烃源岩有限空间生排烃基础研究新进展

利用DK-Ⅱ型地层孔隙热压生排烃模拟实验仪开展烃源岩有限空间生烃与压差排烃模拟实验研究,结果表明盆地持续沉降过程中烃源岩成烃过程明显显示3个阶段,其中成熟度小于0.70%之前,烃源岩处于缓慢生油阶段,0.70%～0.90%则处于快速生油阶段,至0.90%时已基本达到生油最高峰,大于0.90%之后,受烃源岩内部流体压力的作用,极大地抑制了烃源岩中干酪根向烃的转化;且在该阶段,烃源岩破裂作用排出油可滞留在烃源岩表面及与之有连通的微裂缝中,部分排出油可进入与烃源岩层互层的砂岩层内。烃源岩成熟度高于0.70%之后,当盆地整体抬升阶段烃源岩区与储集岩区压力系统差达到一个临界压力差值(约4～5MPa)时,才能使烃源岩生成的油较有效地发生远距离运聚并成藏。      

分散液态烃的成藏地位与意义

通过不同类型烃源岩生排烃模拟实验与不同源储组合实际剖面研究,确定不同类型烃源岩在不同地质背景下的排油率,基于源内、源外分散液态烃和古油藏裂解成气时机及其影响因素研究,明确油裂解型气源灶的主生气期,在此基础上,建立以成因法为基础的分散液态烃裂解气定量评价"五步法"。不同类型烃源岩生排烃模拟实验、不同源储配置排油率研究与岩石热解参数分析等均反映烃源岩内存在数量相当可观的滞留液态烃,总体特征为有机质含量越低,排油率越小。有机碳含量小于2%的烃源岩,液态窗阶段排油率多小于50%;有机碳含量为2%~4%的砂泥互层和厚层泥岩排油率分别为60%和30%。从烃源岩排出的液态烃受古地形控制,以不同丰度差异聚集在地层中,呈分散或半聚半散形式赋存,统称为源外分散液态烃。源内和源外分散液态烃进一步深埋后,均可裂解形成常规和非常规天然气。四川和塔里木盆地勘探实践证明,分散型、半聚半散型和聚集型液态烃裂解气是中国深层天然气的重要来源,勘探地位十分重要。     

石油运移成藏有利区预测方法研究——以渤海湾盆地东营凹陷为例

通过对渤海湾盆地东营凹陷地质历史上主要石油地质演化阶段的地层孔隙流体压力场研究,以及东营凹陷勘探现状、沉积特征、东营剥蚀期和明化镇剥蚀期剥蚀卸载引起的砂岩回弹量和地层孔隙流体古压力场变化的关联性分析,提出了针对主要由砂岩和泥岩组成的含油气盆地预测石油运移聚集成藏有利区的2种较有效的方法:1)通过地质历史上盆地持续沉降成烃后的盆地整体上升剥蚀阶段的烃源岩区和储集岩区的压力场分化动态分析研究,预测石油运移的有利方向;2)通过地质历史上盆地持续沉降成烃后的盆地整体上升剥蚀阶段的砂岩回弹量的动态分析,同时结合地质历史上该阶段储盖层的配置研究预测石油聚集成藏有利区.      

歧口凹陷沙三段烃源岩评价及生排烃特征

以烃源岩热解分析数据为基础,结合PetroMod 盆地模拟技术,明确研究区烃源岩特征及热演化史,运用生烃潜力法建立生排烃模式,分析生排烃史及排烃强度,揭示歧口凹陷沙三段烃源岩热演化与生排烃作用对油气运聚与分布的影响。结果表明：研究区烃源岩普遍处于成熟-高成熟演化阶段,在镜质组反射率约为0.53%和0.83%时分别进入生烃和排烃门限,其排烃率达250 mg/g,排烃效率达65%。晚始新世末—早渐新世开始短暂生烃,因构造抬升运动而中止,在中渐新世开始排烃,至中渐新世末达到生排烃高峰期,之后于晚渐新世末再次因构造运动生排烃中止,整个生排烃过程与烃源岩热演化阶段基本一致。排烃中心沿歧北次凹—歧口主凹周缘分布,排烃强度达90×10⁶t/km²,具有强排烃特征。广泛式的生排烃分布特征为歧口凹陷邻近隆起和斜坡部位提供了丰富的油气来源和运移动力,油气同时具有近源成藏及远距离侧向运移成藏的特征。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田上古生界气藏充注动力计算方法

