塔里木盆地下寒武统烃源岩分布

塔里木盆地下寒武统烃源岩是近年来诸多学者研究的热点,对于其分布的认识还存在一定的分歧,并成为制约寒武系勘探及区带优选的重要因素。基于野外露头及盆地内钻井资料的认识,分析下寒武统烃源岩的沉积环境;通过正演模拟下寒武统玉尔吐斯组烃源岩的地震反射特征,结合模拟结果,刻画下寒武统玉尔吐斯组烃源岩沉积边界;基于震旦系与寒武系地震解释与成图研究,分析寒武系沉积前古地貌特征及寒武系的沉积环境,探讨下寒武统烃源岩的主要控制因素,旨在解决下寒武统生烃源岩的生烃中心,指导寒武系有利勘探区带的优选。研究认为,玉尔吐斯组为寒武纪早期持续海侵背景下、分布稳定的烃源岩;正演模拟结果及地震资料表明,玉尔吐斯组表现为寒武系底部强波峰—强波谷的地震反射特征,在盆地内可追踪对比;根据塔里木盆地震旦纪与早寒武世古地理格局认识,认为寒武系台缘斜坡—盆地一带为下寒武统烃源岩厚度加厚区,是台盆区烃源岩最富集的地区。     

“大埋深、高压力”条件下塔里木盆地超深层油气勘探前景

随着塔里木盆地超深层油气勘探技术日益完善，烃源岩在高压力下的热演化已成为超深层油气资源评价及成烃理论研究的焦点。通过对国内外温压控制下烃源岩生烃模拟实验和成果的研究，结合塔里木盆地顺托果勒低隆"大埋深、高压力"的地质条件，探讨了塔里木盆地海相烃源岩高压生烃演化抑制模式。顺托果勒低隆寒武系烃源岩在燕山期以来仍具有形成高成熟液态烃的地质条件，其热演化受抑制的边界条件为:①构造长期稳定的封闭体系；②烃源岩埋深大于6 500 m，流体压力长时间持续大于60 MPa，晚期低地温场背景（地温梯度小于2.0℃/hm）；③烃源岩母质类型为Ⅰ、Ⅱ₁型。塔里木盆地超深层寒武系海相烃源岩以Ⅰ型、Ⅱ₁型干酪根为主，在高压条件下抑制程度更明显，其生油窗范围及潜力远高于传统的理论计算值，因此超深层油气勘探潜力巨大。      

塔里木盆地寒武系超深层含油气系统盆地模拟

针对塔里木盆地寒武系超深层含油气系统复杂的成藏特征,采用动力学模拟技术探讨了寒武系"源-圈-藏"的演化过程,揭示了超深层含油气系统油气"生成-运移-聚集-调整"的演化历史。塔里木盆地台盆区烃源岩的生烃史模拟显示:下寒武统烃源岩的热演化存在4个关键时刻,分别为加里东中期、加里东晚期—海西早期、海西晚期、喜马拉雅晚期;发育3种热演化模式,即盆地坳陷区持续热演化模式、盆地斜坡区接力热演化模式和盆地周缘山前带快速热演化模式。烃源岩的成熟度恢复显示:塔北斜坡带、顺托果勒低隆起和麦盖提斜坡带烃源岩的整体成熟度低于2%,处于高成熟阶段,目前仍然具有较好的生烃潜力。超深层含油气系统的混合流模拟表明:加里东期和海西期断裂对塔里木盆地原生油气藏的运聚较为重要,而喜马拉雅期断裂对次生油气藏的运聚影响较大。塔里木盆地台盆区寒武系上、下两套含油气系统流体的流线变化和运聚趋势具有明显的继承性,隆起带和斜坡区的优势运移通道是油气运聚的有利区,其中,卡塔克隆起和巴楚隆起西侧具有多源充注汇聚的特征,巴楚隆起东侧和塔北隆起受单一含油气系统持续充注,是较有利的油气富集区。盆地模拟对塔里木盆地超深层含油气系统的研究具有一定的参考价值,值得进一步探讨完善。     

