塔里木盆地海相烃源岩与原油芳烃单体烃碳同位素分布特征及其意义

芳烃化合物是原油和烃源岩抽提物中的主要馏分,经过小型氧化铝两步层析法,可以得到分离度高的二环芳烃和三环芳烃化合物.塔里木油田不同地区的上奥陶统烃源岩和寒武系‐下奥陶统烃源岩抽提物芳烃馏分的GC-IRMS分析表明芳烃单体烃碳同位素组成除受热演化程度影响外,还受有机质来源、沉积环境和成烃过程的影响.无论是烷基萘、烷基联苯、烷基菲的亚系列,还是单体化合物,如1-甲基菲、9-甲基菲、2,6-二甲基菲等的δ13C值均表现为寒武系‐下奥陶统烃源岩偏重,两套烃源岩之间亚系列的δ13C差值最高可达16.1‰,单体烃之间差值可达14‰.综合塔里木盆地不同时代烃源岩和原油的生物标志物组合特征及单体烃的碳同位素组成,可为油源对比提供强有力的佐证.塔中地区大部分奥陶系原油9-甲基菲具有偏负的δ13C组成,贫伽玛蜡烷,富含升藿烷,主要来自于上奥陶统烃源岩;而塔东地区原油和部分塔中地区原油富伽玛蜡烷、贫升藿烷,9-甲基菲的δ13C组成明显较重,表明其主力油源岩为寒武系‐下奥陶统烃源岩.     

塔里木盆地环哈拉哈塘海相油气地球化学特征与成藏

环哈拉哈塘凹陷是一个油气十分富集的含油气系统,但是各地区油气的性质与分布差异很大.研究认为已发现的原油和天然气均主要来自于O2 3烃源岩.油气性质的差异主要受油气充注成藏的控制.综合研究认为环哈拉哈塘凹陷油气藏主要经历了三期重要成藏期:晚加里东-早海西期油气主要来自满加尔凹陷寒武系烃源岩,原生古油藏中的烃类遭受强烈降解,目前在塔北隆起高部位形成大量残余干沥青;晚海西期,满加尔凹陷内中上奥陶统烃源岩开始大量生烃并在塔北隆起高部位聚集成藏,在海西期末期因遭受生物降解变成稠油;燕山-喜山期,哈拉哈塘凹陷南部及其以南的满加尔凹陷边缘的中上奥陶统烃源岩开始进入大量生液态烃阶段,生成的油气聚集在印支-燕山期之前形成的圈闭中,其中部分地区稠油遭到不同程度的稀释,或者受到强烈的气侵,导致原油出现明显的差异.     

塔中地区中深1和中深1C井盐下寒武系油气地球化学特征及其油气源判识

2013年塔中地区中深1与中深1C井在寒武系盐下白云岩地层中实现了突破,发现了寒武系盐下内幕原生油气藏,揭开了寒武系勘探的新阶段.同时中深1、中深1C井盐下寒武系油气的发现,再一次引起了有关塔里木盆地海相油源的激烈争论.本文利用色谱、色谱-质谱及碳同位素分析手段,对中深1和中深1C井寒武系油气的地球化学组成特征进行了详细研究,并通过油(气)-油(气)、油-源对比,对它们的烃源问题进行了探讨.研究结果表明:中深1和中深1C井盐下寒武系油气可以划分为两个不同的族群,其中中深1井阿瓦塔格组挥发油与天然气应源自中-上奥陶统烃源岩;而中深1井肖尔布拉克组天然气、中深1C井肖尔布拉克组凝析油与天然气则均应源自寒武系烃源岩.塔中地区中深1和中深1C井盐下寒武系地层中两种不同来源油气的发现,表明塔中地区可能存在两种不同的油气资源,既有源自寒武系的油气亦有源自中-上奥陶统的油气.     