鄂尔多斯盆地苏里格气田上古生界气藏含气特征复杂,开发难度大。为此,从充注动力的角度分析了不同区带、不同层位成藏充注动力的差异性及其对该区气藏含气性的控制作用。首先根据该区上古生界气藏的地质特征,建立了气田的充注成藏模式,认为充注动力的主要类型为源储流体势差,其成因为烃源岩生烃增压产生的流体过剩压力;在此基础上采用泥岩压实的方法计算了成藏期烃源岩与储层的流体过剩压力和压差。计算结果表明:烃源岩的流体过剩压力介于13.0~22.0 MPa,源储之间的流体过剩压差介于3.5~9.5 MPa,流体过剩压力从烃源岩向储层或更外围地层整体呈逐渐减小的趋势。进一步将典型井烃源岩产生的流体过剩压力、源储压差与区域的生烃强度相比较,发现区域生烃强度越高,则流体过剩压力与压差就越大,表明成藏期的充注动力越强劲。结论认为:充注动力对该区气藏的含气性具有重要的控制作用,在储层物性、烃源岩与储层配置条件基本相当的条件下,充注动力越大,则储层含气饱和度越高。     

银根—额济纳旗盆地改造动力与油气成藏

银根—额济纳旗盆地地应力、重力和热力3种动力对盆地具有改造作用并影响油气成藏。地应力改造作用在盆地主要表现为抬升、挤压、伸展和走滑4种改造方式。其中抬升作用延缓了剥蚀区油气成藏的进程,使烃源岩热演化停滞于剥蚀前的热演化状态,这种改造对早生早排古油气藏的保存有利;挤压改造作用产生褶皱与断裂甚至构造反转等现象,为油气成藏储备了大量各种类型圈闭条件的同时,也为油气运移提供了动力和通道,有利于油气成藏;伸展作用在盆地表现为早白垩世断陷以不同叠合(叠置)形式叠置在侏罗纪断陷之上,这种改造有利于提高侏罗系烃源岩的热演化程度,使源岩有机质向烃类转化并运聚成藏,同时,张性贯通断裂可使原有古油气藏保存条件部分改变或破坏,形成次生油气藏;大型走滑作用可形成一系列张扭性与压扭性构造样式,在走滑伸展沉降带内形成走滑拉分盆地,并对前期盆地产生走滑分割改造,对油气成藏的影响主要表现为提供成藏环境及条件和改造破坏正反作用两个方面。重力改造作用以深埋及压实为具体表现形式,为盆地成烃、成藏提供了地温场、地压场和保存条件,深埋作用的快速发生还为盆地形成流体压力封存箱提供了条件,异常超压及其流体压力封存箱的存在有利于保存原生孔隙、发育次生孔隙并形成压力封闭成藏条件,这对油气生成、运移和聚集成藏有积极作用。热力改造作用在盆地主要表现为多期岩浆侵入和喷发活动对沉积盖层的改造,为油气成烃、成藏提供了有利条件。      

烃源岩生排烃模拟实验技术现状、应用与发展方向

烃源岩生排烃模拟实验已成为研究烃源岩生、排、滞油气机理的重要技术手段。对生排烃模拟实验技术的研究现状及发展趋势进行了归纳与总结。目前根据反应体系的开放程度,生排烃模拟实验方法可分为开放体系、封闭体系和限制体系3类;模拟实验的方式主要有单温阶累计生排油气模拟和多温阶连续生排油气模拟2种;实验边界条件主要有模拟的温度、压力体系、时间、样品形态及无机反应介质等5类。生排烃模拟实验在明确油气生、排、滞过程及其主控因素,建立不同类型沉积有机质的油气演化模式,评价沉积盆地的油气资源潜力和进行油气源对比与示踪等方面起到了重要的作用。目前的生排烃模拟实验具有局限性,需要在实验边界条件、源-储-藏协同成烃成藏物理模拟和多因素共控作用下油气形成动力学模拟方面进行更深入的研究。      