塔里木盆地台盆区古生界原油碳同位素组成及油源探讨

基于塔里木盆地台盆区寒武系—奥陶系烃源岩干酪根样品以及古生界原油样品的碳同位素组成特征,探讨台盆区古生界原油的成因和来源。台盆区寒武系至少发育下寒武统以及中—上寒武统2套碳同位素组成具有明显差异的烃源岩,其中,下寒武统烃源岩干酪根碳同位素组成明显偏轻,中—上寒武统烃源岩干酪根碳同位素组成相对偏重,而奥陶系烃源岩则介于两者之间。台盆区古生界原油的碳同位素组成分布范围较大,其d~(13)C值为-35.2‰~-28.1‰,其中d~(13)C值为-34.0‰左右相对富集轻碳同位素的原油应主要来源于下寒武统烃源岩,d~(13)C值为-29.0‰左右相对富集重碳同位素的原油应主要来源于中—上寒武统烃源岩,碳同位素组成居中的原油不能排除寒武系烃源岩的贡献。分析认为,寒武系烃源岩具有主力烃源岩的条件,台盆区深层油气勘探潜力巨大。     

塔里木盆地寒武系烃源岩沉积环境再认识

寒武系烃源岩是塔里木盆地海相油气最主要的来源之一,长期以来对该套烃源岩发育的沉积环境表述多样,对于极少资料控制的烃源岩预测带来诸多不确定性。利用露头和新的钻井、地震资料,在震旦纪—寒武纪成盆作用分析的基础上,通过沉积结构及成烃生物组合研究寒武系烃源岩发育的沉积环境,进而约束下寒武统烃源岩的分布。研究认为,塔里木盆地寒武纪西“台”东“盆”的沉积格局,经历了早寒武世缓坡到中-晚寒武世弱镶边台地的演化,下寒武统泥质烃源岩主要分布于中-外缓坡。与盆地东部下寒武统西山布拉克组烃源岩一样,盆地西部下寒武统玉尔吐斯组-肖尔布拉克组下段烃源岩的成烃生物组合表现为由底栖藻类占优向浮游藻类占优的转变,与早寒武世海进-海退沉积序列相对应。塔里木盆地寒武系烃源岩主要发育于深水陆棚环境,可进一步划分为陆棚相泥质烃源岩和陆棚相碳酸盐质烃源岩,前者以底栖藻类生物相占优势,后者以浮游藻类生物相占优势,海平面升降变化导致两类烃源岩具有叠加、交错的分布特征。     

塔里木盆地轮探1井下寒武统超深层油气相态演化定量模拟

轮探1井位于塔里木盆地塔北隆起轮南低凸起,钻遇并揭示下寒武统玉尔吐斯组优质烃源岩,并在8 260 m深的吾松格尔组白云岩储层发现超深层轻质油,展现了塔里木盆地超深层油气良好的勘探前景。已有研究表明轮探1井轻质油主要来源于寒武系烃源岩,但对于该井烃源岩生烃过程及其深层油气相态物性预测还没有进行系统研究。鉴于此,采用盆地模拟和相态模拟相结合的方法,选择适用的相态动力学模型,定量模拟了轮探1井玉尔吐斯组烃源岩生烃与油气相态物性演化特征,通过与轻质油实际相态物性特征对比,对吾松格尔组轻质油来源与生成阶段进行了预测。研究结果表明：轮探1井玉尔吐斯组烃源岩在晚加里东期—早海西期以生成正常油为主,具有较低的气油比和较高的黏度、密度;燕山期—喜马拉雅期以生成轻质油—凝析油气为主,具有更高的气油比和更低的黏度、密度。轮探1井吾松格尔组轻质油藏的相态物性特征与玉尔吐斯组烃源岩在晚喜马拉雅期生成的烃类流体吻合,表明该轻质油的形成阶段为晚喜马拉雅期。综合研究认为,轮探1井轻质油是玉尔吐斯组烃源岩处在相对封闭且热演化程度较高（1.00%<R_O<1.50%）的地质条件下的生烃产物,进一步说明特定的地质条件和热演化阶段是烃源岩生成轻质油的关键。轮探1井在落实玉尔吐斯组烃源岩存在和良好资源潜力的同时,也进一步证实塔里木盆地深层—超深层良好的轻质油勘探前景。     

