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.     

塔里木盆地寒武系—奥陶系海相烃源岩识别与分布预测

基于露头实测、探地雷达浅层地震测量、岩心分析、测井评价和地震追踪等,建立了海相烃源岩识别方法和流程,对塔里木盆地寒武系—奥陶系海相烃源岩进行重新识别和空间展布预测。结果表明,寒武系—奥陶系垂向上共发育4套烃源岩,分别赋存于阿瓦提凹陷和满加尔凹陷的下—中寒武统、塔东地区的下-中奥陶统黑土凹组、阿瓦提凹陷—阿满过渡带—满加尔凹陷的中-上奥陶统萨尔干组—吐木休克组—却尔却克组、阿瓦提凹陷至塔中地区的上奥陶统印干组—良里塔格组中。寒武系—奥陶系海相烃源岩的发育受海平面上升控制明显,分布具有鲜明的"等时异相"特征,即在同一时期,不同沉积相带沉积不同类型的烃源岩;烃源岩的形成还具有随碳酸盐岩盆地迁移而迁移,随陆源碎屑大量注入而消亡的规律。     

塔里木盆地下寒武统烃源岩沉积相研究及其油气勘探指导意义

塔里木盆地内多区块、多层系含油气,油气资源十分丰富。下寒武统烃源岩是塔里木盆地内非常重要的烃源岩,然而其分布研究十分薄弱,严重制约着有利勘探区带的选择。通过野外露头、钻孔资料与地震资料的综合研究,认为塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组沉积期沉积模式主要为缓坡模式,烃源岩优势发育在中下缓坡与深水陆棚相带。建立在资料点分析、地震剖面追踪基础上,识别出下寒武统烃源岩2个分布中心:其一位于北部坳陷内;其二位于塔西南坳陷的南缘,呈NW向条带展布。关于烃源岩的分布与已发现油气田/藏的平面分布吻合,为回答主力烃源岩问题提供了支撑性证据;同时结合继承性古隆起的分布,指明了满西低凸起、巴东地区与塔西南坳陷内烃源岩分布区是下一步原生油气藏勘探的有利区带。     

中国海相残留盆地油气资源潜力评价技术探索

从活动论构造历史观出发,应用“原型控源、叠加控藏”的研究思路,分析了古中国陆、古亚洲陆和新亚洲陆3个地史阶段中陆缘与陆内盆地的形成演化,探索了中国古生界海相残留盆地TSM盆地模拟资源评价技术。研究认为中国古生代海相盆地在纵向上主要发育下寒武统、中上奥陶统-下志留统和二叠系3套烃源岩。下寒武统烃源岩分布于被动大陆边缘靠陆一侧,中上奥陶统-下志留统烃源岩分布于台内坳陷,二叠系烃源岩分布于陆内裂陷-坳陷盆地,被动边缘坳陷是烃源岩最有利发育区。烃源岩主要包括碳酸盐岩和泥质岩两类。通过原型盆地约束下的地质作用-油气响应确定性数学模拟方法进行网络整合,提供油气资源评估和位置预测,从而评价了古生代海相盆地原型的发育和后期叠加改造演化的过程及其油气意义。该方法在华北地区上古生界烃源岩潜力的评价应用中,取得了较好的效果。     

华北地区东部寒武系—奥陶系沉积相特征及其对烃源岩的控制作用

华北地区东部下古生界寒武系-奥陶系发育潮坪相、局限碳酸盐台地、开阔碳酸盐台地、浅海陆棚、鲕粒滩和风暴沉积等沉积相类型；同时发育下寒武统的泥质烃源岩及中、下奥陶统的碳酸盐岩类烃源岩。这些烃源岩在纵向演化上受沉积相带变迁的控制，即在不同的沉积相带中烃源岩的发育不同，泥质烃源岩主要形成于浅海陆棚相；碳酸盐岩类烃源岩中的自云岩类烃源岩形成于云坪环境，灰岩类烃源岩形成于局限碳酸盐台地环境。研究区烃源岩分布特征分析表明，泥质烃源岩主要分布于合肥盆地，白云岩类烃源岩的分布则以东濮坳陷和临清坳陷为最好，灰岩类烃源岩的分布以黄骅坳陷和冀中坳陷为最好。     

