湖相烃源岩生烃动力学及排油效率——以松辽盆地青山口组为例

为准确评价湖相烃源岩的排油量及致密油资源潜力,结合湖相I型有机质的黄金管热模拟实验和青山口组烃源岩的有机地球化学分析,对松辽盆地湖相烃源岩生烃特征、动力学参数和排油效率进行了研究。热模拟实验的产物定量结果表明,松辽盆地青山口组湖相烃源岩具有可观的生油潜力,最大生油量约为600 mg/g·TOC,主要的生油阶段在Easy Ro=0.5%~1.2%。动力学计算结果表明,该烃源岩生油的平均活化能为218.5 k J/mol,重质组分生成活化能要低于轻质组分。结合青山口组烃源岩的生油动力学参数和英X58井热史的地质推演,证实该井湖相烃源岩的当前生油转化率为40%~60%,生油量为240~360 mg/g·TOC;通过残留烃的定量,计算得到该烃源岩的排油量为150~200mg/g·TOC,相对排油效率约为60%。生油量及排油效率结果表明,松辽盆地致密油资源潜力大。     

“进源找油”：论四川盆地非常规陆相大型页岩油气田

源岩油气规模快速发展,是中国能源结构转型的重要战略选项;陆相页岩油和气是中国源岩油气最具潜力的组成类型,是中国陆上未来"进源找油"最重要的突破对象。本文首次研判提出四川盆地侏罗系油和气发展,应尽快由常规构造-裂缝石油、致密灰岩与砂岩油向孔隙型页岩油气转变,重点阐述了大安寨段页岩油气4项新进展:①评价侏罗系4套富有机质页岩总生油量245×10~8t,石油总资源量172×10~8t,还有相当规模的天然气资源,既富油又富气,其中67%的油气资源集中在大安寨段;②大安寨段二亚段是侏罗系页岩油和气的"甜点段",黑色页岩厚度一般20～80m,TOC平均值大于2%,Ⅱ_1～Ⅱ_2型干酪根,R_o主体1.1%～1.4%,处于轻质油—凝析油气窗口,页岩储层孔隙度4%～6%,页理裂缝发育,脆性矿物含量一般在50%以上,压力系数1.2～1.8,滞留烃量多为100～200mg/g·TOC,油质较轻,地层埋深较浅,具备与北美页岩油气媲美的地质工程条件;③优选出页岩油气"甜点区"评价的3项核心参数(R_o、富有机质页岩厚度、埋藏深度),评价出大安寨段二亚段页岩油"甜点区"主要分布在盆地中北部地区,页岩厚度20～50m,面积约2×10~4km~2;④提出了加快页岩油和气以水平井体积压裂为核心的风险勘探和开发试验、加强全层系资源评价、加速准备先导试验技术方案等建议,力争推动侏罗系孔隙型页岩油和气突破发现。四川盆地侏罗系陆相页岩油和气新认识,可能为真正开启侏罗系源岩油气"进源找油"、规模开发新征程提供重要的理论依据。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油系统的成藏特殊性

通过烃源岩条件、储层特征与原油类型分布及其来源、源-储配置关系的系统分析,分析了准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组上、下段致密油系统的自生自储与层控成藏特征。结果表明,芦草沟组咸水湖相沉积中的不同岩性均有不同含量的原始有机质,其中的泥岩有机质丰度和生烃潜力最高,为主力烃源岩,母质类型具倾油特征,处于生油阶段。位于烃源岩层系内的砂岩类与碳酸盐岩类储集层主要为低孔低渗-致密背景,含油性与物性差异存在密切关系。源-储配置表现为互层和泥包砂特征,具有源、储邻近叠置分布的致密油聚集条件。芦草沟组上、下段的原油物性与地化特征存在明显差异,分别主要来自邻近层段烃源岩。综合研究认为吉木萨尔凹陷内芦草沟组具有就近运移、自生自储的层控致密油成藏模式。     