基于盆地模拟技术的烃源岩热演化史及油气关系研究 ——以塔里木盆地玉尔吐斯组为例

塔里木盆地油气资源丰富,下寒武统玉尔吐斯组是深层碳酸盐岩沉积中重要的烃源岩发育层系之一,加之上覆的中-下寒武统台缘礁滩储层物性好、规模大,具有巨大的资源潜力。在重新落实玉尔吐斯组烃源岩分布范围的基础上,利用盆地模拟技术,建立单井的热演化史、生烃史和油气运移史模型,进一步刻画有效液态、气态烃源岩的分布和运移范围,判别油气运移的优势方向,最终预测油气运聚的有利区带。结果表明,玉尔吐斯组烃源岩在构造运动和热液活动的双重控制下,经历了加里东晚期和海西晚期2个主要的生烃期,热演化程度呈东早西晚的趋势。二叠纪后,除了巴楚隆起西南缘至塔西南一带进入生油高峰外,其余地区几乎进入生烃停滞阶段,生烃枯竭范围逐渐扩大。液态烃在加里东中期聚集于坳陷低隆起,加里东晚期聚集于坳陷周缘斜坡带;气态烃主要在加里东晚期至海西晚期大规模聚集于坳陷周缘斜坡带,并通过断裂向上覆地层运移。除塔西南地区外,有利的烃类聚集带在二叠纪后基本定型,大型古隆起及周缘低隆起和斜坡带依然是有利的聚集区。海西晚期在顺托果勒北部地区出现油气交汇,使其成为盆地最有利的油气聚集带。塔西南地区在海西晚期的构造反转使前期油藏大部分遭受破坏,有利的聚集带指向了巴楚隆起西南部。共预测9个有利液态烃聚集带和10个有利气态烃聚集带。     

塔里木盆地台盆区海相油源对比存在的问题及进一步工作方向

由于塔里木盆地寒武系烃源岩处于高成熟-过成熟阶段,目前钻井揭示到的上奥陶统良里塔格组烃源岩分布面积又较为局限,因此,台盆区海相原油的主力烃源岩一直存在争议。通过对原油地球化学特征研究,认为海相原油的主体为生油高峰-生油晚期阶段的产物。由于原油与寒武系烃源岩成熟度之间存在较大差异,盆地存在多套烃源岩多期成藏的特征及原油遭受二次蚀变作用,生物标志物在台盆区油源对比中受到一定的限制,今后应进一步加强对处于生油窗范围内的上奥陶统良里塔格组烃源岩特殊标志化合物演化规律及下古生界烃源岩热演化的研究。     

塔里木盆地沙雅隆起星火1井寒武系烃源岩特征

在对塔里木盆地北部星火1井寒武系玉尔吐斯组灰黑、黑色碳质泥岩进行一系列有机地球化学特征测试分析的基础上,从有机碳、氯仿沥青"A"、生烃潜量、热解峰温、海相镜状体反射率、烃源岩可溶抽提物和饱和烃色质特征等方面着手,对该烃源岩的有机质丰度、成熟度及类型进行分析。结合前人研究成果,讨论了这套烃源岩与以往报道的寒武系烃源岩的异同,并开展了与塔河原油的油—岩对比分析。结果表明,该套烃源岩有机质丰度高,而且已达高成熟热演化阶段,与柯坪露头肖尔布拉克剖面下寒武统玉尔吐斯组烃源岩特征类似;星火1井下寒武统黑色碳质页岩有机质地化特征与塔河油田原油具亲源性。     

塔里木盆地满加尔凹陷下古生界烃源岩的再认识

综合考虑下古生界烃源岩的纵向分布特征,认为塔里木盆地满加尔凹陷下古生界烃源岩主要发育中、下寒武统,中、下奥陶统和上奥陶统3套烃源岩.中、下奥陶统黑土凹组烃源岩与中、下寒武统烃源岩的沉积相特征和发育特征相似,有机质丰度高、类型好;上奥陶统烃源岩分布局限、类型差.3套烃源岩具有不同的热演化特征.以满加尔凹陷中西部地区为例,中、下寒武统烃源岩在加里东晚期-海西早期进入生油高峰阶段,中、下奥陶统烃源岩在海西晚期进入生油高峰阶段,上奥陶统烃源岩则在燕山晚期-喜马拉雅期进入生油高峰阶段.满加尔凹陷古生界烃源岩的三分法能更准确地反映下古生界烃源岩的实际分布情况,同时构筑了解决油气来源、油气成藏观点冲突的框架,能更准确认识不同地区海相原油的混源特征.     

