准噶尔盆地克拉美丽地区石炭系天然气来源

在分析准噶尔盆地克拉美丽地区石炭系2套烃源岩地球化学特征基础上,结合天然气组成及其伴生凝析油单体烃碳同位素特征,探讨了克拉美丽地区石炭系天然气来源问题。准噶尔盆地克拉美丽地区石炭系天然气主要为湿气,其中克拉美丽气田天然气为高成熟的腐殖型气,五彩湾气田天然气主要为成熟—高成熟的腐殖型气。根据烃源岩生烃潜力评价和热模拟实验分析,研究区石炭系松喀尔苏组下段与滴水泉组烃源岩以Ⅲ型腐殖型为主,少量Ⅱ型有机质,成熟度达到成熟—高成熟阶段,具备较好的生气潜力。在高温（440~560 ℃）热解阶段,2套石炭系烃源岩生成的天然气碳同位素值与克拉美丽地区天然气的碳同位素值较为一致,在600 ℃温度时,烃源岩总产气率大于150 kg/t_TOC,具有较强的生气能力。正构烷烃碳同位素组成特征显示克拉美丽地区石炭系气藏天然气及伴生凝析油主要为滴水泉组烃源岩及松喀尔苏组下段烃源岩混源。     

准噶尔盆地陆东—五彩湾地区石炭系烃源岩

陆东—五彩湾地区天然气具有典型的源控成藏特征,将露头资料、钻井资料和地震资料相结合,对陆东—五彩湾地区石炭系烃源岩的丰度、类型、成熟度特征进行了系统研究和评价。研究区石炭系烃源岩以深灰色泥岩和灰色泥岩为主,其次为凝灰岩、炭质泥岩、粉砂质泥岩和煤;上石炭统巴塔玛依内山组(C2b)烃源岩丰度高于下石炭统滴水泉组(C1d),下石炭统烃源岩的类型好于上石炭统;石炭系烃源岩成熟度高值区分布在滴南凸起西段—五彩湾凹陷一带,向南、北方向石炭系烃源岩的成熟度降低;石炭系烃源岩与火山岩的分布具有互补性,烃源岩呈东西向带状分布,烃源岩最发育区位于滴南凸起西段及其南部。图8表2参15     

克拉美丽气田油气成因及成藏特征

克拉美丽气田是近年来准噶尔盆地天然气勘探的又一重大发现,研究其油气成因及成藏特征对整个陆东地区下一步油气勘探具有指导意义。为此,对该区烃源岩进行了综合评价,认为滴水泉地区石炭系烃源岩有机质丰度高,已到高成熟演化阶段,具有较强生烃能力;通过对天然气组分、伴生原油碳同位素、轻烃及生物标志化合物特征进行综合分析,认为克拉美丽气田油气均属于腐殖型有机质来源的高成熟阶段产物,且原油碳同位素值具有从西到东变重的趋势;结合区域构造演化特征,指出滴南凸起存在“洼槽”,阻挡了东道海子凹陷油气运移至克拉美丽气田石炭系储层成藏,该气田的油气可能主要来自滴水泉凹陷西端的石炭系烃源岩;最后,建立了油气运移成藏模式,指出滴水泉凹陷周缘具有较大的勘探潜力。     

准噶尔盆地石炭系烃源岩特征及气源分析

对准噶尔盆地石炭系下石炭统滴水泉组烃源岩质量分析表明,该套烃源岩有机质丰度较高,有机质类型为Ⅱ₂—Ⅲ型,以Ⅲ型为主,烃源岩现处于成熟—高成熟阶段,是良好的气源岩,生气潜力较大。天然气地球化学特征对比表明,彩南及陆东—五彩湾石炭系天然气与盆地其它地区不同,其甲、乙烷具有较重的碳同位素值特征(δ13C₁>-33‰,δ13C₂>-28‰),表现出明显的偏腐殖—腐殖型母质来源,与石炭系烃源岩具有良好的对比关系。资源计算证实,石炭系油气资源丰富,勘探潜力很大,陆东—五彩湾、莫索湾及其北部是今后石炭系勘探的主要地区。      

准噶尔盆地石炭系烃源岩分布及地球化学特征

通过对准东和腹部97口钻井的统计分析,从石炭系烃源岩分布、有机质类型、丰度及热演化程度等方面对烃源岩进行了综合评价,研究了石炭系的生烃能力。石炭系烃源岩在准东和腹部地区分布广泛,以凝灰岩和沉凝灰岩为主。下石炭统烃源岩主要分布在滴水泉及五彩湾地区,为还原环境下腐泥—腐殖型好烃源岩,上石炭统主要分布在准东大井、帐北地区及石西、夏盐和五彩湾地区,为弱还原—还原环境下的成熟腐泥—腐殖型较好烃源岩。近几年,陆续发现了石炭系自生自储的油气,石炭系的勘探前景良好。     

