玛湖凹陷风城组碱湖烃源岩基本特征及其高效生烃

准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷下二叠统风城组发现了古老碱湖烃源岩,为丰富极具特色的碱湖生油理论,对该套碱湖烃源岩的基本特征进行了研究。风城组岩石成分相当复杂,主要由陆源碎屑、碳酸盐组分和火山物质以不同比例混积而成,可称为碱湖白云质混积岩。风城组生烃母质以菌藻类为特色,并且随着沉积环境碱性增强,细菌活跃性增强,改造形成的无定形体有机质含量升高。碱湖烃源岩中有机质丰度总体达到中等—优质烃源岩标准,有机质类型以Ⅰ型—Ⅱ_1型为主,具备良好的生烃潜力。风城组一段到三段发育完整成碱演化旋回,风城组二段达到成碱演化高峰期,碳酸盐含量最高,生烃母质几乎全为无定形体,生烃潜力最大。烃源岩多期高效生烃,产烃率高,几乎2倍于一般湖相烃源岩,为准噶尔盆地西北缘2大百里油区的形成奠定了物质基础,未来仍有广阔的勘探空间。     

古老碱湖优质烃源岩:准噶尔盆地下二叠统风城组

碱 湖优质烃源岩是陆(湖)相优质烃源岩的一种重要类型, 迄今发现的典型实例主要分布于古近系始新统, 准噶尔盆地下二叠统风城组可能是这类烃源岩的最古老实例, 典型证据包括3方面:沉积学方面的成碱演化序列完整, 岩石矿物学方面的碱性矿物与丰富的微生物和黄铁矿, 地球化学方面的生物标志化合物。在生烃特征上, 风城组具有典型碱湖优质烃源岩的特征, 表现为有机质丰度高、类型好、生烃能力强, 丰富藻类有机质和微生物的存在使得烃源岩长期生烃, 所生油气优质, 成熟-高熟轻质油气连续充注, 这是研究区玛湖百里大油(气)区得以形成的根本资源基础。这一古老碱湖优质烃源岩的发现具有潜在重要 科学与勘探意义。     

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组烃源岩生烃动力学特征

准噶尔盆地玛湖凹陷及其周缘累计探明石油地质储量近30×10⁸ t,油源主要来自凹陷内的二叠系风城组碱湖相烃源岩。通过黄金管热模拟试验,并采用Kinetic软件进行计算,获得了玛湖凹陷二叠系风城组烃源岩的各类烃产率和动力学参数,建立了生烃模式,进而对该套烃源岩的生烃能力进行了综合评价。研究结果表明：①玛湖凹陷二叠系风城组碱湖相烃源岩总烃产率高达412.24 mg/（g·TOC）,其中液态烃类产率随温度升高先增加而后降低,高峰温度为420~460℃,气态烃产率持续增加,总产油率高于产气率,气态烃碳同位素具油型气特征。②风城组碱湖相烃源岩C₁,C₂—C₅,C₆—C₁₄,C₁₄₊的生成活化能主峰值分别为268 kJ/mol,255 kJ/mol,251 kJ/mol,247 kJ/mol。③玛湖凹陷风城组碱湖相烃源岩的生烃模式与国内外14个不同盆地具有相似性,均为早期出现生油高峰、晚期持续生气的特征,且单位TOC的生烃能力中等偏上。     

黄桥-句容地区二叠-三叠系烃源岩生烃历史及晚期成藏研究

黄桥-句容地区二叠-三叠系生储盖条件优越,是目前油气勘探的主要区域。烃源岩总体处于成熟和高成熟阶段,生烃模拟试验表明总有机碳含量在生烃过程中损失较少,可以作为评价较高成熟度烃源岩的有效指标。孤峰组、龙潭组和大隆组泥质烃源岩评价均为较好-好烃源岩,而以灰岩为主的栖霞组和青龙组烃源岩生烃能力则很差。高含量的矿物沥青基质和低值活化能的分布显示源岩处于正在生烃的阶段,活化能分布特征一定程度上反映了烃源岩的生烃过程,黄桥地区生烃温度范围跨度小,一进入主生烃期就能快速断键生烃,而句容地区则更倾向于早期、多期生烃的特点。源岩均普遍经历了多次生烃,喜山期的二次生烃相继进入生烃高峰阶段,生烃转化率主要取决于沉积埋藏史,演化程度慢的烃源岩保留生烃潜力,晚期继续生烃有利于强烈构造运动下的保存成藏。     