鄂尔多斯盆地海相烃源岩系发育特征与勘探新领域

鄂尔多斯盆地油气勘探已进入储量发现高峰期,围绕延长组烃源岩的石油资源和来自上古生界煤系地层的天然气资源基本探明。随着盆地油气勘探的深入,急需寻找新的油气勘探接替领域。研究认为,古老海相烃源岩发育2套：即中上奥陶统海相碳酸盐岩烃源岩系和中上元古界海相碎屑岩烃源岩系。中上奥陶统海相烃源岩在不同海域有不同的特征。中奥陶统海相烃源岩发育于盆地东部华北海台内盐坳周边,以泥灰岩为主,单层厚度薄,但层系多,有机质丰度差-中等,高成熟度,有规模生烃潜力,对奥陶系盐下自源气藏有重要贡献。上奥陶统海相烃源岩主要发育于盆地西部和南部“L”型秦祁海槽斜坡相带,以泥页岩、泥灰岩为主,有机质丰度中等,累计厚度大,在天环凹陷上达到高-过成熟生气阶段,分布范围有限,在盆地西缘逆冲带上盘处于成熟生油阶段,生烃潜力较大。而中上元古界海相泥岩烃源岩系在邻区为有效烃源岩,以泥板岩为主,厚度大,有机质丰度中等,高过成熟度。在盆地本部甘陕裂陷槽新钻井中也有部分揭示。围绕2套海相烃源岩系分布的奥陶系海相碳酸盐岩和中上元古界深层海相层系是未来天然气勘探的2个新领域,其中5个有利勘探区带天然气勘探潜力大,有望形成天然气勘探接替区带。     

塔里木盆地特大型海相油田原油来源——来自深部低TOC烃源岩的证据与相对贡献评价

塔里木盆地海相原油被认为主要来自寒武系-下奥陶统和中-上奥陶统2套烃源岩,但何者为主长期以来存在争议。在前人研究工作的基础上,通过生物标志物对比、馏分碳同位素对比、单体烃同位素对比和碳同位素质量平衡模拟的综合研究,证实了塔北地区海相原油以中-上奥陶统烃源岩贡献为主,最大可达88%,不同地区贡献不同。然而,目前钻井证实的高丰度中-上奥陶统烃源岩分布局限,难以解释塔北地区已发现的广泛分布的特大型海相油田油气资源规模。通过干酪根元素随埋深变化、生烃潜力变化、古TOC恢复等多方面地质地球化学证据证实,塔里木盆地台盆区深部低TOC烃源岩发生过大量生排烃,并根据排烃门限、烃源岩地球化学和测井特征综合判识了有效低丰度烃源岩。在此基础上,采用生烃潜力法评价了塔里木盆地台盆区各成藏体系中-上奥陶统高丰度和有效低丰度烃源岩的排烃量。台盆区中-上奥陶统低丰度烃源岩排烃量为494.4×10⁸t,高丰度烃源岩排烃量为1 353×10⁸t,高、低丰度烃源岩的相对贡献比率分别为73.2%和26.8%。其中,塔北隆起轮南-英买力成藏体系中-上奥陶统烃源岩排烃量为327.7×10⁸t,高、低丰度烃源岩的相对贡献比率分别为59.8%和40.2%,表明低TOC烃源岩对塔里木盆地发现的特大型海相油田的形成具有重要贡献。     

潮水盆地侏罗系烃源岩地球化学特征及油气勘探方向

潮水盆地不同地区重要探井岩心和岩屑样品的系统地球化学分析揭示,潮水盆地侏罗系新河组发育规模性湖相优质泥质烃源岩,青土井组部分层段也出现湖相优质泥质烃源岩,其有机质丰度高、有机质类型好,主要为Ⅱ₁ — Ⅰ型,腐泥组含量高,为半深湖—深湖相沉积;青土井组和芨芨沟组还发育有机质类型较差的中等煤系烃源岩。新河组泥质烃源岩是盆地最主要的烃源岩,青土井组烃源岩是次要烃源岩。烃源岩热演化程度呈“北低南高,上低下高” 差异性分布特点,且烃源岩的成熟度与现今埋深基本呈正相关关系;盆地北部新河组处于未成熟—低成熟阶段,盆地南部则处于低成熟—成熟阶段;盆地北部青土井组处于低成熟阶段,盆地南部则处于成熟阶段;盆地南部金昌坳陷生油条件优于盆地北部红柳园坳陷和阿右旗坳陷。盆地南部金昌坳陷附近的构造高部位和坳陷内低隆构造部位及岩性圈闭发育部位是下一步油气勘探值得关注的主要方向,盆地北部红柳园坳陷和阿右旗坳陷的侏罗系烃源岩现今埋深较大的区域内的低隆部位和烃源岩内部则是寻找致密油藏的有利地区。     