石北凹陷三叠系油气源对比

在原油生物标志化合物及天然气组分碳同位素特征系统分析的基础上,对石北凹陷及周缘油气源进行了初步讨论。研究表明,石北凹陷三叠系油气地化特征与下石炭统滴水泉组腐泥型烃源岩地化特征较为相似,明确了下石炭统滴水泉组烃源岩是该凹陷主力烃源岩,具有较大的勘探潜力。     

克拉美丽气田有效烃源灶分布及其控藏作用

有效烃源灶的展布决定了油气勘探的领域。石炭系烃源岩与火山岩密切共生,地震资料品质受火山岩高速带屏蔽等因素的影响,准噶尔盆地克拉美丽气田的烃源灶空间分布范围争议较大。根据地球物理资料和大量的烃源岩分析测试资料,对克拉美丽气田的有效烃源灶的空间分布特征进行了详细的研究。研究表明,滴水泉凹陷、东道海子凹陷和五彩湾凹陷是卡拉麦里山前石炭系烃源岩的3个厚度中心,其厚度均大于450 m. 烃源岩有机质类型以Ⅱ型和Ⅲ型为主。成熟-高成熟烃源岩也主要分布在滴水泉凹陷、东道海子—五彩湾凹陷和三南凹陷。     

白家海-五彩湾地区天然气成藏特征

准噶尔盆地东部白家海——王彩湾地区处于多个生油凹陷交汇区，发育石炭系海陆交互相、二叠系平地泉组、三叠系小泉沟群湖相泥岩和侏罗系煤系地层等多套烃源岩。油气来自于多个生烃凹陷的多套烃源岩，具有先油后气，多期充注的特征。在石炭系塔木岗组、巴塔玛依内山组、三叠系烧房沟组、侏罗系八道湾组、三工河组和西山窑组均获得工业气流。东道海子北凹陷、昌吉凹陷深部二叠系平地泉组烃源岩已达到成熟-过成熟阶段，对白家海凸起的天然气贡献较大；五彩湾凹陷石炭系滴水泉组、巴塔玛依内山组烃源岩已达到成熟阶段。白家海凸起天然气主要分布在生气中心附近，近距离运移聚集成藏，五彩湾凹陷以石炭系自生自储的天然气藏为主。     

准噶尔盆地东部克拉美丽地区石炭系烃源岩研究

准噶尔盆地东部克拉美丽地区的勘探一直没有突破，是否存在有效烃源岩成为制约勘探决策的主要因素。文章在分析地表样品地球化学特征的基础上，运用有机相的方法研究和预测了石炭系烃源岩性质与分布，滴水泉组现今处于成熟到高成熟演化阶段，主要分布在克拉美丽山前五彩湾凹陷至陆粱隆起一带，推测乌伦古坳陷可能也存在对应分布，最大厚度可达700m以上；巴塔玛依内山组是一套以腐殖型干酪根为主的湖相好烃源岩，主要分布在北三台、吉木萨尔凹陷、五彩湾凹陷及乌伦古坳陷一带，厚度在100m以上；石钱滩组为成熟到高成熟较差海相烃源岩，主要分布在石钱滩凹陷，生油能力较差，以生气为主。石炭系烃源岩在侏罗纪-白垩纪末进入二次生烃高峰期和排烃期，较晚的生烃期对油气的保存较为有利，对石炭系烃源岩的油气勘探具有重要意义。     

陆东—五彩湾地区石炭系烃源岩成熟史差异与油气分布

对陆东—五彩湾地区石炭系烃源岩的成熟度差异性进行了分析,成熟度差异主要与烃源岩埋深、地层沉降隆升等构造运动有关。热演化史研究表明,该区石炭系烃源岩具有3个生烃高峰期,分别为二叠纪末、中侏罗世末和早白垩世末。不同地区烃源岩生烃时刻存在差异,燕山运动中期(早白垩世末)是石炭系烃源岩最终成熟和油气成藏的关键时期;烃源岩的分布控制了陆东—五彩湾地区油气的分布,烃源岩的成熟度控制了油气的组分。     

准噶尔盆地陆东—五彩湾地区石炭系火山岩油气藏成藏影响因素研究

以准噶尔盆地陆东—五彩湾地区石炭系火山岩油气藏为研究对象,利用烃源岩地球化学参数、储层物性和钻井等资料,对其生烃条件、储层特征及演化、油气运移方式和储盖组合进行了系统分析.研究认为：陆东—五彩湾地区主要发育滴水泉组和巴塔玛依内山组共2套烃源岩,有机质成熟度较高;储层物性较好,非均质性较强,不同类型储层物性差别较大;形成英安岩-凝灰岩、火山角砾岩-凝灰岩、玄武岩-泥岩和花岗岩-泥岩等4种储盖组合;油气主要以断裂和不整合面作为运移通道,储集于距石炭系顶面较近的风化壳储层中.     

