松辽盆地北部深层有效烃源岩分布预测

采用单井标定地震相反演的方法，研究了松辽盆地北部深层烃源岩的展布特征。根据过井地震反射特征，并结合单井有效烃源岩厚度比值，将松辽盆地深层地震相分为4种类型：Ⅰ类地震相为火山岩反射特征；Ⅱ类地震相为煤的典型反射特征；Ⅲ类地震相为泥岩反射特征；Ⅳ类地震相为湖相碎屑岩反射特征。根据地震相分析结果，预测了深层烃源岩的展布特征，指出有效烃源岩分布主要受控于深层断陷发育规模，不同结构的断陷中烃源岩发育存在明显差异，其中沙河子组烃源岩是深层最主要的烃源岩，在各深层断陷中广泛分布，有效烃源岩厚度大;登娄库组二段烃源岩主要发育于西部断陷区,营城组烃源岩在东部断陷较发育,火石岭组烃源岩主要发育在徐家围子、双城断陷。      

松辽盆地长岭断陷层烃源岩地球化学特征研究

下白垩统沙河子组沉积的暗色泥岩和煤层是松辽盆地长岭断陷层主要的烃源岩,火石岭组和营城组为次要烃源岩。钻井和露头样品表明,火石岭组烃源岩有机碳含量0.50%~8.55%、生烃潜量2~17mg/g、氯仿沥青"A"含量0.04%~0.33%,干酪根类型以Ⅱ型为主,成熟度演化处于生气的过成熟阶段;沙河子组烃源岩有机碳含量1.00%~6.54%、生烃潜量2~8mg/g、氯仿沥青"A"含量0.2%~0.5%,干酪根类型以Ⅰ型和Ⅱ型为主,成熟度演化处于高成熟—过成熟阶段;营城组烃源岩有机碳含量0.5%~2.5%、生烃潜量0.5~4.0mg/g、氯仿沥青"A"含量0.05%~0.20%,干酪根类型以Ⅱ型为主,处于成熟—高成熟阶段。综合评价沙河子组为中等—好烃源岩,而营城组和火石岭组烃源岩属中等烃源岩。      

松辽盆地莺山断陷深层天然气地球化学特征与各套烃源岩定量贡献

根据莺山断陷深层天然气组成及轻烃指纹、组分碳同位素、烃源岩等地球化学分析资料,对天然气和烃源岩评价认为,营城组和沙河子组天然气主要是腐殖型和腐泥型的混合成因气,具有高—过成熟演化特征;沙河子组为好—中等烃源岩,营城组为中等—好烃源岩,有机质类型以Ⅲ型为主、Ⅰ型和Ⅱ型为辅;侏罗系为好烃源岩或非_差烃源岩,有机质类型为Ⅲ型,处于过成熟演化阶段。根据莺山断陷深层天然气和烃源岩空间分布及地球化学特征,选择营城组、沙河子组、侏罗系丰度高的烃源岩样品,利用烃源岩吸附气轻烃指纹分析及特征参数表征深层各套烃源岩,通过化学模型和智能神经网络数学模拟方法建立烃源岩贡献模板,测试了深层3套烃源岩对每口井天然气的定量贡献,沙河子组烃源岩贡献大于50%,首次认识了莺山断陷深层天然气的定量来源及各套烃源岩的贡献。     

松辽盆地南部王府断陷深层有效烃源岩分布预测

通过对王府断陷生烃层系火石岭、沙河子烃源岩的精细评价及平面预测,落实该区有效烃源岩的平面展布特征及对气藏的控制作用。认为王府断陷火石岭组有效源岩受火山喷发影响,平面上呈单洼分布,指标好但厚度薄。沙河子有效源岩较火石岭组分布广,厚度大,地化指标好,是全区最主要烃源岩层系,并且能起到局部封盖作用。与火石岭组火山岩储层、沙河子湖盆扇三角洲前缘砂体形成良好的生储盖组合关系,是王府断陷勘探取得较好成效的必备条件。     

长岭断陷火石岭组烃源岩特征及勘探远景分析

长岭断陷层油源对比研究表明,登娄库组、火石岭组地层中发现多套来自火石岭组烃源岩的油层.地化指标显示,火石岭组烃源岩有机质丰度较好.干酪根类型以Ⅱ型为主,成熟度演化处于生气的高—过成熟阶段,综合评价属中等烃源岩；平面上主要分布在前七号、北正镇和流水镇等局部地区,且厚度较大.其在沙河子组沉积时期(约140 Ma)进入生烃门限,开始持续生烃,并在登娄库组沉积末期达到生烃高峰,至嫩江组沉积早期(约80 Ma)全面进入成熟门限,之后生烃能力逐渐下降.盆地模拟计算火石岭组累积生烃量为224.46×108t,其资源贡献占整个长岭断陷层资源量的31.96％,资源贡献值仅次于沙河子组而大于营城组,具有良好的资源前景和勘探潜力.     