酒西盆地油气形成与勘探方向新认识(二)──烃源岩成烃演化与主力油源确认

酒西盆地各生油凹陷生油门限差异较大,下白垩统烃源岩的成熟度与上第三系和第四系沉积密切相关。可溶有机质转化率、镜质体反射率、热解、生物标志物特征等参数表明：青南凹陷中部的下白垩统烃源岩生油门限深度为４０００ｍ（相应的镜质体反射率为 ０ ６５％）,埋深 ４０００— ４４００ｍ为低成熟阶段,埋深 ４４００一５２００ｍ为成熟生油高峰阶段,因此中沟组烃源岩未成熟,下沟组上部烃源岩低成熟,下沟组下部和赤金堡组上部烃源岩处于成熟生油高峰阶段,赤金堡组下部烃源岩处于高成熟的凝析油－湿气阶段,目前尚无烃源岩达过成熟干气阶段。石北凹陷生油门限深度为３０００ｍ,只有凹陷内埋藏较深的赤金堡组烃源岩达到成熟生油阶段。烃源岩埋藏和演化历史分析揭示,下白垩统烃源岩在白垩纪末期埋藏均较浅,主要的生油期是晚第三纪以来,目前赤金堡组上部和下沟组下部烃源岩正处于生油高峰期,地质历史上只有一次生、排烃高峰。酒西盆地各油田原油十分相似,原油碳同位素和生物标志物特征等表明,下白垩统的水生有机质是形成石油的主要有机先质,赤金堡组是主要烃源岩,而下沟组是相对次要的烃源岩。图５（陈建平搞）     

准噶尔盆地玛南地区风城组烃源岩地球化学特征及有效性差异

玛南地区位于准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷西南部。基于该区部分钻井烃源岩的有机碳、热解、岩心、岩石薄片与荧光薄片等分析测试成果,主要对研究区风城组二段与风城组三段烃源岩的基本有机地球化学特征和有效性进行了对比分析。结果表明：已有钻井的风城组烃源岩主要集中于风二段和风三段。风二段烃源岩母质的倾油性强于风三段,生烃潜力也明显更高。综合考虑成熟度参数特征和影响因素,认为烃源岩主要处于成熟生油阶段。由于母质类型和生烃能力的差异,风二段有效烃源岩的有机碳含量下限值大致为0.7%,而风三段为2%左右。由于受可溶有机质含量、TOC含量等因素的影响,在利用热解T_max分析烃源岩热演化特征时应慎重。风城组烃源岩既可以形成源外油气资源,也可以形成源岩层系内的页岩油资源。     

鄂尔多斯盆地甘泉—富县地区长7烃源岩地球化学特征

鄂尔多斯盆地甘泉—富县地区是延长油田致密油主要发育区,为了解决延长组长7油层组致密油资源潜力不清、富集规律不明、勘探开发风险大等问题,利用岩心和测井资料,研究了长7暗色泥岩的分布特征,并通过烃源岩总有机碳、烃源岩热解参数、氯仿沥青"A"族组成、镜质体反射率(Ro)等的分析测试,评价了长7烃源岩的生烃潜力。结果表明:烃源岩有机质丰度高,主要为Ⅰ和Ⅱ1型,有机质热演化程度普遍达到成熟生油阶段,生油潜力大,总体评价为较好—好烃源岩;烃源岩的分布明显受沉积格局控制,靠近湖盆中心的深湖—半深湖沉积区的西北部是长7烃源岩的主要发育区,厚度为50~70 m,可作为下一步致密油勘探的重点区域。该研究成果对类似地区的烃源岩地球化学特征、生烃潜力评价、预测油气有利区具有指导作用。     

