准噶尔盆地南缘中二叠统烃源岩封闭体系生烃热模拟实验分析

通过对准噶尔盆地妖魔山与大龙口剖面的2个烃源岩样品进行封闭体系模拟实验分析,获取不同温度条件下中二叠统烃源岩生油气量及相关地球化学参数,研究该地区Ⅰ型干酪根与Ⅱ₁型干酪根的生烃演化模式,另外,选取该地区的相关地球化学参数与烃源岩厚度,计算准南缘中二叠统烃源岩至现今的天然气不同组分强度。结果表明：二叠系烃源岩Ⅰ型干酪根生油气量明显高于Ⅱ₁型干酪根,生油能力持续时间长,生油区间的R_O值为0.6%~2.0%;Ⅱ₁型干酪根生油能力明显较弱,生油区间R_O值为0.7%~1.3%。Ⅰ型干酪根生气的R_O值从1.3%开始,生气量逐渐增加,Ⅱ₁型干酪根生气要早一些,从R_O值为1.0%时开始,生气量也明显低于Ⅰ型。3个剖面以大龙口地区二叠系烃源岩的生气强度最高,为167.52×10⁸m³/km²,甲烷与乙烷的强度也最高;其次为妖魔山剖面,生气强度为118.88×10⁸m³/km²;红雁池剖面的生气强度最低,为11.46×10⁸m³/km²。总体而言,准噶尔盆地南缘生气潜力较高,勘探前景广阔。     

涠西南凹陷D次凹流二段优质烃源岩特征

涠西南凹陷D次凹流二段发育有机质丰度很高的层段,为了研究这些层段的分布及地球化学特征,首先基于烃源岩总有机碳(TOC)-氯仿沥青"A"的关系提出了该地区优质烃源岩的丰度下限(T0C=2%);然后利用测井资料采用△logR法计算了流二段烃源岩的TOC曲线,结果显示流二段烃源岩整体有机质丰度很高,达到优质烃源岩的标准,并在纵向上识别出上下两层丰度异常高的层段(TOC=10%);利用流二段干酪根元素及岩石热解参数得到了优质烃源岩的有机质类型,主要为Ⅰ-Ⅱ_1型;利用R_0及烃源岩可溶有机质演化等方法确定了该地区烃源岩生烃门限深度(2 600 m)和排烃门限深度(3 100 m),并探讨了典型井区烃源岩的热演化阶段;最后对优质烃源岩发育的成因进行了分析,认为藻类勃发提供的高古生产力和深湖相还原环境是优质烃源岩发育的有利因素。     

腐泥型烃源岩生排烃模拟实验与全过程生烃演化模式

利用半开放体系生排烃模拟实验、封闭体系的黄金管生烃动力学模拟实验与开放体系的高温热解色谱质谱实验数据与实测数据,在经典生烃模式基础上,对烃源岩全过程生烃演化特征、排烃效率与滞留烃量、高过成熟阶段天然气来源及甲烷同系物裂解温度等问题开展了深入探讨。研究认为,腐泥型烃源岩在主生油阶段(R_o值为0.8%~1.3%)的排烃效率为30%~60%,高成熟阶段(R_o值为1.3%~2.0%)的排烃效率在60%~80%;高成熟阶段干酪根降解气与原油裂解气对总生气量的贡献比大致为1∶4,干酪根降解气量占20%,滞留液态烃裂解气量占13.5%,源外原油裂解气(包含聚集型与分散性原油裂解气)量占66.5%。初步确定了天然气的裂解下限,建立了烃源岩全过程生烃演化模式。     