长岭凹陷断陷期生烃阶段性与成藏圈闭的选择性

松辽盆地长岭凹陷断陷期烃源岩主要发育在火石岭组、沙河子组和营城组,由于受断拗转换期构造运动和嫩江运动的影响,烃源岩演化具有明显的阶段性。依据长岭油气田现今埋深与烃源岩成熟度的关系,分别建立了断陷期和拗陷期烃源岩埋深与烃源岩成熟度的关系式,进行了剥蚀量恢复和古地温梯度求取,系统研究了断陷期烃源岩的生烃演化过程,认为烃源岩具有早期生烃和二次生烃的特点;结合圈闭形成时间的分析,认为不同阶段生成的油气具有成藏选择性:生烃早期只有地层和岩性圈闭能够成藏;进入高–过成熟阶段,构造圈闭可以成藏,而当烃源岩进入拗陷期的二次生烃阶段,各种圈闭均可再次进行天然气的充注。     

徐家围子断陷深层烃源岩生烃条件研究

松辽盆地徐家围子断陷4套烃源岩中沙河子组暗色泥岩和煤层最为发育，其平均有机碳值分别为1.59%和32.8%，原始生烃潜力较大；有机质类型以Ⅲ型为主，少量为Ⅰ型和Ⅱ型，以生气为主；断陷边部烃源岩大都处于高成熟阶段，断陷中部沙河子组烃源岩R_o全部大于2.0%，处于过成熟阶段。徐家围子断陷从火石岭组沉积开始，大地热流值逐渐升高，白垩纪末期达到最大值2.3 HFU，然后地层逐渐冷却，大地热流值降至现今的1.75 HFU。徐深1井沙河子组暗色泥岩到现今的累积生气强度达到38×10⁸m³/km²，达到形成大气田的气源条件。距今90 Ma和80 Ma出现2次显著的生气高峰，对应泉头组沉积时期和姚家组沉积时期，区域盖层已经完全具有封闭能力，对天然气的后期保存比较有利。     

松辽盆地北部徐家围子断陷深层烃源岩生气特征及天然气资源潜力

徐家围子断陷深层天然气藏是目前全球唯一在深层成功勘探的非常规火山岩气藏,已探明天然气储量超过2 400×10⁸m³。气藏围绕深部烃源岩在断裂附近分布,具有明显“源控”、“断控”、“火山机构控制”等特点。从深层烃源岩热模拟实验出发,结合靶区埋藏史、热演化史,对深层烃源岩的生气动力学特征和生气量进行了研究。结果显示：徐家围子断陷深层烃源岩厚度大,有机质丰度高,类型以II型为主,处于高过成熟阶段,生气潜力大。不同层位烃源岩在时间、空间上具有接力生气特点,生气期长。徐家围子断陷深层天然气总生成量为33.75×10¹²m³,其中沙河子组烃源岩生气量占总生气量的75.78%,煤系生气总量占深层烃源岩总生气量的25.61%,徐家围子深层天然气资源量为(5 020~7 530)×10⁸m³(运聚系数取1.6%~2.4%)。     

徐深1井深层天然气地球化学特征与各类气源岩的贡献

徐深1井4个井段天然气甲烷组分都占烃类含量的97%以上,演化程度随着埋深而增加。随着演化程度加深,链烷烃脱甲基、环烷烃开环作用、芳构化作用和烷基化程度不断提高。营城组天然气甲烷碳同位素值比乙烷的重,碳同位素值都有反序特征;火石岭组天然气甲烷碳同位素值为-29.20‰,乙烷碳同位素值未检测到。徐深1井营城组具有腐殖型特征,处于高-过成熟演化阶段;火石岭组则具有腐泥型特征,为高-过成熟天然气。利用烃源岩及天然气烃指纹色谱技术和模拟计算软件建立了源岩贡献比例计算模板。经模板计算,徐深1井营城组天然气来自沙河子组烃源岩的占54%以上;火石岭组天然气来自火石岭组烃源岩的占50%,来自沙河子组烃源岩的占43.08%。营城组和石炭—二叠系烃源岩对营城组和火石岭组天然气的贡献均较小。     

