延长气田上古生界烃源岩评价及生排烃特征

延长气田位于鄂尔多斯盆地一级构造单元陕北斜坡中南部,是一个新探明的天然气富集区,对烃源岩的研究评价工作相对较薄弱,制约了该区的油气勘探进展。为此,通过对大量新探井岩心样品的有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度等资料的综合分析,探讨了该气田上古生界烃源岩的展布特征、地球化学特征和生排烃特征。结果表明:①煤岩为该区最好的烃源岩,其有机碳含量介于60.18%~86.89%,累积厚度介于6~18 m,是该区上古生界天然气最主要的烃源岩,而泥岩则是天然气的第二位供应者,其中山西组泥岩属中等—很好的烃源岩,太原组和本溪组泥岩为好很好的烃源岩;②烃源岩干酪根的类型主要为腐殖型,其R。多大于2.0%,已进入过成熟—干气阶段;③上古生界烃源岩在中晚侏罗世—早白垩世末处于大量生排烃期,现今生烃强度介于(25~65)×10~8m~3/km~2,现今排烃强度介于(15~60)×10~8m~3/km~2,煤的生排烃强度大干泥岩。     

松辽盆地徐家围子地区沙河子组气源岩与致密砂砾岩气资源潜力评价

松辽盆地徐家围子断陷在常规天然气资源勘探方面取得了巨大成功,目前正积极探索深层致密砂砾岩气的资源潜力。针对致密砂砾岩气藏的气源岩层开展研究,系统分析烃源岩的分布、有机非均质性、埋藏史、热史、生烃史,利用化学动力学理论与蒙特卡罗概率法计算烃源岩的生气量,采用类比法和成因法预测致密砂砾岩气的资源量。地震—测井—沉积相综合研究揭示暗色泥岩全区发育,厚度为200~1 200m,煤层仅局部富集,厚度为10~120m。实验测试与测井评价结果得到烃源岩残余TOC平均值为2.21%,Ⅲ型有机质占绝对优势,有机质达到高—过成熟演化阶段。沙河子组沉积以来经历4次沉降,一次明显抬升,明水组以后地层埋深趋于稳定。热流值古高今低,断陷期平均地温梯度为5.2℃/100m,坳陷期平均地温梯度为4.5℃/100m。暗色泥岩与煤岩分别在距今105Ma和90Ma大量生气,生气高峰持续50Ma以上。暗色泥岩与煤层累计生气强度普遍超过50.0×10~8m~3/km~2,按期望值计算,累计生气量为36.3×10~(12)m~3。类比法估算沙河子组致密砂砾岩气的资源量为0.21×10~(12)m~3,成因法估算致密砂砾岩气的资源量为0.15×10~(12)m~3(运聚系数取0.4%,生气量取期望值)。     

四川盆地震旦系、寒武系烃源岩特征、资源潜力与勘探方向

2013年四川盆地川中地区震旦系—寒武系发现了安岳特大型气田,储量规模达万亿立方米,在全球古老地层天然气勘探中尚属首次。气源研究认为,震旦系天然气来源于震旦系和寒武系烃源岩,开展震旦系及寒武系古老烃源岩系统研究,对全球古老地层油气地质领域具有重要的科学和实践意义。通过对四川盆地震旦系、寒武系钻井资料和野外剖面观察,利用28 000km地震资料解释结果和新钻井资料,结合2 315样次烃源岩地球化学分析,系统研究了下寒武统优质烃源岩中心,主要沿绵竹—长宁克拉通内裂陷分布,累计厚度可达200~450m,其他地区烃源岩厚度为50~100m,裂陷范围内烃源岩对震旦系—寒武系天然气资源贡献约占全盆地的56%~63%;系统评价了震旦系灯影组灯三段泥质烃源岩及其分布,TOC含量介于0.04%~4.73%之间,平均为0.65%,川中地区厚度在10~30m之间;首次系统研究了能够形成大气田的中国最古老震旦系烃源岩,大川中地区震旦系烃源岩总生气强度为(15~28)×10~8 m~3/km~2,具备形成大气田的气源条件。采用成因法、类比法重新评价全盆地震旦系、寒武系天然气资源量为(4.65~5.58)×10~(12) m~3,天然气资源潜力巨大。川中区块天然气资源量约占全盆地总资源量的66%,是当前勘探的首选。     