东营凹陷北部沙四段下亚段盐湖相烃源岩特征及展布

对东营凹陷北部沙四段下亚段盐湖相烃源岩特征及展布缺乏系统研究,尤其对盐湖沉积物中普遍发育的含膏泥岩、含盐泥岩、膏质泥岩和盐质泥岩的生烃潜力认识不清。首先利用有机碳、岩石热解等实验分析手段,对不同岩相烃源岩的生烃潜力进行研究;然后基于实验分析数据,建立了盐湖相烃源岩有机碳含量测井评价模型,利用评价结果分析了烃源岩展布特征,结合埋藏史和热演化史研究了烃源岩生烃史。结果表明:研究区沙四段下亚段烃源岩有机质以腐泥型为主,有机质类型主要为I—II1型,少量为II2型,都是优质的生油母质;证实了含膏泥岩、含盐泥岩、膏质泥岩和盐质泥岩都具备生烃潜力,可孕育有效烃源岩。民丰地区、利津地区和胜坨下降盘是有效烃源岩发育的有利位置,这些地区有效烃源岩累积厚度大,有机碳含量高。研究区沙四段下亚段烃源岩普遍经历了"快—慢—快"的埋藏过程,生油高峰持续时间长,目前处于烃源岩热解和原油裂解生气阶段,有利于烃源岩热解气和原油裂解气成藏。     

鄂尔多斯盆地南部平凉组烃源岩特征及其成烃演化分析

运用有机地球化学和有机岩石学相结合的方法,对鄂尔多斯盆地南部中奥陶统平凉组烃源岩进行了较系统的研究。研究区内平凉组烃源岩厚度平面分布特点为南厚北薄,纵向上岩性组合为上部灰岩、下部泥岩,下部烃源岩有机质丰度高于上部。烃源岩有机质类型属于Ⅰ—Ⅱ型,并以Ⅰ型干酪根为主。作为海相烃源岩成熟度研究的指标,海相镜质组反射率揭示研究区平凉组烃源岩成熟度为西低东高,现今主体处于成熟晚期—高成熟的演化阶段。通过PetroMod软件盆地模拟,并结合生烃热模拟实验结果综合分析,认为该区平凉组烃源岩于晚三叠世早期开始生油,中侏罗世末到达生油高峰,大规模生气期为早白垩世,具有一定的天然气勘探潜力。     

奈曼凹陷烃源岩地球化学特征

奈曼凹陷共发育下白垩统沙海组、九佛堂组上段、九佛堂组下段三套烃源岩,其中沙海组烃源岩有机质丰度较高,干酪根以Ⅰ型、Ⅱ_1型为主,处于未熟–低熟阶段,综合评价为中等烃源岩。九佛堂组上段烃源岩生油能力较差;九佛堂组下段烃源岩有机质丰度高,干酪根以Ⅰ-Ⅱ_1型为主,处于成熟阶段,综合评价为好烃源岩,是奈曼凹陷主力烃源岩层。该烃源岩发育于较强还原环境,有机质母质以藻类为主、高等植物为辅的混源类型。     

鄂尔多斯下古生界碳酸盐烃源岩评价与成烃特征

在岩性、热解参数等原生性识别和碳酸盐烃源岩评价的基础上,经统计有机质丰度、类型、性质,确定有机质成熟度与演化阶段,进行综合评价与对比后,对研究区烃源岩的生烃能力作出了综合评价,认为原始生烃母质属Ⅰ—Ⅱ₁型,具有中等生烃强度的烃源岩特点,属较好烃源岩范畴,研究认为,鄂尔多斯下古生界碳酸盐烃源岩具有三段式四阶段的生烃演化特征,即以见R₀=0.65%、1.50%、2.25%划分为低成熟、成熟、高成熟三段式和热裂解气生成的第四阶段。第四阶段主要处于过成熟阶段,以残余干酪根的热裂解以生成高温甲烷干气为特征,马家沟组中下部和寒武系正处于这一成烃演化阶段。     

