我国下古生界碳酸盐岩烃源岩评价研究现状

碳酸盐岩烃源岩评价对我国油气资源评价与勘探至关重要。本文从有机质成熟度、有机质丰度下限、有机质丰度及生烃潜力的恢复、碳酸盐岩生烃机制与生烃模式等几个方面，介绍了我国碳酸盐岩烃源岩的研究现状，提出了运用生烃动力学对碳酸盐岩烃源岩进行研究的新方法，展望了需要继续关注的问题。     

大中型碳酸盐岩油气田的烃源岩有机质丰度均较高

<正> 绝大多数沉积岩都含有机质,经演化总能生成一些烃。但是,作为勘探家,关心的不是只能生成一点点晶洞油、裂缝油的所谓“烃源岩”。只有那些生成和排出烃类的数量足以保证经过运移、散失后仍能聚集成商业性油气藏的“商业性烃源岩”,对勘探家才有实际意义,这就决定了有机质丰度下限不能太低。有机碳含量低到0.1%～0.2%的纯碳酸盐岩,不能成为商业性烃源岩。这种商业性烃源岩又称为“有效烃源岩”。对全球海相含油气盆地的统计分析表明,形成大中型油     

海相碳酸盐岩烃源岩评价的有机碳下限问题

随着勘探程度的提高,深部石油天然气勘探在我国将越来越重要.我国碳酸盐岩地层分布广,埋藏深,其生烃评价是深部石油天然气勘探不可回避的问题.针对我国科学家在这一问题上的争论,提出了海相碳酸盐岩烃源岩评价的三个下限标准,即最低烃源岩的有机碳下限、有效烃源岩有机碳下限和形成大规模油气田的烃源岩有机碳下限.认为以往的争论是最低烃源岩、有效烃源岩下限的争论.通过文献整理、实验研究和计算,认为海相碳酸盐岩普遍存在的Ⅱ型有机质,其最低、有效油源岩的下限值可能在0.1%和0.4%左右,最低、有效气源岩下限可能在0.1%和0.3%左右,大规模油气田形成的TOC应在1%以上.     

楚雄盆地高成熟煤成烃源岩中原始有机质丰度和原始产烃潜力的恢复

本文对云南楚雄中生代盆地上三叠统煤成烃源层进行了原始有机质丰度和原始产烃潜力恢复的尝试。该烃源层在盆地中具有不均衡热变的特点，南北之间的Ｒ０可由０．８％变化到４．５％不等，东西向的差异也很明显。在各区因排烃量不同而造成有机质残余率不等的情况下，如何恢复其原始有机质丰度和原始产烃潜力，以便进行合理的油气资源评价成为该盆地勘探工作的重要课题。作者通过对生源相近、成煤环境类似而成熟度极低的本区晚第三纪煤系和上三叠统变质最低的华坪煤系样品，按不同温阶进行系统的外加温、外加压生烃排烃模拟实验，从而分别编制出热演化程度与其排烃率（Ｒ０－ＨＣ排）和有机碳损耗率（Ｒ０－Ｃ损）的关系曲线。利用楚雄盆地上三叠统煤成烃源层相同比例尺的残余有机碳平均含量等值线图和平均Ｒ０等值线图叠合，获得两种曲线的若干交汇点。基于各交汇点的Ｒ０值和经过换算的有机碳损耗率，分别从Ｒ０－Ｃ报和Ｒ０－ＨＣ排曲线上求出各交汇点已损失的有机碳百分率和已排出烃类的百分率，从而恢复了各点所在烃源层的原始有机碳丰度和原始产烃潜力。     

碳酸盐岩排烃条件及其对烃源岩有机质丰度下限的影响

碳酸盐岩排烃问题一直是地球化学界争论和研究的焦点问题之一,也是模拟实验中的一个难点。通过对碳酸盐岩与泥岩生排烃过程中的产物和排烃动力的定量模拟实验研究,确定了碳酸盐岩烃源岩的有效排烃方式,讨论了碳酸盐岩在排烃临界条件下的有机质丰度的取值范围。实验结果表明,碳酸盐岩排烃模式与泥岩的模式不同,有其特殊的排烃方式;在碳酸盐岩排烃过程中生烃增压是主要的排烃驱动力;有机质丰度下限值不是一个定值,正好相反,随着热演化温度的不同,有机质丰度下限值也不尽相同。根据碳酸盐岩特殊的排烃模式,源岩有机碳含量0.4%～0.5%可能是满足碳酸盐岩源岩有效排烃条件的临界有机质丰度范围值。     