地质条件下湖相烃源岩生排烃效率与模式

烃源岩排烃研究是油气地球化学研究中最薄弱的环节,而排烃效率又是准确评价常规油气与非常规页岩油气资源的关键参数。目前对于烃源岩排烃效率的认识差异很大,尚未建立完整的各种类型有机质湖相烃源岩在地质条件下生排烃效率与模式。本文以中国渤海湾、松辽等4个大型湖相含油气盆地以及酒泉青西凹陷、泌阳凹陷等9个中小型湖相富油盆地/断陷为对象,通过15000余个湖相烃源岩样品在自然热演化过程中热解生烃潜力指数的变化研究,揭示了湖相烃源岩在地质条件下的生排烃特征,构建了湖相烃源岩在地质条件下的生排烃效率与模型。无论是大型湖相沉积盆地还是中小型断陷盆地,甚至是盐湖相沉积盆地,烃源岩生排烃特征基本一致。随着成熟度的增高,湖相烃源岩排烃效率逐渐增高,在低成熟阶段排烃效率较低,在成熟与高成熟阶段具有高或很高的排烃效率。Ⅰ型、Ⅱ型有机质类型烃源岩排烃模式相似,相对排烃效率在低成熟阶段小于45%,成熟生油高峰时达85%~90%,至生油窗下限时达90%以上;累积排烃效率在低成熟阶段小于10%,生油高峰时达50%~60%,生油窗下限时达75%~85%,主要的排烃阶段在镜质组反射率0.7%~1.2%之间,生油窗阶段生成并排出了绝大部分烃类。湖相Ⅲ型有机质烃源岩排烃效率明显低于Ⅰ、Ⅱ型有机质烃源岩,生油窗阶段累积排烃效率仅为50%左右,主要生排烃阶段在镜质组反射率0.8%~2.0%之间。控制湖相烃源岩排烃量和排烃效率的主要因素是有机质丰度、类型和成熟度,而盆地类型、断裂发育程度、烃源岩沉积环境、相邻输导层孔渗条件等因素均不影响烃源岩排烃与排烃效率。     

北部湾盆地涠西南凹陷流沙港组烃源岩生烃潜力评价

涠西南凹陷主力烃源岩流沙港二段沉积时期,盆地处于欠补偿环境,其主要沉积物是中深湖相的暗色泥岩,地震上以亚平行、中—弱振幅、不连续的反射特征为主;流沙港组二段泥岩有机碳质量分数普遍大于1.5%,干酪根类型主要为Ⅰ和Ⅱ型,为优质生油岩。通过盆地模拟,得出涠西南凹陷流沙港组源岩生油量为114×108t,生气量为22.31×1011m3,累计生烃强度基本上大于5×106t/km2;平面上A洼生烃占41%,B洼生烃占54%,纵向上流沙港组二段生烃约占流沙港组生烃量的80%,为主要烃源贡献者;涠西南凹陷存在2期生油高峰期：涠洲组沉积时期及下洋—现今沉积时期。在综合考虑油气运聚单元划分结果、骨架砂体及断层展布与发育特征的基础上,指出了涠西南凹陷有利的油气运聚区。     

优质烃源岩评价标准及其应用: 以海拉尔盆地乌尔逊凹陷为例

“优质烃源岩控藏”的概念自提出后,正在逐步为勘探家所接受.但什么是优质烃源岩以及如何界定,则还缺乏共识和统一标准.针对这一难题,以海拉尔盆地乌尔逊凹陷为例,利用物质平衡原理计算的源岩排烃量与有机质丰度(TOC)关系曲线的拐点来确定优质烃源岩的有无及其下限标准.结果表明,在TOC较低时,所有源岩的排烃量有限,难以成为优质烃源岩;当TOC升高到某一阀值时,排烃量随着TOC的升高出现明显的增大.这一明显增大的拐点应该为优质烃源岩的下限,TOC高于该值的源岩即为优质烃源岩.虽然优质烃源岩的下限还与有机质的类型、成熟度等因素有关,但为简明实用,综合定量评价认识,推荐TOC＝2.0%作为确定优质油源岩的下限.该标准在研究区的应用表明,区内南二段、南一段优质烃源岩的生油贡献比例达到71%和87%,排油贡献比例更是高达85%和94%,优质源岩的分布与区内油藏的分布也有非常好的对应关系,证明了优质源岩的控藏作用.      

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。     

阿姆河右岸地区侏罗系海相烃源岩生烃潜力

阿姆河右岸地区侏罗系发育三种类型的烃源岩,其有机质丰度均不相同,上侏罗统海相高伽马值泥岩的最高,其次为海相泥灰岩,中下侏罗统海陆过渡相煤系泥岩相对偏低,烃源岩的等级分别属于好烃源岩、中等烃源岩和中—差烃源岩。对比表明,这三种烃源岩的有机质丰度高于中国含油气盆地的同类型烃源岩,说明盆地具有油气生成的较好物质基础。本区海相烃源岩干酪根微组分中腐泥组含量高,但干酪根中氢原子含量低,有机质主要来源于藻类等低等生物。根据干酪根H/C原子比、氢指数IH和碳同位素δ13C三项指标判断,上侏罗统海相烃源岩属于Ⅱ—Ⅲ型母质。上侏罗统高伽马值泥岩和泥灰岩已达生烃高峰阶段(Ro大多在0.8%~1.3%),有利于常规油、凝析油和湿气的生成,总烃/有机碳已达到15.88%~18.4%,接近Ⅱ型烃源岩液态烃的产烃率,说明侏罗系海相烃源岩具有较高的生烃能力。     

