临兴地区上古生界煤系烃源岩评价及排烃特征

临兴地区处于开发初期,上古生界煤系烃源岩特征及排烃规律不清,制约了下一步的勘探开发。综合运用测井及分析化验资料,对该区煤系烃源岩的分布、地球化学特征、排烃规律及控藏作用进行了深入研究。结果认为：临兴地区烃源岩为太原组-山西组煤岩、暗色泥岩及炭质泥岩,有机质丰度为中等-好,受沉积环境影响,有机质类型以Ⅲ型为主,含部分Ⅱ₁型和Ⅱ₂型,Ⅱ₁型仅发育于太原组,且从太原组到山西组,Ⅲ型所占比例增大,Ⅱ型所占比例减小;受紫金山碱性杂岩体影响,有机质为高成熟-过成熟,生气强度大于20×10⁸m³/km²,呈西高东低、北高南低、大面积广覆式生烃特点;排烃强度控制气藏范围,太原组排烃效率及总排烃量优于山西组,对上古生界气藏形成贡献较大。该研究深化了临兴地区上古生界煤系烃源岩的系统认识,为该区煤系致密砂岩气运聚成藏特征及勘探开发提供了重要的参考依据。     

鄂尔多斯盆地甘泉地区上古生界烃源岩地球化学特征及生烃潜力

对鄂尔多斯盆地甘泉地区上古生界本溪组和山西组的煤系泥岩、炭质泥岩及煤岩样品进行了有机碳含量测定、岩石热解分析、干酪根显微组分鉴定及镜质体反射率等多项有机地球化学测试,并评价了其生烃潜力。研究结果表明：①甘泉地区上古生界发育多套烃源岩,岩性主要为煤和暗色泥岩。②山西组有机质丰度高,是较好的烃源岩,本溪组有机质丰度则相对较低,品质相对较差;本溪组烃源岩以腐殖型Ⅲ类为主,山西组烃源岩则多为腐殖型Ⅲ类,其次为腐泥-腐殖型Ⅱ2类。③本溪组和山西组烃源岩成熟度整体处于高成熟—过成熟阶段。④上古生界烃源岩在甘泉地区广泛分布,本溪组烃源岩累计厚度为10～20 m,山西组烃源岩累计厚度为50～80 m,整体均为较优质烃源岩,具有较高的生烃潜力。     

西宁盆地下侏罗统烃源岩有机地球化学特征

在西宁盆地下侏罗统发现了一套湖沼相烃源岩。为了研究该套烃源岩的生烃潜力和赋存页岩油气的可能性,在大茶石浪下侏罗统剖面系统地采集了有机地球化学样品,完成了湖相暗色泥岩和高位沼泽炭质泥岩有机质丰度、类型和成熟度的测试和研究。结果表明,西宁盆地下侏罗统暗色泥岩有机质丰度较高,属于中等偏好的烃源岩,炭质泥岩有机质丰度属于中等偏差的烃源岩;湖相暗色泥岩和高位沼泽相炭质泥岩有机质类型均以Ⅲ1型为主,生油能力较差,生气能力较好;其镜质组反射率分布在0.7%~0.94%之间,已进入大量生烃的成熟阶段。其地球化学特征和世界上许多页岩油气田的烃源岩有相似之处,据此推测,西宁盆地下侏罗统具有形成常规油气和页岩油气的潜力。     

EVALUATION ON THE HYDROCARBON SOURCE ROCK IN HUHE LAKE SAG OF HAILAR BASIN

呼和湖凹陷是海拉尔盆地外围油气资源最为丰富的地区之一,广泛发育暗色泥岩、煤和炭质泥岩3种烃源岩,其中水进体系域的暗色泥岩最发育.综合分析呼和湖凹陷烃源岩有机质的丰度、类型及成熟度等指标表明3种烃源岩均达到了中等一好烃源岩级别.利用化学动力学方法建立了平行一级反应生烃动力学模型,对研究区的暗色泥岩和煤样品分别进行生烃模拟实验,并在此基础上对烃源岩原始有机质丰度及生烃潜力进行了恢复.研究认为呼和湖凹陷烃源岩发育,具有良好的油气勘探潜力.     

