塔里木盆地寒武系烃源岩沉积环境再认识

寒武系烃源岩是塔里木盆地海相油气最主要的来源之一,长期以来对该套烃源岩发育的沉积环境表述多样,对于极少资料控制的烃源岩预测带来诸多不确定性。利用露头和新的钻井、地震资料,在震旦纪—寒武纪成盆作用分析的基础上,通过沉积结构及成烃生物组合研究寒武系烃源岩发育的沉积环境,进而约束下寒武统烃源岩的分布。研究认为,塔里木盆地寒武纪西“台”东“盆”的沉积格局,经历了早寒武世缓坡到中-晚寒武世弱镶边台地的演化,下寒武统泥质烃源岩主要分布于中-外缓坡。与盆地东部下寒武统西山布拉克组烃源岩一样,盆地西部下寒武统玉尔吐斯组-肖尔布拉克组下段烃源岩的成烃生物组合表现为由底栖藻类占优向浮游藻类占优的转变,与早寒武世海进-海退沉积序列相对应。塔里木盆地寒武系烃源岩主要发育于深水陆棚环境,可进一步划分为陆棚相泥质烃源岩和陆棚相碳酸盐质烃源岩,前者以底栖藻类生物相占优势,后者以浮游藻类生物相占优势,海平面升降变化导致两类烃源岩具有叠加、交错的分布特征。     

华北地区东部寒武系—奥陶系沉积相特征及其对烃源岩的控制作用

华北地区东部下古生界寒武系-奥陶系发育潮坪相、局限碳酸盐台地、开阔碳酸盐台地、浅海陆棚、鲕粒滩和风暴沉积等沉积相类型；同时发育下寒武统的泥质烃源岩及中、下奥陶统的碳酸盐岩类烃源岩。这些烃源岩在纵向演化上受沉积相带变迁的控制，即在不同的沉积相带中烃源岩的发育不同，泥质烃源岩主要形成于浅海陆棚相；碳酸盐岩类烃源岩中的自云岩类烃源岩形成于云坪环境，灰岩类烃源岩形成于局限碳酸盐台地环境。研究区烃源岩分布特征分析表明，泥质烃源岩主要分布于合肥盆地，白云岩类烃源岩的分布则以东濮坳陷和临清坳陷为最好，灰岩类烃源岩的分布以黄骅坳陷和冀中坳陷为最好。     

中国海相碳酸盐岩层系有机质生烃理论新解

以塔里木盆地海相碳酸盐岩层系为重点,研究烃源岩发育与油气藏之间的关系,探讨中国高热演化程度、低TOC值(小于0.5%)海相碳酸盐岩层系作为烃源岩的可能性及其生烃机理。通过对塔里木盆地烃源岩分布与塔河油田油气藏的匹配关系、烃源岩成烃生物组合及其与油气藏的地球化学特征对比分析,建立海相碳酸盐岩烃源岩成烃物质评价方法。研究得出塔里木盆地塔河油田原油并非来自泥质烃源岩,而具有来源于碳酸盐岩烃源岩的明显特征,进一步揭示高热演化碳酸盐岩中被低估的生烃物质(有机酸盐)及碳酸盐岩中优质成烃生物组合是高热演化碳酸盐岩可以作为烃源岩的关键,有机酸盐具有高温裂解成烃、主体成气和成烃转化率高的生烃特征。塔里木盆地寒武系—中下奥陶统有效碳酸盐岩烃源岩的发育模式以陆棚模式为主。     