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。     

四川盆地二叠系烃源岩及其天然气勘探潜力(二)——烃源岩地球化学特征与天然气资源潜力

四川盆地二叠系发育中二叠统海相碳酸盐岩和上二叠统海陆交互相碎屑岩两套烃源岩,由于其热演化程度高,造成对烃源岩原始生烃潜力及天然气资源潜力认识不清。为此,通过研究该盆地内探井及盆地周缘剖面大量二叠系烃源岩样品的地球化学特征及生烃潜力随成熟度的变化规律,探讨了二叠系烃源岩的原始生烃潜力以及在地质历史时期生排烃量、干酪根与原油裂解生成天然气的资源潜力。研究结果表明:(1)上二叠统龙潭组泥岩和碳质泥岩总有机碳含量高、原始生烃潜力大,是二叠系中最主要的油气烃源岩,龙潭组煤层也是非常重要的气源岩,上二叠统大隆组有机碳含量和生烃潜力也很高,是四川盆地北部重要的油气源岩,中二叠统碳酸盐岩烃源岩总有机碳含量与原始生烃潜力低,是次要的油气源岩;(2)二叠系烃源岩在地质历史时期生成原油3 290×10~8 t,生成天然气420×10~(12) m~3,龙潭组烃源岩对原油和天然气的贡献率分别为80%和85%;(3)二叠系烃源岩形成的古油藏原油资源量为580×10~8 t,原油裂解气资源量为4.45×10~(12) m~3,干酪根直接生成的天然气资源量约为2.10×10~(12) m~3,天然气资源总量可达6.55×10~(12) m~3,其中原油裂解气占70%。结论认为,四川盆地北部和中部—东南部是二叠系的两个生烃中心,也是最有利的二叠系油气成藏和天然气勘探区域,古油藏是最具天然气资源潜力的勘探目标。     

四川盆地中二叠统天然气地质特征与勘探方向

四川盆地中二叠统天然气资源探明程度低,勘探潜力巨大。为加快勘探进程,在分析该盆地中二叠统天然气沉积特征、储层特征的基础上,开展了烃源供给、储层与圈闭类型、保存条件、构造与成藏期次以及成藏模式等方面的研究,探究了该盆地中二叠统天然气富集的主控因素并明确了下一步的勘探方向。研究结果表明:(1)四川盆地中二叠统天然气成藏具多层系供烃、多类型储层、多类型圈闭、多期成藏和多类型成藏模式等特点;(2)烃源岩以二叠系自身为主,其次为下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组,中二叠统生气中心位于该盆地西北部和中部—川南地区,生气强度介于26×10~8~44×10~8 m~3/km~2,具备形成大中型气田的物质基础;(3)中二叠统发育白云岩和岩溶缝洞灰岩两类储层,前者主要分布在颗粒滩中或基底断裂附近,后者广泛分布于茅口组中上部;(4)优质烃源岩、储层的白云石化和表生岩溶作用控制了大中型气田的分布;(5)印支期古隆起是油气聚集的有利指向区,喜马拉雅期是油气调整的关键时期。结论认为:(1)中二叠统栖霞组台缘滩最有利勘探区为川西北广元—江油及都江堰一带,其次为川西南台缘带,台内滩有利勘探区则主要分布在川中高石梯—磨溪地区和蜀南地区;(2)中二叠统茅口组最有利勘探区为泸州—内江地区,其次为双鱼石—南充、卧龙河—石柱、高石梯—磨溪、达州—开江、九龙山等地区。     

普光地区须家河组烃源岩地球物理预测

烃源岩评价在油气成藏和资源潜力研究中均起着关键性作用,烃源岩地球物理预测能够有效地定量评价烃源岩。普光地区因可用钻井较少,难以对陆相须家河组烃源岩总有机碳质量分数(TOC)和厚度进行定量评价。文中基于烃源岩TOC体定量预测技术资料,对普光地区须家河组烃源岩的TOC和厚度进行地球物理预测。研究结果表明:须家河组主要为中等烃源岩,TOC值大多为0.60%~1.50%,与实测TOC数据比较吻合;烃源岩总有机碳主要以条带状分布,且成层性特征比较明显;须三、须五段的烃源岩在普光东南部及西北部等局部地区的TOC比较高,为好的烃源岩;须三段的有效烃源岩厚度主要为20~30 m,须五段主要为30~40 m。     

