东濮凹陷北部低有机质丰度烃源岩高效成藏机理

东濮凹陷北部烃源岩总有机碳质量分数(TOC)平均为0.80％,70％样品的TOC低于1.00％,按陆相烃源岩的评价标准,属于差—中等烃源岩;而从北部找到的储量来看,该区域则属于富油凹陷.为弄清低有机质丰度烃源岩高效成藏机理,运用有限空间热压模拟、镜下鉴定等方法对不同岩相组合和不同沉积环境的烃源岩生排烃特征进行了研究.研究结果表明:东濮凹陷高温、高压、频繁砂泥岩互层的特点,决定了烃源岩排烃效率高、有机碳恢复系数大、残余TOC低;东濮凹陷北部为咸水环境,烃源岩具有原始生产力高、早生烃、早排烃、生烃周期长、生烃率高等特征;东濮凹陷多套盐岩良好的封盖能力,利于油气的聚集保存.     

方里集地区沙河街组烃源岩地球化学特征分析及油源对比

针对东濮凹陷方里集地区沙河街组烃源岩地球化学特征不明和油源认识不清的问题,应用有机地球化学方法对比分析了不同层段烃源岩有机质丰度、类型、成熟度和沉积环境特征,明确了不同油藏的石油来源。研究结果表明,方里集地区ES32烃源岩有机质丰度中等—高,干酪根类型为Ⅱ-Ⅲ型,处于成熟—高熟阶段,是有效的烃源岩,而ES12和ES31烃源岩均难以大量生烃;沙河街组烃源岩沉积于还原—弱氧化环境,ES12和ES31烃源岩沉积于淡水—咸水环境,ES32为淡水—微咸水环境。方里集地区油藏为自生自储型,其中ES32下部原油来源于ES32下部烃源岩,ES31及ES32上部原油主要来源于ES32上部烃源岩。     

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。     

烃源岩有限空间油气生排模拟及其意义

利用DK-Ⅱ型地层孔隙热压生排烃模拟实验仪,对东濮凹陷沙三2亚段烃源岩开展烃源岩有限空间油气生排模拟研究,结果揭示烃源岩的生排烃演化呈现出4个阶段,即烃源岩在Ro值小于等于0.72%的阶段为相对缓慢生油阶段,生成的油无法排出;R_o值介于0.72%～0.80%之间的阶段为烃源岩快速生油阶段,但生成的油仍主要残留于烃源岩中;在R_o值为0.80%～1.00%时干酪根生油已结束或受到抑制,主要表现为大分子"油"向小分子"油"转化,该阶段油可以排运在烃源岩上、下邻接的砂岩层以及烃源岩表面及裂缝内,这为东濮凹陷及其他盆地或凹陷在以烃源岩为主体的发育带寻找非常规油气藏提供了依据;在R_o值大于1.00%时主要进入油裂解成气阶段,但即使在R_o为2.0%甚至2.4%时,生成的油也没有全部裂解成甲烷气,主要还是以油的形式存在,启示可以打破传统认识在更深的层位寻找石油。      

东濮凹陷古近系烃源岩特征及其形成环境分析

为明确东濮凹陷古近系烃源岩特征及其成因环境,针对东濮凹陷多种环境频繁变化的特点,采用有机和无机相结合的方法,探讨了烃源岩的发育特征、地球化学特征及其成因.结果 显示:东濮凹陷烃源岩具有自盐湖中心向外有机质丰度逐渐降低、有机质类型变差的特征.北部优质烃源岩较为发育,呈环盐岩带状分布;南部地区烃源岩有机质丰度低、类型差,优质烃源岩较少.北部地区烃源岩一般具有(C26+TT)/C30H＞0.4、γ蜡烷/C30H大于0.5、4-甲基甾烷/C29大于0.4、C27＞C29(生标参数比值均为其质量比)的特征,自含盐区向无盐区,C26+TT和C27优势逐渐减弱;南部地区γ蜡烷、C26+TT和4-甲基甾烷质量分数均较低,C29优势明显.东濮凹陷古近系间歇发育温湿气候,中—高盐度、强还原的水体环境有利于优质烃源岩的发育,是东濮凹陷优质烃源岩发育的主要原因.     