阿姆河右岸地区侏罗系海相烃源岩生烃潜力

阿姆河右岸地区侏罗系发育三种类型的烃源岩,其有机质丰度均不相同,上侏罗统海相高伽马值泥岩的最高,其次为海相泥灰岩,中下侏罗统海陆过渡相煤系泥岩相对偏低,烃源岩的等级分别属于好烃源岩、中等烃源岩和中—差烃源岩。对比表明,这三种烃源岩的有机质丰度高于中国含油气盆地的同类型烃源岩,说明盆地具有油气生成的较好物质基础。本区海相烃源岩干酪根微组分中腐泥组含量高,但干酪根中氢原子含量低,有机质主要来源于藻类等低等生物。根据干酪根H/C原子比、氢指数IH和碳同位素δ13C三项指标判断,上侏罗统海相烃源岩属于Ⅱ—Ⅲ型母质。上侏罗统高伽马值泥岩和泥灰岩已达生烃高峰阶段(Ro大多在0.8%~1.3%),有利于常规油、凝析油和湿气的生成,总烃/有机碳已达到15.88%~18.4%,接近Ⅱ型烃源岩液态烃的产烃率,说明侏罗系海相烃源岩具有较高的生烃能力。     

济阳坳陷优质烃源岩特征与隐蔽油气藏的关系分析

通过对济阳坳陷优质烃源岩的研究,尝试建立勘探中、后期烃源岩研究的流程和工作方法。结合大量的分析资料,建立了本区优质烃源岩的评价标准,该标准可适用于中国的陆相断陷湖盆研究。对烃源岩的生排烃特征模拟结果表明,普通烃源岩、优质烃源岩以及有机质富集层三种不同类型的烃源岩生烃时间基本相同,但在排烃方面三者区别较大,普通烃源岩开始排烃最晚,优质烃源岩次之,而有机质富集层则最早进入排烃阶段。本区优质烃源岩的分布与隐蔽油气藏密切相关。沙四上亚段和沙三下亚段是本区广泛分布优质烃源岩的重点层位,它们与隐蔽油气藏的关系非常密切。优质烃源的分布直接或间接地决定了隐蔽油气藏勘探的成功率。对东营凹陷和沾化凹陷已经发现的隐蔽油气藏油气源的分析结果表明,在沾化凹陷,隐蔽油气藏主要以沙三段下部优质烃源岩为主。但罗家油田原油则是以沙四上亚段和沙三下亚段的碳酸盐岩源岩层所生成的混源油为主。沙四上亚段烃源岩主要形成地层性的隐蔽油气藏,而沙三下亚段烃源岩和沙四上亚段烃源岩均可以形成岩性型油气藏。在此基础上,建立了坳陷不同位置与其烃源岩和油气运移特点相关的隐蔽油气藏形成模式图。     

高邮凹陷北斜坡中部泰州组烃源岩评价

通过对高邮凹陷北斜坡中部沙埝地区沙50A井泰二段暗色泥岩系统取样,详细评价了其有机质丰度、类型、成熟度等各项指标,并依据泰州组烃源岩评价结果和成熟门限深度值划定了高邮凹陷泰州组有效烃源岩的分布范围,计算了相应的资源量。结果表明,该区泰州组有效烃源岩主要分布于泰二段底部六尖峰泥灰岩段,该段有机质丰度较高,类型较好,具有较好生油能力;该区泰二段烃源岩已处于成熟阶段,对应门限深度为2550m;有效烃源岩集中分布于高邮凹陷北斜坡中东部地区,生油量为2.9×10~8t,占高邮凹陷总生油量的60%,具有较大的勘探潜力。     

中口子盆地侏罗系煤系烃源岩地球化学特征及生烃潜力评价

甘肃-内蒙古交界处的北山盆地群侏罗系是我国西北地区潜在的油气勘探新领域。为加深对该盆地群资源潜力的认识,以有机地球化学分析数据为基础,探讨了其中煤系烃源岩的沉积环境、有机质来源,建立了该烃源岩生烃潜力评价标准。研究结果表明,中口子盆地侏罗系烃源岩干酪根类型以Ⅱ₁-Ⅱ₂型为主,生烃母质主要是陆生植物,含少量的藻类和水生生物,主要形成于三角洲平原沼泽或湖侵期的间湾湖泊等氧气量适中的弱氧化-弱还原沉积环境。生烃潜量和氢指数是衡量煤系源岩有机质丰度、生烃潜力和生油潜力最有效的指标,根据生烃潜力评价标准：黑帐房凹陷侏罗系暗色泥岩多属于中-差烃源岩,南泉凹陷暗色泥岩生烃潜力级别优于黑帐房凹陷,主要为中-好烃源岩;南泉凹陷炭质泥岩大多数属于中等-好油源岩,煤岩大多属于差油源岩。     