徐家围子断陷深层构造演化与天然气聚集

通过4条地震剖面的构造解释和构造发育史研究。探讨了徐家围子地区深层的构造演化。认为徐家围子断陷深层构造格局的形成是在区域近南北向压扭应力作用下，地幔物质上涌诱导的低角度边界正断层倾滑作用的结果，经历了一个完整的伸展断陷盆地演化序列。火石岭期初始张裂，沙河子期强烈扩张，营城期断陷向坳陷转化．登娄库-泉头期断陷期后热冷却沉降期。徐西断裂和宋西断裂为两条主要控陷低角度正断层，徐西断裂活动期为火石岭-沙河子期。宋西断裂活动期为沙河子-营城期。从构造演化与深层天然气成藏的关系分析．深层构造作用是深层天然气成藏的主控因素之一。     

松辽盆地南部深层营城组火山岩气藏成藏条件分析

松辽盆地南部深层火山岩气藏已经逐渐成为油气储量的重要增长点。由于勘探程度较低,火山岩气藏的成藏条件研究还不够深入,在一定程度上制约了勘探的成效。从烃源岩条件、储集条件、盖层条件、输导条件以及圈闭条件入手,系统分析了研究区火山岩成藏条件。结果表明,沙河子组发育的大规模煤系地层可以为火山岩气藏提供充足的气源;深层火山岩发育的裂缝系统沟通早期形成的孔、缝、洞,由此构成了研究区良好的储集体系;松辽盆地南部深层火山岩气藏盖层类型多,保存条件较好,泉头组一段顶部泥岩为较好的区域盖层,登娄库组三、四段及沙河子组泥岩是有利的局部盖层,它们为营城组火山岩内部天然气聚集起到良好的封盖作用;研究区天然气输导通道包括渗透性地层、不整合面以及断裂;营城组火山岩圈闭类型较多,其分布主要与构造位置、断层展布、火山岩体等因素相关。     

混源天然气源岩贡献定量测试轻烃指纹技术

提出了混源天然气源岩贡献色谱轻烃指纹定量测试的理论测试方法及数学模拟计算方法，选择松辽盆地北部徐家围子断陷深层源岩和天然气样品进行实验验证。采用源岩吸附气和天然气轻烃指纹色谱检测方法，利用源岩吸附气中相邻或相近的结构和性质相似的轻烃分子化合物的比值参数，确定表征深层登娄库组、营城组、沙河子组和火石岭组、石炭-二叠系4套源岩的特征轻烃指纹参数，按不同混合配比模式获得地球化学模型参数，用智能神经网络学习算法训练建立源岩贡献测试模板，模拟计算了徐家围子断陷深层4套源岩分别对15个深层混源天然气样品的定量贡献。结果表明，不同地区或同一地区不同井及层段的天然气来源有差别，呈现主要来源于下伏气源岩和以垂向运移为主的源控型气藏特征，沙河子组和火石岭组、营城组、石炭-二叠系、登娄库组的源岩贡献平均分别为69.2%、16.2%、9.7%、4.8%。     

松辽盆地徐家围子断陷断裂变形特征及控藏机理

徐家围子断陷为“西断东超”的箕状断陷,伸展断裂和走滑断裂这2种性质断裂对天然气成藏具有明显的控制作用。伸展断裂系统在控盆同时控制有效烃灶分布,近SN向张扭断裂即徐西断裂与NNE向断裂共同控制了沙河子组煤层分布,形成有效烃源灶。走滑断层为火山喷发的通道,徐中断裂和徐东断裂控制营一段和营三段火山分布,与之相交的北北东向断裂有诱导火山喷发作用,交点位置火山规模最大。徐中断裂在泉头组沉积晚期到青山口组沉积早期再次强烈活动,右旋走滑变形使火山岩产生大量裂缝,特别是在断层交点处最发育,形成优质储层。徐东断裂此时无明显活动,优质储层不受裂缝控制。与此同时断裂强烈活动配合沙河子组气源岩大量生排气,成为气源断层,徐中断裂是最主要的气源断裂,由于岩性对接封闭作用,天然气主要分布在气源断裂下盘,因此,天然气围绕倾向变化的徐中断裂两盘呈“正弦曲线”状分布。反转断层和盖层控制天然气富集层位,火山岩顶面的“混岩”盖层品质好,在反转断层不发育区使天然气富集在火山岩储层中。反转断层发育区,易将火山岩中天然气调整到青山口组区域性盖层下的扶杨油层中聚集,调整期为明水组沉积末期。走滑断裂是天然气成藏的主控因素,明水末期没发生强烈反转是保存的关键。     

