煤系烃源岩热模拟演化过程的地球化学参数特征――以准噶尔盆地侏罗系煤系烃源岩为例

在准噶尔盆地侏罗系煤系烃源岩热模拟实验研究中 ,经过对原样和不同温度点热模拟残余物进行可溶有机质抽提和族组成分析、残渣干酪根处理、Ro 值测定和 TOC测定 ,并对部分样品系列进行色谱和质谱分析后发现 ,煤系烃源岩在不同热演化阶段表现出的地质地球化学特征具有相当大的差异。低演化阶段和热降解阶段天然气的形成是不同热力学条件和成气母质化学反应的结果。在低演化阶段 ,源岩镜质组反射率增长幅度并不太大 ,通常 Ro<0 .7%。原始可溶有机质和热模拟残余可溶有机质的分析结果表明 ,烃类气主要来源于原始可溶有机质的脱基团作用和大分子沥青质及干酪根边缘烃 (极性组分 )的热降解。在有机质热降解―热裂解阶段 ,烃源岩经地质埋深增温 ,热演化进程相对加快、镜质组反射率迅速递增、Ro 值从 0 .5 5 %～ 0 .70 %迅速增大到 1 .40 %～1 .70 % ,可见热动力作用足以破坏干酪根结构烃并将其降解形成油气。该阶段是干酪根经热降解大量排烃的阶段 ,其地球化学参数特征主要表现为干酪根结构烃热降解产物的特征。     

东濮凹陷不同环境烃源岩评价及生排烃特征研究

东濮凹陷不同环境烃源岩生烃潜力差别巨大,文中对不同环境烃源岩有机地球化学特征和生排烃特征进行了研究。研究结果表明:东濮北部咸水环境烃源岩为好—优质烃源岩,北部半咸水环境烃源岩为中等—好烃源岩,南部淡水—微咸水环境烃源岩最差,为差—中等烃源岩。不同环境烃源岩均有2次生烃和2次排烃,第一期生烃为镜质体反射率Ro小于0.7%,该期主要是可溶有机质直接转化成未熟或者低熟油,第二期为Ro大于0.7%,主要以干酪根热降解生成成熟油为主。东濮凹陷不同环境烃源岩评价及生排烃特征的研究,对东濮凹陷下一步勘探具有指导意义。     

苏北盆地下第三系烃源岩热演化研究

本文应用多种光学和化学标志,对苏北盆地下第三系烃源岩有机质热演化特征和阶段进行了研究。研究表明,(1)镜质组反射率Ro是最可靠的演化标志;(2)孢子体和藻类体的荧光变化规律相同,均具有特殊重要的演化意义;(3)随热演化程度的增加,烃源岩可溶有机物成分和结构发生显着变化;(4)苏北盆地有机质热演化阶段划分为阶段Ⅰ和阶段Ⅱ,其界线出现在Ro0.60%～0.65%,并揭示出不同构造单元有机质热演化的不均衡性。      

东濮凹陷煤系烃源岩评价中的几个问题

在明确了有机质丰度参数不一致的地球化学根源后，提出泥岩评价标准的下限值，并剖析了古生界地层中火成岩侵入时期及其热催化作用对二次生烃的贡献。结果表明：马厂和长垣地区烃源岩评价应侧重于有机碳含量，尤其是煤系泥岩；煤系泥岩有机碳标准下限值应定为0．80％；火成岩侵入时期早(白垩纪时期)，对晚期成藏不利；煤和泥岩低温阶段演化同步，高温阶段煤的演化速率高于泥岩，但均以晚期生烃为主。     

临清坳陷东部石炭—二叠系煤系烃源岩特征及生烃史

临清坳陷东部石炭-二叠系煤系烃源岩极为发育，厚度大、分布广，对其进行生烃条件研究，对于深层的煤成气勘探具有重要意义。在烃源岩沉积特征研究的基础上，利用多种化验测试资料对烃源岩的有机地球化学特征进行了分析。研究发现，临清坳陷东部构造隆起带煤系烃源岩有机质较高，但氯仿沥青“A”含量和氯仿沥青“A”转化率偏低，埋藏较深的凹陷地区可能生烃潜力较大，尚需做深入的研究；生烃母质以产气态烃的Ⅲ2型干酪根为主，其次为Ⅲ1型；康庄潜山等构造隆起区有机质成熟度较低，尚处于成熟阶段的初期，凹陷中煤系烃源岩埋深大，热演化程度较高，推测可能已经达到成熟-过成熟阶段。最后通过烃源岩热演化史的研究，确定本区煤系烃源岩的主要有两个生气期，其中第三纪-第四纪为本区的主要生气聚集期，受不同地区沉积埋藏演化差异的控制，以腰站断层为界，南区的主生气期为沙四-沙二期，北区为沙二-馆陶期。     