致密油源储配置特征及油气勘探意义 ——以四川盆地川中地区侏罗系大安寨段为例

为查明源储配置对致密油富集的影响,优选下一步致密油潜在有利区,在岩心和薄片观察的基础上,开展地球化学分析和扫描电镜、微米CT等测试,对川中地区大安寨段烃源岩和致密储层特征进行分析,并通过已知油藏解剖,对大安寨段致密油源储配置类型和平面展布进行了研究,发现源储互层式和上源下储式配置关系最有利于致密油富集.研究结果表明:川...     

Evaluation Criterion and Methods of the Hydrocarbon Generation Potential for China's Paleozoic Marine Source Rocks

中国古生界海相高、过成熟烃源岩原始生烃潜力评价问题是一个没有解决的老问题,至今没有可靠的评价方法与统一评价标准.低成熟元古宇—古生界海相泥岩/页岩与碳酸盐岩地球化学分析揭示,由于有机质组成不同,不同时代烃源岩的有机碳含量与热解生烃潜力之间存在着不同的线性关系.按照岩石热解生烃潜力来衡量,泥岩/页岩与碳酸盐岩作为有效烃源岩的有机质丰度下限没有本质区别,其有机碳含量必须大于0.5％;对于元古宇一下古生界海相烃源岩,达到中等生烃潜力的有机碳含量必须大于0.75％,好烃源岩的有机碳含量必须大于1.5％,很好烃源岩的有机碳含量大于2％,有机碳含量大于4％的属于极好的烃源岩;上古生界海相泥岩各级烃源岩相应的有机碳界线值高于下古生界泥岩.按照低成熟元古宇—古生界烃源岩有机碳含量与热解生烃潜力之间的关系方程,由有机碳含量基本上可以定量评价高、过成熟的元古宇—古生界烃源岩的原始生烃潜力.     

大兴安岭西缘贺斯格乌拉凹陷白垩系烃源岩生烃潜力与天然气成因

大兴安岭西缘贺斯格乌拉凹陷为新发现凹陷,其潜在烃源岩的生烃潜力及天然气成因尚未有过系统研究。对该凹陷3口参数井及部分煤田探井白垩系160块岩心样品进行有机岩石学、有机地球化学等分析,结合构造、沉积特征,系统分析了该凹陷白垩系泥岩生烃潜力,探讨了贺地1井天然气的成因类型。贺斯格乌拉凹陷下白垩统暗色泥岩有机质丰度较高,腾格尔组一段一般泥岩TOC平均为2.20%,腾格尔组二段TOC平均为3.67%;以Ⅱ1—Ⅱ2型有机质为主;成熟度较低,目前处于未熟-低熟阶段。贺地1井天然气甲烷碳同位素较轻,含量为-70.5‰~-68.2‰,结合甲烷氢同位素特征,认为该井天然气为生物成因气,二氧化碳还原与乙酸发酵混合生成。因所采岩心样品普遍浅于1000 m,推测凹陷深部（大于2000 m）已进入到生油高峰期,具有一定的油气勘探潜力。     

北羌塘坳陷东缘上三叠统巴贡组海相烃源岩特征及勘探启示

羌塘盆地北羌塘坳陷晚三叠世发育了一套分布广、厚度大的黑色泥岩,对油气勘探具有重要意义。为明确北羌塘坳陷东缘巴贡组黑色泥岩的有机地球化学特征,采集了石油沟地区61块浅井岩心和64块手钻柱塞样品,开展地球化学和矿物学技术分析,对烃源岩生烃潜力、沉积环境进行了评价。结果表明：(1)巴贡组黑色泥岩TOC分布在0.06%～5.81%之间,整体为一套差―中等烃源岩,部分达到优质烃源岩标准;形成于弱氧化―弱还原环境,有机质类型为Ⅱ₂―Ⅲ型,以混合型有机质为主;R_o分布在0.95%～1.90%之间,处于成熟晚期至高成熟阶段。(2)巴贡组烃源岩有机质丰度较高,有机质类型好,成熟度适中,生烃潜力大。(3)巴贡组烃源岩与上覆雀莫错组底部砂砾岩形成“下生上储”的源储组合,为大中型油气田的形成奠定了基础,同时巴贡组也是页岩油勘探的有利层系。这套烃源岩对北羌塘坳陷东缘常规油气和非常规油气勘探均具有重要意义。     