酒泉盆地酒西坳陷主力烃源岩分布及对油气勘探的启示

酒泉盆地酒西坳陷属于勘探程度非常高的典型含油气坳陷,其中青西凹陷青南次凹是主要生烃凹陷。随着探井数量增多和勘探深度不断加深,揭露的下沟组下部和赤金堡组越来越多,为重新认识该凹陷主力烃源岩及其生烃潜力提供了十分有利的条件。通过对青南次凹30多口探井大量烃源岩样品系统的地球化学分析和研究发现：下白垩统不同层段烃源岩的有机质丰度由上至下逐渐增高,中沟组和下沟组上段为一般烃源岩,而下沟组中段、下段和赤金堡组烃源岩有机质丰度高,且以Ⅱ₁型有机质为主,属于好和很好的优质烃源岩。下白垩统烃源岩有机质丰度总体上呈现中部最高,南、北两端略低的趋势,优质烃源岩主要分布于凹陷中部-东北部地区,下沟组中段、下段和赤金堡组均为主力烃源岩,而凹陷南部只有下沟组下段和赤金堡组属于好烃源岩,也是南部主力烃源岩;青南次凹下白垩统下沟组中段处于大量生油阶段,下沟组下段处于生油高峰阶段,赤金堡组处于成熟生油窗后期-高成熟生成凝析油气阶段;下沟组中段、下段和赤金堡组烃源岩生成并排出了大量原油,是青西凹陷主力生烃源岩,青南凹陷北部和中部中-深层具有良好的油气勘探潜力。这一认识对酒西坳陷油气精细勘探部署具有重要的指导作用。酒西坳陷的实例对中国其他高勘探程度盆地的精细勘探与研究也具有一定的启示作用。     

准噶尔盆地玛湖凹陷风城组页岩油藏地质特征与成藏控制因素

准噶尔盆地玛湖凹陷风城组是中国陆相页岩油勘探的重要接替领域。为了给下步勘探部署提供依据,也为中国陆相页岩油成藏理论提供新积累,综合利用地震、测井、录井、试油、岩心、烃源岩热解、铸体薄片等分析测试的结果,对风城组页岩油地质特征和成藏机制进行研究。研究结果表明,玛湖凹陷风城组主要为一套沉积于碱湖环境,受机械、化学、生物、火山等沉积作用形成的混积岩,自下而上划分为3个岩性段,烃源岩全层段发育,富含藻类有机质,烃源岩最发育层段也是甜点发育层段,甜点层与烃源岩层呈互层或属于同层。风一段、风三段发育粉砂岩类和云质岩类甜点,风二段发育云质岩类甜点,甜点夹于烃源岩和碱性矿物层中。富有机质烃源岩、沉积微相、岩性、构造裂缝等控制着页岩油聚集与分布。     

河套盆地临河坳陷咸湖烃源岩生烃机理

近年来,河套盆地油气勘探陆续取得突破,但有关该地区咸湖相烃源岩的生烃机理尚未开展系统研究,制约了该区块下一步勘探开发。以临河坳陷固阳组和临河组烃源岩样品为研究对象,开展岩石热解、氯仿沥青“A”、饱和烃气相色谱—质谱、古生物孢粉鉴定、干酪根显微组分、干酪根有机元素、XRD全岩和黏土矿物分析等地球化学分析实验。研究结果表明：(1)咸湖相烃源岩具有丰富的物质基础,浮游生物、藻类、细菌和高等植物等均可提供母源;(2)矿物和特殊元素具有加速生烃的作用,含膏泥岩加速上层烃源岩的热演化,伊/蒙混层之间的转化、碳酸盐矿物和黄铁矿组合一定程度上能促进生烃,富S干酪根中S元素的存在降低活化能,加速生烃;(3)咸化湖盆中环境对烃源岩生烃影响较大,发育于强还原和伽马蜡烷指数低于1.5沉积环境中的烃源岩,有机质丰度和生烃潜力随着还原性和水体盐度的增强而升高,高地层水矿化度和pH值为7～9的环境也有利于加速生烃;(4)研究区烃源岩具有2期生烃特征,生烃高峰对应的RO值分别为0.6%和0.9%。通过生烃机理研究,明确临河坳陷咸湖相烃源岩具有生成低成熟油和成熟油的特征,油气资源丰富,勘探潜力较大。     