塔里木盆地顺北油田油气来源研究

基于塔里木盆地顺北地区原油和天然气样品的地球化学特征分析,研究了顺北地区奥陶系中下统油气来源。通过饱和烃色谱及饱和烃、芳烃色谱—质谱、全油及族组分碳同位素检测,发现原油样品中C23三环萜烷占优势,伽马蜡烷含量低,C27-C28-C29ααα20R规则甾烷表现为不规则的"V"字形分布,规则甾烷相对重排甾烷含量高,原油碳同位素偏轻,与柯坪露头及孔探1井等下寒武统烃源岩有很好的亲缘性;天然气δ13C1值为-50.7‰^-44.7‰,天然气δ13C2值为-36.1‰^-33.1‰,干燥系数为0.520~0.883,为原油伴生气,油气同源,判断顺北油田油气主要来源于下寒武统烃源岩。通过已钻井岩相、沉积相和全盆地地震相资料,预测下寒武统烃源岩在塔里木盆地广泛分布,厚度在30 m左右,有机碳含量高,生烃潜力大,具有长期生烃、多期供烃的特点,能提供充足的油气资源,是塔里木盆地台盆区最主要的烃源岩。     

塔里木盆地顺托果勒北部地区超深层现今地温场特征

塔里木盆地顺托果勒低隆起北部(顺北地区)发育超深层轻质油藏,这与传统生烃理论认识相矛盾.为了更合理地解释顺北地区超深层油气相态的分布规律,对研究区现今温度场及油气地球化学特征开展了系统研究.顺北地区现今大地热流为32.2～42.1 mW/m2,不同埋深的同一地层温度表现出与大地热流相似的平面分布模式,由北向南逐渐增大....     

塔里木盆地主力烃源岩的诸多证据

对塔里木盆地古生界海平面变化及沉积相分析、地震反射特征识别及生烃-成藏配置关系的综合分析表明,下奥陶统上部—中奥陶统是塔里木盆地海相主力烃源岩。主要依据有:1下奥陶统上部—中奥陶统是塔里木盆地震旦系-奥陶系沉积水体最深的层位,沉积有机质相对平均含量最高;2北部坳陷区地震响应表明,下奥陶统上部—中奥陶统下部为一套弱反射或无反射区,具有以泥质岩为主的反射特征,推测为烃源岩,其地震反射特征与下寒武统泥质烃源岩反射特征相似;3海平面变化及沉积相分析表明,下奥陶统上部—中奥陶统烃源岩主要形成于还原环境的饥饿盆地—盆地边缘相环境,据推测分布于整个北部坳陷区;4生烃-成藏配置关系分析表明,塔中及塔北隆起的主要海相原生油藏的成藏期为晚海西-燕山期,与北部坳陷区下奥陶统上部—中奥陶统烃源岩的生油高峰期吻合,而与下寒武统源岩生油高峰期(晚奥陶世—石炭纪)及上奥陶统源岩生油高峰期(白垩纪以来)不配套;5目前在塔中及塔北隆起已发现的油气藏分布特点说明了油气主要来源于北部坳陷盆地相烃源岩分布区。     

塔里木盆地顺北地区奥陶系超深层天然气地球化学特征及成因

塔里木盆地顺托果勒地区奥陶系超深层油气藏相态分布复杂, 轻质油藏、挥发油藏、凝析油气藏和干气藏并存。根据天然气组分、组分碳氢同位素以及天然气轻烃等分析数据,研究了顺北地区奥陶系超深层天然气的地球化学特征及成因, 并与顺托、顺南、古隆、古城地区奥陶系天然气成因进行了对比。顺北地区奥陶系超深层天然气干燥系数低, 绝大多数天然气干燥系数分布范围在0.52~0.88之间, 天然气为湿气。天然气普遍含有微量的H₂S, 天然气甲烷碳同位素值偏低,分布范围为-49.6‰~-44.7‰, 乙烷碳同位素值分布范围为-39.3‰~-32.5‰。天然气碳、氢同位素均具有正序系列。天然气轻烃甲基环己烷指数小于35%, C₅-C₇轻烃组成以正构烷烃和异构烷烃为主。顺托果勒地区奥陶系天然气均为油型气, 顺北地区奥陶系天然气以干酪根裂解气为主, 混有原油裂解早期阶段形成的湿气; 而顺托、顺南、古隆、古城地区奥陶系天然气为原油裂解气。2种不同成因的裂解气具有相同的气源岩——寒武系, 不同类型天然气的分布与不同地区奥陶系经历的最高古地温和（或）现今地温密不可分, 顺北地区奥陶系T₇⁴界面经历的最高古地温、现今地温分布范围分别在170~180 ℃、150~160 ℃之间, 低于顺托和顺南地区奥陶系T₇⁴界面经历的最高古地温和现今地温, 未达到原油大量裂解温度, 因而顺北地区奥陶系保存有轻质油藏和挥发油藏, 天然气以干酪根裂解气为主,而由顺托、顺南、古隆、古城地区,现今地温和（或）古地温高, 导致原油大规模裂解, 使得奥陶系油气藏由凝析油气藏至干气藏变化,天然气为原油裂解气。     