新疆北部吉木乃盆地与塔城盆地石炭系烃源岩特征

通过对新疆西北部吉参1井及塔参1井石炭系烃源岩样品有机地球化学特征进行分析,明确研究区石炭系烃源岩生气潜力。吉参1井石炭系烃源岩主要以炭质泥岩为主,塔参1井石炭系烃源岩主要为暗色泥岩。吉参1井及塔参1井泥质烃源岩有机质丰度较高,都达到好烃源岩的标准。有机质类型以Ⅲ型为主,热演化均达到高成熟阶段,具有良好的天然气生成能力。     

南华北太康隆起上古生界烃源岩有机地化特征

南华北盆地太康隆起构造单元石炭-二叠系烃源岩主要发育于太原组、山西组,通过岩石热解和有机地球化学资料,对太康隆起有机质类型、有机质丰度和有机质成熟度综合分析,结果认为煤层及煤系泥岩是主要的烃源岩,煤系泥岩及煤层大部分是较好-好烃源岩,母质类型为Ⅲ型干酪根,太康隆起古生界不同地区的热演化程度差别极大,空间上极不均一,但是均达到了过成熟干气阶段,具有较大的生烃潜力。     

鲁西地区上古生界煤系烃源岩生烃潜力

鲁西地区上古生界煤系烃源岩发育,为落实其煤成气的勘探潜力,通过野外剖面细测和钻井资料分析等手段,确定了该区烃源岩的类型和分布特征为：上古生界烃源岩主要由煤层、碳质泥岩、暗色泥岩组成,绝大部分地区烃源岩的有机质类型为腐殖型;煤层主要分布于石炭系太原组和二叠系山西组,具有层数多、单层厚度薄的特点。根据有机质丰度、干酪根组分等指标,结合构造演化史将各凹陷烃源岩的生烃演化过程划分为3种类型,在此基础上,评价了各凹陷烃源岩的生烃能力。结论认为：①济宁、巨野凹陷烃源岩为印支期一次生烃型,汶上凹陷烃源岩为印支-喜马拉雅山期二次生烃型,这两种类型烃源岩的热演化程度不高,对该区煤成气成藏贡献较小;②黄口、成武、鱼台凹陷烃源岩为印支-燕山期、喜马拉雅山期二次生烃型,烃源岩在古近纪大面积成熟,生烃潜力最大（鲁西地区喜马拉雅山期生成煤成气资源量为970.81×10⁸ m³,其中黄口、成武、鱼台3个凹陷占据总资源量的93.6%）,为最有利的勘探目标区。     

鄂尔多斯盆地西南部上古生界烃源岩特征及其对天然气藏形成与分布的控制作用

利用有机质丰度、类型、成熟度及生气强度指标对鄂尔多斯盆地西南部上古生界烃源岩进行综合分析,确定主力气源岩及平面分布特征,并与苏里格地区气源条件进行对比,分析气源条件对天然气藏形成与分布的控制作用。研究表明,研究区上古生界烃源岩包括山西组、太原组的煤层和暗色泥岩,其中煤层是主力烃源岩,平均厚度为4.7m,苏里格地区煤层平均厚度为14m。烃源岩有机质丰度较高,山西组和太原组煤层残余有机碳均值分别为54.94%和66.96%,泥岩残余有机碳均值分别为2.88%和1.75%;干酪根碳同位素值介于-24.56‰~-22.05‰之间,属于Ⅲ型干酪根;镜质体反射率介于1.6%~3.2%之间,均值为2.3%,整体处于高成熟—过成熟阶段;研究区生气强度介于(8~20)×108 m3/km2之间,而苏里格地区的介于(11~29)×108 m3/km2之间。与苏里格地区相比,研究区气源条件略显较差。研究区的气源条件对气藏的形成与分布起着明显的控制作用。平面上研究区的产气井主要分布在煤层厚度大于4m,生气强度大于10×108 m3/km2的区域,且存在随着烃源岩条件的变好含气性也变好的趋势;纵向上天然气垂向运移距离与煤层厚度和生气强度存在良好的正相关关系,煤层厚度越大、生气强度越高,天然气垂向运移距离越远。     