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系盐下侧向供烃成藏特征及勘探潜力

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组发育厚达近千米的碳酸盐岩与膏盐岩共生的地层组合,埋深偏大。这套远离风化壳的奥陶系盐下层系能否具备烃源有效供给及规模成藏,是制约勘探的关键问题。基于奥陶系沉积期后构造演化及其与上古生界煤系烃源层配置关系的研究,认为奥陶系盐下在邻近古隆起区存在与上古生界煤系烃源层直接接触且规模性分布的供烃窗口,窗口区在生排烃高峰期处于构造下倾部位,生烃增压等因素产生运移动力,有利于天然气向高部位运聚;膏盐岩封盖层与白云岩储集体横向连续稳定分布构成良好的储盖组合;盆地中东部奥陶系盐下具有规模成藏的潜力,乌审旗—靖边—延安一带为有利勘探区,值得勘探重视。     

博兴洼陷下第三系沙四上亚段和沙三段岩性油藏形成机制

博兴洼陷下第三系岩性油藏的形成具有“复式排烃、排聚耦合和四元控藏”的总体特征,而其独特的烃源岩结构和地层压力系统决定了沙四上亚段和沙三段烃源岩在排烃方式、排烃机制以及岩性油藏成藏特点上的不同。沙四上亚段烃源岩有机质富集,地层压力较高,多为微裂缝排烃;其排烃效率高、范围大,油气顺层侧向运移至洼陷南斜坡鼻状构造的储层发育带聚集成藏。而沙三段烃源岩有机质较分散,地层压力低,多为差异突破压力排烃;其排烃效率低、范围小,只有在有效排烃体内的储集体才可能聚集成藏。断层排烃可以提高其排烃效率和成藏有效性,沙三段岩性油藏主要分布在洼陷中心附近。     

渤海湾盆地黄骅坳陷古生界源内和源下油气成藏特征及有利区预测

煤系烃源岩是渤海湾盆地黄骅坳陷古生界含油气系统的主要烃源岩,源内和源下油气聚集机制和油气成藏过程不清。基于测井、录井、地震资料,结合烃源岩地球化学分析、储层岩心测试、包裹体测试、物理模拟实验等多种手段,探讨了渤海湾盆地黄骅坳陷古生界源内及源下油气聚集机制和成藏过程。研究结果表明：(1)黄骅坳陷古生界源内储层可有效聚集油气,紧邻的煤系地层烃源岩可优先对其供烃,稳定的构造背景使源内油气藏得到良好的保存。(2)研究区源下储层油气成藏的2个必要条件为：上部终止于煤系内部且下部连接奥陶系储层的断裂系统,且低角度断裂的油气输导效率更高;源储间存在大于10 MPa的压差,可为源下储层的油气成藏提供良好的动力。(3)研究区源内及源下油气藏具备早晚2期成藏、中期破坏的特征。中白垩世,低熟的煤系原油大量充注于储层中;白垩纪末期,地层的强烈抬升使古油藏遭受破坏或调整;新生代,随着烃源岩进一步成熟并生、排烃,形成了大量煤型气和轻质油油气藏。(4)研究区烃源岩有效充注范围内,储层相对优质、构造相对稳定的区域为源内勘探有利区,印支期逆冲断裂发育、受后期伸展作用改造较弱的区域为源下勘探有利区。     

惠民断陷湖盆演化过程与油气生成

古近系沙河衡组是惠民凹陷最重要的生油层系，该凹陷主要由临南、滋镇、阳信、里则镇等次级洼陷组成。由于沉积过程的差异性，导致形成了各洼陷不同的生烃环境和生烃潜力。其中临南洼陷沉积厚度大，而且有利干烃源岩发育的沙四段和沙三段沉积厚度也较大，属于持续沉降一深埋藏型洼陷，在其周围形成了大规模的油气聚集。而阳信、滋镇和里则镇虽然也发育了一定厚度的沙四段和沙三段泥质岩沉积，但由于后期沉降逐渐减慢，整个地层埋藏较浅，生烃怍用缓慢，在这些洼陷周围仅零里发现有低成熟或未成熟油气，该类洼陷属干逐渐抬升一中、浅埋藏型。由于临南洼陷充填演化的阶段性和多旋回性，形成了多套富含有机质的烃源岩层。油源对比表明，目前发现的原油均来自沙三段烃源岩，而富含有机质的沙四上亚段烃源岩虽然埋藏较深、成熟度较高，但是目前尚未发现来自该源岩的油气藏。因此，沙四上烃源岩应成为今后油气勘探的一个重要方向。     

