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。     

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     

准噶尔盆地东部石炭系天然气地球化学特征及成因

准噶尔盆地东部石炭系"自生自储"型油气藏具有多凹陷多套烃源岩晚期成藏特征,通过对准东地区石炭系天然气组成、同位素特征进行分析,研究石炭系天然气成因特征,追溯其源岩有机质类型和同位素范围,并结合石炭系烃源岩特征进行气源对比。准东地区石炭系所有天然气样品均为煤型气,陆东地区大部分表现为干气;而五彩湾地区天然气所有样品为湿气,部分样品表现为凝析油伴生气。陆东与五彩湾地区烷烃气碳同位素大多呈正序列分布,且乙烷碳同位素组成普遍偏重,但五彩湾地区天然气碳同位素组成均轻于陆东地区。滴水泉组和巴山组2套烃源岩有机质类型和时空分布差异性造成了陆东与五彩湾地区天然气组分和同位素组成明显不同,早石炭世仅在五彩湾地区发育局限海相环境的滴水泉组烃源岩,而巴山组烃源岩则发育于中晚石炭世火山活动间歇期,其广泛分布于准东地区各个陆内裂陷,陆东地区天然气主要来源于滴水泉凹陷的巴山组烃源岩,而五彩湾地区天然气则为五彩湾凹陷内滴水泉组和巴山组2套烃源岩混合来源。     

准噶尔盆地东部石炭系天然气勘探潜力

准噶尔盆地火山岩油气藏表现为西油东气的聚集特点,盆地东部吉木萨尔凹陷石炭系火山岩油气藏是勘探的潜在领域。前期该区石炭系烃源岩发育特征及火山岩储集体平面展布形态不清,依据盆地东部克拉美丽气田、五彩湾气田、北三台—吉木萨尔凹陷油气显示井的岩心、薄片鉴定,结合录井、测井、物性分析化验及试油成果资料,系统评价吉木萨尔凹陷石炭系烃源岩生烃潜力,指出火山岩储集体平面展布规律,综合分析成藏条件,总结成藏模式,为该区天然气勘探提供地质依据。结果表明,研究区石炭系存在多套烃源岩,其中松喀尔苏组b段（C₁s^b）烃源岩发育南、北两大烃源槽,南部烃源槽发育区以吉木萨尔凹陷最为有利：烃源岩厚度大、有机质丰度高,已达高成熟阶段,具备形成大中型气田的资源基础;储集体以爆发相火山角砾岩和溢流相安山岩为主,发育孔隙、裂缝双重介质的储集空间;此外研究区石炭系构造变形弱,盖层厚度大,保存条件好,烃源岩生气后沿断裂向上疏导就近运移至圈闭中聚集成藏,天然气勘探潜力大。     

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。     

准噶尔盆地东道海子凹陷二叠系平地泉组烃源岩特征

东道海子凹陷是准噶尔盆地二叠系重要的勘探领域之一，二叠系平地泉组是该区烃源岩发育的重点层系。通过对东道海子凹陷烃源岩分布及有机质地球化学特征分析，明确了平地泉组烃源岩生烃潜力及生成油气的类型。研究结果表明：(1)东道海子凹陷平地泉组烃源岩的Pr/nC17值为0.35～1.18,Ph/nC18值为0.23～0.81，显示其生烃母质主要为混合源，既有陆地生物的贡献，也有水体生物的贡献。(2)纵向上，平一段和平二段烃源岩质量最好，平一段的好—优质烃源岩占比为81.1%,TOC平均值为1.88%，平二段的好—优质烃源岩占比为62.5%,TOC平均值为1.55%，而平三段的好—优质烃源岩仅占30.2%。平一段和平二段烃源岩主要为Ⅱ型，占比分别为66.7%和48.4%，既可生油也可生气，平三段烃源岩质量较差，以Ⅲ型干酪根为主，具有一定的生气潜力；平面上，烃源岩从边缘区向凹陷区逐渐变好。(3)凹陷边缘区的烃源岩达到成熟演化阶段，凹陷区烃源岩埋深较大，达到高—过成熟演化阶段，该套烃源岩在埋深约为2 500 m时达到生烃门限，在埋深为4 350 m处达到大量排烃门限，而当埋深大于5 050 m时，进入大...     