柴达木盆地石炭系烃源岩评价

在野外地质调查基础上,系统分析了柴达木盆地石炭系烃源岩分布以及地球化学特征,并从有机质丰度、类型和成熟度方面对烃源岩进行了综合评价。研究认为:柴达木盆地石炭系烃源岩广泛分布在全盆地大部分地区。柴北缘烃源岩厚度大\,分布广,厚度中心主要位于欧龙布鲁克山一带,最大残余厚度达900 m;柴南缘厚度次之,沿盆地边缘呈带状展布,在格尔木-乌图美仁-甘森一带厚度在400~500 m之间,盆地西北及东南角厚度较小。石炭系主要发育暗色泥岩、碳酸盐岩和煤3种类型烃源岩。暗色泥岩有机质丰度均值为1.28%,有机质类型主要为Ⅲ型与Ⅱ₂型,处于成熟-高成熟阶段,为中等-好的烃源岩;碳酸盐岩有机质丰度较低,平均值为0.37%,有机质类型为Ⅱ₁-Ⅱ₂型,综合评价为差烃源岩;石炭系煤岩则为良好的气源岩。总体而言,柴达木盆地石炭系分布广泛,具有较好的油气勘探远景。      

阿拉善地区上古生界烃源岩评价

阿拉善地区上古生界发育石炭系和二叠系2套烃源岩,通过大量的区域地质调查及有机地球化学、无机地球化学分析,阿拉善地区上古生界烃源岩主要以暗色泥岩及碳酸盐岩为主,石炭系和二叠系的V/(V+Ni)≥0.46和富集Cu、Zn等,表明烃源岩沉积环境为还原环境,且二叠系古盐度值高于石炭系,古生产力变化规律不明显。烃源岩有机质类型较差,体现了腐殖型特征;可能与有机质热演化程度已处于高—过成熟阶段,使得烃源岩类型变差有关。垂向上,石炭系烃源岩有机质丰度优于二叠系;平面上,校育川地区暗色泥岩的有机质丰度最高,而优质的碳酸盐岩烃源岩则主要分布在呼鲁斯太地区。因此,阿拉善地区上古生界具有一定勘探潜力,但主要以寻找天然气为主。     

鄂尔多斯盆地杭锦旗东部地区上古生界天然气成藏模式

为了弄清鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界天然气成藏模式,用以指导该区的油气勘探,从烃源岩分布、天然气运移及圈闭分布特征等角度展开深度剖析,总结了该区的油气成藏模式。结果表明：该区烃源岩呈南厚北薄的展布特征,泊尔江海子断裂以南地区烃源岩成熟度高于断裂以北地区;区内构造圈闭主要分布在泊尔江海子断裂北部地区（什股壕地区）;泊尔江海子断裂以南地区天然气密度大于北部地区,整体呈现由南向北逐渐降低的趋势,而天然气干燥系数则整体由南向北逐渐增大,反映了缺少烃源岩的什股壕地区天然气主要由泊尔江海子断裂以南地区运移而来;泊尔江海子断裂以南地区发育优质的烃源岩,天然气高密度、低干燥系数的分布特征表明了该区域天然气为原地聚集;阿镇地区断裂及伴生构造圈闭成为该区油气运移的通道和聚集场所,十里加汗地区普遍不发育断裂,在砂岩储层物性的控制作用下,形成了近源天然气藏;杭锦旗东部地区上古生界天然气成藏模式划分为3类,即横向远距离运移异地成藏模式、垂向近距离运移原地成藏模式和准连续致密砂岩气成藏模式。该研究成果为杭锦旗地区下一步勘探指明了方向。     

东海南部中生界烃源岩地球化学特征与分布预测

为探讨东海陆架盆地南部中生界烃源岩的分布特征,充分利用海域钻井、地震资料和烃源岩地球化学数据,在综合分析中生界烃源岩发育条件和地化特征基础上,采用Trinity盆模软件,以区域沉积相研究成果、烃源岩地化指标和暗色泥岩百分含量统计数据为约束条件,预测了中生界有效烃源岩厚度和成熟度的平面分布特征。结果表明:东海南部中生界中下侏罗统福州组和下白垩统受海(或湖)侵影响的深湖.半深湖相烃源岩分布广,厚度大,生油气条件良好。其中,福州组烃源岩为钻井所证实,是海域中生界的主要烃源岩,发育有暗色泥岩和煤两类烃源岩,有机质丰度高,母质类型以Ⅲ型为主,少量为Ⅱ₂型,现今已进入成熟高成熟阶段,整体评价为较好的烃源岩;集中分布在闽江凹陷和基隆凹陷的南部,暗色泥岩厚度介于200~760 m之间,南厚北薄;成熟度R₀介于0.5%~3.5%之间,由西北向东南方向逐渐增熟。下白垩统暗色泥页岩类烃源岩是海域中生界的次要烃源岩,这一认识拓展了东海南部中生界油气勘探的新领域;有机质丰度较低,母质类型为Ⅲ型,已成熟,整体评价为中等~差烃源岩;在闽江凹陷和基隆凹陷广泛分布,暗色泥岩厚度介于50~450 m之间,东厚西薄;成熟度R₀由西向东逐渐增熟。     