准噶尔盆地滴北凸起天然气成因及成藏特征

滴南凸起发现储量达千亿立方米的克拉美丽气田,但滴北凸起目前仅发现小规模气藏,尚未获得重大突破。烃源岩综合评价认为,工区石炭系烃源岩分布广泛,有机质丰度高,成熟度较高,具有较强的生烃能力。下石炭统滴水泉组烃源岩有机质类型以Ⅱ2-Ⅲ型为主,上石炭统巴塔玛依内山组有机质类型以Ⅲ型为主。油气对比认为,滴北凸起的天然气应来自石炭系烃源岩,演化程度较高,在运移及成藏过程中混合有原地或油气藏附近侏罗系煤系地层低成熟的天然气,造成侏罗系天然气乙烷碳同位素较重、甲烷碳同位素较轻的现象。滴北凸起石炭系上部烃源岩成熟度较低,油气应来自滴北凸起深部及北面凹陷深部石炭系烃源岩。     

准噶尔盆地石炭系与二叠系主力烃源岩地球化学特征对比研究

重点对准噶尔盆地石炭系与二叠系主力烃源岩生物标志化合物分布特征,及单体烃碳同位素特征进行分析与对比。该盆地石炭系和二叠系烃源岩有机质丰度都相对较高,成熟度以西北缘与南缘较高,准东较低,各项参数均达到了烃源岩要求。盆地石炭系烃源岩生物标志化合物特征具有Pr/Ph值较高,伽马蜡烷含量低,C_29甾烷含量较高,而C₂₈甾烷含量较低的特点,生物标志化合物特征反映出石炭系烃源岩,形成环境为淡水湖湘,主要为Ⅲ型有机质。二叠系烃源岩Pr/Ph值整体较低,伽马蜡烷指数相对较高,且含有一定量的β-胡萝卜烷,C₂₈甾烷明显高于石炭系烃源岩,沉积环境主要为半咸水—咸水盐湖相,有机质类型为Ⅰ型、Ⅱ型。石炭系烃源岩有机质类型主要为Ⅲ型,其干酪根碳同位素组成较重,但单体烃碳同位素差别较大,母质来源和成熟度都影响着正构烷烃单体烃碳同位素的分布。二叠系烃源岩干酪根分布特征表明主要源岩有机质类型为Ⅲ型、Ⅱ型和Ⅰ型,其正构烷烃单体烃碳同位素的分布特征与干酪根碳同位素分布有较好的相关性,Ⅲ型有机质单体烃碳同位素组成较重,而Ⅱ型和Ⅰ型有机质单体烃同位素组成较轻;南缘二叠系烃源岩有明显的甲烷菌母质输入现象,干酪根、单体烃碳同位素组成和一些藿类化合物碳同位素组成都表现为较轻的特点。     

准东地区石炭系烃源岩特征及分布规律

准东地区石炭系有机质以腐殖型和混合型为主,具有烃源岩厚度大、有机质丰度较高及成熟度普遍较高的特征,总体为中等-好烃源岩。由于沉积环境和构造运动对有机质的丰度和热演化程度的影响较大,导致石炭系烃源岩的品质在纵向上和横向上具有差异性,表现为纵向上巴塔玛依内山组最好,横向上五彩湾凹陷和北三台地区最好。     

准噶尔盆地煤系烃源岩及煤成气地球化学特征

准噶尔盆地主要发育石炭系和侏罗系两套煤系烃源岩,形成与之相关的两类煤成气.石炭系煤系烃源岩有机质丰度高,有机质类型主要为Ⅲ型,成熟度高.侏罗系烃源岩分布广,厚度大,成熟度变化大,中下侏罗统是主力气源岩,资源潜力大.石炭系煤成气属干气,碳同位素较重,甲烷碳同位素组成在-30‰左右,乙烷碳同位素组成大于-28‰,为正碳同位素系列,形成自生自储气藏.源自侏罗系煤系烃源岩的天然气分布广,组分相对较湿,甲烷碳同位素组成变化较大,丁垸和丙烷发生倒转的现象较为普遍,反映出天然气的成熟度变化较大,同源不同阶的天然气混合造成重烃碳同位素偏轻.石炭系煤系天然气资源潜力大,是准噶尔盆地今后最主要的天然气勘探领域.源自侏罗系煤系的天然气分布范围广,南缘是今后侏罗系煤系天然气勘探的有利地区.     

