渤海湾盆地济阳、临清坳陷上古生界烃源岩生烃史分析

建立在盆地叠加改造分析基础上的TSM盆地模拟,揭示了渤海湾盆地上古生界多套不同类型烃源岩的生烃演化。济阳、临清坳陷上古生界烃源岩在中三叠世末之前大体进入生烃门限,印支运动造成区域性生烃停滞,中新生代盆地演化差异导致了坳陷内不同凹陷上古生界源岩"二次生烃"过程的差异,从而也影响了对上古生界生烃潜力的评价。模拟结果表明,济阳坳陷上古生界源岩经历了燕山期、早喜山期2个"二次生烃"过程,早喜山期生烃量最大,并且生烃中心随时间呈迁移变化;东濮凹陷在早喜山期开始"二次生烃"过程,平均生烃强度较高。     

华北东部地区上古生界生烃潜力分析

华北东部地区上古生界烃源岩“二次生烃”潜力主要取决于烃源岩的埋藏史、热史和生烃史。该区上古生界烃源岩主要有4种埋藏史类型：早期浅埋-中期抬升-晚期深埋型、早期浅埋-中期浅埋-晚期深埋型、早期中埋-中期深埋-晚期浅埋型和早期深埋-中晚期抬升型。生烃史模拟结果表明，东濮凹陷“二次生烃”集中于古近纪，晚期生烃潜力大；济阳坳陷“二次生烃”以古近纪为主，晚期生烃潜力较大；临清坳陷“二次生烃”主要在侏罗纪-白垩纪，晚期生烃潜力小。上古生界砂岩储集层物性主要受控于沉积相和埋藏深度，石英含量高、粒度粗的储集层物性条件好，有效储集层深度下限大。“二次生烃”深度上限与有效储集层深度下限共同控藏模式表明，东濮凹陷和济阳坳陷上古生界天然气成藏条件好，周口坳陷和临清坳陷较差。图5表2参20     

渤海湾盆地中南部上古生界生烃史与天然气勘探前景

渤海湾盆地古生界含油气系统以上古生界煤系为主力烃源岩。该套烃源岩经历了复杂的埋藏史、热史和生烃史,具有多期次的生烃过程。该地区上古生界含油气系统具晚期成藏特征,只有与古近纪以来有效成藏期相匹配的晚期生烃才具有现实的资源意义。通过建立上古生界烃源岩的生烃史地质模型,划分了3种生烃史类型。以东濮凹陷为代表的"燕山期抬升、喜马拉雅期强追加"最有利于晚期二次生烃;以东营凹陷为代表的"燕山期弱追加、喜马拉雅期强追加"也具有较大的晚期生烃潜力;以莘县凹陷为代表的"燕山期较强追加、喜马拉雅期较弱追加"晚期生烃潜力有限。通过生烃史数值模拟,预测了不同阶段的生烃强度。济阳坳陷在新生代生烃量占其总生烃量的60%;临清坳陷在新生代生烃量占其总生烃量的14%;东濮凹陷在新生代生烃量占其总生烃量的90%。生烃史模拟预测了侏罗纪-白垩纪和新生代生烃强度的平面分布,在此基础上预测了渤海湾盆地中南部地区上古生界的天然气资源前景和有利勘探方向。     

渤海湾盆地中南部上古生界生烃史与

渤海湾盆地古生界含油气系统以上古生界煤系为主力烃源岩.该套烃源岩经历了复杂的埋藏史、热史和生烃史,具有多期次的生烃过程.该地区上古生界含油气系统具晚期成藏特征,只有与古近纪以来有效成藏期相匹配的晚期生烃才具有现实的资源意义.通过建立上古生界烃源岩的生烃史地质模型,划分了3种生烃史类型.以东濮凹陷为代表的"燕山期抬升、喜马拉雅期强追加"最有利于晚期二次生烃;以东营凹陷为代表的"燕山期弱追加、喜马拉雅期强追加"也具有较大的晚期生烃潜力;以莘县凹陷为代表的"燕山期较强追加、喜马拉雅期较弱追加"晚期生烃潜力有限.通过生烃史数值模拟,预测了不同阶段的生烃强度.济阳坳陷在新生代生烃量占其总生烃量的60%;临清坳陷在新生代生烃量占其总生烃量的14%;东濮凹陷在新生代生烃量占其总生烃量的90%.生烃史模拟预测了侏罗纪-白垩纪和新生代生烃强度的平面分布,在此基础上预测了渤海湾盆地中南部地区上古生界的天然气资源前景和有利勘探方向.     