准噶尔盆地东南部石炭系规模烃源岩的发现及天然气勘探潜力

准噶尔盆地天然气资源丰富,但探明程度低。盆地东南部阜26井石炭系自生自储气藏的发现揭示了一个崭新的天然气勘探领域。准噶尔盆地东南部上石炭统巴塔玛依内山组发育一套煤系烃源岩,其岩性主要为碳质泥岩和煤系泥岩,含少量煤。碳质泥岩和煤的氢指数平均为182 mg/g,部分样品的有机显微组分中壳质组和腐泥组含量之和达20%以上,有机质类型为Ⅱ₂—Ⅲ型,以生气为主,兼具一定生油能力,总体属于中等—好的烃源岩。巴塔玛依内山组碳质泥岩和煤的Pr/Ph比值平均达4.14,C₁₉/C₂₁三环萜烷比值、C₂₀/C₂₁三环萜烷比值、C₃₀重排藿烷/（C₃₀重排藿烷+C₂₉Ts）比值以及C₂₉规则甾烷相对含量高,伽马蜡烷指数低,表明其形成于淡水氧化沉积环境,以陆源高等植物输入为主。煤系泥岩发育于高盐度的沉积水体中,水生生物输入更多,形成于氧化—还原的过渡环境。煤系泥岩的有机质类型和丰度较碳质泥岩略差,以Ⅲ型干酪根为主,这主要是由于其所处的低能海岸或海湾浅水区水体具有强烈的季节性变化所致。白垩纪末期,巴塔玛依内山组烃源岩在准噶尔盆地东南部凹陷区和斜坡区大面积成熟,现今已普遍进入高成熟—过成熟阶段,而凸起区现今仅有部分进入主生油窗。火山活动对烃源岩的形成和演化具有明显的促进作用：部分烃源岩中含有丰富的凝灰质组分且表现出较好的生烃能力;局部地区因岩浆烘烤而导致烃源岩的镜质体反射率异常高,并造成其生烃窗向浅部迁移。在准噶尔盆地东南部,石炭系巴塔玛依内山组烃源岩厚度大于100 m的范围达3 835.4 km²,在阜康凹陷东斜坡和吉木萨尔凹陷发育2个生气强度大于100×10⁸m³/km²的生气中心。准噶尔盆地东南部整体上具备形成大—中型气田的资源潜力,有望成为继克拉美丽气田之后准噶尔盆地天然气勘探的重要接替领域。     

煤系烃源岩油气生成、排出与滞留特征

针对煤系地层烃源岩的油气生成、排出与滞留能力的有效性问题,选取不同沉积环境、不同时代煤岩及其夹层中的碳质泥岩和泥岩,开展了在成岩作用下的高温高压半开放—半封闭体系模拟实验,建立了相应的演化模式。结果表明,不同沉积环境下,Ⅱ₂型煤系烃源岩在生油窗内具有一定的排油能力,也具备较强的烃气生成能力,既可以作为油源岩,也是高效气源岩;而Ⅲ型煤系烃源岩在生油窗内主要以滞留油为主,基本不具备排油能力,主要以排出烃气为主,仅能作为气源岩。生烃转化率主要受控于有机质类型,排烃能力还受控于岩性与丰度,按单位质量岩石而论,煤岩远高于其夹层中的碳质泥岩与泥岩。煤岩在全演化阶段,无论是低阶煤还是高阶煤均具有较强的生成烃气能力和较高的滞留油气能力,都具有煤层气开发潜力。      

不同类型煤系烃源岩对油气藏形成的作用

以冀中坳陷东北部石炭-二叠系和柴达木盆地北缘侏罗系主体煤系烃源岩为实例，运用油气地球化学新技术、新方法，在系统分析和总结大量烃源岩及油气样品（6629块／次）分析数据的基础上，根据油气源对比、不同类型烃源岩的综合评价和生烃量计算结果，确认冀中苏桥油气田的凝析油或轻质油主要是C2b-P1s含壳质组煤和炭质泥岩二次生排的油气；而柴北缘冷湖油田的原油主要来自J1浅湖一半深湖相泥岩，生排油气量也以湖相泥岩所生油气为主。煤系中的暗色泥岩、炭质泥岩和煤的有机质类型及显徽组分随沉积相或亚相的变化而不同，生烃能力差别很大，滨海（湖）沼泽煤及炭质泥岩生烃能力多好于泥岩，而较深水浅水湖（或海）沼泽泥岩生烃能力多优于煤。图5表7参16     