四川盆地震旦系-下古生界烃源岩热演化模式及主控因素

烃源岩热演化是含油气盆地烃源岩评价的基本内容之一,也是油气动态成藏研究的基础.通过系统分析地层沉积样式,结合盆地热史恢复结果,应用Easy%Ro化学动力学模型,模拟了四川盆地86口代表性钻井和200余口人工井点震旦系-下古生界烃源岩热演化史.结果表明,在盆地不同构造单元,下寒武统和下志留统烃源岩热演化特征存在明显差异,并据此建立了四种热演化模式:①加里东期成熟,早晚二叠世期间快速演化定型,以川南地区下寒武统烃源岩为代表;②加里东期未熟,早晚二叠世期间一次快速演化定型,以川西南下寒武统和川南下志留统烃源岩为代表;③加里东期成熟,晚海西-燕山期再次增熟,以川东、川北地区下寒武统烃源岩为代表;④加里东期未熟,晚海西-燕山期持续增熟,以川中地区下寒武统和川东、川北下志留统烃源岩为代表.通过对比研究沉积速率、热流和增温速率之间的耦合关系,剖析了四川盆地震旦系-下古生界烃源岩热演化的控制因素,即川西南和川南局部地区主要受控于早晚二叠世期间峨眉山地幔柱和玄武岩的异常热效应,而盆地其它地区则受沉积地层埋深增热和盆地热流演化的共同作用,其中沉积地层埋深增热对烃源岩增温效应更加显著.     

塔里木盆地英南2井气藏生烃动力学研究

英南2井是塔里木盆地东部地区一口重要的预探井,该井在侏罗系获得高产工业油气流.天然气组分与碳同位素组成表明该气藏中的天然气属于腐泥型天然气.由于该区存在多套源岩,天然气来自干酪根气还是原油裂解气存在一定争议.通过应用生烃动力学与碳同位素动力学的方法,认为英南2井天然气以原油裂解气为主,约占72%,气源来自寒武-下奥陶统干酪根的二次生气、中上奥陶统油藏的裂解气.英南2井侏罗系气藏主要充注时间在65Ma之后,属晚期成藏,持续充注.     

和田河气田凝析油油源及油气成因关系判识

运用有机地球化学方法,对和田河凝析油进行了油源对比,并对相伴生的凝析油与天然气的成因关系进行了判识.研究结果表明,和田河凝析油具有高的姥鲛烷/植烷比(Pr/Ph),高的C28规则甾烷相对含量(25%),丰富的C26-C27三芳甾烷和三芳甲藻甾烷以及较重的碳同位素组成等地球化学特征,与寒武系烃源岩具有良好的可比性,应源自寒武系烃源岩.多项分子化合物成熟度参数表明,和田河凝析油成熟度并不高,为成熟-高成熟原油范畴.和田河凝析油与天然气虽均源自寒武系烃源岩,天然气亦为原油裂解气,但一系列证据表明,和田河气田的天然气并不是由伴生的凝析油裂解而成,原油裂解生成天然气的过程也不是在现今储层内发生的(非原位裂解气).井口条件下产出的液态凝析油应该是呈分散状溶解在天然气中,是由天然气携带注入气藏的.     

塔里木盆地天然气氢同位素地球化学与对热成熟度和沉积环境的指示意义

通过对塔里木盆地主要含气区74个天然气样品碳、氢同位素分析, 天然气可分为6类, 即: ①与陆相煤系有关的煤成气; ②与三叠-侏罗系湖相泥岩有关的煤成气; ③与海相沉积的寒武系-下奥陶统烃源岩有关的油型气; ④与海相-海陆过渡相烃源岩有关的油型气; ⑤石炭系海陆过渡相烃源岩与中生界腐殖型有机质形成的混合气; ⑥塔西南坳陷有机热解气与少量深部气形成的混合气. 不同类型天然气中甲烷氢同位素组成受源岩沉积环境(有机质类型)和热成熟度双重因素控制, 其中沉积环境(有机质类型)为主要控制因素, 其次为热成熟度; 在源岩热演化程度相近时, 甲烷氢同位素组成主要与其源岩沉积环境(有机质类型)有关. 随着气源岩热演化程度的增高和/或烷烃气碳数的增加, 烷烃气氢同位组成呈逐渐变重的趋势; 重烃气氢同位素组成(d D2, d D3)主要受源岩热成熟度控制, 其次为源岩沉积环境. 烷烃气氢同位素系列局部倒转与细菌氧化、不同类型天然气混合和/或同一类型不同热成熟天然气混合有关. 在油型气中, d D1>d D2可能与硫酸盐还原反应有关.     