珠江口盆地惠州凹陷主力烃源岩测井预测及评价

利用惠州凹陷文昌组与恩平组声波时差、自然伽马、电阻率、密度和中子孔隙度等测井参数对烃源岩有机碳含量(TOC)的响应特征,建立了单井及惠州凹陷综合的五元回归定量预测模型。应用该模型对12口钻井进行了泥质烃源岩TOC测井预测,获得了这些井文昌组、恩平组烃源岩连续的TOC曲线,并按陆相泥质烃源岩评价标准计算了好与很好、中等与差烃源岩的厚度。结果表明,TOC预测结果相对误差大多在20%内,且单井模型略优于综合模型。层位上,恩平组中等烃源岩厚度比例在50%以上,其次为差烃源岩,好烃源岩厚度占比一般低于20%;文昌组好与很好烃源岩厚度比例大多高于75%,因此文昌组烃源岩整体优于恩平组。横向上,惠西半地堑最优,惠东半地堑次之,惠南半地堑与惠北半地堑烃源岩相对不够发育。烃源岩测井预测纵向分辨率高,但受钻井分布所限难于揭示烃源岩空间展布。测井约束下综合地球物理烃源岩评价应具有更广阔的应用前景。     

烃源岩测井响应特征及定性识别方法——以川东南地区茅一段为例

利用测井资料快速准确识别烃源岩,是分析评价烃源岩的首要任务。针对川东南地区中二叠统茅口组一段烃源岩地层非均质性强、岩性识别困难的问题,在岩心资料刻度测井资料的基础上,明确了研究区各类烃源岩的测井响应特征,并进一步采用敏感测井曲线的叠合法、交会图法和比值法对烃源岩进行定性识别评价。应用结果表明：(1)优质烃源岩的测井响应特征主要表现为高声波、高中子、低密度、低电阻率的“二高二低”特征;(2)敏感测井曲线叠合法和交会图法简单易行,可识别出优质烃源岩,但对于泥质含量较高的烃源岩识别效果较差,利用声波时差与电阻率比值法可以更加快速有效地识别泥质含量相对较高的烃源岩;(3)通过对研究区3口的测井资料进行处理及岩心对比分析,比值法定性识别各类烃源岩的精度达到92%。     

白云凹陷天然气生成与大中型气田形成关系

通过对白云凹陷源、热、生烃机理、油气成因、资源规模及大中型气田分布特征等进行研究,认为白云凹陷存在文昌组和恩平组2套有效气源岩,其中恩平组浅湖相—沼泽相烃源岩是目前已发现油气的主力烃源岩。白云凹陷烃源灶处于变热流密度地质背景下,烃源岩熟化率早低晚高,主生气期相对较晚,介于23.8～0Ma之间。烃源岩热模拟生气实验表明,文昌组湖相烃源岩以生油为主,高成熟阶段生成的天然气主要为原油裂解气(约80%);恩平组浅湖相—沼泽相烃源岩油气兼生,以生气为主,主要为干酪根裂解气(约80%)。白云凹陷已发现的油气主要来自恩平组浅湖相—沼泽相烃源岩,天然气以来源于恩平组烃源岩干酪根裂解气为主,以原油裂解气和文昌组烃源岩晚期干酪根裂解气为辅。白云凹陷总生烃量为985.442 5×108t,以生气为主(81.5%),生油为辅(18.5%),主生气强度介于(500～3 500)×104t/km2之间。研究认为研究区高生气强度的白云凹陷烃源灶为大中型气田的形成提供了物质基础,近源晚期成藏提高了天然气田聚集的效率,运聚单元的资源规模控制着大中型气田的宏观分布。     

鄂尔多斯盆地上古生界准连续型气藏气源条件

通过鄂尔多斯盆地上古生界气源条件的综合分析,确定优质烃源岩是控制致密砂岩大气田形成分布的主要因素,并结合试气结果分析致密砂岩大气田形成的生气强度下限。首先对鄂尔多斯盆地上古生界烃源岩的厚度、有机碳含量和热演化程度等参数进行对比;接着在类比分析的基础上计算求取生气强度,并将其与试气成果结合进行综合分析。气源条件分析结果显示,鄂尔多斯盆地上古生界烃源岩品质好、分布广、热演化程度高,其生气强度介于10×10⁸~40×10⁸ m³/km²,具有高强度、大范围的供气特点;盆地西部生气强度介于10×10⁸~20×10⁸ m³/km²,而盆地东部生气强度相对较高,多大于16×10⁸ m³/km²。综合分析认为:优质烃源岩是形成致密砂岩大气田的主要因素之一,从宏观上控制了鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩储层内气、水的空间分布状态;由于为近距离成藏,其天然气聚集效率高,因此上古生界准连续型致密砂岩气藏的生气强度下限可降低至10×10⁸ m³/km²左右。     

