,达到相同转化率温度滞后30℃左右。步骤四:研究区含油气系统研究:加强液态烃晚期规模生气和有效成藏的要素和关键时刻的分析。步骤五:分散液态烃裂解气的定量评价以及资源评估。以深层海相天然气成因研究为基础建立的分散液态烃"五步法"定量评价方法,实现了中国深层古老烃源岩源内分散液态烃裂解气、源外分散液态烃裂解气、古油藏裂解气、干酪根降解气的整体、系统评价。     

海相烃源岩有机显微组分的样品前处理方法

常规的干酪根处理方法对烃源岩样品中有机质有一定的破坏作用,特别是对含大量浮游生物和动物碎屑的海相烃源岩更是如此,从而对烃源岩中显微组分成因的判识造成人为的困扰。通过反复实验,并对比分析常规干酪根和全岩光薄片处理效果,发现在海相烃源岩干酪根处理过程中将烃源岩样品手工简单破碎,采用弱酸处理,可以较大限度地保持海相烃源岩中有机质的完整性,对有机岩石学研究较为合适。      

松辽盆地西南部钱家店铀矿床富矿砂岩中烃类地球化学特征

松辽盆地西南部钱家店铀矿床的形成与油气充注和微生物还原作用有关,但该铀矿床中油气的来源及其烃源岩类型、沉积环境、成熟度、潜在的充注多期次性等问题并没有深入研究.对该矿床富矿砂岩中吸附烃和包裹体烃进行离线破碎法抽提,通过色谱-质谱分析探讨烃类的地球化学特征.结果显示,吸附烃和包裹体烃具有相似的组成,均显示淡蓝色的荧光特征...     

莱阳凹陷烃源岩石油包裹体及有机地球化学研究

用高倍荧光显微镜精细观察,在莱阳凹陷莱孔2井下白垩统莱阳组水南段暗色泥岩中发现比较丰富的微石油包裹体群.它们主要分布在暗色泥岩的砂质碎屑矿物和自生矿物中,其暗色泥岩为富含藻类和无定型干酪根的优质烃源岩,有机地球化学的分析结果表明其为生烃潜力很好的烃源岩:TOC=1.14%～3.00%,S1=0.16～0.83mg/g,S2=4.45～22.8 mg/g,IH=390～671 mg/g;样品可溶有机质生物标志化合物的分析结果表明其普遍具有植烷优势,Pr/Ph=0.25～0.43,伽马蜡烷含量较高,规则甾烷呈V字型分布,4.甲基甾烷C27＜C28＜＜C29;分析样品中含有比较丰富的三环萜烷,五环三萜烷以C30藿烷为主峰,C29降藿烷含量较高,Ts和Tm含量较低;甾烷和萜烷化合物的热成熟度参数指标反映可溶有机质的热成熟度较低,物源以藻类等低等水生生物输入为主,植烷优势和伽马蜡烷含量较高的特点反映了湖盆的沉积环境具有微咸水.咸水和较强的还原特征.烃源岩石油包裹体的均一温度测量值为th=78.5～82 ℃,石油包裹体PVTsim模拟计算的捕获压力为281.2×105～282.5×105 Pa.莱孔2井埋藏史剖面和古地温、古压力的恢复结果表明,本区下白垩统,莱阳组水南段暗色泥岩在喜马拉雅早期抬升以前,在地质历史中曾经历过温度＞82℃、埋深＞2800 m的重要生烃.排烃作用.烃源岩中石油包裹体的研究结果不仅直观地展示了源岩的生烃-排烃现象,而且揭示了地质历史中流体的性质和生烃-排烃条件,为本区油气的勘探评价提供了重要依据.     