塔中隆起区中-下奥陶统顶不整合面油气运移分析和勘探潜力评价

将塔里木盆地中央隆起区中-下奥陶统顶不整合面作为目标层系,选择对该层有油气贡献的中-下寒武统烃源岩和中-下奥陶统烃源岩,针对两套烃源岩分别建立运移模式。其中,中-下寒武统烃源岩距离中-下奥陶统顶不整合面的垂向距离较远,运移模式以垂向为主,且主要是沿着断裂分布;而针对中-下奥陶统烃源岩则应用侵入逾渗理论模型来模拟其对中-下奥陶统顶不整合面的贡献,分析表明中-下奥陶统烃源岩对中-下奥陶统顶不整合面的油气贡献以侧向运移为主。最后,综合两套烃源岩的油气贡献分析认为塔中地区为最好的油气潜力区。     

鄂尔多斯盆地南部平凉组烃源岩特征及其成烃演化分析

运用有机地球化学和有机岩石学相结合的方法,对鄂尔多斯盆地南部中奥陶统平凉组烃源岩进行了较系统的研究。研究区内平凉组烃源岩厚度平面分布特点为南厚北薄,纵向上岩性组合为上部灰岩、下部泥岩,下部烃源岩有机质丰度高于上部。烃源岩有机质类型属于Ⅰ—Ⅱ型,并以Ⅰ型干酪根为主。作为海相烃源岩成熟度研究的指标,海相镜质组反射率揭示研究区平凉组烃源岩成熟度为西低东高,现今主体处于成熟晚期—高成熟的演化阶段。通过PetroMod软件盆地模拟,并结合生烃热模拟实验结果综合分析,认为该区平凉组烃源岩于晚三叠世早期开始生油,中侏罗世末到达生油高峰,大规模生气期为早白垩世,具有一定的天然气勘探潜力。     

塔中隆起及邻区塘古孜巴斯凹陷生烃潜力分析

塔中隆起南坡钻井油气显示级别低,塘参1井烃源岩丰度指标又不能客观反映凹陷的生烃潜力,油源问题一直困扰塔中南坡油气的勘探。为此,从塔里木盆地烃源岩的区域演化、沉积相与有机质丰度的密切关系,提出海相碳酸盐岩有机碳评价下限为0.3％;认为塔中隆起及邻区塘古孜巴斯凹陷存在寒武系-下奥陶统和中上奥陶统二套优质烃源岩。其中,寒武系-下奥陶统烃源岩为广盆沉积,属中-好烃源岩;中上奥陶统呈局域性分布,有机碳平均在0.500-0.947％之间,属中等级以上烃源岩。     

塔里木盆地下古生界主力烃源岩分布

露头与钻探分析表明,烃源岩形成于不同的构造环境中.水进过程是各类构造环境中烃源岩发育的有利时期,从盆地伸展、稳定沉降到回返阶段烃源岩发育环境不断受到局限.伸展过程的广泛水进超覆最有利于烃源岩的大面积分布;稳定沉降过程烃源岩主要发育于台缘陆棚、台内坳陷环境;盆地回返过程只有台内凹陷、高能相带之后等闭塞环境有利烃源岩发育.沉积地层与构造演化研究表明,塔里木台盆区寒武系-奥陶系烃源岩经历了从盆地伸展到回返一个完整的开合过程,分别是寒武纪早期的伸展阶段、中寒武世-中奥陶世稳定沉降阶段和晚奥陶世-志留纪回返阶段,形成了3种不同特征的原型盆地.寒武纪早期是盆地伸展过程,最有利于烃源岩的发育.目前盆地北部坳陷带和南部盆缘带陆棚与盆地相发育区,是烃源岩发育的有利区.中、下奥陶世盆地东西分异,滿加尔凹陷及阿-满过渡带是台缘与局限盆地相发育区;晚奥陶世除台缘高能相带外,阿瓦提凹陷及阿满过渡带是灰质沉积的台内凹陷,是烃源岩发育有利区.因此台盆区不同部位主力烃源岩发育具有分异特点.     