塔里木盆地柯坪露头剖面中上奥陶统烃源岩地球化学特征与海相油源对比

采用有机地球化学扫描分析方法,对塔里木盆地柯坪地区6条剖面上发育的中上奥陶统烃源岩进行了细致分析。大湾沟剖面、喀马提坎剖面、通古斯布隆剖面中上奥陶统萨尔干组烃源岩较为发育,泥页岩有机碳含量大多大于1.0%;上奥陶统印干组烃源岩仅在大湾沟剖面发育。结合肖尔布拉克剖面、苏盖特布拉克剖面、于提西剖面下寒武统玉尔吐斯组烃源岩地球化学分析,发现柯坪地区玉尔吐斯组、萨尔干组、印干组在分子地球化学参数上显示出相似性,呈现以C23三环萜烷为主峰、伽马蜡烷和C28甾烷含量较高的特征,烃源岩生物标志物面貌趋同与烃源岩较高成熟度有关。而海相原油中C28甾烷含量大多小于25%,与柯坪地区寒武系-奥陶系烃源岩具有较大的差异性。在组分碳同位素组成上,下寒武统玉尔吐斯组烃源岩均显示比中上奥陶统烃源岩值偏低的特点,特别是玉尔吐斯组干酪根碳同位素值,偏低超过5‰。中上奥陶统萨尔干组和印干组烃源岩组分碳同位素之间差异并不十分显著。在排除油气藏的TSR作用前提下,烃源岩干酪根碳同位素可以作为潜在的油源对比指标。     

Cambrian crude oil in ZS well field,Tazhong area: characteristics,genesis, and comparison with ordovician crude oil

In this paper, the Cambrian crude oil and source-rock geochemistry in the ZS well field of Tazhong area, Tarim Basin, was analyzed using the gas chromatography-mass spectrometry (GC-MC). Moreover, the hydrocarbon source in the Tazhong was identified through oil–source correlation. The analysis of light hydrocarbons and biomarkers indicates that the Cambrian and Ordovician protokerogens are of marine sapropelic type formed in a strongly reducing environment. The result of oil–source correlation shows that both Cambrian crude oil in the ZS well field and Ordovician crude oil in the Tazhong area originated in the Cambrian–Lower Ordovician source rocks.     

塔里木盆地轮探1井超深层油气勘探重大发现与意义

2020年1月,位于塔北隆起轮南低凸起的轮探1井在8200m之下的下寒武统白云岩中获得轻质原油,塔里木古老克拉通超深层油气勘探获得重大突破。通过对轮探1井发现情况描述与超深层寒武系盐下油藏发现历程分析,旨在为其他类似地区新区、新层系、新类型的勘探提供借鉴与参考。轮探1井钻揭寒武系玉尔吐斯组一套优质烃源岩,以及阿瓦塔格组蒸发膏岩/沙依里克组—吾松格尔组白云岩储层与玉尔吐斯组泥岩/震旦系奇格布拉克组白云岩风化壳储层两套储盖组合。轮探1井产层为吾松格尔组,为正常温压系统的挥发性油藏;震旦系奇格布拉克组风化壳获得微量天然气。塔里木盆地台盆区勘探经历了从碎屑岩到碳酸盐岩、从碳酸盐岩到盐下白云岩的两次战略转移;轮探1井是第二次战略转移的重要标志,具有里程碑意义。轮探1井成藏有利条件在于具有继承性稳定古隆起与优质的生储盖组合;通过类比,分析了塔里木盆地寒武系盐下白云岩勘探前景,指出塔中—古城、塔北南斜坡、麦盖提斜坡北—柯坪等有利区为下步勘探重点区带。