中国典型叠合盆地与油气成藏研究新进展——以塔里木盆地为例

我国的含油气沉积盆地以经历过多次构造与沉积叠加为特征, 可用“叠合盆地”去统称那些由两种或两种以上类型的原型盆地叠加或复合在一起的盆地. 这些盆地的特性可概括为“多期成盆、多期改造、多套烃源岩、多次生排烃、多期运聚散”. 针对叠合盆地的特性, 应用波动分析方法进行“成盆-成烃-成藏”过程分析, 建立油气成藏体系理论将有助于提高此类盆地的油气勘探效率. 以塔里木盆地为例, 重点介绍当前在成盆、成烃及成藏研究过程中的重大进展. 成盆研究进展有: (ⅰ) 地球物理综合剖面揭示了塔里木板块向天山造山带的“层间插入消减”以及具有东西分段特征; (ⅱ) 沉积-地球化学综合剖面研究成果揭示了库车坳陷中新生代的演化阶段及盆地性质; (ⅲ) 野外调查及应力恢复结果显示, 第四纪以来库车坳陷处于天山挤压隆升后的浅层重力伸展阶段. 成烃研究进展有: (ⅰ) 建立了海相碳酸盐岩优质烃源岩发育的环境指标; (ⅱ) 确立了有效碳酸盐岩烃源岩的有机质丰度下限. 成藏研究进展有: (ⅰ) 建立起适应不同条件下流体包裹体古压力与古温度确定方法; (ⅱ) 通过油源对比分析, 指出轮南、塔河地区的原油可能源于中上奥陶统源岩; (ⅲ) 对轮南地区不同时代储层石油包裹体进行分期并探讨其形成时间.     

煤系烃源岩中正构烷烃、芳烃绝对含量及倾油倾气性判识

吐哈盆地热降解期烃源岩氯仿沥青"A"中正构烷烃和芳烃的绝对含量研究表明,煤和碳质泥岩相对富集芳烃化合物,而泥岩则相对富集正构烷烃.烃源岩样品的全岩分析表明,富氢显微组分含量低的样品的色谱质谱分析(GC-MS)总离子流图(TIC)上以芳烃化合物占绝对优势,而富氢显微组分含量高的样品的TIC上则出现明显正构烷烃化合物.综合煤系烃源岩氯仿沥青"A"的色谱质谱分析和全岩显微组成所做的烃源岩倾油倾气性评价表明,吐哈盆地台北凹陷西部的胜北洼陷倾油性较强,而东部的丘东洼陷和小草湖洼陷则相对倾气,与该区油气分布格局相吻合.适用于吐哈盆地的烃源岩倾油倾气性定量判识指标为:倾油烃源岩氯仿沥青"A"的正构烷烃绝对浓度>110μg/mg,芳烃绝对浓度<15μg/mg,两者比值>8;倾气烃源岩氯仿沥青"A"的正构烷烃绝对浓度则<82μg/mg,芳烃绝对浓度>40μg/mg,两者比值<1.5.     

峨眉山超级地幔柱对四川盆地烃源岩热演化的影响

四川盆地的构造、热演化与峨眉山超级地幔柱有密切关系.峨眉山超级地幔柱对四川盆地中二叠统之下的烃源岩热演化有着十分重要的影响.在四川盆地热历史恢复的基础上,研究了峨眉山超级地幔柱对盆地内烃源岩,特别是中二叠统之下的古生界烃源岩热演化的影响.结果表明,中二叠统及下伏烃源岩的热演化受中晚二叠世发生在盆地西南方向的峨眉山超级地幔柱的影响巨大,且具地区差异性.即在靠近峨眉山地幔柱中心的地区,有机质迅速成熟并达到其成熟度的最高值(以H1井为代表),古生界烃源岩迅速进入过成熟,此后未有二次生烃;而远离峨眉山地幔柱的盆地大部分地区,古生界烃源岩在二叠纪以来具有多次生烃过程.中生界烃源岩热演化,主要和前陆盆地阶段的构造过程包括前陆沉积和断裂的逆冲推覆等相关. 在烃源岩有机质成熟度演化史的基础上,从盆地热史和烃源岩热演化的角度指出了下二叠统及之下烃源层在四川盆地不同地区油气勘探中的不同意义.     