构造驱动大巴山前陆烃类流体排泄:含烃包裹体纤维状方解石脉证据

含烃包裹体纤维状方解石脉被认为是超高压下油气流体形成和排泄的标志。大巴山前陆构造带一些断裂和下古生界黑色泥岩和泥灰岩烃源岩微裂隙中分布有含烃包裹体纤维状方解石脉,成分分析表明其为低镁方解石。纤维状方解石脉δ13CVPDB和δ18OVPDB比围岩碳酸盐岩的明显变轻,前者δ13CVPDB和δ18OVPDB变化范围分别为-1.9%～-4.8‰和-8.4%～-12.8‰,后者分别为-1.7%～+3.1‰和-8.7%～-4.5‰,且δ13C与δ18O具有明显的线性关系,反映出纤维状方解石脉具有成岩有机流体与浅部流体混合的流体特征。纤维状方解石脉含有共生的固体沥青包裹体、含甲烷液相包裹体和气液二相盐水包裹体等多相态包裹体,其中沥青包裹体为油气运移的残余沥青。气液二相盐水包裹体均一温度主要位于140℃和196℃之间（峰值为179℃）,盐度较高（平均为9.7wt% NaCl）。分别应用盐水包裹体和甲烷包裹体等溶线P-T相图确定出含烃包裹体纤维状方解石脉形成的流体压力为150~200 MPa,属于异常超高压流体。地质和地球化学特征分析认为,大巴山含烃包裹体纤维状方解石脉不具有泥岩因压实成岩作用而形成的超高压流体特征。结合沉积和构造演化历史分析认为,印支碰撞造山运动和燕山前陆构造作用导致大巴山褶皱隆起并伴随天然气藏破坏和改造,挤压环境下的超高压构造应力驱动天然气流体排泄,大巴山前陆构造带含烃包裹体纤维状方解石脉就是超高压构造应力驱动天然气排泄的产物。     

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。     

Genesis of Fibrous Calcite in the Chang 7 Member of the Yanchang Formation, Ordos Basin, China

To explore the genesis of the laminated calcite veins developed in the black shale of Chang 73 submember of the Ordos Basin, the petrology, microstructure and geochemistry of calcite veins are studied using thin sections, fluid inclusions, trace elements and isotopic geochemistry. The source, the time of formation, the mechanism of formation, and the dynamic background of the veins are discussed. The veins are mostly made up of calcite, mixed with lenticular or spindle-shape solid wall rock inclusions. Three structures are identified in the calcite minerals: fibrous, rhombic cleavage, and wedge-like structure. Trace elements and isotopes of carbon and oxygen confirm that the calcite veins were formed from a high density hydrothermal fluid. It is assumed that calcite veins formed prior to wall rock consolidation during the formation of the Qinling Orogenic Belt in the Middle and Late Triassic. The results show that the sedimentary sources of Chang 73 submember were influenced by hydrothermal materials besides terrigenous detritus. The fibrous calcite is different from the fibrous calcite reported in the morphology and mechanism of formation. In this way, the research complements and improves the morphology and the mechanism of formation of fibrous calcite.     

库车凹陷克拉2气田储层成岩作用和油气充注特征

克拉2气田是中国陆上勘探已知最大的天然气气田,下白垩系巴什基奇克组砂岩是其主力储层.为了揭示本区储层成岩作用和油气充注之间的成因联系,综合应用偏光显微镜、阴极发光显微镜、扫描电镜、CT扫描三维重构、X-射线衍射、荧光光谱、显微测温和激光拉曼等技术手段研究了克拉2气田储层的成岩作用和油气充注期次及特征,并且探讨了油气充注对成岩作用的影响.研究结果显示:本区的成岩矿物组合为石英次生加大边、方解石、白云石,铁白云石,微晶石英和自生高岭石.发育3期油气充注:第1期为低温高盐度的低成熟油气流体,以记录在石英愈合裂隙、长石解理和方解石胶结物中的黄褐色荧光包裹体为代表,充注时间为18 Ma;第2期为高温高盐度的高成熟油气流体,以记录在石英愈合裂隙和白云石胶结物中的黄白-蓝白色荧光包裹体为代表,充注时间为6 Ma;第3期为高温低盐度的天然气充注,以记录在石英愈合裂隙和铁白云石胶结物中的无荧光气烃包裹体为代表,充注时间4 Ma.本区储层中自生高岭石、微晶石英和储层沥青是晚期天然气充注对储层改造的结果.      