南黄海古生代盆地原型演变与烃源岩发育特征

钻井及露头证实下扬子陆区发育下寒武统幕府山组、上奥陶统五峰组—下志留统高家边组、二叠系3套烃源岩。盆地发育时期的动力学环境决定该时期的盆地原型，盆地原型影响盆内岩相及烃源岩展布。幕府山组沉积时期，南黄海盆地表现为张裂背景下的被动陆缘克拉通盆地，盆地相及深水陆棚相呈环带状围绕古隆起或台地发育，为烃源岩发育优势相带，推测南黄海盆地中部隆起及北部幕府山组烃源岩发育较好；五峰组—高家边组沉积时期，南黄海盆地表现为挤压背景下的前陆盆地，盆地相、斜坡相、深水陆棚相由西北向东南依次呈条带状分布，盆地相、深水陆棚相为烃源岩发育优势相带，预测五峰组—高家边组烃源岩主要在南黄海地区中北部发育且有一定厚度；上二叠统龙潭组沉积时期，南黄海盆地表现为挤压背景下的活动大陆边缘坳陷型盆地，在该盆地中各沉积相带呈环带状分布，三角洲相、潮坪相、沼泽相为烃源岩发育优势相带，发育龙潭组品质中等—好的烃源岩；预测龙潭组烃源岩在南黄海盆地中部发育，是南黄海盆地古生界的次要烃源岩。      

论我国海相中上奥陶统烃源岩的形成条件——以塔里木盆地为例

在我国的华北、华南地区,尤其是西部的塔里木盆地,发育着面积辽阔、层位巨厚的下古生界海相地层,但关于塔里木盆地的古生界主力烃源岩一直有争议.本文根据两条有代表性的地表和两条钻井剖面的海相碳酸盐岩中碳、氧稳定同位素组成在中-上奥陶统的大幅度正向波动,认为这是当时全球范围大陆冰川作用的结果,这一时期有利于沉积有机质的保存.结合有机质丰度、成熟度指标,以及沉积相等地质因素综合分析,提出了塔里木盆地中-上奥陶统烃源岩发育的稳定同位素宏观证据.同时,论述了中-上奥陶统富含有机质的海相泥质岩作为我国下扬子地区及华北地台西缘海相下古生界寻找有效烃源岩重点层系的可能性与前提条件.     

塔里木盆地叠合演化与油气聚集

根据前人成果和石油勘探资料,对塔里木盆地进行了解剖,认为自寒武纪以来,它经历了寒武纪-志留纪-泥盆纪、石炭纪-二叠纪、三叠纪-侏罗纪、白垩纪-新生代等四大构造演化阶段.寒武纪-泥盆纪盆地演化阶段受周缘板块裂离与汇聚的控制,以碳酸盐岩、膏盐岩和碎屑岩建造为特征,盆地基底整体由早期的西高、东低向东高西低翘倾转变,中奥陶世末的构造事件形成了沙雅、塔中和塔西南古隆起,志留纪晚期的构造事件导致了盆地的整体隆升与剥蚀.石炭纪-二叠纪进入陆表海盆地和陆内坳陷演化阶段,以碳酸盐岩和膏泥岩建造为主要特征,整体表现为西南降、东北抬的构造格局.二叠纪沉积末的构造事件导致了盆地隆升与剥蚀,北部构造变形、剥蚀强烈.三叠纪形成了南、北山前坳陷和台内坳陷盆地,侏罗纪沉积主要在山前坳陷.自白垩纪-古近纪,盆地整体沉降,发生了海侵,逐渐形成大型陆内坳陷盆地,白垩纪末构造事件导致了巴楚隆起的初步形成和地层的剥蚀,新近纪晚期的构造事件形成库车、塔西南前陆盆地和中央隆起带.盆地叠合演化形成了中-下寒武统、中-上奥陶统、三叠系-侏罗系等多套富含有机质的烃源岩,与盆地内叠合联片发育的中-下寒武统膏泥岩、上奥陶统泥岩、石炭系膏泥岩、三叠系-侏罗系泥岩、煤系和古近系-新近系膏盐岩、泥岩构成了盆地内最佳的源盖组合,成为油气富集的基础.碳酸盐岩岩溶储层、碎屑岩中的砂岩储层与构造作用形成的圈闭形成了盆地良好的储-圈组合,成为油气富集的必要条件.盆地的多期叠合演化形成了台盆区下组合、中组合和山前坳陷区上组合三大勘探层系.勘探成果显示,古隆起、古斜坡和烃源岩的分布控制盆地内油气分布.     