准噶尔盆地中央坳陷西部下组合油气成藏模式及勘探前景

准噶尔盆地中央坳陷西部下组合具备形成大油气田的有利条件,勘探程度较低,是重要的战略勘探领域。通过系统梳理中央坳陷西部下组合构造、源岩、储层及成藏要素配置关系,建立成藏模式,优选有利区带。研究认为：中央坳陷西部发育石炭系、下二叠统佳木河组和风城组、中二叠统下乌尔禾组3套规模烃源岩,其中风城组是优质碱湖烃源岩,生烃潜力大,与伸入玛湖凹陷内的下组合构造圈闭直接接触,源-储配置关系好。下组合发育火山岩、泥质白云岩和碎屑岩3类储层,在风城组区域性云质泥岩盖层的遮挡下形成有利储-盖组合。下组合普遍发育超压,埋深6 200 m以深油气相态以凝析油和天然气为主,易于形成高产。根据源-储对接关系,建立了源边披覆型、源边侧接型和源内叠覆型3种成藏模式,其中源边侧接型和源内叠覆型圈闭目的层与烃源岩之间发育大型供烃窗,成藏条件优越。评价优选盆1井西凹陷东北环带、莫索湾凸起、玛中构造带、沙湾凹陷西环带和达巴松鼻凸带等5个有利勘探区带,是下组合油气勘探获得战略突破的重要区带。     

玛湖凹陷二叠系风城组全油气系统成藏机理

准噶尔盆地西部玛湖凹陷风城组勘探揭示了常规—非常规油气有序共生特征。通过精细解剖玛湖凹陷风城组油藏特征,结合储集层宏微观分析及生产资料,剖析全类型油藏成藏机制。结果表明,全油气系统中常规油、致密油和页岩油有序成藏,核心为“源储耦合”以及储集层孔喉结构对油气的“动态封闭”成藏。致密储集层和页岩储集层在成岩早期为中—大孔喉的常规储集层,烃类浮力成藏;成岩中—后期演化为微米—纳米孔喉,浮力作用减弱,毛细管力增强,与烃源岩“相邻或一体”的储集层烃类持续发生初次或微运移,直至生排烃形成的源储压差与微米—纳米孔喉形成的毛细管力达到动态平衡,形成“自封闭”的连续型非常规油气聚集。常规储集层孔喉结构对烃类产生的毛细管力远小于浮力作用,需外部条件“他封闭”,形成圈闭中的油气聚集。总体表现为储集层孔喉结构的时空演化与油气生—排—运—聚的动态耦合。     

准噶尔盆地二叠系咸化湖相页岩油气富集条件与勘探方向

准噶尔盆地中—下二叠统发育咸化湖相混积型页岩油藏,以吉木萨尔凹陷芦草沟组和玛湖凹陷风城组为典型代表,目前已进入全面勘探开发阶段,是中国陆相页岩油的重要类型和增储上产的重要领域。通过综述准噶尔盆地二叠系页岩油勘探开发实践的进展,系统梳理了准噶尔盆地二叠系页岩油的形成条件与富集模式,结合在玛湖凹陷风城组勘探中取得的常规油—致密油—页岩油有序成藏的全油气系统理论认识,探讨了准噶尔盆地中—下二叠统页岩油的资源前景与勘探方向。研究结果表明：准噶尔盆地二叠纪的咸化水体环境一方面促进了中—高成熟度规模优质烃源岩的发育,另一方面也控制了陆源碎屑、内源碳酸盐以及火山凝灰质颗粒的混积,形成一套广覆式分布于凹陷区的白云质粉砂—细砂岩、白云质泥页岩、泥质白云岩等细粒混积岩,同时,受高频水体动荡影响形成了3类高效的“源-储”组合;页岩油具有“生烃增压、微缝输导、源生邻储”的形成机制,表现为“二油共存、岩相控甜、甜点控富”的富集模式。玛湖凹陷、沙湾凹陷、盆1井西凹陷和阜康凹陷中—下二叠统烃源岩层系是下一步寻找页岩油气的有利勘探领域,具有常规—非常规油气协同探索的巨大勘探前景。     

准噶尔盆地新光地区佳木河组天然气地球化学特征及成因

通过对二叠系烃源岩生烃潜力评价及地层孔隙生烃模拟实验,明确了准噶尔盆地二叠系佳木河组、风城组和下乌尔禾组3套烃源岩生烃潜力及生烃特征,并在天然气地球化学特征研究基础上,结合与天然气伴生凝析油正构烷烃碳同位素分析,确定了准噶尔盆地中拐凸起新光地区佳木河组致密砂岩气藏天然气的来源。结果表明,二叠系3套烃源岩生烃潜力从大到小顺序为：风城组＞下乌尔禾组＞佳木河组,风城组烃源岩类型最好,以生油为主,下乌尔禾组烃源岩倾油倾气,佳木河组烃源岩倾气。新光地区佳木河组致密砂岩油藏天然气C₇轻烃组成以正庚烷为主,含量大于40%,甲基环己烷含量小于40%,乙烷碳同位素值分布在-29.0‰~-27.0‰之间,为偏腐泥型的过渡型气;与佳木河组致密砂岩天然气伴生的凝析油正构烷烃碳同位素增加呈“V”型分布,与下乌尔禾组烃源岩相一致,表明新光地区佳木河组凝析油来源于下乌尔禾组烃源岩。综合分析认为,准噶尔盆地新光地区佳木河组致密砂岩天然气主要来源于高成熟的下乌尔禾组烃源岩。     