低丰度碳酸盐岩有效烃源岩存在的 证据及其TOC下限

中国碳酸盐岩分布面积广、热演化程度高、有机质丰度普遍较低,研究低丰度碳酸盐岩能否成为有效烃源岩对评价碳酸盐岩油气潜力和勘探前景具有重要意义。多方面研究表明,随着深度增大或热演化程度的提高,碳酸盐岩烃源岩TOC降低、生烃潜力和残留烃量均表现出先增大后减小的趋势,生烃热模拟实验结果等都表明低丰度碳酸盐岩烃源岩可以发生生排烃作用,国外勘探实践亦发现低丰度碳酸盐岩作为烃源岩的油气田,这都表明低丰度碳酸盐岩可以成为有效烃源岩。确定碳酸盐岩烃源岩TOC下限需要考虑多个因素,研究认为碳酸盐岩烃源岩的TOC下限应该比泥页岩的05%低一些。根据排烃门限,利用生烃潜力法和物质平衡数值模拟计算法确定了不同成熟阶段有效烃源岩TOC下限,结合前人研究成果和勘探实践,综合确定低成熟阶段、成熟阶段和高过成熟阶段碳酸盐岩有效烃源岩的TOC下限分别为TOC≥14%、TOC=01%~14%和TOC＜01%。     

内蒙古西部银根-额济纳旗盆地石炭系—二叠系暗色泥质岩有机质丰度变化特征和生烃潜力

银-额盆地石炭系—二叠系1100多个暗色泥质岩样品的有机质丰度、热解分析结果表明,依据TOC的评价标准,银-额（银根-额济纳旗）盆地石炭系—二叠系暗色泥岩和页岩达到烃源岩标准的样品占总样品数的50%以上,达到好烃源岩标准的样品占总样品数的15%以上。纵向上银-额盆地石炭系—二叠系从下部的上石炭统—下二叠统阿木山组/甘泉组、中—下二叠统埋汗哈达组、中二叠统阿其德组/菊石滩组到上二叠统哈尔苏海组,暗色泥质岩的有机质丰度具有从下到上总体降低的趋势;平面上同一层段中具有北部地区TOC高于南部地区、西部地区TOC高于东部地区的分布特征,这种分布特征与该区的沉积环境相吻合。研究区露头样品热解分析所获的生烃潜量和氢指数结果不能作为评价烃源岩的指标。     

内蒙古西部银根-额济纳旗盆地石炭系—二叠系暗色泥质岩有机质丰度变化特征和生烃潜力

银-额盆地石炭系—二叠系1100多个暗色泥质岩样品的有机质丰度、热解分析结果表明,依据TOC的评价标准,银-额（银根-额济纳旗）盆地石炭系—二叠系暗色泥岩和页岩达到烃源岩标准的样品占总样品数的50%以上,达到好烃源岩标准的样品占总样品数的15%以上。纵向上银-额盆地石炭系—二叠系从下部的上石炭统—下二叠统阿木山组/甘泉组、中—下二叠统埋汗哈达组、中二叠统阿其德组/菊石滩组到上二叠统哈尔苏海组,暗色泥质岩的有机质丰度具有从下到上总体降低的趋势;平面上同一层段中具有北部地区TOC高于南部地区、西部地区TOC高于东部地区的分布特征,这种分布特征与该区的沉积环境相吻合。研究区露头样品热解分析所获的生烃潜量和氢指数结果不能作为评价烃源岩的指标。     

碳酸盐岩烃源岩判识与实践——以四川盆地为例

碳酸盐岩可以成为烃源岩,并为油气藏提供丰富的烃源,但不是所有碳酸盐岩都可以视为烃源岩。碳酸盐岩在成藏进程中,往往作为输导层或储集层,并常有外源有机质的干扰。碳酸盐岩烃源岩应该是有机质原生赋存(与矿物结合成为沉积的一部分),具有一定丰度值,在适宜的热成熟阶段,同样可以形成液态烃和气态烃。碳酸盐岩烃源岩发育于低能环境的沉积相——开阔海台地相、局限海台地相、生物泥丘相、斜坡相,等等。泥质泥晶灰岩,生物泥—粒泥岩—泥粒岩微相,应该是碳酸盐岩烃源岩的主要岩类。碳酸盐岩烃源岩与油系泥质烃源岩比较,具有油窗凸显且高峰期前移、气态烃峰期不明显且有后延、液态烃产率高的特点。据对碳酸盐岩烃源潜量的评估,它在四川盆地烃源中占20%～25%,为油气成藏作出了重要贡献。     