准噶尔盆地滴西地区油气成因探讨

对准噶尔盆地滴西地区石炭系、二叠系和侏罗系烃源岩进行评价，同时对油气地球化学特征进行剖析，其目的就是弄清该区油气的成因及其分布规律，为下一步油气勘探提供有益的指导。采用油一岩、油一油对比的方法，应用碳同位素、生物标志化合物结合物性资料等对该区的油气进行分类，并对其成因进行探讨。油气源对比表明，该区原油分为两类：第一类原油来源于东道海子北凹陷和石南凹陷二叠系平地泉组烃源岩；第二类原油来源于东道海子北凹陷和石南凹陷石炭系烃源岩。天然气也分为两类：第一类天然气与第一类原油同源；第二类天然气来源于东道海子北凹陷和石南凹陷石炭系和侏罗系源岩，并以前者为主。     

东西准噶尔火山岩成因类型与油气勘探方向

东西准噶尔地区石炭系—二叠系火山岩已成为现实的油气勘探接替层系。勘探实践证实,石炭系—下二叠统火山岩油气成藏多遵循＂源控论＂;区域构造演化是通过控制石炭系生烃凹陷发育、烃源岩展布,进而控制油气成藏与分布。西准噶尔石炭系火山岩为一套海陆交互的中基性火山岩组合,具汇聚岛弧过渡壳火山岩的特点。东准噶尔石炭系火山岩为一套基性、中酸性岩石组合,具早期岛弧挤压、晚期板内伸展环境特征。二叠系火山岩均为碰撞期后板内伸展构造环境。石炭纪生烃凹陷与烃源岩主要发育于东准噶尔克拉美丽岛弧带前后缘,形成自生自储;二叠纪生烃凹陷与烃源岩主要发育于西北缘断裂带、东缘三塘湖弧后伸展盆地,分割性强,形成多套自生自储生储盖组合。围绕有效生烃灶继承性构造发育带—西准噶尔西北缘断裂带（克—百断裂带、红—车断裂带）、东准噶尔克拉美丽造山带（库普—三塘湖盆地、北三台凸起—吉木萨尔凹陷、大井—石钱滩地区）、北准噶尔（覆盖区）陆东—五彩湾地区与莫北凸起,是石炭—二叠系火山岩油气藏勘探方向及重要领域。     

三塘湖盆地石炭系烃源岩评价

三塘湖盆地石炭系烃源岩分布具有南厚北薄的特点,且以马朗凹陷和条湖凹陷的烃源岩厚度最大。烃源岩类型主要包括滨浅海相—海陆交互相的暗色泥岩、凝灰质泥岩和碳质泥岩。盆地内部石炭系烃源岩有机碳含量、生烃潜量及氯仿沥青A的含量均较丰富。干酪根稳定碳同位素值及岩石热解分析结果指示石炭系烃源岩有机质来源广泛,干酪根类型以Ⅱ型为主,也有少量Ⅰ型和Ⅲ型。大部分烃源岩样品实测镜质体反射率大于0.7%,对应的最大热解温度大于435℃,达到了有机质热演化的成熟至高成熟阶段。研究表明,三塘湖盆地石炭系烃源岩为一套好至极好的烃源岩,具有很高的生烃潜力。     