论四川盆地中二叠统栖霞组天然气勘探

四川盆地的栖霞组主要为灰-灰黑色灰岩及生物碎屑灰岩,沉积相以碳酸盐台内生屑滩相、深和浅缓坡相为主,海水较平静,生物繁茂,富含有机质,具志留系和阳新统2套较好的生油层,生气强度一般＞20×10⁸m³/km²,最高达170×10⁸m³/km²,是四川盆地最好的优质生油层。由于灰岩结构以泥晶为主,孔渗差,储气主要靠白云岩化作用、古岩溶作用和裂缝作用,白云岩化作用改善了孔隙空间,古岩溶形成了洞穴（钻具放空量最大可达4.75m）,裂缝主要起着孔洞间的连通作用。尽管目前栖霞组的勘探程度尚很低,钻获的气藏较少,但也有高产气井,如自流井气田自2井栖霞组与茅口组合采已累积采气＞46.6×10⁸m³说明潜力不小,前景乐观。     

成熟探区有效烃源岩的评价方法——以辽东湾地区为例

油气勘探成熟区预测资源量与勘探发现不符，问题可能在于有效烃源岩（特别是深层烃源岩）及其油气生成潜力没有得到正确地评价。在辽东湾地区，首先利用地球化学和地球物理手段对各凹陷中5套烃源岩进行了分层评价和油气生成模拟实验，计算得到油气生成强度；然后利用烃源岩埋藏过程中油气的生成模型、孔隙度变化模型及其油气饱和度，计算得到油气排出率，并根据烃源岩与砂岩的不同组合形式对油气排出效率进行校正，得到油气排出强度；最后将油气生成强度和排出强度与油气田储量规模进行了相关分析，根据相关性确定有效烃源岩的性质、分布以及对油气聚集的控制规律。结果表明，在辽东湾地区，生油强度大于25×10⁴t/km²（排油强度大于15×10⁴t/km²）的烃源岩可以形成储量规模大于500×10⁴t的油田，为有效烃源岩。其中，生油强度大于200×10⁴t/km²（排油强度大于125×10⁴t/km²）的烃源岩可形成储量规模大于5 000×10⁴t的油田，为优质烃源岩；而当生油强度低于25×10⁴t/km²（排油强度小于15×10⁴t/km²）时，没有规模储量的油气田，此类烃源岩为非有效烃源岩。与以往以有机碳含量的下限值分析为核心的有效烃源岩评价不同，这种利用油气生成强度和排出强度开展有效烃源岩评价的方法有利于推动中国东部成熟探区的油气精细勘探。     

南黄海盆地科学钻探CSDP-2井上古生界-中生界烃源岩评价及海相油气勘探前景

依托南黄海盆地科学钻探CSDP-2全取心井岩心资料及其45块烃源岩样品的地球化学分析数据和12块含烃流体包裹体薄片的测温结果,在总结南黄海盆地烃源岩地球化学特征的基础上详细对比了其与上、中、下扬子板块烃源岩品质的异同并分析了其成因,进而结合油气显示和充注特征探讨了南黄海盆地上古生界-中生界的油气勘探前景。结果表明,CSDP-2井上古生界-中生界发育青龙组、龙潭组-大隆组和栖霞组3套区域性烃源岩层。其中,龙潭组-大隆组的有机质丰度以中-好为主且不乏优质烃源岩存在,其生、排烃强度最高达7.95×10⁶t/km²和1.65×10⁶t/km²;栖霞组烃源岩非均质性较强,碳质泥岩和臭灰岩的成烃演化基本处于成熟-高成熟阶段,生、排烃强度分别为6.52×10⁶t/km²和8.61×10⁵t/km²;青龙组泥质灰岩的生烃能力较弱,有机质丰度集中在中-差级别,排烃强度仅为1.27×10⁵t/km²。在沉积环境、有机质母源和生物生产率的共同影响下,南黄海盆地整体烃源岩品质与下扬子板块苏北盆地相当,但较上扬子板块四川盆地略差。同时,研究区海相地层经历了3期油气充注且已在CSDP-2井发现多处直接油气显示和气测高值异常,彰显了较为广阔的油气勘探前景。     