呼和湖凹陷中低煤阶煤系烃源岩地球化学特征及生烃潜力评价

通过有机地球化学和有机岩石学方法,结合热模拟试验,探讨了呼和湖凹陷煤系烃源岩的生烃潜力。研究结果表明:该区煤系烃源岩有机质丰度总体达到中等-好烃源岩标准;有机质类型以腐殖型为主,镜下显微组分以基质镜质体为主;大部分烃源岩处于中低煤阶,煤与煤系泥岩地球化学特征相似,生物标志化合物显示煤层主要来源于高等植物。分别应用高温-高压釜和Rock-Eval生油岩评价仪进行热模拟试验和开放体系生烃动力学研究,热模拟试验总产烃量与热解生烃潜量基本一致,而生烃过程反映了煤系源岩多阶段生烃的特点,表明该区煤系烃源岩具较大的生烃潜力。     

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。     

中国西北地区侏罗纪煤系油气形成（之三）

西北地区侏罗纪煤系中主要成烃显微组分是孢子体、角质体、藻类体、沥青质体、碎屑类脂体和基质镜质体等，木栓质体和树脂体等早期成烃组分含量极低。侏罗纪煤系有机质成烃演化特征与一般湖相有机质稍有差异，但基本上仍然遵循一般有机质热降解成熟生油模式，主要生油阶段的Ｒｏ值为０．７％～１．２％，生油高峰Ｒｏ值约为０．９５％。目前西北地区侏罗纪煤系烃源岩Ｒｏ值一般为０．４％～１．３％，多数地区成熟度较低，在山前深坳陷地区成熟度较高，烃源岩Ｒｏ值大于０．７％，进入大量生油阶段，西北地区主要煤系含油气盆地油气田均分布于这些地区，烃源岩成熟度对油气田形成有明显的控制作用。西北地区侏罗系有利的生烃区域基本分布在侏罗纪是沉降、沉积中心而后续埋藏又较深的山前坳陷。图４表１参４５（王孝陵摘）     

有机质“接力成气”模式的提出及其在勘探中的意义

有机质“接力成气”机理是指成气过程中生气母质的转换和生气时机与贡献的接替。有两层含义：一是干酪根热降解成气在先，液态烃和煤岩中可溶有机质热裂解成气在后，二在成气时机和先后贡献方面构成接力过程；二是干酪根热降解形成的液态烃只有一部分可排出烃源岩，形成油藏，相当多的部分则呈分散状仍滞留在烃源岩内，在高过成熟阶段会发生热裂解，使烃源岩仍具有良好的生气潜力。这一理论的提出，回答了我国热演化高一过成熟地区勘探潜力问题与天然气晚期成藏的机理问题，对拓报勘探领域有重要意义。图11表2参40     

双鸭山盆地下白垩统煤系烃源岩初步评价

根据烃源岩地化分析资料,应用所测岩样中有机碳含量TOC、生烃潜量（S1＋S2）、氢指数（1H）,显徽组分含量、Tmax、Ro等指标,对双鸭山盆地下白垩统煤系地层中的煤系泥岩和煤岩从有机质丰度、有机质类型和成熟度三个方面进行了烃源岩初步评价。结果表明,穆棱组和城子河组煤系泥岩为一般～较好烃源岩,有机质类型为Ⅲ型有机质,达到了成熟演化阶段;穆棱组和城子河组煤岩为较好～好烃源岩,有机质类型为Ⅲ型有机质,达到了成熟演化阶段,表明双鸭山盆地下白垩统城子河组和穆棱组为两套具有一定生烃潜力的煤系烃源岩。     