乍得Bongor盆地西部凹陷K组烃源岩地球化学特征研究

Bongro盆地西部地区勘探程度低,对其含油气前景认识有限。利用西部凹陷2口探井烃源岩样品的有机地球化学分析资料,结合区域地质资料,从烃源岩生烃潜力、生烃史以及生物标志化合物特征等方面,对Bongor盆地西部凹陷下白垩统K组烃源岩地球化学特征进行综合研究。结果表明：西部凹陷K组地层暗色泥岩、页岩发育;烃源岩有机质丰度高,整体评价为好烃源岩;有机质类型好,主要为Ⅱ1型有机质;K组下部烃源岩处于成熟热演化阶段,K组上部烃源岩处于低成熟热演化阶段。生烃史模拟表明,K组下部烃源岩分别于早白垩世晚期和晚白垩世早期进入生烃门限和成熟热演化阶段,而K组上部烃源岩在地质历史时期一直没有进入成熟热演化阶段,现阶段处于低成熟阶段。烃源岩饱和烃生物标志化合物特征表明,K组烃源岩形成于半咸水—淡水、弱氧化—弱还原的湖相沉积环境,其有机质组成为典型的湖相混合型有机质特征。     

鄂尔多斯盆地南缘延长组烃源岩地球化学特征及油源对比

对鄂尔多斯盆地南缘延长组长6—长9段烃源岩、油砂岩心样品进行了系统的采集,利用热解分析、TOC含量测定、有机碳同位素分析、GC/MS/MS测试等分析手段,对烃源岩生烃特征、沉积环境及油砂的油源特征进行了研究。结果表明:长6—长9段烃源岩均已达到成熟阶段,其中长7_3层为最好烃源岩层,其TOC含量平均为13.99%,干酪根类型主要为Ⅰ型;长6_2层次之,TOC含量平均为4.12%,干酪根类型主要为Ⅰ+Ⅱ_1型;长9段烃源岩TOC含量平均为2.85%,有机质类型主要为Ⅱ_1+Ⅱ_2型。长6—长9段烃源岩样品形成于典型的淡水湖泊环境,长8—长9段沉积时期Pr/Ph1,沉积水体较浅,为亚氧化强氧化沉积环境,以陆源有机质输入为主;长6—长7段沉积时期Pr/Ph1为还原环境,沉积水体较深,有机质来源为低等水生生物和陆源高等植物混源。研究区长6—长9段烃源岩生烃特征与其沉积环境息息相关,沉积环境还原性越强,陆源有机质输入越少,烃源岩生烃特征越好。聚类分析油源对比结果显示:研究区长7—长8段油砂样品的油源主要为长7_3层烃源岩。     

塔东北地区侏罗系烃源岩评价

从有机质类型、丰度及热演化程度三个方面对塔东北地区侏罗系层序地层格架中的烃源岩进行评价,查明了侏罗系各体系域的生烃能力。认为,侏罗系层序烃源岩处于未成熟一成熟阶段,低位及高位体系域烃源岩有机质丰度过低,生烃能力较差;湖侵体系域烃源岩丰度较高,以中等生油岩、好生油岩及煤岩为主,生烃能力较好。     

二连盆地白音昆地凹陷腾2块下白垩统烃源岩特征

针对二连盆地白音昆地凹陷腾2块烃源岩缺乏系统研究与认识的问题,以岩心、岩屑为研究对象,以油气地球化学分析技术为主要手段,对烃源岩有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度等有机地球化学参数进行测试分析。研究表明:腾2块烃源岩主要分布在沙海组和九佛堂组,累计厚度在700m以上,有机质丰度总体表现为中等—好级别,有机质类型以Ⅱa—Ⅱb型为主,热演化程度达到生油阶段,下部层位烃源岩有机质成熟度高于上部;九佛堂组烃源岩的生油潜力要远好于沙海组烃源岩的生油潜力,原始生烃潜量平均达到13.26mg/g,排烃量平均达到7.68mg/g,平均油气转化系数随埋深逐渐增大。     