沾化凹陷渤南洼陷油气成藏期分析

综合盆地构造演化、烃源岩成熟度、油藏流体性质及储层流体包裹体等资料,利用生排烃期分析法、油藏饱和压力分析法及流体包裹体均一温度分析法,分别对沾化凹陷渤南洼陷油气成藏期进行研究。结果表明:渤南洼陷烃源岩在东营组沉积早期开始生烃,其油藏多在馆陶组沉积末期—明化镇组沉积早期成藏;油气成藏期主要分为2期,东营组沉积中期有少量油气在渤南洼陷中心沙四段储层中运聚成藏,大规模油气聚集发生于中新世末期至上新世,以上新统明化镇组沉积中晚期为主。不同层系、不同构造单元中油气藏的主要形成期存在差异,以烃源岩中的岩性油气藏形成时间较早;自下而上,由洼陷中心向边缘,油气藏的主要形成期有逐渐变晚的趋势。     

超压与烃类生成相互作用关系及对油气运聚成藏的影响

世界含油气盆地中超压分布广泛且对油气勘探开发影响深远。超压的成因可概括为3种：地层不均衡压实、构造挤压、与流体作用（烃类生成、水热膨胀、黏土矿物脱水等）有关。油气（尤其是天然气）的大量生成及排烃不畅导致超压的形成；超压的存在又使油气生成速率降低；液态窗的下限下移。超压对储集层的控制作用在于减缓压实，使深层储集物性得到改善；另外，超压改变了岩石破裂时的应力条件，导致深层泥岩裂缝储集层发育。超压是油气运移的动力，对油气运聚成藏起着控制作用，若圈闭中超压的形成早于油气的充注，对油气成藏不利；若圈闭中超压的形成恰是油气充注的结果，则有利于油气成藏。一般而言，油气多聚集在超压体的过渡带中。     

中国石化东部探区古生界原生油气藏勘探前景

中国石化东部探区下古生界烃源岩以海相碳酸盐岩为主，有机质丰度较低。渤海湾盆地南部下古生界烃源岩于中三叠世末进入生油高峰，中生代发生二次生烃，新生代埋深虽然可达万米，但富有机质干酪根绝大部分已转化，生烃潜力有限；南华北地区下古生界烃源岩在晚三叠世达到早成熟阶段，新生代基本未发生二次生烃作用。上古生界是一套海陆交互相的煤系地层，煤层及暗色泥岩在晚三叠世末期和早白垩世末期两次发生深成变质作用。在系统分析前人研究成果的基础上，指出渤海湾盆地南部是上古生界烃源岩二次生烃最有利的地区，油气保存好，原生油气藏勘探前景广阔，有利勘探区为东濮凹陷、临南洼陷、德州凹陷南部、莘县凹陷北部；下古生界的原生油气藏勘探风险较大，渤海湾盆地南部具有一定的勘探前景。图5表4参30     

东海盆地西湖凹陷古近系煤的生烃动力学

通过高温高压封闭体系条件下的热模拟实验和生烃动力学模拟分析,获得了西湖凹陷古近系平湖组和花港组煤生成气态烃的产率及其动力学参数。结合古地温演化史和热演化史恢复了西湖凹陷西部斜坡带、西次凹及中央构造带的古近系平湖组和花港组煤的生烃演化历史,并基于预测的镜质体反射率（R_o）建立了研究区煤的生气演化模式。研究结果表明,西湖凹陷煤所生成的天然气以甲烷（C₁）为主,重烃气（C₂—C₅）较少,C₁和总气态烃（C₁—C₅）的产率增长速率在煤的高成熟阶段（1.10%≤R_o<2.20%）最大,在成熟阶段（0.50%≤R_o<1.10%）次之,在过成熟阶段（R_o≥2.20%）最小,且含碳原子个数不同的重烃气（C₂、C₃、C₄和C₅）的主裂解期不同。在西湖凹陷煤的生烃演化过程中,西部斜坡带平湖组和花港组中的煤所生成的气态烃最少,生烃条件最差;而西次凹、中央构造带平湖组和花港组中煤所生成的气态烃较多,是比较有利的生烃区。花港组中煤生成气态烃的产率远小于平湖组,且至今尚未达到生烃高峰。     