济阳坳陷石炭系—二叠系烃源岩的生烃演化

济阳坳陷石炭系—二叠系煤系烃源岩在多期构造运动的影响下发生过多次生烃演化.对石炭系—二叠系煤系烃源岩在不同地质时期生烃过程的动态分析表明,研究区石炭系—二叠系有机质具有阶段性成熟演化特征和多次生烃过程,其中燕山期和喜山期是济阳坳陷石炭系—二叠系煤系烃源岩最重要的生烃期.利用镜质体反射率对济阳坳陷次级凹陷的石炭系—二叠系烃源岩的再次生烃门限进行了划分,确定了再次生烃门限深度约为3 900～4 500 m.按照不同地区的石炭系—二叠系煤系烃源岩的生烃—埋藏历史,将其生烃演化过程分为4种类型,并指出了济阳坳陷石炭系—二叠系煤系烃源岩再次生烃的有利地区.     

叠合盆地老烃源岩系油气勘探前景评价方法——以南华北周口坳陷上古生界为例

丰富有效的烃源岩、超晚期的"二次生烃"过程、相对较好的储集条件、继承性隆起的构造部位和有效的封盖层是形成上古生界自生自储油气藏必备的条件。石炭-二叠系原型盆地解体后,在周口坳陷中部坳陷带和北部坳陷带的中、新生代深凹区不同程度地残存有石炭-二叠系。其中倪丘集凹陷和谭庄—沈丘(东部)凹陷的上古生界烃源岩在中三叠世末(一次生烃)时的有机质热演化程度低,因而在喜山期再次深埋中保持了较强的"二次生烃"潜力,为成藏创造了条件。立足于超晚期成藏及充分考虑烃源岩"二次生烃迟滞效应",提出了叠合盆地老烃源岩系油气勘探前景评价方法。根据二次生烃潜力和成藏条件,在周口坳陷上古生界评价出3个较有利勘探区和3个远景勘探区。     

临清坳陷东部构造演化及对上古生界烃源岩生烃的控制作用

目前渤海湾盆地的勘探形势良好,在上古生界陆续发现多个煤成气气田,但在盆地西南部的临清坳陷东部尚未有大的勘探突破。为提高天然气勘探效率,从构造演化方面入手,结合埋藏史和流体包裹体的分析结果,对研究区上古生界煤系烃源岩的生烃作用进行了深入研究。结果表明:临清坳陷东部的构造演化主要受华北板块与其周围板块的相互运动及其运动方式所控制,三叠纪以来经历了5期演化过程;上古生界煤系烃源岩的成熟演化主要受构造演化所控制,共经历了5次生烃作用,以喜马拉雅早中期和喜马拉雅晚期2次生烃作用最强,并且与圈闭形成时间匹配良好,生成的油气能得到有效的保存。     

济阳坳陷中生界烃源岩生烃演化

济阳坳陷中生界油气藏发育,但至今尚未对中生界烃源岩的生烃演化进行过系统研究,影响了对该区中生界油气的勘探。对该区进行了地球化学数据分析,结果表明:济阳坳陷中生界下—中侏罗统坊子组主要为沼泽相的煤系烃源岩,总体评价为差—较好烃源岩,以生气为主;下白垩统蒙阴组以湖相泥岩为主,有机质类型好,达到中等—好烃源岩的标准,应以生油为主;下白垩统西洼组和中—上侏罗统三台组为差—非烃源岩。利用镜质体反射率(Ro)数据,结合构造演化史动态分析了中生界烃源岩在不同地质时期生烃演化过程。结论认为:研究区中生界有机质经历过两期成熟演化过程,济阳坳陷次级凹陷的中生界烃源岩的二次生烃门限深度介于3000～3700m;主要生烃演化过程发生在新生代,具有较大的油气资源潜力。研究成果为该区中生界下一步勘探目标的选择提供了依据。     