塔里木盆地中上奥陶统碳酸盐岩烃源岩沉积环境

塔里木盆地中上奥陶统碳酸盐岩烃源岩在同一时期不同的沉积环境(台缘斜坡、台地内凹陷、陆棚、深海盆地等) 中均有发育。根据沉积相带与沉积环境的不同, 可将烃源岩划分为在不同沉积环境中发育的4 种类型烃源岩: 台地边缘灰泥丘型烃源岩、台地内凹陷型烃源岩、深水缓坡与陆棚型烃源岩、深海盆地型烃源岩。灰泥丘型烃源岩发育在上奥陶统台地边缘带, 其他3 种类型烃源岩在寒武-奥陶系均有分布。分析中上奥陶统烃源岩沉积环境, 重要的是寻找碳酸盐岩台地边缘、台地内凹陷边缘, 从而能够确定台缘斜坡、台地内凹陷、陆棚等烃源岩沉积环境。通过在地震剖面中识别台地边缘, 并结合识别生物礁丘的发育位置, 可最终确定台地边缘、台内凹陷边缘带, 因此, 从某种意义上说, 生物礁的分布对烃源岩的分布具有重要的指示意义。     

塔里木盆地塔东地区寒武系烃源岩分布及有利区带评价优选

塔里木盆地塔东地区寒武系烃源岩是近年来诸多学者研究的热点,对其分布及认识还存在一定的分歧,已成为制约寒武系勘探及区带优选的重要因素。基于野外露头及盆地内钻井资料的认识,分析塔里木盆地寒武系烃源岩的沉积环境;根据沉积环境和形成年代,将塔东地区寒武系烃源岩分为缓坡型烃源岩和陡坡型烃源岩。缓坡型烃源岩是玉尔吐斯组同时期沉积的烃源岩,该类型烃源岩沉积主要受控于前寒武系古地貌,厚度中心位于满加尔坳陷西北侧,烃源岩厚度约为20～40 m;陡坡型烃源岩是早寒武世晚期—晚寒武世台缘斜坡—盆地沉积环境发育的烃源岩,主要发育在满西地区轮南—古城弧形条带内,最大厚度约为150 m。结合塔东地区2类烃源岩的分布特征,优选轮南地区盐下白云岩及古城低凸起北部中上寒武统台缘带为塔东地区有利勘探区带。     

寒武、奥陶纪海平面变化与烃源岩发育关系——以塔里木盆地为例

文章研究了寒武-奥陶纪海平面变化与烃源岩发育的关系，并探索其烃源岩的发育模式和分布规律。认为海平面变化和地壳沉降才是烃源岩发育决定性因素，其烃源岩发育模式：泥质类烃源岩主要形成于广海陆棚-半深海盆地，处于深水沉积背景；陆棚相泥质烃源岩，其形成与上升洋流的作用有关；半深海相烃源岩的形成是由于深水缺氧，沉积速率低，使得有机质富集；碳酸盐岩烃源岩分布于盆地中西部，与膏岩、盐岩有着密切的共生关系。     

塔里木盆地下寒武统烃源岩分布

塔里木盆地下寒武统烃源岩是近年来诸多学者研究的热点,对于其分布的认识还存在一定的分歧,并成为制约寒武系勘探及区带优选的重要因素。基于野外露头及盆地内钻井资料的认识,分析下寒武统烃源岩的沉积环境;通过正演模拟下寒武统玉尔吐斯组烃源岩的地震反射特征,结合模拟结果,刻画下寒武统玉尔吐斯组烃源岩沉积边界;基于震旦系与寒武系地震解释与成图研究,分析寒武系沉积前古地貌特征及寒武系的沉积环境,探讨下寒武统烃源岩的主要控制因素,旨在解决下寒武统生烃源岩的生烃中心,指导寒武系有利勘探区带的优选。研究认为,玉尔吐斯组为寒武纪早期持续海侵背景下、分布稳定的烃源岩;正演模拟结果及地震资料表明,玉尔吐斯组表现为寒武系底部强波峰—强波谷的地震反射特征,在盆地内可追踪对比;根据塔里木盆地震旦纪与早寒武世古地理格局认识,认为寒武系台缘斜坡—盆地一带为下寒武统烃源岩厚度加厚区,是台盆区烃源岩最富集的地区。     