方里集地区沙河街组烃源岩地球化学特征分析及油源对比

针对东濮凹陷方里集地区沙河街组烃源岩地球化学特征不明和油源认识不清的问题,应用有机地球化学方法对比分析了不同层段烃源岩有机质丰度、类型、成熟度和沉积环境特征,明确了不同油藏的石油来源。研究结果表明,方里集地区Es_3~2烃源岩有机质丰度中等—高,干酪根类型为II—III型,处于成熟—高熟阶段,是有效的烃源岩,而Es_1~2和Es_3~1烃源岩均难以大量生烃;沙河街组烃源岩沉积于还原—弱氧化环境,Es_1~2和Es_3~1烃源岩沉积于淡水—咸水环境,Es_3~2为淡水—微咸水环境。方里集地区油藏为自生自储型,其中Es_3~2下部原油来源于Es_3~2下部烃源岩,Es_3~1及Es_3~2上部原油主要来源于Es_3~2上部烃源岩。     

富油凹陷不同洼陷烃源岩的热演化及生烃特征差异性

渤海湾盆地富油凹陷通常发育多个生烃洼陷,每个洼陷往往为相对独立的生烃中心;由于沉积埋藏史的差异,不同洼陷及其不同构造部位烃源岩的热演化和生烃特征存在明显差异。以渤海湾盆地东濮凹陷和东营凹陷古近系沙河街组主要烃源岩系为例,对比分析了两凹陷中主要生烃洼陷烃源岩的热演化及生烃史特征,并探讨了其对油气藏形成及分布的控制作用。研究认为,在发育多个生烃洼陷的富油凹陷,以毗邻陡坡带大断裂的洼陷埋藏最深,烃源岩最发育、热演化程度最高、生烃能力最强、资源量最丰富;由于母质条件和埋藏热史的差异,同一层系不同亚段烃源岩、同一洼陷不同构造部位烃源岩的生烃特征具有较大差异;不同富油凹陷烃源岩埋藏演化生烃也存在明显差异性。      

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。     

渤中凹陷北部QHD34—4—1井钻探的油气地质意义

2007年初钻探的QHD34-4-1井是渤中凹陷北部钻遇古近系东营组优质成熟烃源岩层段的第一口预探井。烃源岩地球化学特征及油源对比分析表明,该井东三段发育Ⅱ1型干酪根为主的中等—好烃源岩,烃源岩厚度大,生烃门限深度在3200m附近;4100m附近的东三段烃源岩发生过一定规模的排烃;东营组油气藏自生自储特征明显,新近系油藏油气主要源于东营组烃源岩。QHD34-4-1井的成功钻探,证实了东三段烃源岩为渤中凹陷北部第三套主力烃源岩的推断,也改变了渤中凹陷中北部地区中浅层油气主要源于沙河街组烃源岩的认识,特别是东营组自生自储型隐蔽油气藏的揭示,对推动渤中凹陷中浅层(尤其是古近系东营组)油气勘探将起到积极的作用。     

东濮凹陷优质烃源岩生烃演化机理

复杂构造条件下蒸发成因咸化湖盆优质烃源岩的生烃演化机理,是目前有机地球化学研究最为关注的问题之一。为探索这一问题,文中以东濮凹陷为例,在分析烃源岩地球化学特征的基础上,开展了不同流体介质条件下优质烃源岩成烃生物组成和有限空间生烃热模拟等研究。结果表明:生烃过程受地层水矿化度和有机质生物来源的双重控制,咸水环境优质烃源岩最为发育,有机质来源于颗石藻、蓝藻和沟鞭藻等多种藻类的贡献,显微结构呈纹层状互层,生烃时间早,生烃周期长,液态烃产率高,具有5个生烃阶段;淡水环境优质烃源岩极少,有机质来源于绿藻和高等植物的贡献,生烃时间晚,液态烃产率低,气态烃产率高,仅具有3个生烃阶段;半咸水环境优质烃源岩的有机质主要来源于沟鞭藻,优质烃源岩发育概率、生烃时间、液态烃产率介于咸水环境和淡水环境烃源岩之间,具有3个生烃阶段。     

东营凹陷沙三段烃源岩生烃模式研究

为了进一步明确分散有机质(一般烃源岩)与有机质富集层(优质烃源岩)生烃过程的差异,采用东营凹陷沙三段中、下亚段烃源岩岩心进行生排烃模拟实验。结合地质剖面分析,认为沙三段中、下亚段烃源岩的生烃特征有明显的不同。沙三段中亚段主要生烃阶段为Ro大于0.5%;沙三段下亚段在Ro为0.4%-0.5%时可生成少量低熟油,当Ro大于0.5%时进入成熟阶段,具有较高的油气产率。沙三段下亚段烃源岩比中亚段明显具有更高的生烃潜力,且生烃区间较大。这取决于其特定的沉积环境所形成的烃源岩在有机质类型、富集程度等方面的差异。     