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。     

黄骅坳陷北塘凹陷古近系烃源岩特征与演化

根据大量有机地球化学分析资料,系统讨论了北塘凹陷古近系烃源岩有机质丰度特征、有机质类型、有机质演化以及油气勘探等方面的基础地质地球化学问题。认为始新世中晚期湖盆扩张期形成的沙河街组三段,尤其是沙河街组三段下部地层是北塘凹陷主要生油层,它具有有机质丰度较高,转化率较高的特点;渐新世湖盆稳定发育期和抬升期形成的沙河街组一段和东营组烃源岩为差一非生油层。沙河街组三段有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ型干酪根为主,沙河街组一段和东营组烃源岩则主要以Ⅲ型干酪根为主,其中的腐泥组和壳质组含量与烃源岩生烃潜力呈正相关关系,而镜质组含量则与烃源岩生烃潜力呈反相关关系,证实主要生烃母质为腐泥组和壳质组。研究区古近系烃源岩镜质体反射率为0.3%-1.1%,总体上处于低成熟-成熟演化阶段,烃源岩演化经历了低成熟和成熟两个演化阶段,有效生油层主要分布在凹陷南部新村、塘沽、新港地区,油气资源量约1.18×108t,新港构造是北塘凹陷下步油气勘探的有利地区。     

渤海湾盆地冀中坳陷上古生界煤系烃源岩地球化学特征与生烃演化

为深化渤海湾盆地冀中坳陷上古生界煤系烃源岩地质认识,以有机地球化学实验作为研究手段,分析了上古生界煤系烃源岩有机地球化学特征及其生烃能力,利用埋藏史—热史分析,探讨了生烃演化过程。研究结果显示,霸县凹陷的文安地区、武清凹陷和大城凸起上古生界烃源岩有机质丰度最高,其次是廊固凹陷北部地区,深县凹陷、束鹿凹陷相对较低;冀中坳陷东北部上古生界煤层显微组分以文安地区壳质组含量为最高,平均达29.1%,壳质组含量大于20%的样品数占样品总数的80%以上;生烃热演化经历了低成熟阶段、二次成熟阶段、高成熟凝析油湿气阶段和过成熟干气阶段;在白垩纪末,煤系烃源岩埋藏深度约为1 200~2 000 m,R_O值为0.5%~0.7%,达到一次生烃状态;在古近纪末,煤系烃源岩最大埋深>7 000 m,超过中生界最大古埋藏深度或古温度,开始二次生烃,资源潜力较好。     

海相古油藏及可溶有机质再生烃气能力研究

通过大量样品的封闭体系热压模拟实验,对比研究了不同性质、不同组成海相古油藏及可溶有机质热裂解再生烃(气)能力及其产率分布特征。结果表明,不同海相古油藏与可溶有机质的再生烃气能力大小为:凝析油>轻质油>正常原油>志留系沥青砂岩≥稠油≥低成熟固体沥青≥含沥青灰岩>稠油油砂>氧化固体沥青;其再生烃气能力除与岩性、赋存状态、演化程度等有关外,主要受所含可溶有机质性质和组成的制约;可溶有机质再生烃过程是干酪根生烃的延续,其生烃气潜力与干酪根烃源岩相当,当其达到高过成熟阶段时,可以作为新的轻质油气或者天然气来源。      

珠江口盆地番禺低隆起-白云凹陷恩平组烃源岩特征

恩平组烃源岩是珠江口盆地的一套主力烃源岩。从烃源岩有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度和生物标志化合物特征等方面揭示了番禺低隆起-白云凹陷构造恩平组烃源岩的地球化学特征。该区烃源岩有机碳含量较高，而氯仿沥青“A”含量相对较低；干酪根类型以Ⅲ型为主，少部分为腐殖一腐泥过渡的Ⅱ2型。成熟度分布差异性较大，番禺低隆起-白云凹陷北坡镜质体反射率为0．6％-1．6％；白云凹陷深凹处镜质体反射率大于3．0％，大约在距今27Ma开始生烃，在距今大约22Ma达到生油高峰，生烃时间明显早干凹陷边缘斜坡带。生物标志化合物参数表明恩平组烃源岩沉积时期为氧化环境，母质以陆生植物为主而且具有较高的成熟度。     

川东南下古生界牛蹄塘组烃源岩地球化学特征

通过大量的研究资料看出川东南下古生界牛蹄塘组的烃源岩显示出良好的潜力,结合相关资料以及野外剖面样品的分析主要来研究其地球化学特征.用直接评价法结合原始有机碳恢复评价法对样品进行分析,得出该烃源岩的有机碳（TOC）含量一般在0.46 ％～4.9％,平均2.2％.明显看出该套烃源岩有机质含量高.通过利用干酪根碳同位素（δ13C）法结合母质有机显微组分法得出其有机质类型为Ⅰ型腐泥型,利用沥青质反射率及干酪根热解法得出其成熟度R0一般范围为2.4 ％～5.0％,平均3.4％,明显属于过成熟阶段.     