华北古生代克拉通盆地南部原生油气藏勘探前景

依据古生界烃源岩特征与烃源岩生烃史的分析,华北地区下古生界海相烃源岩虽然有机质类型好、厚度较大,但有机质丰度低,基本为差-非生油岩。加之烃源岩成熟以后,后期埋藏历史及烃源岩热演化史复杂,作为一个含油气系统的烃源岩,勘探风险较大。下古生界烃源岩仅在渤海湾南部地区具有中等-较差生烃潜力,经喜山期的深埋,在济阳坳陷、临清坳陷、东濮凹陷、黄口凹陷下古生界具备二次生烃条件,尚具有一定的勘探前景。上古生界石炭-二叠系烃源岩主要为煤系地层,厚度为150～500 m,有机质丰度属于低-中等,有机质类型为Ⅲ型。上古生界烃源岩二次生烃主要发生于晚三叠世末期和早白垩世末期,油气保存好,原生油气藏勘探前景广阔。上古生界有利勘探地区主要集中在渤海湾盆地的东濮凹陷、临南洼陷、德州凹陷南部及莘县凹陷北部二次生气强度较大的第三系凹陷内。     

东濮凹陷上古生界生烃史及二次生烃时空差异性研究

东濮凹陷上古生界石炭—二叠系煤系地层是一个主要生气层系。研究认为,煤系烃源岩主要经历了海西—印支期深成变质作用、燕山期区域岩浆热变质作用及喜山期深成变质作用这3个热演化阶段和生烃过程。其中,喜山期深成变质作用对应的二次生烃期是主要生烃时期,生烃作用在时间和空间上具有分段性及主次性。古近纪中期（沙三—沙一段沉积期）以深洼陷带煤系烃源岩生气为主,斜坡带为次;古近纪晚期（东营沉积期）和新近纪,以斜坡带煤系烃源岩生气为主,地垒带为次。通过二次生烃时空差异性研究,明确了不同构造部位煤系烃源岩的成烃潜力,认为东濮凹陷北部地区二次生烃的潜量大于南部,其中中央隆起带北段—中段的文留、桥口、白庙等地区是最有利的勘探潜力区,西部斜坡带和孟岗集洼陷带也有一定勘探潜力。     

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。     

华北地区东部上古生界天然气勘探前景

华北地区上古生界石炭-二叠系发育一套良好的煤系烃源岩,煤层及暗色泥岩厚度较大,烃源岩埋藏史可划分为4种类型,其天然气勘探的难点及关键问题在于弄清烃源岩的二次生烃潜力、范围和保存条件。结合构造演化及沉积史分析认为,主要发生了晚三叠世末期、早白垩世末期和喜山期3次深成变质作用,不同盆地烃源岩经历了不同的二次生烃过程,后期保存条件也各不相同,导致勘探潜力差异很大。在前人勘探研究工作的基础上,指出渤海湾南部是二次生烃的最有利地区,其保存条件好,天然气藏勘探前景广阔。     

苏北盆地古生界天然气勘探前景

苏北盆地古生界海相层系发育有5套良好的烃源岩,其累计厚度大,有机质丰度高。研究表明：晚古生代-三叠纪期间,苏北盆地属于下扬子陆表海沉积,构造活动稳定,沉积速率小,古生界烃源岩得到了很好的保存;燕山运动早期由于推覆倒转和岩浆活动导致古生界烃源岩成熟度在局部地区异常高,但范围有限;晚白垩世晚期-渐新世的断陷和新近纪的拗陷沉积使中生界、古生界顶面埋藏深度渐次达到3 000~5 000 m,烃源岩逐渐进入二次生烃过程,大部分地区进入了高成熟演化阶段。在前人研究的基础上,分析了苏北盆地古生界海相层系晚期生烃、晚期成藏、储盖条件等3个关键因素,指出了该盆地天然气勘探的有利地区。     