湖相烃源岩生排烃机制及生排烃效率差异性——以渤海湾盆地东营凹陷为例

湖相断陷盆地所形成的烃源岩具有强烈的非均一性,而东营凹陷作为该类盆地的典型代表,其主力烃源岩是古近系沙河街组四段上亚段(Es^4(上))、沙河街组三段下亚段(Es^3(下))和沙河街组三段中亚段(Es^3(中)),它们来自于咸水和淡水两种沉积环境。在沉积相与有机质特征研究的基础上,对比了3套地层中普通烃源岩[有机碳含量(TOC)<2%]和优质烃源岩(TOC>2%)残留液态烃产率、生烃潜力指数的演化特征,分析了排烃机制和排烃效率的差异性。由于沉积环境和埋深的不同,3套烃源岩的生排烃潜力、效率均有明显不同,相比较而言,各自的优质烃源岩是供烃成藏的主要贡献者,体现在该类烃源岩不但能形成更充足的物质基础,而且其多层理的结构也利于排烃。此外,针对不同的沉积环境总结了排烃模式。咸水环境烃源岩存在低熟和成熟两个生烃阶段,其排烃周期长、排烃效率高;而淡水环境烃源岩只存在成熟生烃阶段,其排烃周期短、排烃效率较低。沙河街组四段上亚段对资源量的贡献最大,沙河街组三段下亚段次之,而沙河街组三段中亚段最小。     

西藏羌塘盆地烃源岩古油藏带及其油气勘探远景

羌塘盆地是青藏高原北部的大型中生代海相沉积盆地,发育有厚度大、分布广的烃源岩.用有机地球化学方法,分析了羌塘盆地上三叠统的肖茶卡组、中侏罗统布曲组、夏里组和索瓦组烃源岩结果发现,其有机质类型好、丰度高,成熟度从成熟到过成熟均有分布,埋藏条件较好.生烃过程模拟结果表明,羌塘盆地烃源岩有两次生烃、排烃过程,且生烃量巨大.于2000年发现的位于羌塘盆地羌南坳陷比隆错—昂达尔错地区布曲组白云岩中的古油藏带,东西长约100km,南北宽约20km,为一狭长湿状、具有强烈油气味的轻质油苗群.根据油—岩地球化学特征,分析并确定,古油藏带主要来源于下侏罗统烃源岩.古油藏带的发现进一步说明了羌塘盆地曾有大规模的油气运移和成藏,具有良好的油气勘探远景.     

羌塘盆地托纳木地区上侏罗统索瓦组烃源岩特征

羌塘盆地托纳木地区的烃源岩主要为上侏罗统索瓦组一段—四段的灰岩和泥岩,烃源岩厚度较大。运用有机地球化学方法,分析了该区烃源岩的特征。该区烃源岩的有机碳含量和氨仿沥青“A”含量相对较低,有机质类型中等一较好,热演化程度中等一高成熟,生烃量巨大。烃源岩主峰碳主要以高碳数C25和C27为主,大部分具有较明显的重碳优势,但没有明显的奇偶优势,伽马蜡烷含量较低。综合分析表明,索四段碳酸盐岩和索三段泥岩为较好烃源岩,索三段和索二段的碳酸盐岩为中等一较差烃源岩,索二段泥岩、索一段泥岩与碳酸盐岩为较差的烃源岩。     

碳酸盐岩烃源岩生烃增压规律及其含义

碳酸盐岩由于成岩-固结早,烃源岩排烃的动力主要是水热增压和生烃增压。通过碳酸盐岩烃源岩不同有机碳含量样品温、压关系的模拟实验,建立了增压值与温度的数值关系模型。实验结果表明,碳酸盐岩烃源岩生烃过程中生烃增压值远高于水热增压值。碳酸盐岩烃源岩排烃动力的大小主要受烃源岩有机质丰度和温度的影响。对于同一烃源岩来说,随着热演化程度增高,生烃增压值迅速增大;当热演化程度相当时,生烃增压值与样品的有机碳含量成正相关关系。若烃源岩有机碳含量过低,烃源岩产生的生烃增压值不足以有效地把烃类排出烃源岩。由于碳酸盐岩烃源岩中含水量通常很低,则生烃增压特别是生气增压对排烃而言更为重要。因此,碳酸盐岩烃源岩遵循生烃-增压-超压-压力释放-排烃的动力学模式。     