塔城盆地石炭系烃源岩特征及其生烃潜力

在塔城盆地野外露头和塔参1井钻井烃源岩发育特征与有机地化特征分析的基础上,探讨了石炭系烃源岩的生烃潜力。通过烃源岩岩性与有机质丰度分析认为,较好的烃源岩主要为泥质岩,其次为碳质泥岩和煤,上石炭统泥岩总体要好于下石炭统。烃源岩母质类型主要为腐殖型,具有倾气型特征。烃源岩演化程度普遍达到了高—过成熟阶段,但仍有一定的残余生烃潜力。应加强烃源岩主要分布区及其生烃史与盆地构造演化的匹配关系和成藏历史的研究。      

“源热共控”中国近海天然气富集区分布

西湖凹陷、白云凹陷、崖南凹陷和莺中凹陷是中国近海盆地外带中已被证实的富生气凹陷,其主力气源岩为海陆过渡相地层,烃源岩包括煤系三角洲和浅海相泥岩。前者多分布在凹陷的缓坡区,烃源岩包括煤层、碳质泥岩和暗色泥岩,沉积有机质都属于陆源,丰度高,是好—极好的烃源岩。后者分布在洼槽区,多分布于深凹陷部位,水生生物欠发育,沉积环境处于半封闭的背景,因而有利于有机质的保存,主要发育泥岩,有机质属混源成因,多来自陆源,也有海生藻类,丰度属于较好到好,总体属于好烃源岩。结论认为:煤系三角洲区潜在生气量大,可能形成大中型气田,气田充满度高;浅海相泥岩烃源岩区潜在生气能力不及煤系三角洲,也能够形成大中型气田,但气田充满度偏低;煤系三角洲区是近海最有利区,浅海相泥岩区是较有利区。据此指出:①中国近海煤系三角洲区分为勘探成熟区和潜在区两大领域,其中成熟区包括西湖凹陷西部斜坡、白云凹陷北部斜坡、崖南凹陷西北部、莺歌海盆地莺西斜坡,潜在区包括荔湾凹陷北部三角洲、琼东南盆地松东凹陷北坡三角洲、东海盆地丽水凹陷丽水三角洲等;②浅海相泥岩有利区包括西湖凹陷洼槽区、白云凹陷洼槽区、崖南凹陷洼槽区、荔湾凹陷洼槽区、莺歌海盆地莺中洼槽区、琼东南盆地中央凹陷洼槽区等。     

中国近海海陆过渡相烃源岩二元分布模式——以珠江口盆地白云凹陷为例

珠江口盆地白云凹陷是中国近海盆地已证实的富气凹陷,对烃源岩的研究是该凹陷关键的地质问题之一。通过地震、钻井、地球化学和古生物资料综合分析认为恩平组沉积时期,白云凹陷北坡发育海陆过渡相三角洲,凹陷深部为浅海相沉积。受控于沉积相带的分布,烃源岩呈二元分布特征,分三角洲煤系烃源岩和浅海相泥岩。三角洲煤系分布在凹陷的缓坡区,烃源岩包括煤层、炭质泥岩和暗色泥岩,沉积有机质来自陆源,这类烃源岩地球化学指标以高双杜松烷、低奥利烷和高Pr/Ph值为特征。浅海相泥岩烃源岩分布于深凹陷部位,有机质可细分为2类：一类为陆源海相有机质,地球化学指标以低双杜松烷、高奥利烷和中等Pr/Ph值为特征;另一类为海生藻类,地球化学指标以不含双杜松烷及奥利烷、低Pr/Ph值为特征|这2种类型的烃源岩形成了2种不同类型的气藏。海陆过渡相烃源岩在中国近海外带多个凹陷中都发育,其生烃能力与热演化程度有关。成熟和过成熟时,生成大量天然气;成熟和低成熟时生成一定量的石油。烃源岩分布位置的差异导致天然气富集区主要在热成熟度足够高的煤系三角洲区,生烃灶处在“缓坡区”;另外成熟度足够高的浅海相泥岩区,也是天然气的富集区域,生烃灶处在“深凹区”。