高演化海相碳酸盐烃源岩地球化学综合判识--以鄂尔多斯盆地为例

针对中国海相碳酸盐岩烃源岩的成熟度高、有机质丰度低等特殊性,以鄂尔多斯盆地下古生界为例, 通过微量元素富集系数计算、稀土元素的配分模式、元素和碳同位素等的数理统计分析及三维图解等多元综合分析, 结合必要的有机参数, 反演了盆地烃源岩发育环境, 评价碳酸盐岩烃源岩及其分布. 就鄂尔多斯盆地而言, TOC为0.2%是个重要的界限值, 研究表明: 在TOC>0.2%的层段中, Ba富集,δ13Ccarb正偏移, δ13Corg<-28‰, 反映出古生产力、有机质埋藏量较高, 具较好生烃潜力, 稀土元素分异强, 指示沉降速率低, 有机质保存条件好, 利于烃源岩发育.克里摩里组、乌拉力克组具一定规模, 可视为潜在有效烃源岩. 而TOC＜0.2%的层段, Ba含量低, δ13Ccarb多为负值,δ13Corg为-24‰～-28‰,指示有机质埋藏量低,生烃潜力差,稀土元素分异弱,沉降速率较快,多属浅水高能氧化环境,不利于烃源岩发育.利用无机与有机地球化学方法综合评价高演化海相有潜力的碳酸盐岩烃源岩及分布是可行的.     

下扬子中生代构造-热事件及其对海相烃源岩生烃的影响

温度是控制烃源岩有机质生烃的主要因素,构造-热事件下的高温作用对烃源岩的增熟和生烃历程具有显著影响.通过地质分析和磷灰石、锆石裂变径迹、磷灰石U-Th/He低温热年代学数据、火山岩年龄数据分析认为,下扬子中生代存在印支期(T_3-J_2),燕山期(J_3-K_1)构造-热事件,沉积盆地达到最高古热流的时间大约为130~110Ma.古温标镜质体反射率热史反演结果揭示句容地区最高地表古热流达到~94mW·m~(-2),泰兴地区为~78mW·m~(-2),热事件的强度由西至东减弱.基于EASY%Ro模型的生烃史正演结果揭示:寒武系烃源岩在常州地区主生气期为早二叠世晚期至晚三叠世末,在句容、泰兴地区主生气期为晚三叠世-早白垩世.由于T_3-J_(1-2)前陆盆地沉积和早白垩世岩浆活动热事件的双重作用,海相烃源岩有机质在早白垩世末达到最高古地温.虽然K_2-E期间在句容、泰兴和常州部分地区具有一定的沉降幅度,甚至使得部分地区海相烃源岩的埋深超过早期的埋深,但由于K_2以来大地热流降低,海相烃源层地层温度却低于早期的地温,有机质未能普遍进一步增熟生烃,即这些地区不存在大面积的二次生烃.     