四川盆地二叠系烃源岩类型与生烃潜力

通过野外和岩心样品系统采集,对四川盆地二叠系烃源岩元素组成、Rock-Eval、碳同位素组成等地球化学参数分析,确立了二叠系烃源岩干酪根类型以Ⅱ型为主,局部存在Ⅰ型或Ⅲ型;利用烃源岩TOC和热解生烃参数探讨了其生烃潜力,泥岩有机碳含量一般高于灰岩,生烃潜力大。同时,对于高演化海相泥岩和灰岩生烃潜力进行了恢复,提出了高演化泥岩和灰岩生烃潜力的恢复对客观评价我国南方高演化碳酸盐岩具有一定必要性。四川盆地二叠系烃源岩热演化程度普遍高,已达到高-过成熟阶段;在早白垩世二叠系烃源岩进入生气高峰有利于后期天然气聚集成藏,为我国南方海相上组合天然气勘探提供了雄厚的物质基础。     

准噶尔盆地东道海子凹陷二叠系平地泉组烃源岩特征

东道海子凹陷是准噶尔盆地二叠系重要的勘探领域之一，二叠系平地泉组是该区烃源岩发育的重点层系。通过对东道海子凹陷烃源岩分布及有机质地球化学特征分析，明确了平地泉组烃源岩生烃潜力及生成油气的类型。研究结果表明：(1)东道海子凹陷平地泉组烃源岩的Pr/nC17值为0.35～1.18,Ph/nC18值为0.23～0.81，显示其生烃母质主要为混合源，既有陆地生物的贡献，也有水体生物的贡献。(2)纵向上，平一段和平二段烃源岩质量最好，平一段的好—优质烃源岩占比为81.1%,TOC平均值为1.88%，平二段的好—优质烃源岩占比为62.5%,TOC平均值为1.55%，而平三段的好—优质烃源岩仅占30.2%。平一段和平二段烃源岩主要为Ⅱ型，占比分别为66.7%和48.4%，既可生油也可生气，平三段烃源岩质量较差，以Ⅲ型干酪根为主，具有一定的生气潜力；平面上，烃源岩从边缘区向凹陷区逐渐变好。(3)凹陷边缘区的烃源岩达到成熟演化阶段，凹陷区烃源岩埋深较大，达到高—过成熟演化阶段，该套烃源岩在埋深约为2 500 m时达到生烃门限，在埋深为4 350 m处达到大量排烃门限，而当埋深大于5 050 m时，进入大...     

巴布亚盆地主力烃源岩特征及有效性分析

以现代石油地质理论和生排烃理论为基础,利用研究区钻井所获样品的地球化学分析资料,较为系统地研究了巴布亚盆地侏罗系主力烃源岩的特征。研究表明,侏罗系主力烃源岩自下而上可分为迈格布组、巴里科瓦组、科伊-昂基组、依姆布鲁组及远端马利尔组,主要分布于巴布亚盆地中西部地区。烃源岩有机质丰度较高,w（TOC）主要分布于0.5%~2.0%,中、下侏罗统丰度高于上侏罗统;有机质类型以Ⅱ₂-Ⅲ型为主,整体偏生气;烃源岩生油门限为埋深2 500 m,整体处于低成熟-成熟阶段,局部达到高成熟-过成熟阶段。以烃源岩生排烃理论为指导,依据有机质丰度指标中w（TOC）和热解S₁的相关关系,确定了侏罗系有效烃源岩的有机质丰度下限为1.0%;结合侏罗系烃源岩有机质丰度和热演化程度分布特征,预测侏罗系有效烃源岩主要分布于弗莱台地中部地区和巴布亚褶皱带局部地区。      

湖相与海相碳酸盐岩烃源岩生烃条件对比

根据分布特征、沉积环境、岩石类型、有机地球化学特征和生烃模式等方面的对比,讨论了湖相碳酸盐岩和海相碳酸盐岩两种相同岩性、不同沉积环境烃源岩生烃条件的异同。海相与湖相碳酸盐岩烃源岩,基本上都含有不同量的泥质成分;它们的干酪根类型一般以Ⅰ型或Ⅱ型为主;有机质赋存形式无太大差别,湖相碳酸盐岩烃源岩中可能存在更多的无形态有机质;海相碳酸盐岩有机碳含量普遍较低,而湖相中有机质含量则变化很大;湖相碳酸盐岩烃源岩的生烃模式相比海相研究薄弱,但其二次成烃作用不容忽视。湖相碳酸盐岩烃源岩的形成条件受到较多因素的控制,针对高有机质丰度湖相碳酸盐岩烃源岩形成的生物地球化学及沉积学等方面的研究尤其关键。另外,其晚期生烃可否为湖相深层油气勘探提供充足的烃源仍是未来工作的重要方向之一。     