新疆北部石炭系烃源岩发育模式及潜力研究

由于新疆北部石炭系烃源岩的沉积背景复杂、岩石类型多样,目前该区域石炭系烃源岩潜力的系统评价较少。通过对烃源岩沉积特征、地球化学特征、有机岩石学特征等进行分析,开展沉积有机相类型划分,建立了复杂成盆背景烃源岩发育模式,明确了有利烃源岩的分布规律。研究结果表明:下石炭统烃源岩主要沿残留洋和弧间盆地分布,以B、BC相为主,乌伦古地区和车排子地区均是有利烃源岩发育区;上石炭统海相烃源岩主要分布在西缘和吐哈地区,陆相烃源岩在陆东—五彩湾一带局限分布。该研究明确了新疆北部不同地区油气潜力差异性,为石炭系油气勘探提供了依据。     

准噶尔盆地石炭系烃源岩发育模式及地球化学特征

石炭系是准噶尔盆地油气勘探的重要层系,油气成藏具有明显的源控特征。查明石炭系烃源岩地球化学特征,对于精细厘定有效烃源岩,指导油气勘探具有重要的现实意义。系统采集露头和钻井烃源岩样品,采用总有机碳含量、岩石热解、饱和烃色谱-质谱、单体烃碳同位素和金管-高压釜生烃热模拟实验等分析手段,对烃源岩地球化学特征及生烃能力开展对比研究。结果表明:准噶尔盆地石炭纪残留洋(海)、弧后盆地、弧内盆地、海相裂谷环境和陆相裂谷盆地等沉积环境形成了5种烃源岩发育模式;不同环境的烃源岩表现出不同的地球化学特征,可分为5种类型,分别为乌参1井型烃源岩、滴水泉型烃源岩、扎河坝型烃源岩、滴西8井型烃源岩和五彩城型烃源岩;不同环境发育的烃源岩的生烃能力存在明显差异,其中,弧后盆地和弧内盆地烃源岩表现为强生烃能力,为优质烃源岩,其生成的油气是油气勘探的重要目标。     

准噶尔盆地东部石炭系烃源岩演化模拟

利用TSM盆地模拟软件,对准噶尔盆地东部石炭系烃源岩的埋藏史、热演化史和生烃史进行分析。结果表明,研究区的沉降中心从侏罗纪到新生代存在由南向北迁移,而后又南移的跷跷板过程。南部的吉木萨尔凹陷内巴塔玛依内山组烃源岩有2个关键的生烃期:侏罗纪末,该烃源岩的镜质体反射率(R_o)分布在0.6%～1.3%之间,新生代中晚期之后,R_o分布在1%～2%之间;北部五彩湾凹陷内滴水泉组烃源岩的关键生烃期为白垩纪末期,R_o大部分在0.7%～1.5%之间,处于生烃高峰期;北部石钱滩凹陷石钱滩组烃源岩白垩纪末则刚进入生烃门限,演化程度低。另外,生烃强度从层位上看,滴水泉组和巴山组相对较大,可达200 mg/g,而石钱滩组较小,最高只有40 mg/g。      

准噶尔盆地陆梁隆起东部滴北凸起天然气成因来源再认识

陆梁隆起东部地区是准噶尔盆地天然气勘探的主战场。目前,在滴南凸起及周缘已经发现了一批大、中型气田(藏)。位于滴南凸起以北的滴北凸起被多个生烃凹陷环绕,发育多套烃源岩层系,天然气成藏条件十分优越。研究基于滴北凸起9个天然气样品分子和稳定碳同位素组成,并与滴南凸起天然气地球化学特征开展对比研究,结合主要烃源岩层系的埋藏史和生烃史,全面系统地梳理了滴北凸起天然气成因来源及遭受的次生改造作用。滴北凸起天然气的成因来源复杂,主要存在3类天然气:第一类是上石炭统巴山组煤系烃源岩生成的高熟煤成气;第二类是下石炭统姜巴斯套组/松喀尔苏组海相烃源岩在高成熟阶段生成的油型气;第三类是原油遭受生物降解后形成的次生生物甲烷。滴北凸起原生热成因气现今处于高成熟阶段,其非烃气体含量、稳定碳同位素组成和热成熟度等特征都与滴南凸起天然气存在显著差别,天然气的成熟度与乌伦古坳陷烃源岩匹配程度更好,推断其来自乌伦古坳陷。     

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。