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。     

塔里木盆地沙雅隆起与柯坪露头中上奥陶统地层对比及烃源岩分布

柯坪露头奥陶系地层是塔里木盆地大型碳酸盐岩台地的西延部分,两者经历了相同的沉积演化过程。以古生物资料为基础,通过碳同位素地层对比,认为沙雅隆起中奥陶统一间房组发育的中达瑞威尔阶碳同位素正漂移(MDICE)和上奥陶统良里塔格组内发育的凯迪阶早期古登伯格碳同位素正漂移(GICE),分别对应于柯坪露头萨尔干组下部和其浪组中下部的正漂移,推测其浪组上部存在加里东中期Ⅱ幕构造运动的不整合面,不整合面之上的其浪组和印干组地层对应于沙雅隆起上奥陶统桑塔木组。受早-中奥陶世全球海平面上升的影响,塔里木盆地北部中下奥陶统台地东侧表现为陡坡,台地厚度向西北逐渐减薄,沙雅隆起西北地区和阿瓦提-柯坪北部地区属于斜坡-盆地沉积体系。萨尔干组海相烃源岩主要由达瑞威尔阶中晚期凝缩段沉积构成,结合露头和沙雅隆起钻井电性特征,认为该套烃源岩在阿瓦提和沙雅隆起西北地区也有分布。良里塔格组沉积时期,柯坪、塔中和沙雅隆起小型碳酸盐岩台地之间的凹陷是GICE对应的良里塔格组烃源岩有利发育地区。印干组烃源岩分布范围最广,在阿瓦提和沙雅隆起均有分布。      

四川盆地及邻区奥陶纪构造-沉积环境与原型盆地演化

奥陶系是中国重要的海相碳酸盐岩层系。目前,在塔里木、鄂尔多斯盆地奥陶系发现一系列大型油气田,但在四川盆地奥陶系至今仍未取得突破。研究和恢复奥陶纪的构造-沉积环境是研究四川盆地及邻区的构造历史和预测奥陶系有利储集相带的基础。根据野外露头、钻井、测井、地震和地球化学资料,从周缘大地构造背景、沉积相、沉积充填、古地理、古生态、构造变形出发,将盆地充填演化与周缘隆起、海盆演化相结合,重建了四川盆地奥陶纪不同时期的构造-沉积环境,并探讨了隆起性质和原型盆地演化。四川盆地及邻区在奥陶纪表现为克拉通内坳陷和克拉通边缘坳陷相复合的盆地性质,周缘动力学环境经历了拉张→挤压的演变,主要体现在基底沉降以及隆起/隆升两种机制上。盆地周缘为克拉通边缘坳陷盆地,主要为深水盆地相。研究区中部为克拉通内坳陷盆地,经历了两次大的海平面升降旋回,沉积序列由下向 上表现为早奥陶世镶边台地→中奥陶世混积陆棚-镶边台地→晚奥陶世缓坡-深水陆棚相沉积。中奥陶世古华南海盆的消亡,华南板块陆内造山,导致川中隆起、黔中隆起等盆地边缘隆起不断隆升和扩展,海平面持续上升,至晚奥陶世五峰组沉积期,基底快速沉降,形成深水陆棚沉积环境,标志着盆地性质的急剧转变,结束了自震旦纪以来的碳酸盐台地沉积历史。     

塔里木盆地阿瓦提坳陷油气资源潜力分析

阿瓦提坳陷是目前塔里木盆地勘探程度最低的地区,区内及周缘已发现乌鲁桥油苗、志留系沥青砂岩等油气显示。通过对区域构造背景及其演化、主要烃源岩沉积背景及其地球化学特征的研究,明确阿瓦提坳陷及周缘发育潟湖相、陆棚—斜坡相2类沉积背景不同、地球化学特征有别的主力烃源岩。下寒武统玉尔吐斯组、中上奥陶统萨尔干组、印干组烃源岩以斜坡相为主,是与上升洋流有关的特高丰度烃源岩;中下寒武统则发育以潟湖相为主的较高丰度烃源岩。并提出了本区优质烃源岩的沉积发育模式及其沉积环境的判别指标。通过层序地层、地震相、沉积相研究,开展了层序地层格架下地震相、沉积相约束的烃源岩识别与预测。在典型油藏解剖、油气成藏条件综合分析的基础上,明确了阿瓦提坳陷及邻区有利勘探领域。