川南地区金页1井早寒武世烃源岩沉积地球化学特征

为了深入研究四川盆地南部下寒武统麦地坪组-筇竹寺组烃源岩发育环境及源岩沉积地球化学特征,通过分析川南井研-犍为地区金页1井麦地坪组与筇竹寺组烃源岩岩矿组成、有机碳含量、成烃生物组合、氧化还原性指标及各项指标之间的内在联系,发现麦地坪组与筇竹寺组烃源岩岩矿组成与成烃环境存在很大差别：麦地坪组烃源岩为含硅质云岩,有机碳丰度中等,δU大于1.7,指示超强还原环境,其成烃生物主要为具有浅水生活习性的小壳生物形成的微生物席,推测其强还原性可能与大量繁盛并死亡的小壳生物迅速消耗海底水中氧气有关,并非由深水相环境造成,虽还原性很强,但烃源岩有机碳丰度并不高,各种沉积地球化学参数关联性分析认为麦地坪组应形成于潮坪沉积环境。筇竹寺组烃源岩主要由硅质与粘土质页岩组成,下、上两段有机碳丰度高低不一,成烃生物以无定形絮状有机聚集体为主,δU指数0.8~1.7,有机碳含量与氧化还原性之间对应关系明显,沉积环境应为氧化至较强还原环境的浅水-深水陆棚相。川南地区早寒武世时期的构造-沉积-岩相古地理环境、原始生物类型、岩石矿物质组成等多种因素共同决定了烃源岩品质的优劣及其沉积地球化学特征。     

南黄海古生代盆地原型演变与烃源岩发育特征

钻井及露头证实下扬子陆区发育下寒武统幕府山组、上奥陶统五峰组—下志留统高家边组、二叠系3套烃源岩。盆地发育时期的动力学环境决定该时期的盆地原型，盆地原型影响盆内岩相及烃源岩展布。幕府山组沉积时期，南黄海盆地表现为张裂背景下的被动陆缘克拉通盆地，盆地相及深水陆棚相呈环带状围绕古隆起或台地发育，为烃源岩发育优势相带，推测南黄海盆地中部隆起及北部幕府山组烃源岩发育较好；五峰组—高家边组沉积时期，南黄海盆地表现为挤压背景下的前陆盆地，盆地相、斜坡相、深水陆棚相由西北向东南依次呈条带状分布，盆地相、深水陆棚相为烃源岩发育优势相带，预测五峰组—高家边组烃源岩主要在南黄海地区中北部发育且有一定厚度；上二叠统龙潭组沉积时期，南黄海盆地表现为挤压背景下的活动大陆边缘坳陷型盆地，在该盆地中各沉积相带呈环带状分布，三角洲相、潮坪相、沼泽相为烃源岩发育优势相带，发育龙潭组品质中等—好的烃源岩；预测龙潭组烃源岩在南黄海盆地中部发育，是南黄海盆地古生界的次要烃源岩。      

塔里木盆地柯坪地区寒武系玉尔吐斯组沉积环境分析

塔里木盆地柯坪地区出露的寒武系底部玉尔吐斯组为层状硅质岩-黑色泥页岩-白云岩沉积组合。在露头实测的基础上,通过层序地层、岩石学、成烃生物组合及地球化学研究,剖析其沉积环境,为盆地内部早寒武世早期岩相古地理和烃源岩预测提供依据。玉尔吐斯组下部层状硅质岩与中部黑色泥页岩构成三级层序SQ1,受控于早寒武世早期海侵和上升流作用,准层序为退积式叠置;上部中薄层白云岩与肖尔布拉克组下部白云岩构成另一三级层序SQ2,是海退背景下进积型沉积组合。2个三级层序的沉积环境经历了浅水陆棚-深水陆棚-浅水陆棚的演变,其中SQ1黑色泥页岩段为深水陆棚缺氧环境沉积,是烃源岩发育的有利相带。      

塔里木盆地下古生界生物标志物分布与沉积环境的关系

塔里木盆地下古生界生物标志物分布与沉积环境有关,反映了藻类和微生物输入的特征。寒武系和奥陶系生物标志物分布具有异同点。塔里木盆地奥陶系与全球奥陶系生物标志物分布的差异反映了不同的生物输入。     