河套盆地临河坳陷石油地质特征

通过分析认为临河坳陷具备有利的石油地质条件，该坳陷内生烃中心主要位于北部深凹陷，资源规模较大，以高成熟和过成熟生气为主，而中央断隆区烃源岩条件较差；下白垩统和渐新统储层砂体厚度大，深部储层次生孔隙发育，储集性能有明显改善；目的层之上发育多套厚层泥岩，存在有利的封闭层。油源对比分析表明中央断隆区油源以本地生油、短距离运移为主，油源条件差是制约中央断隆区油气富集的主要因素。临河坳陷下一步勘探方向要向生烃条件相对有利的北部深凹陷方向转移，勘探思路以找油为主转为以找气为主，兼顾找油，而临近北部生烃中心的杭后断阶带成藏条件最有利，值得重点关注。     

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为系统认识西湖凹陷浙东中央背斜带的油气分布规律,优化勘探目标选择,推进油气勘探与开发进程,应用含油气系统理论和量模拟技术,对组成浙东中央背斜带油气系统的基本地质要素与成藏作用过程进行了综合分析。研究表明,始新统平湖组泥岩与煤层为该区主力烃源岩,具较高有机质丰度与生、排烃强度;浙新统花洪组砂质岩是最重要的储集岩;花港组上段泥岩为区域性盖层;圈闭发育与油气生、排、运聚的配置关系良好,是烃类聚集的理想场所;该区存在４个含油气系统,多属天然气系统,其中中平湖组一花港组系统为最主要的含油气系统,其油气生成聚集效率高,是本区目前主要的油气勘探对象,整体上,浙东中央背斜带具良好的含油气系统形成的地质要素和较为复杂的成藏作用过程,具有备形成大、中型气田的基本油气地质条件,具有广阔的天然气勘探前景。     

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位于准噶尔盆地腹部的石南油田，四面分别与玛湖凹陷、盆1井西凹陷和石南凹陷相邻，其石油地质储量超过1×108t。石南凹陷二叠系烃源岩有机质成熟度低、类型差、生烃量小；盆1井西凹陷二叠系烃源岩有机质从成熟—过成熟均有分布、有机质类型好、生烃量巨大，玛湖凹陷烃源岩与盆1井西凹陷烃源岩石油地质特征相似，但因其中生界构造特征而被排除。文章运用有机地球化学方法，分析并类比了烃源岩和原油中C₂₀、C₂₁、C₂₃三环二萜烷和甾烷等生物标志化合物特征，确定：①石南油田油气主要来源于盆1井西凹陷二叠系风城组和下乌尔禾组烃源岩；②油气运移的通道主要是断层和不整合面；③油气至少有两期成藏。     

准噶尔盆地中央坳陷西部风城组岩相古地理及油气勘探

为评估准噶尔盆地中央坳陷西部风城组油气勘探前景,利用微量元素、岩心、岩石薄片、古地貌、测井相、地震相等的综合分析,开展了研究区风城组岩性组合和沉积相研究。结果表明,研究区风城组是在前陆构造背景、干旱—半干旱气候、水体盐度与水深呈周期性变化的环境下的扇三角洲—碱湖沉积。从坳陷边缘至中心,依次形成盆缘扇三角洲碎屑岩类、斜坡外前缘白云质岩类、斜坡高地火山岩类、低隆带白云质灰质滩坝混积岩类和中心湖盆碱层岩类。根据沉积特征,建立了风城组扇三角洲—碱湖沉积及演化模式。结合沉积相、岩相和油气勘探现状,研究区风城组可划分为盆缘超削带常规油气区、斜坡外前缘致密油气区、湖盆页岩油气区、低凸起周缘常规油气区和高地火山岩常规油气区,7 000 m以浅的勘探有利面积达1.2×10⁴ km²,油气储量达十亿吨级,展现了研究区风城组全油气系统内巨大的勘探潜力。