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。     

海相碳酸盐岩烃源岩热解动力学研究:全岩和干酪根的对比

我国海相碳酸盐岩地层分布广泛,厚度巨大,经历的地质历史较长,特点是有机质丰度低,多处于高过成熟阶段.碳酸盐岩烃源岩评价对我国的油气资源评价与勘探至关重要.用生烃动力学方法来研究碳酸盐岩生油气过程是一个值得探索的研究方向.本文通过生烃动力学热模拟实验,求取了碳酸盐岩全岩和其干酪根不同烃类组分(甲烷、 C2～ C5气态烃)的生成动力学参数并进行对比.结果表明,在生烃动力学热解实验中,全岩和其干酪根具有相似的动力学参数,采用烃源岩应该比干酪根更符合实际,但是干酪根样品可以测得更为详细的实验数据,因此可以根据样品的情况,选择合理且易行的实验条件.在此基础上,以本文得到的参数作为参照指标,用动力学方法外推到地质实际中,可准确地提出适合我国的碳酸盐岩生烃定量模型,能为碳酸盐岩的资源评估等方面给出定量数值,从而为有效烃源岩的定量评价提供一种新的方法和途径.     

Thermal simulation of basic volcanic fluid influence on different source rocks

Based on thermal simulation experiment, interactions between volcanic fluids and source rocks were studied. Gas generations in the dry system and fluid system under different temperatures were analyzed. The results showed that the various types of source rocks are similar in composition, containing gaseous C1-C5 hydrocarbons, H2 and CO2 whose gas yields increase with increasing temperature. The gas yield of source rocks of type I is the high- est, followed by type II, and that of source rocks of type III is the lowest, indicating that the yield of hydrocarbon gases is related to their hydrocarbon generating potential. Although the generating potential of type III is the lowest, it can still be regarded as a useful gas source when it is buried deeply enough. The basic volcanic fluid restrains the generation of gaseous hydrocarbons in different types of source rocks, but promotes the generation of inorganic gases.     

Thermogravimetry-differential thermal analysis coupled with chromatography as a thermal simulation experimental method and its application to gaseous hydrocarbons from different source rocks

In this paper a thermogravimetry-differential thermal analysis method coupled with chromatography （TG-DTA-GC） has been adopted to simulate the generation of gaseous hydrocarbons from different hydrocarbon source rocks such as coals, mudstones, and carbonate rocks with different maturities. The temperature programming for thermal simulation experiment is 20℃/min from ambient temperature to 700℃. As viewed from the quantities and composition of generated gaseous hydrocarbons at different temperatures, it is shown that low-mature coal has experienced the strongest exothermic reaction and the highest loss of weight in which the first exothermic peak is relatively low. Low-mature coal samples have stronger capability of generating gaseous hydrocarbons than high-mature samples. The amounts and composition of gaseous hydrocarbons generated are closely related not only to the abundance of organic carbon in source rocks, but also to the type of kerogen in the source rocks, and their thermal maturity. In the present highly mature and over-mature rock samples organic carbon, probably, has already been exhausted, so the production of gaseous hydrocarbons in large amounts is impossible. The contents of heavy components in gaseous hydrocarbons from the source rocks containing type- Ⅰ and - Ⅱ kerogens are generally high ; those of light components such as methane and ethane in gaseous hydrocarbons from the source rocks with Ⅲ-type kerogens are high as well. In the course of thermal simulation of carbonate rock samples, large amounts of gaseous hydrocarbons were produced in a high temperature range.     

蒙古塔木察格盆地塔南凹陷烃源岩特征及潜力评价

烃源岩潜力评价是油气田勘探的重要步骤,对于岩性油气藏勘探尤为重要,需考虑多方面因素。受塔南凹陷实际条件的限制,选取烃源岩厚度、有机碳含量、干酪根类型、热解指标、有机质成熟度等5 项指标,对研究区下白垩统铜钵庙组、南屯组、大磨拐河组烃源岩特征及潜力进行评价。研究表明,研究区烃源岩特征整体优好; 南屯组的烃源岩最优,大磨拐河组次之,铜钵庙组最差。使用 “直接乘法”对研究区9 小层烃源岩生烃潜力进行综合排队,其中南屯组SQ3-3 小层的烃源岩发育最好,铜钵庙组I 油组的烃源岩发育最差,其先后顺序及评价为: SQ3-3、SQ3-2、SQ3-5、SQ3-1、SQ3- 4、SQ4-1、II 油组、SQ4-2 及I 油组。     

准噶尔盆地石炭系不同类型烃源岩生烃模拟研究

选取不同沉积环境发育的多种类型的烃源岩,通过烃源岩生烃热模拟实验,对比分析不同类型烃源岩的生烃产物、产率特征及生烃演化规律。结果表明,准噶尔盆地石炭系不同沉积环境发育的烃源岩产烃能力差异较大,最大烃产率从高到低依次为:弧间盆地泥岩、弧后盆地泻湖相泥岩、残留洋盆滨浅海相泥岩、沉凝灰岩。烃源岩的产烃率大小受控于其母质与埋藏热演化条件,有机质类型越好,产烃率相对越高;而受火山作用影响越剧烈,产烃率越低。下石炭统广泛发育的弧间、弧后盆地暗色泥质岩类烃源岩具备高产烃率,为有利烃源岩发育区,乌伦古坳陷和滴水泉地区为准噶尔盆地石炭系油气勘探的有利方向。     