海相页岩烃源岩系中有机质的高温裂解生气潜力

海相页岩烃源层系具备晚期高温裂解生气的能力。以上扬子地区寒武系筇竹寺组、志留系龙马溪组及华北地区长城系—青白口系下马岭组为例,通过封闭系统与开放系统对海相泥页岩烃源岩的晚期生气潜力进行了研究,确定了海相泥页岩具备晚期高温裂解生气潜力,并运用晚期生气能力参数(LGP)和晚期生气类型比(LGT)两项参数对海相泥页岩烃源岩的高温裂解生气能力进行评价。烃源岩的热演化生烃过程是一个非常复杂的过程,在发生热裂解生烃的同时,也通过缩聚反应生成一定量的耐熔大分子——杂原子化合物(NSOs),在高温演化阶段杂原子化合物发生裂解并产生烃气。岩石热解实验显示,筇竹寺组与龙马溪组高演化阶段的烃源岩样品仍然有热解烃类产出,例如样品SP-1在Ro=2.42%以后仍然得到0.092mg/g(HC/TOC),表明了高演化程度下烃源岩仍具有生烃能力,但生烃产率较低。以LGP—LGT为标准评价了海相泥页岩晚期生气能力,所测海相泥页岩LGT1,说明具备晚期生成B型高温裂解气的能力;而LGP分布在0.51到0.55之间,说明具备中等高温裂解生气潜能。所测样品高温裂解平均生气潜力为2.6mg/g(HC/TOC),属于较低的天然气产率,折算下来约0.2m3/t(HC/岩石)。以我国蜀南地区志留系龙马溪组页岩气为例,实测含气量约3m3/t(HC/岩石),则高温裂解产气将占到6.7%。     

不同类型有机质热演化轻烃产率及组成特征对比

结合黄金管热模拟实验及模拟产物的轻烃(C_(6-14))定量分析,对不同类型有机质热演化过程中轻烃产率及组成特征进行了对比研究。基于热解—色谱—质谱(PY-GC-MS)方法对模拟产物轻烃定量分析表明,具有较高氢指数(I_H)的湖相Ⅰ型和海相Ⅱ_1型有机质的轻烃产率明显高于海相Ⅱ_2型有机质。松辽盆地白垩系湖相Ⅰ型有机质的最大轻烃产率为33.56mg/g_(TOC),张家口地区下马岭组海相Ⅱ_1型有机质的最大轻烃产率为39.58mg/g_(TOC),四川盆地二叠系海相Ⅱ_2型有机质的最大轻烃产率为10.08mg/g_(TOC)。相对来说,轻烃产物中芳烃相对含量明显要高于饱和烃。同时,Ⅰ型有机质达到最大轻烃产率对应的热解温度或成熟度要明显低于Ⅱ_型有机质。热解过程中不同碳数正构烷烃产率的演化结果表明,低碳数烷烃达到最大产率时的等效镜质体反射率(Easy%R_O)值普遍高于高碳数烷烃,这归因于低碳数烷烃生成和裂解时的活化能更高。此外,通过热解过程中轻烃产物组成分析,认为萘含量、苯/正己烷与甲苯/正庚烷等参数与成熟度具有明显的相关性,可用于指示有机质热演化程度。     