内蒙古西乌旗地区下二叠统寿山沟组烃源岩有机地球化学特征

近些年二连盆地及外围地区石炭—二叠系油气研究工作表明该区具有很大的勘探潜力,西乌旗下二叠统寿山沟组为该区油气勘探的重要目的层之一。为了更准确、深入地认识寿山沟组烃源岩的品质,本文针对寿山沟组烃源岩样品进行有机地球化学特征方面的研究。通过总有机碳（TOC）测试、氯仿沥青及族组分抽提分离、生油岩热解分析、饱和烃GC-MS测试手段重点对烃源岩进行有机质丰度、成熟度及类型评价,并根据有机分子地球化学特征判识生烃母质来源及其沉积环境。研究结果表明：样品总有机碳含量（TOC）均值为1.01%,氯仿沥青“A”含量均值为0.23%,生烃潜量PG（S₁+S₂）均值为0.05×10^-3,综合判识烃源岩有机质丰度为“中等—较好”级别;样品Ro值较高,介于1.67%~4.36%,结合Ts/（Ts+Tm）值与C₂₉甾烷异构化参数特征综合判断有机质成熟度达“高成熟—过成熟”阶段;生物标志物分析结果表明烃源岩的生烃母质以低等浮游生物、菌藻类为主,陆生高等植物为辅,有机质类型为Ⅱ₁、Ⅱ₂型;古水体盐度较高,有机质保存于还原性条件。综合有机质丰度、类型、成熟度、保存条件各项参数认为西乌旗地区寿山沟组烃源岩可达“中等—较好”级别,可为研究区油气资源富集提供气源。

     

三塘湖盆地条湖组烃源岩地化特征及致密油油源对比

通过对三塘湖盆地马朗-条湖凹陷条湖组二段烃源岩有机地球化学分析,认为条湖组二段上部泥岩和底部沉凝灰岩烃源岩有机质类型以Ⅱ_2型和Ⅲ型为主,总体处于低熟-成熟早期阶段;马朗凹陷条湖组泥质烃源岩TOC较高,但氯仿沥青"A"低,为中等-差烃源岩;条湖凹陷条湖组泥质烃源岩有机质丰度低,为差烃源岩。对马朗凹陷条二段沉凝灰岩烃源岩进行热压模拟实验,结果表明:马朗凹陷条二段含有机质凝灰岩产油率低于芦草沟组灰质泥岩产油率,经估算条湖组致密油自源比例不超过20%,主要以外来烃为主。通过原油与烃源岩生标等因素及碳同位素特征对比,认为条湖组致密油与芦草沟组二段源岩亲缘关系最近;与条湖组自身烃源岩存在差异;马朗凹陷条湖组致密油原油主要来自芦草沟组二段。     

川中地区公山庙油田侏罗系大安寨段致密油资源潜力分析

公山庙油田侏罗系大安寨段油层孔隙度大多小于2％,渗透率一般小于0.05×10-3μm2,属于典型的致密油层.该油层平面上大面积分布,存在明显的“甜点”区;剖面上非均质性强,顶部大一亚段和底部大三亚段的厚层介壳灰岩为主力产油层,中部大一三亚段的介壳灰岩与页岩薄互层为次要产油层.构造、介壳灰岩及暗色泥岩厚度对致密油富集没有明显的控制作用,“甜点”主要分布在公山庙构造西侧斜坡区.通过对公山庙油田大安寨段沉积演化、烃源岩生烃条件、储层特征及油气分布规律的研究,结合生产井数据,运用容积法和产量递减拟合法分别计算可采资源量,预测公山庙油田大安寨段致密油可采资源量分别为338.11万t和155.74万t.     

柴达木盆地侏罗系煤系烃源岩生烃潜力分类评价

柴达木盆地侏罗系发育泥岩、炭质泥岩、煤和油页岩等多种类型煤系烃源岩。受沉积环境控制,不同类型烃源岩之间有机质丰度、有机质类型及生排烃模式等差别很大。传统的评价方法低估了炭质泥岩和煤的生烃潜力。提出了基于单位岩石烃源岩产烃率的定量评价方法,对不同类型烃源岩的总生烃量和总资源量定量预测表明：炭质泥岩对侏罗系生烃总量和油气资源的贡献率分别达到44.8%和41.7%,整体提升了柴达木盆地侏罗系烃源岩的资源潜力,煤型气的资源潜力大幅度提高,对柴达木盆地天然气勘探具有重要指导意义。