海相碳酸盐岩烃源岩生排烃能力研究

在5000余块海相不同类型烃源岩样品的精细筛选和比较的基础上,选取了青藏高原侏罗系、冀北上元古界、云南禄劝泥盆系等34个样品进行了人工加水热压模拟实验。综合研究认为,海相烃源岩中碳酸盐岩相对泥页岩对干酪根生排烃具有较强的催化作用,可使生排总油高峰温度前移,更容易形成未熟-低熟稠油,排油效率增大,总产气、CO₂和H₂产率增高,总油、气携油、残留油、烃气及总烃产率也相对有所增加。这与α-碳原子形成自由基的催化反应、碳酸盐岩干酪根中浮游藻类含量相对较高以及碳酸盐对有机质及烃类的吸附作用弱有关。但是,含钙泥页岩(碳酸盐含量为5%～25%)总油等烃类产率相对最高。它主要多为封闭强还原环境下形成的富烃含钙页岩,干酪根类型好,有机质丰度高。     

青东凹陷沙四上亚段烃源岩生烃潜力评价

青东凹陷沙四上亚段烃源岩成烃物质基础、生排烃特征、有效源岩分布及资源潜力评价系统研究表明,青东凹陷沙四上亚段烃源岩成烃物质基础良好,具有与东营凹陷沙四上亚段烃源岩相似的特征,均发育咸化还原环境下优质烃源岩,是青东凹陷最重要的一套烃源岩。烃源岩生烃门限为2250 m左右,排烃门限为2 500 m左右,具有＂早生速排＂的特点,排烃效率较高。沙四上亚段有效烃源岩主要分布于青东凹陷北部、中部洼陷以及南部洼陷的少部分区域。估算青东凹陷沙四上亚段烃源岩总资源量丰富,目前研究区勘探程度较低,勘探潜力较大。     

有效烃源岩的重要性及其研究

既有油气生成又有油气排出的岩层称为有效烃源岩,有机质特别富集的岩石称为优质烃源岩。过去对烃源岩仅强调生烃量,而忽略了排烃作用。但是现代成藏理论要求定量评价烃源岩的排烃作用和有机质富集层的分布规律,所以有效和优质烃源岩的研究正蓬勃开展起来。文章根据按期研究并结合文献调研,认为有效烃源岩形成于生物勃发与缺氧环境的叠加区域,它的识别既需要对实际剖面的地球化学测量,又需要对有机质含量和岩性不同的烃源岩进行模拟实验。有效烃源岩和优质烃源岩厚度不大、分布特殊,但是,它们对油气藏的形成作出了巨大的贡献。     

潜江凹陷潜四下亚段油气运聚特征

潜四下亚段是潜江凹陷重要的生储层系,基于地层埋藏史及热史的恢复,定量模拟了潜四下亚段油气的生、排、运、聚特征。结果表明：潜江凹陷现今热流值为40.20～47.99 mW/m2,古热流经历了3个演化阶段,即早期（45.0～41.0 Ma）快速升高阶段、中期（41.0～26.5 Ma）持续升高阶段和晚期（26.5～0 Ma）逐渐降低阶段;潜四下亚段烃源岩现今成熟度Ro为0.45%～1.58%,多数大于0.55%,其底部烃源岩进入生烃门限和达到生烃高峰的时间分别为41.0 Ma和29.0 Ma;潜四下亚段烃源岩的排烃期为33.6～26.5 Ma,26.5～0 Ma排烃量较少;潜江凹陷油气运移路径受流体势和古构造面的控制。潜江凹陷存在7个有利油气聚集区,其中以Ⅰ,Ⅱ,Ⅳ,Ⅶ最有利,主要是因为近源、储集性能好、油气运移动力强和运移距离短。     

西湖凹陷平北地区烃源岩特征及生排烃史

为了综合确定平北地区的主力烃源岩,深化其油气成藏动力学过程研究,在烃源岩分布特征及有机质丰度、类型和成熟度分析的基础上,应用含油气盆地数值模拟技术,定量恢复了研究区主要烃源岩层系的生排烃历史。研究表明,平北地区主要发育始新统平湖组、渐新统花港组两套烃源岩系,其中平湖组暗色泥岩为主力烃源岩,具较高的有机质丰度、成熟度、生排烃强度与排烃效率;以平湖组为源岩的油气系统应是本区油气勘探的主要目标。