松辽盆地长岭断陷火山岩锆石U-Pb测年及其地质意义

火山岩是松辽盆地断陷期盆地充填的主体,其年龄的精确标定是认识盆地裂陷启动时间和地层划分对比的基础。系统采集了长岭断陷20件火山岩样品,进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析。锆石U-Pb测年结果显示,原定火石岭组的火山岩形成于110～119 Ma,应划归为营城组一段;原定营城组的火山岩形成于100～109 Ma,应划归为营城组三段。所选火山岩样品鉴定为安山岩、粗面岩、流纹质凝灰岩和流纹岩;在TAS图解中落入流纹岩、粗面岩以及粗面英安岩区域。两个年龄区间的火山岩具有相似的地球化学特征,如铕负异常和稀土配分曲线都为轻稀土富集的右倾斜型,进一步暗示了二者的亲缘性。作为松辽盆地南部最大的深层构造单元,长岭断陷的火山岩地层序列需要重新厘定;松南地区火山-裂谷作用起始于早白垩世晚期而非晚侏罗世,相应的盆地构造-沉积史和油气形成演化史也需要进一步认识。     

松辽盆地徐家围子断陷大型断裂带对天然气成藏的控制作用

解剖松辽盆地徐家围子断陷天然气藏的控藏要素对于该区下一步天然气勘探具有重要的指导意义,而过去较少从徐西、徐中、徐东三大断裂入手来开展这一研究。为此,在精细解释该区三维地震资料的基础上,根据上述三大断裂发育及分布特征,采用三大断裂与天然气成藏条件叠合分析的方法,探讨了三大断裂对天然气成藏与分布的控制作用。结果表明:1三大断裂共同控制了该区下白垩统沙河子组煤系烃源岩的发育,烃源岩存在3个厚度高值区(最大厚度可超过1 000m),气源供给充足,三大断裂为天然气向上覆各套储层中运移提供了输导通道;2三大断裂是徐家围子断陷地下岩浆在下白垩统营城组沉积时期向地壳浅部上侵的主要输导通道,其附近广泛分布火山岩体,并发育优质火山岩裂缝性储层;3三大断裂为火山岩中天然气的聚集提供了有效的遮挡条件,如果错断营一段火山岩圈闭的断裂两盘为火山岩储层与砂砾岩对接,断裂侧向封闭,则有利于天然气聚集成藏,钻探时为气层;当断裂两盘是火山岩与火山岩对接时,其侧向不封闭,就不利于天然气聚集成藏,钻探时为水层。     

徐家围子断陷营城组火山岩气藏储层特征

徐家围子断陷位于松辽盆地北部，火石岭、沙河子、营城期发育3个火山喷发旋回。其中营城组火山活动最为广泛，具有早晚两个主要喷发期，早期主要形成中酸性岩，晚期主要为中基性岩。其中流纹岩和流纹质（熔结）凝灰岩为主力产气储层。文章综合应用岩心观察、薄片鉴定、荧光元素分析、激光共聚焦等手段，对该区营城组火山岩岩石矿物学进行了细致研究，划分了两大类七亚类二十余种火山岩类型，并发现流纹岩和流纹质（熔结）凝灰岩普遍具有碱交代作用，发育有火山灰溶蚀孔和玻璃基质脱玻化球粒内微孔等特殊孔隙类型，同时对火山岩储层物性与岩石类型的关系进行了定量化研究，并且分析了岩性作为物质基础直接控制储层物性演化的作用。     

松辽盆地长岭断陷南部天然气成藏与富集特征

松辽盆地长岭断陷南部发育有营城组、沙河子组和火石岭组3套烃源岩,其中沙河子组泥岩有机质丰度高,为区内主力烃源岩。沙河子组主要分布在分割性较强的独立次凹中,生烃凹陷控制了天然气藏的分布,生烃潜力的大小控制了气藏的充满度。该区天然气具有多期充注成藏特点,后期存在二氧化碳气体的充注。天然气的有利富集带位于邻近生烃凹陷的前排构造和岩性圈闭发育带。