江汉盆地南部热史与下志留统海相烃源岩成熟度演化研究

应用含油气盆地热史模拟系统, 对江汉盆地南部的钻井资料进行了模拟计算, 恢复了研究区的热史和埋藏史. 在此基础上, 正演了下志留统烃源岩成熟度的演化史. 研究结果表明,江汉盆地在印支期(240 Ma)以前处于稳定的低热流(50～55 mW/m²)状态, 印支期后热流开始整体升高. 潜北断裂以北地区的热流在中燕山期(155 Ma)达到峰值(～72 mW/m²), 断裂以南的热流在晚燕山期(40 Ma)达到峰值(～76 mW/m²). 晚喜山期后, 整个研究区的热流快速下降, 盆地开始冷却. 早三叠世末, 下志留统烃源岩在枝江、当阳、沔阳凹陷一带率先进入生油门限, 早侏罗世至早白垩世末烃源岩进入快速增熟期, 成熟度具有北高南低的特征. 晚白垩世末, 烃源岩热演化特征表现为东强西弱. 到了新近纪末, 烃源岩热演化终止. 研究区热史恢复和下志留统烃源岩成熟度演化的研究为合理评估烃源岩生烃量、排烃量和油气资源量提供了科学依据.     

塔里木盆地和田河气田天然气地球化学特征及成藏过程

和田河气田是塔里木盆地在古生界克拉通地区迄今发现的一个最大气田,探明地质储量为616.94×108m3.和田河气田主要产层为石炭系巴楚组的生屑灰岩段、砂砾岩段和奥陶系碳酸盐岩潜山.天然气主要为源自寒武系烃源岩的原油裂解气,经历了晚加里东-早海西期油藏的形成、晚海西期天然气的运聚与散失与喜马拉雅期和田河次生天然气藏形成的3个主要阶段.和田河气田发现的最大意义就是在古生界克拉通地区的新构造运动圈闭中可以形成大气田.     

川东北长兴-飞仙关组原油裂解型气藏成藏史分析

采用储层流体包裹体、固体沥青有机岩石学与^13C—NMR（CP／MAS）谱分析,结合盆地模拟技术,对川东北普光地区油气成藏历史进行了分析．根据固体沥青包裹体特征、储层固体沥青双反射和高芳碳率特征,证实了川东北长兴．飞仙关组储层固体沥青的为高演化阶段的原油裂解形成的焦沥青,天然气具有原油裂解成因．通过单井热史、生烃史的盆地模拟,结合流体包裹体均一化温度及构造演化历史分析,本人认为川东北飞仙关组天然气藏经历了三期的油气充注过程：第一期油气充注发生于185～180Ma的早侏罗世中晚期,主要是下志留统烃源岩的大量生烃,对应包裹体均一化温度在80～110℃,代表了燕山早期阶段初始油藏的形成过程：第二期油气充注在165～138Ma,代表了燕山中期快速沉降阶段二叠系烃源岩大量生油阶段的油气充注过程,对应充注温度在120—155℃;第三期油气充注发生在110-65Ma,主要代表了储层原油裂解生气过程,对应充注温度160—210℃．喜马拉雅期的调整改造造就了现今气田的分布面貌．     

致密气藏烃源岩地化参数测井综合评价方法研究

针对塔里木盆地库车坳陷北部侏罗系烃源岩受泥浆污染、分析数据少、样品分布不连续及类型多样等问题突出,利用测井资料来对有机地球化学参数进行评价难度大,无法满足勘探需求.本文阐述了不同类型烃源岩的有机质级别、测井响应特征、有机地球化学参数定量计算及品质评价等多种方法,来研究富集区烃源岩对致密气储层的持续供气能力.文中介绍了煤层、碳质泥岩、暗色泥岩等3种类型烃源岩的有机质级别和测井响应特征.首先,提出分不同岩性烃源岩的ΔlogR法,其计算结果与铀曲线相关法、多元回归法对比,效果最好;再次建立了生烃潜率、氯仿沥青“A”及镜质体发射率等多个有机质地球化学参数的测井评价模型;最终,考虑能够反映烃源岩性质的参数来综合定义烃源岩品质指数,形成了完善的烃源岩测井综合评价方法研究技术.研究表明,利用这套地球物理技术提供了烃源岩定量评价和品质分类研究方法及实际应用案例.     