湘西沅麻盆地印支期以来古流体特征及其对寒武系页岩气勘探方向的指示

因古隆起周缘页岩生烃时间晚、热演化程度低,目前已成为中扬子地区油气勘探的重要领域.雪峰古隆起形成于加里东末期,经历了后期复杂的沉积-构造演化,白垩系覆盖区勘探方向尚未明确.以雪峰古隆起西侧沅麻盆地北部为主要研究对象,通过对不整合于寒武系页岩之上的白垩系底部方解石脉与寒武系页岩方解石脉地球化学和包裹体对比分析,研究了古流体形成环境、来源及其对寒武系生烃演化过程的指示.研究结果表明:（1）白垩系脉体碳氧同位素与围岩具有相似性,REE无明显的Eu异常,与寒武系脉体Eu强正异常对比鲜明,表明白垩系脉体主要来自白垩系,受寒武系页岩的影响弱;（2）白垩系方解石脉采样位置位于构造高位,但是包裹体类型显示以纯水溶液包裹体为主,形成于弱还原-弱氧化的环境,未见沥青和明显的纯甲烷包裹体,表明寒武系大规模生排烃在白垩系沉积之前;（3）以包裹体均一温度和Ro为制约,结合区域地质特征恢复了沅麻盆地寒武系两种类型埋藏史,即沅麻盆地北部草堂凹陷早期深埋藏,白垩纪以来不具二次生烃的条件;辰溪凹陷南部早期浅埋藏,白垩系以来Ro可能由1.2%升至2.5%,二次生烃潜力较大,是下一步勘探的有利区.      

Discovery of Early Tertiary Hydrothermal Activity and Its Significance in Oil／Gas Geology,Dougpu Depression,Henan Province,China

Data from the super-deep wells(PS10,PS14 and YS1)led to the discovery of widespread met-al-bearing hydrothermal fluids (or hot brines) related to basic magmas in the Lower Tertiary clastic sequence in the Dongpu Depression .In terms of SEM and EDAX analyses, pore-casting thin section examination of sandstone ,the composition and forming temperature of fluid inclusions ,the trace ele-ment composition of mustone and kerogen and organic geochemical analyses, it is demonstrated that the hydrothermal fluids existing in the area studied are ejecting fluids, which have a close bearing on diagenesis and sedimentation, rather than intrusive veins along the tectonic fractures.The main indicators of hydrothermal activity are:(1)abnormal alteration of kerogen;(2) high-temperature altered mineral assemblage;(30abnormal distribution of hydrocarbons;(4) specific assemblages and abnormal contents of heavy metals in mudstone and kerogen;(5) specific composi-tion of complex compounds and assemblages of fluid inclusions in sandstone;(6) periodic basaltic magma activity.Results of geological observations and laboratory simulating experiments demonstrated that the hydrothermal fluids have a close bearing on hydrocarbon generation in the Dongpu Depression. Two aspects of the effect of hydrothermal fluids are noticed:hydrothermal hydrocarbon production and strong metal catalysis in oil and gas generation.     

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组低渗透油藏成藏期次研究

主要对陇东地区延长组流体包裹体特征进行了研究,结合烃源岩生烃史、原油成熟度,综合分析研究区的成藏期次。流体包裹体镜下观察与荧光特征显示陇东地区延长组存在两期油气包裹体：第一期油气包裹体在单偏光下呈灰褐色或深褐色的液烃包裹体,丰度较低,盐水包裹体均一温度主峰为75~95 ℃;第二期油气包裹体以气液烃包裹体为主,液烃表现为无色或淡黄色的单偏光特征与浅黄色至蓝绿色的荧光特征,丰度较高,盐水包裹体均一温度主峰为75~95 ℃与100~120 ℃。结合烃源岩生烃史与原油成熟度认为,陇东地区延长组存在三期成藏：距今约为140~130 Ma的早期低熟油小规模充注时期;发生于120~100 Ma,与烃源岩生烃高峰期相对应的中期成熟度大规模成藏期;距今约为100~40 Ma的晚白垩世构造抬升调整成藏时期。