济阳坳陷前第三系油气勘探前景

济阳坳陷前第三系发育下古生界碳酸盐岩、上古生界煤系、中生界侏罗系煤系3套烃源岩系。其中,上古生界煤系最好。因此,济阳坳陷前第三系自生自储型油气藏应以勘探天然气为主,层系上以上古生界含气系统为主,兼探中生界含油气系统。孤北古1气藏的地质特征及成藏过程表明,上古生界自生自储天然气藏成藏有赖于深凹区存在较厚的上古生界烃源岩、大型构造背斜圈闭背景和良好的生储盖配置。经有利生烃区分布、储层及盖层条件和圈闭类型等因素评价,济阳凹陷上古生界的7个有利勘探区带分别为沾化凹陷的孤北、孤南、罗家和郭局子、东营凹陷的金家和林樊家以及车镇凹陷的车西;4个较有利区带分别为沾化凹陷的埕东和义南、东营凹陷的南坡和惠民凹陷南坡。     

黄骅坳陷中生代构造运动对上古生界煤系烃源岩生烃演化的控制

近期,渤海湾盆地黄骅坳陷港北、乌马营和歧北等古潜山内幕与上古生界煤系有关的原生气藏勘探取得重大发现,揭示其巨大的油气资源潜力。为了深入认识该坳陷中生代构造运动对上古生界煤系烃源岩生烃演化的控制作用,采用构造解析、埋藏—热史分析、岩心薄片观察以及盆地生烃模拟等手段,综合分析了中生代构造体制与演化、盆地迁移过程、煤系烃源岩地球化学特征和生烃史,研究了中生代盆地沉降、迁移及岩浆活动对煤系烃源岩生烃的影响。研究结果表明:①黄骅坳陷中生代发生了多期、多类型的构造运动,构造事件主要有三叠纪克拉通抬升—沉降运动、侏罗纪差异压陷—压扭运动、白垩纪火山活动和伸展抬升运动;②盆地迁移过程为由南向北,孔店隆起为南、北迁移的重要界限;③黄骅坳陷上古生界煤系烃源岩经历两次生烃过程,存在着早期油气藏;④沧东凹陷上古生界煤系晚侏罗世末进入有效生烃门限,歧口凹陷上古生界煤系烃源岩早白垩世末进入生烃门限;⑤中生代构造运动对烃源岩一次生烃演化的控制主要体现在中生代各时期盆地迁移事件控制烃源岩一次生烃序列、岩浆岩局部加热事件促使烃源岩中有机质加速生烃和异常成熟等两个方面。结论认为,该研究成果明确了中生代构造运动对上古生界煤系烃源岩一次生烃演化的控制作用,对华北地区中生代构造运动、原型盆地恢复、煤系生烃演化研究以及油气勘探等都具有参考价值。     

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     

大港油田上古生界煤系烃源岩地球化学特征与二次成烃

大港油田上古生界煤系地层主要分布于中南部,分布面积近10 000 km²。烃源岩包括煤层、碳质泥岩和泥岩3种类型,总厚度100~450 m,纵向上主要分布在太原组和山西组,本溪组少量发育。煤层有机质丰度高,85%以上属于好-极好烃源岩类型,而泥岩丰度各地区之间差异较大。烃源岩显微组分构成中以镜质组含量占优势,50%以上,成熟阶段具有良好的生气条件,同时受成煤环境的影响,主要成煤中心的煤系地层也富含一定的富氢组分,在低熟-成熟阶段具有良好的生油能力。上古生界在地史演化中经历了多期构造活动的改造,煤系源岩也随之经历了两次生烃过程,其中二次生烃范围分布广,资源规模大,是潜山勘探的重要区域。按照构造演化分类,油田内发育4种埋藏史类型,即早埋晚抬型、早抬晚埋型、持续深埋型与稳定埋藏型。除早埋晚抬型之外,其他3类均具有二次生烃条件。经多年的勘探,在二次生烃范围内,相继在孔西“古生中储型”和乌马营潜山、埕海潜山、王官屯潜山“古生古储型”原生油气藏实现了潜山勘探的重大突破。