塔里木盆地寒武系芙蓉统SPICE的发现与碳同位素地层学对比

塔里木盆地寒武系芙蓉统发育大量的结晶白云岩,是油气勘探的重要目标层系.由于生物化石较少,且前人未在碳同位素地层研究中发现SPICE漂移这一芙蓉统标志,芙蓉统等时对比格架一直未能建立.本研究通过对塔里木盆地覆盖区的塔西台地和塔东盆地的代表性钻井的碳同位素地层研究,在塔里木盆地发现SPICE漂移,在塔西台地区三个钻井的下丘里塔格组中部均出现碳同位素正异常,幅度达1.5～1.9‰;在塔东盆地区突尔沙克塔格群下灰岩段出现幅度高达4.0‰的正漂移;据之大致确定了寒武系芙蓉统的底界.发现塔西台地区三个钻孔蓬莱坝组底部、塔东盆地区塔东2井突尔沙克塔格群顶部都出现一个δ~(13)C值微弱正异常.提出碳同位素微弱负漂移之后的正漂移作为确定塔里木盆地奥陶系/寒武系界线的同位素地层标志,初步建立了塔里木盆地芙蓉统跨隆起、跨相区的等时对比格架.     

鄂尔多斯盆地延长组长7段致密油源储配置关系测井评价

源储配置关系是致密油评价的核心组成部分.以鄂尔多斯盆地延长组长7段的岩心、测井资料为基础,经岩—电关系分析,优选深感应电阻率(RILD)与声波时差(AC)测井参数曲线重叠图法来识别烃源岩,并结合地球化学参数进行烃源岩品质评价;同时,开展砂体结构特征研究,并在单井、连井剖面中综合分析烃源岩品质、砂体结构特征、源储配置关系及含油性.研究表明:1)延长组长7段烃源岩发育段在深感应电阻率(RILD)与声波时差(AC)测井曲线重叠图上存在明显幅度差,累计厚度一般5~70 m,分布面积达10×104km;岩心分析及测井模型计算TOC值一般2%~20%,平均11.6%,TOC在平面上分布具较强非均质性;基于测试分析数据和实际生产需求,把鄂尔多斯盆地长7段泥页岩分为4类,优质烃源岩:TOC10%,中等烃源岩:6%TOC10%,差烃源岩:2%TOC6%,非烃源岩:TOC2%.2)影响鄂尔多斯盆地长7致密油富集程度的关键因素是烃源岩有机碳含量,其次是砂体结构,以及砂体与烃源岩之间的距离.一般在优质和中等烃源岩发育区,紧邻烃源岩的块状砂体的每米日产油指数(PI)一般大于2.0 t/m·d,远离优质或中等烃源岩的块状砂体PI一般为1.5t/m·d;不论层状砂体与烃源岩的距离远近,PI一般均为1.0t/m·d.差烃源岩发育区,紧邻或远离烃源岩发育区的块状砂体、层状砂体一般均为差油层或干层.     

塔里木盆地下古生界烃源岩二次生烃范围研究

塔里木盆地是一个多旋回叠合盆地,下古生界烃源岩具有典型的二次生烃特征.当前关于二次生烃的研究集中在通过热模拟方法认识生烃机理和模式等方面,关于典型盆地二次生烃发生范围、分布规律、影响因素研究相对较少.本文在认识塔里木盆地构造背景和热演化规律的基础上,选取不同构造单元具有代表性的50余口井,利用Basin Mod 1D盆...     

鄂尔多斯盆地长91湖相优质烃源岩的发育机制探讨

新近的钻探和有机地球化学测试与研究,在鄂尔多斯盆地上三叠统长9油层组上段发现了一套湖相优质烃源岩,其平均TOC达5.03%,平均沥青"A"含量达0.8603%,有机母质类型——以低等水生生物为主要来源的腐泥型,并已达到了生油高峰的热演化阶段.湖相优质烃源岩发育于湖盆的局部凹陷.各项有机、无机地球化学参数反映出长91优质烃源岩形成于淡水—微咸水、弱氧化—弱还原的半深湖相沉积环境.因此,高生产力是该套优质烃源岩形成的主控因素.薄层凝灰岩、纹层状凝灰岩的沉积,以及Eu显著正异常的发现,佐证了同期可能存在与火山喷发有关的缺氧地质事件.地质事件对长91优质烃源岩的发育起着重要的作用.