珠江口盆地惠州凹陷古近系文昌组优质湖相烃源岩生烃动力学

基于两种升温速率下的玻璃管封闭体系烃源岩生烃模拟实验，最大程度排除烃类裂解的影响，揭示了珠江口盆地惠西南地区古近系文昌组半深湖相优质烃源岩的生油与生气的绝对产率及其与成熟度的理论共变模式。通过生烃模拟实验提供的精确产率数据，首次建立了该区文昌组优质烃源岩生成重烃（C₁₄₊）及降解气（C_1-5）的动力学模型参数。利用地质推演的手段重建了半深湖相烃源岩生成重烃-烃气转化率与地层温度的理论协变关系，结合生烃洼陷的埋藏史-热演化史，认为惠州26洼文昌组半深湖相优质烃源岩的生烃演化进程具有“早油晚气”的特点，早期石油快速生成，对应的地质年代跨度介于40～15 Ma，地温范围为95～160 ℃，而晚期主力烃源岩生成大量天然气，对应的地温范围为119～205 ℃，烃源岩现处于生气阶段的末期。     

柴达木盆地西部咸化湖相优质烃源岩地球化学特征及成藏意义

传统上认为柴达木盆地西部地区咸化湖相烃源岩有机质丰度低,油气主要来源于"可溶有机质"。在柴达木盆地西部首次发现一定规模有机质丰度较高的优质咸化湖相烃源岩,其TOC值一般约在1%,最高可达4%以上;生烃潜量一般大于6 mg/g,最高可达40 mg/g;氢指数一般在500 mg/g(TOC)以上,最高可达900 mg/g(TOC)以上。有机质类型以I型和II1型为主,少量II2型,为倾油型有机质。而有机质丰度过低的样品(TOC0.5%),其类型也较差,所含的可溶有机质也较低,生烃潜力小,为无效烃源岩。优质烃源岩生物标志化合物中富含植烷、C28甾烷、伽马蜡烷和C35藿烷等指示咸水环境的化合物,同时具有高甾烷低藿烷、高C27甾烷低C29甾烷等特征,指示有机质主要来自于水生藻类。这些藻类中富含脂类化合物,被称为"油藻",在较低的成熟演化阶段可直接转化为烃类。咸化环境有利于藻类直接转化而成液态烃的保存,从而形成"未熟—低熟油"。柴达木盆地西部咸化湖相烃源岩中所含的"可溶有机质"明显高于淡水湖相烃源岩,这正是该地区在中浅层发现的一批"未熟—低熟油田"的重要物质来源。通过模拟实验证实,有机质在成熟演化阶段也具有较高的生油潜力,符合经典的油气生成模式。因此,对于深层来说,成熟的烃源岩形成的油气是主要的勘探对象。在该地区古近系深层优质烃源岩形成的油气具有2类成藏模式:(1)源外成藏,即通过油源断层将油气运移至浅部构造圈闭聚集成藏;(2)源内成藏,即在深部烃源岩附近的岩性圈闭中近源聚集。目前这2类油气藏勘探均已获得重大突破,发现了2个亿吨级储量区块,证实深部优质烃源岩形成的油气藏勘探潜力巨大。     

烃源岩有机碳含量与生排油效率动态评价

选择海相典型烃源岩样品和人工配制烃源岩样品进行热压模拟实验,对比分析了海相烃源岩的生油量、生排油效率与烃源岩有机碳含量的关系,模拟结果表明:（1）烃源岩的生排油量与烃源岩有机碳含量呈线性正相关关系,生排油效率与有机碳含量呈曲线（非线性）正相关关系,相关系数的大小与烃源岩的干酪根类型、岩性及演化史等有关;（2）在整个生烃演化过程中,高有机质含量的优质烃源岩（TOC一般大于2%）的生排油量和效率都高于中等有机质丰度的中等烃源岩（TOC一般在0.5%~2.0%之间）和低有机质丰度的差烃源岩（TOC一般小于0.5%）,只有高有机质丰度的优质烃源岩才能够大量生排出油并形成大油田,差烃源岩即使很厚也难以形成大量的油气聚集;（3）在地质演化过程中,烃源岩TOC含量及其生排油气能力始终都是动态变化的,因此需要在确定演化阶段的基础上,结合有机碳含量和生排油效率进行烃源岩和资源量动态评价。