不同类型烃源岩排烃模式对比及差异性探究

烃源岩的排烃是准确预测含油气盆地油气资源必须涉及的一个非常重要的环节,为了得到不同有机质类型烃源岩的排烃效率、排烃机理,选取不同有机质类型烃源岩进行了黄金管模拟实验,总结了不同类型烃源岩在各演化阶段产物的变化特征与排烃效率。结果表明,烃源岩类型对总生成油与残留油中轻重烃的比例影响较大,但是对排出油中轻重烃的比例影响较低,排出油中均表现为在未熟—成熟阶段以重烃为主,在高熟—过熟阶段以轻烃为主。烃源岩的类型对生排油量的影响明显,烃源岩的类型越好,生排油量越高。Ⅰ型烃源岩的生排油量最高,Ⅲ型烃源岩最低。烃源岩类型越好,排油效率越高。Ⅲ型烃源岩排油效率低,与其生成气态烃较多、显微组分中镜质组含量较高有关。      

中国三大陆块中—新元古代泥质岩与碳酸盐岩元素地球化学特征

中国三大陆块中—新元古代地层格架中广泛分布低变质程度的泥质岩与碳酸盐岩,其元素地球化学特征为研究地表圈层的历史演化提供了重要的基础资料。本文收集了近十几年国内外已发表的近2000组泥质岩/碳酸盐岩中地球化学数据,包括40种常量、微量元素含量组成,涉及华北陆块长城系、蓟县系、待建系及青白口系,扬子和塔里木陆块南华系、震旦系。结合文献中样品的岩性、实验方法以及地质背景特征,主要得出了以下认识：① 泥质岩中常量元素的平均含量与中国东部未变质泥质岩中的相似,但其整体上受到了新元古代冰期的影响,化学风化作用较弱,易流失的Na、K及Ca元素含量相对较高;碳酸盐岩中的常量元素含量组成与中国东部未变质富泥碳酸盐岩对比,具有少量的陆源物质输入且以白云岩为主,Mg含量较高。② 碳酸盐岩中较高的Mn/Sr比值应与成岩蚀变作用有关,虽然硅酸盐矿物少于泥质岩,但Sc、REE+Y以及氧化还原敏感元素更加富集,Sc和REE+Y元素与陆源碎屑的混染作用有关,而后者与氧化的海洋环境有关。③ 中元古代早期,华北沉积物中记录了Ce元素负异常以及氧化还原敏感元素含量的增高,响应了一次浅海的氧化事件,并促使了生物的演化。④ 进入新元古代,“雪球地球”事件被塔里木陆块泥质岩大范围变化的化学蚀变指数所记录,伴随着间冰期及冰期后海洋的增氧,扬子陆块新元古代沉积物部分微量元素含量又一次增加,对应着伊迪卡拉生物群的出现。     

海相镜质体反射率用作早古生代烃源岩成熟度指标研究

中国早古生代烃源岩由于缺乏镜质组,加之成熟度较高,常现成熟度指标较难应用,长期以来,对这套烃源岩成熟度评价一直存在问题。塔里木盆地是中国最大的以早古生代地层为主的含油气盆地,在寒武系和奥陶系生油岩中发育有海相镜质体。应用有机岩石学方法主要对塔里木盆地四口深井岩芯样品进行了研究,发现海相镜质体反射率与孔深呈正相关,且其相关性优于沥青反射率,人工热模拟实验结果进一步表明,海相镜质体成熟作用轨迹不同于镜质组。在R＜1．5％时,其反射率比镜质组低;在R＞1．5％时,其反射率比镜质组高。结合天然剖面与热模拟系列样品研究成果,发现R与Ro的相关性可划分为三个阶段,可分别近似用三个直线方程表示：根据海相镜质体反射率实测结果,应用这些方程计算出等价Ro,可较客观地评价早古生代烃源岩成熟度。     

湖相碳酸盐岩研究现状及意义

目前湖相碳酸盐岩是国内外沉积学研究的薄弱环节。本文在众多专家学者历年研究成果的基础上,综述了湖相碳酸盐岩的研究现状,其主要体现在岩石类型、分布及发育特点、相模式、储集层和生油岩几个方面;并阐明了湖相碳酸盐岩的研究具有重要的理论和经济意义。