东海盆地西湖凹陷古近系煤的生烃动力学

通过高温高压封闭体系条件下的热模拟实验和生烃动力学模拟分析,获得了西湖凹陷古近系平湖组和花港组煤生成气态烃的产率及其动力学参数。结合古地温演化史和热演化史恢复了西湖凹陷西部斜坡带、西次凹及中央构造带的古近系平湖组和花港组煤的生烃演化历史,并基于预测的镜质体反射率（R_o）建立了研究区煤的生气演化模式。研究结果表明,西湖凹陷煤所生成的天然气以甲烷（C₁）为主,重烃气（C₂—C₅）较少,C₁和总气态烃（C₁—C₅）的产率增长速率在煤的高成熟阶段（1.10%≤R_o<2.20%）最大,在成熟阶段（0.50%≤R_o<1.10%）次之,在过成熟阶段（R_o≥2.20%）最小,且含碳原子个数不同的重烃气（C₂、C₃、C₄和C₅）的主裂解期不同。在西湖凹陷煤的生烃演化过程中,西部斜坡带平湖组和花港组中的煤所生成的气态烃最少,生烃条件最差;而西次凹、中央构造带平湖组和花港组中煤所生成的气态烃较多,是比较有利的生烃区。花港组中煤生成气态烃的产率远小于平湖组,且至今尚未达到生烃高峰。     

烃源岩有限空间油气生排模拟及其意义

利用DK-Ⅱ型地层孔隙热压生排烃模拟实验仪,对东濮凹陷沙三2亚段烃源岩开展烃源岩有限空间油气生排模拟研究,结果揭示烃源岩的生排烃演化呈现出4个阶段,即烃源岩在Ro值小于等于0.72%的阶段为相对缓慢生油阶段,生成的油无法排出;R_o值介于0.72%～0.80%之间的阶段为烃源岩快速生油阶段,但生成的油仍主要残留于烃源岩中;在R_o值为0.80%～1.00%时干酪根生油已结束或受到抑制,主要表现为大分子"油"向小分子"油"转化,该阶段油可以排运在烃源岩上、下邻接的砂岩层以及烃源岩表面及裂缝内,这为东濮凹陷及其他盆地或凹陷在以烃源岩为主体的发育带寻找非常规油气藏提供了依据;在R_o值大于1.00%时主要进入油裂解成气阶段,但即使在R_o为2.0%甚至2.4%时,生成的油也没有全部裂解成甲烷气,主要还是以油的形式存在,启示可以打破传统认识在更深的层位寻找石油。      

南堡凹陷油气成藏的有利地质条件

在含油气盆地不同级别、不同类型、不同作用形式的界面中,石油地质研究中关注最多的是与含烃流体生、排、运、聚有关的不同新生流体的作用界面。在对断陷盆地生排烃、超压、次生孔隙发育、耗水等界面定义、特征及作用方式分析的基础上,以济阳坳陷东营凹陷为例,提出了断陷盆地成藏作用面的概念,初步定义为盆地新生流体运动过程、能量形式及其相互耦合的作用面,是生排烃、超压、次生孔隙发育、耗水4种界面耦合作用的结果,既是流体作用转换面、不同类型储集空间分界面,也是流体不同类型能量转换面和油藏类型分布转换面。成藏作用面通过对断陷盆地不同类型流体势能分布及叠加的控制作用,影响了不同类型油藏分布特征,因此通过对不同类型流体作用面的识别、研究和评价,能够有效预测油藏类型、分布样式,进而有效预测盆地油藏的丰富程度,对于盆地评价具有重要意义。     

柴西地区地温-地压系统特征及其与油气分布的关系

柴西地区地温梯度分布范围为每百米2.0-4.5℃,平均值约为每百米3.1℃。在2300 m深处开始发育异常高压, 压力系数最高可达2.0。按照地层压力系数及地温异常的分布区间,柴西地区温压系统在平面上划分为高温高压等9个分区,在纵向上分为上部常压型温压系统及下部超压型温压系统。上、下两套温压系统流体能量差较大,油气垂向运聚能力较强,易于在温压系统分界面附近聚集成藏。平面上,油气藏基本位于流体能量相对较低的分区内,高流体能量区也有油气藏分布,但大多为封闭保存条件好的岩性及构造-岩性等原生油气藏。现今温压系统特征表明,深层高压型温压系统油气封闭条件好,赋存有大部分油气资源,是今后油气勘探的重要领域。