南海南部曾母盆地新生界煤系烃源岩生油条件

在广泛调研前人研究的基础上,对曾母盆地新生界典型煤系烃源岩的有机地球化学、有机岩石学以及沉积成因特征进行了系统分析,进而探讨了该盆地煤系烃源岩的生油潜力。微观显微组分组成及成因分析,结合宏观沉积相研究,揭示出曾母盆地具有良好生烃潜力的下中新统煤系烃源岩发育于下三角洲平原带的红树林沉积环境中。对显微组分定量数据、基本生烃指标以及烃源岩热演化阶段的分析表明,该套煤系烃源岩具有在低熟阶段生油以及排烃的良好条件。另外,由于烃源岩中丰富的渗出沥青体生成而产生的内部增压,导致了大量相互连通的微裂隙发育,这有助于煤系烃源岩中析出油滴的汇聚以及排出。     

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。     

南方海相层系不同类型烃源（岩）生烃模拟实验及其产物同位素演化规律

利用常规高压釜热压模拟仪和仿真地层热压生排烃模拟仪对南方海相不同类型烃源进行生烃模拟实验,研究发现不同类型原油烃气产率最高,分散可溶有机质烃气产率次之,产率最低的为不同类型千酪根。不同类型烃源烃气产率与烃源的有机碳含量、可溶有机质含量高低、有机质类型有密切关系,与烃源原始成熟度具有较好负相关性。烃源碳同位素组成决定产物甲烷碳同位素组成的演化规律,碳同位素组成较轻的烃源其产物甲烷碳同位素组成总体上要轻于碳同位素组成较重烃源的甲烷碳同位素组成。不同类型烃源产物甲烷碳同位素组成随热模拟温度增高具有先变轻再变重的演化特征,但不会重于其烃源的碳同位素组成。乙烷等碳同位素组成也随着热模拟温度增高逐渐变重,演化至生烃高峰时,碳同位素组成接近于其烃源碳同位素组成,可以示踪烃源。当演化至高过成熟阶段,乙烷等δ^13C值大于其烃源碳同位素值,故不能仅用重烃碳同位素组成判断天然气母质类型。不同类型干酪根与可溶有机质CO2组分和同位素组成演化规律具有明显区别,可溶有机质生成的CO2和甲烷之间同位素分馏程度要比不同类型干酪根的大。在不同类型烃源生烃过程中,干酪根和液态烃碳同位素组成主要受母质类型控制,继承效应强,同位素分馏程度较小,具有很好的示踪意义,可以用于油源对比和烃源示踪研究。     

南海北部深水区油气生成特性研究

南海北部深水区沼泽相煤系烃源岩和海相烃源岩有机质主要来源于陆生高等植物,且含有较丰富的孢子体、角质体、树脂体、壳质体和无定形有机质等富氢组分;热模拟实验结果表明:这类富氢组分较丰富的煤系烃源岩和海相烃源岩属于油气兼生、以气为主的烃源岩,在生油窗内均具有较强的生油能力;热演化程度控制烃源岩的生烃产物特征。生烃史模拟结果表明:①琼东南盆地烃源岩热演化程度明显高于珠江口盆地相应层位烃源岩,以生成高—过成熟的天然气为主;而珠江口盆地主要烃源岩的热演化程度主要处于成熟—高成熟阶段,在生成天然气的同时,还生成较多的油。②烃源岩热演化程度控制油气分布,凹陷边缘烃源岩热演化程度明显低于凹陷中心,如白云凹陷中心主要烃源岩处于高成熟生气阶段,而凹陷边缘主要处于成熟生油阶段。白云凹陷钻探结果表明,凹陷中心已发现油气田和含油气构造中天然气的比例明显高于凹陷边缘。