塔里木盆地主力烃源岩的诸多证据

对塔里木盆地古生界海平面变化及沉积相分析、地震反射特征识别及生烃-成藏配置关系的综合分析表明,下奥陶统上部—中奥陶统是塔里木盆地海相主力烃源岩。主要依据有:1下奥陶统上部—中奥陶统是塔里木盆地震旦系-奥陶系沉积水体最深的层位,沉积有机质相对平均含量最高;2北部坳陷区地震响应表明,下奥陶统上部—中奥陶统下部为一套弱反射或无反射区,具有以泥质岩为主的反射特征,推测为烃源岩,其地震反射特征与下寒武统泥质烃源岩反射特征相似;3海平面变化及沉积相分析表明,下奥陶统上部—中奥陶统烃源岩主要形成于还原环境的饥饿盆地—盆地边缘相环境,据推测分布于整个北部坳陷区;4生烃-成藏配置关系分析表明,塔中及塔北隆起的主要海相原生油藏的成藏期为晚海西-燕山期,与北部坳陷区下奥陶统上部—中奥陶统烃源岩的生油高峰期吻合,而与下寒武统源岩生油高峰期(晚奥陶世—石炭纪)及上奥陶统源岩生油高峰期(白垩纪以来)不配套;5目前在塔中及塔北隆起已发现的油气藏分布特点说明了油气主要来源于北部坳陷盆地相烃源岩分布区。     

塔里木盆地下古生界生物标志物分布与沉积环境的关系

塔里木盆地下古生界生物标志物分布与沉积环境有关,反映了藻类和微生物输入的特征。寒武系和奥陶系生物标志物分布具有异同点。塔里木盆地奥陶系与全球奥陶系生物标志物分布的差异反映了不同的生物输入。     

有效烃源岩的识别与应用——以塔里木盆地为例

长期以来有效烃源岩的定义为已经生成和排出烃类,且所排出的烃类足以形成商业性油气藏的岩石。在勘探程度不高的塔里木盆地,为便于有效指导勘探,在潜在烃源岩（具有生烃能力的暗色泥岩、灰岩、泥灰岩和煤系地层）的基础上定义和识别有效烃源岩：侏罗系和石炭系的有效烃源岩为潜在烃源岩中Rn〉0．5％、有机碳〉0．5％的岩石寒武系和奥陶系具有一次生烃可能或二次生烃潜力的潜在烃源岩视为有效烃源岩有效烃源岩的识别往往依据井点的地化参数,如有机碳含量等.对于井位多的地区,依据井点的有机地化指标可准确图定有效烃源岩的范围：而塔里木盆地勘探程度不高,仅凭井点的地化指标,是不能准确圈定有效烃源岩分布的由于烃源岩的发育与沉积环境密切相关,因而可通过沉积相带的展布在平面上圈定有效烃源岩的分布范围,同时考虑烃源岩的埋藏史,最终确定有效烃源岩的范围。     

海相“有效烃源岩”定义及丰度下限问题讨论

根据南方海相地层构造复杂、寒武系页岩等生烃过程早的特点，提出“海相有效烃源岩必须对现有圈闭或晚期成藏有过实质性贡献”的补充定义。建议在烃源岩评价中加入“时效”概念和相关参数。碳酸盐沉积相控制了烃源岩的发育，隐藻碳酸盐是碳酸盐中最主要的烃源岩，不同成熟度的海相烃源岩应有不同的有机碳含量下限标准。图2参12     

四川盆地晚二叠世龙潭期沉积环境及其源控作用分析

作为四川盆地最重要的气源岩之一,二叠系烃源岩逐渐被越来越多的研究者所重视。通过对四川盆地晚二叠世龙潭期岩相古地理的恢复,以及沉积环境对烃源岩发育的控制作用分析,指出四川盆地上二叠统优质烃源岩主要发育于浅海陆棚、潮坪-潟湖及滨岸沼泽等相带。文中引入了"有机碳厚度"的概念,即采用有机碳含量与烃源岩厚度之积综合反映烃源岩的发育特征;并结合无机地化与有机碳分析测试数据,论述了沉积环境的源控意义,为烃源岩宏观分布预测与资源量估算提供了理论参考。