深层—超深层古老烃源岩滞留烃及其裂解气资源评价

我国高-过成熟海相天然气主要成因类型为原油裂解气,滞留烃是原油裂解气的重要来源,对其进行定量研究意义重大。为此,结合正演(实验模拟)和反演(地质剖面解剖)两种方法,求取了我国重点盆地不同类型、不同丰度、不同演化阶段的滞留烃量,建立了5种类型烃源岩(腐泥型、偏腐泥混合型、偏腐殖混合型、腐殖型、煤型)的滞留烃演化模型。结果表明:腐泥型、偏腐泥混合型优质烃源岩在低成熟阶段的排烃效率低于20%,在主生油阶段的排烃效率介于20%~50%,在高成熟阶段的排烃效率介于50%~80%,而相应阶段偏腐殖混合型和腐殖型烃源岩的排烃效率则要低约10%。基于该演化模型,初步计算了四川盆地海相烃源岩中高成熟阶段-现今滞留烃资源分布和裂解排气量:该盆地下寒武统筇竹寺组滞留烃在高演化阶段裂解排出的气态烃总量达230.4×10~(12)m~3,震旦系陡山沱组烃源岩滞留烃裂解气的排出量为12.3×10~(12)m~3,均显示出很好的天然气成藏潜力;进而指出,四川盆地筇竹寺组烃源岩滞留烃裂解气的有利区主要包括高石梯-磨溪、资阳、威远地区,有利分布面积达4.3×10~4 km~2。     

中国大中型气田天然气聚集效率及其主控因素

中国60余个大中型气田天然气地质储量、含气面积和成藏时期的统计结果表明,中国大中型气田的聚集效率差别很大。据此将中国大中型气田分为高、中、低效3种类型:高效大中型气田天然气聚集效率大于100×10⁶m³/(Ma·km²);中效大中型气田天然气聚集效率为10×10⁶～100×10⁶m³/(Ma·km²);低效大中型气田天然气聚集效率小于10×10⁶m³/(Ma·km²)。中国大中型气田天然气聚集效率主要受源岩生气强度、天然气输导速度、封盖能力和天然气成藏期相对早晚等因素的共同控制。即源岩生气强度越大,天然气输导速度越大,盖层封盖能力综合评价指标越大和天然气成藏时期越晚,天然气聚集效率越高;反之则越低。     

准噶尔盆地风城组烃源岩生气潜力与天然气勘探领域

准噶尔盆地天然气探明率低,亟需寻找战略接替领域。下二叠统风城组是盆地最重要的一套烃源岩,但对其生气潜力研究较少。利用最新钻井和地震资料,通过生烃动力学、同位素动力学、有机岩石学和盆地模拟,系统分析了风城组的生气潜力。研究表明,该套烃源岩岩性复杂,除暗色泥页岩外,还包括沉凝灰岩、含凝灰白云质泥岩、钙质泥岩、硅化白云质页岩、硅硼钠石岩等,其有机质为Ⅰ型—Ⅱ₁型,总体属于中等—好烃源岩。风城组烃源岩单位总有机碳甲烷产率高,最高可达650 mL/g。在沙湾凹陷和盆1井西凹陷,该套烃源岩在早、晚白垩世先后进入生气高峰,生气强度大于20×10⁸ m³/km²的面积达13 000 km²,具备形成大—中型气田的资源潜力。在2大凹陷周缘发现大量来自风城组的高熟油型气,也发育近源和源内有利勘探目标,有望成为准噶尔盆地天然气勘探的新领域。     

鄂西渝东地区石柱复向斜海相层系烃源研究

为研究石柱复向斜海相层系烃源条件,对该区钻井及露头样品进行了系统的有机地化分析。石柱复向斜海相层系发育多套烃源岩,各层位烃源岩TOC值差异大,其中下志留统龙马溪组下部,茅口组四段、上二叠统龙潭组TOC含量最高;各层位烃源岩有机质类型从Ⅰ型至Ⅲ型阶皆有,现今主要处于高成熟—过成熟晚期。石柱复向斜海相层系烃源条件优越,其中龙潭组、茅口组、韩家店组、龙马溪组为该区几套主力烃源层,而长兴组、栖霞组、凉山组、小河坝组、牛蹄塘组为次要烃源岩。龙潭组、龙马溪组高有机质丰度泥页岩除可为常规气藏提供充足烃源,同时自身也是页岩气的有利勘探层位。