准噶尔盆地东北部石炭系碎屑岩天然气成藏条件及勘探方向

准噶尔盆地东北部石炭系是该盆地天然气重要勘探领域,但长期以来火山岩被作为主要勘探对象,而忽视了源储共生的碎屑岩勘探和研究,造成对石炭系碎屑岩成藏条件及勘探潜力认识不足。通过对东北部石炭系烃源岩评价、有效源灶刻画、碎屑岩储层评价、油气源对比及成藏模式构建等,取得了3点认识：(1)东北部石炭系发育滴水泉组、松喀尔苏组B段、石钱滩组3套优质气源岩,主要存在三南凹陷—滴水泉凹陷、五彩湾凹陷—大井地区、东道海子凹陷—白家海凸起3个烃源中心;(2)东北部石炭系发育砂砾岩、砂岩、浊积岩、云质岩、页岩等多类型规模储集体,总体属于低孔低渗—超低孔超低渗储层,2 900～4 500 m深度段存在溶蚀孔隙发育带;(3)油气源对比揭示3套气源岩对东北部天然气均有贡献,近源成藏特征明显,石炭系碎屑岩存在源内非常规和近源常规2类天然气藏,预测存在页岩气、致密砂岩气、常规天然气藏有序聚集的成藏模式。研究认识揭示盆地东北部石炭系碎屑岩源储配置条件优越,源内、近源碎屑岩天然气藏是该区重要勘探方向。     

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。     

准噶尔盆地石炭系成气潜力评价

本文通过对准噶尔盆地不同地区石炭系气源岩有机质丰度、类型及热演化程度的研究,证实石炭系是一套重要及现实的气源岩,其有利成气区主要分布于五彩湾凹陷、东道海子北凹陷东部、三台凸起及其以西的昌吉凹陷东斜坡,中拐凸起及石钱滩凹陷。     

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。     

准噶尔盆地克拉美丽气田油气源特征及成藏分析

通过对新疆准噶尔盆地克拉美丽气田烃源岩特征、油气来源以及天然气成藏过程的分析,并利用烃源岩分析技术、油气源对比技术和成藏综合分析技术等方法解释了克拉美丽气田的主力气源岩,初步明确了气田的成藏过程和形成主控因素。研究认为克拉美丽气田主力气源岩为石炭系烃源岩,油气成藏以近源为主,具有“早期聚集、晚期保存”的成藏过程,油气成藏经历了海西晚期、印支晚期和燕山中期的多期油气充注,不同地区油气成藏具有时序性。石炭系烃源岩展布、火山岩体展布和二叠系乌尔禾组区域盖层是克拉美丽大气田成藏的主控因素。     

应用TSM盆地模拟技术恢复准噶尔盆地东北缘石炭系烃源岩热演化史

准噶尔盆地东北缘石炭系发育多套烃源岩,恢复烃源岩热演化史对深化认识该区油气成藏过程具有重要作用。在盆地原型演化与烃源岩发育特征研究基础上,应用TSM盆地模拟资源评价系统建立了一维和三维盆地模拟模型,恢复了不同构造单元埋藏史、热史和烃源岩生烃演化史。准噶尔盆地东北缘各凹陷石炭系烃源岩生烃演化过程存在明显的差异,乌伦古坳陷石炭系烃源岩在石炭纪末进入低成熟演化阶段,二叠纪隆升造成烃源岩演化停滞,三叠纪末再次埋藏演化达二次生烃门限,现今处于过成熟生干气阶段（R_o>2.0%）;三南凹陷石炭系烃源岩在二叠纪进入低成熟演化阶段,现今处于高成熟演化生气阶段（R_o为1.5%～1.9%）;滴水泉凹陷石炭系烃源岩在三叠纪进入低成熟演化阶段,现今仍处于成熟演化生油阶段（R_o为0.8%～1.3%）。通过模拟计算获得了乌伦古坳陷石炭系姜巴斯套组烃源岩的累计生烃量为205.2×108 t,其中石炭纪末累计生烃量为103×108 t,是主要的生油高峰期;白垩纪末累计生烃量为184.4×108 t,是主要的生气高峰期。      

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。