酒泉盆地酒西坳陷主力烃源岩分布及对油气勘探的启示

酒泉盆地酒西坳陷属于勘探程度非常高的典型含油气坳陷,其中青西凹陷青南次凹是主要生烃凹陷。随着探井数量增多和勘探深度不断加深,揭露的下沟组下部和赤金堡组越来越多,为重新认识该凹陷主力烃源岩及其生烃潜力提供了十分有利的条件。通过对青南次凹30多口探井大量烃源岩样品系统的地球化学分析和研究发现：下白垩统不同层段烃源岩的有机质丰度由上至下逐渐增高,中沟组和下沟组上段为一般烃源岩,而下沟组中段、下段和赤金堡组烃源岩有机质丰度高,且以Ⅱ₁型有机质为主,属于好和很好的优质烃源岩。下白垩统烃源岩有机质丰度总体上呈现中部最高,南、北两端略低的趋势,优质烃源岩主要分布于凹陷中部-东北部地区,下沟组中段、下段和赤金堡组均为主力烃源岩,而凹陷南部只有下沟组下段和赤金堡组属于好烃源岩,也是南部主力烃源岩;青南次凹下白垩统下沟组中段处于大量生油阶段,下沟组下段处于生油高峰阶段,赤金堡组处于成熟生油窗后期-高成熟生成凝析油气阶段;下沟组中段、下段和赤金堡组烃源岩生成并排出了大量原油,是青西凹陷主力生烃源岩,青南凹陷北部和中部中-深层具有良好的油气勘探潜力。这一认识对酒西坳陷油气精细勘探部署具有重要的指导作用。酒西坳陷的实例对中国其他高勘探程度盆地的精细勘探与研究也具有一定的启示作用。     

酒西坳陷油源对比研究新进展

酒泉盆地酒西坳陷原油地球化学性质很相似，而烃源岩的性质较复杂。选择干酪根碳同位素、Pr／Ph和生物标志化合物比值等参数计算下白垩统3套烃源岩之间的相关系数，通过聚类分析，将下自垩统烃源岩分为6类，下沟组下段和赤金堡组上段烃源岩的相关性很好，而中沟组、下沟组上段和赤金堡组下段的烃源岩差异较大。根据6类烃源岩的热成熟度、碳同位素类型和生物标志化合物参数进行油源对比，确定酒西坳陷主要烃源岩是下沟组下段和赤金堡组上段有机质类型相对较好的湖相泥岩和泥灰岩。图4表2参10     

酒泉盆地酒西坳陷油气成藏控制因素与有利勘探方向

酒泉盆地酒西坳陷是典型的勘探程度非常高的含油气坳陷,其油气勘探潜力及有利的勘探区域是油气勘探决策面临的关键问题。通过酒西坳陷原油类型与油源的精细对比,厘定了不同类型原油分布的层系与区域,总结归纳了原油分布规律,探讨了油气运移与聚集成藏的控制因素,重新评估了油气资源潜力并预测了有利勘探区域。研究结果表明,酒西坳陷青南次凹中部地区存在低成熟、中等成熟和高成熟3类原油。低成熟原油仅分布在下白垩统下沟组上段和中沟组,中等成熟原油分布在下白垩统下沟组中段及以上地层,高成熟原油主要分布在深层下沟组下段与赤金堡组。青西凹陷南部的窟窿山构造带和北部的柳北构造带仅分布高成熟原油;鸭儿峡—老君庙—石油沟构造带和石北次凹西部斜坡带的古近系中仅分布中等成熟原油。青南次凹内部的油气以近源运移成藏为主,不同层段有效烃源岩的分布控制了油气的分布层位。窟窿山断裂和121断裂是控制凹陷内油气运移成藏的关键断裂,鸭509断裂是控制油气由青西凹陷向南部凸起运移的关键断裂。新近纪以来祁连山向北推覆挤压形成的背斜构造带为油气聚集成藏提供了有利的圈闭,青西凹陷不均衡沉降与抬升为油气由西向东高效运移创造了有利条件。酒西坳陷仍然具有良好的油气资源基础与勘探潜力。青南次凹中部的深层、南部窟窿山构造带东段和北部柳北构造带的中层—深层是寻找高成熟原油的有利区;鸭西及其以南地区是寻找中等成熟和高成熟原油的有利区;鸭南—庙南地区和鸭儿峡—石北次凹西部斜坡地区的古近系是寻找中等成熟原油的有利区;石北次凹中部—北部的深层是寻找赤金堡组自生自储成熟原油油藏的有利区。     

酒泉盆地酒西坳陷油气成藏控制因素与有利勘探方向

酒泉盆地酒西坳陷是典型的勘探程度非常高的含油气坳陷,其油气勘探潜力及有利的勘探区域是油气勘探决策面临的关键问题。通过酒西坳陷原油类型与油源的精细对比,厘定了不同类型原油分布的层系与区域,总结归纳了原油分布规律,探讨了油气运移与聚集成藏的控制因素,重新评估了油气资源潜力并预测了有利勘探区域。研究结果表明,酒西坳陷青南次凹中部地区存在低成熟、中等成熟和高成熟3类原油。低成熟原油仅分布在下白垩统下沟组上段和中沟组,中等成熟原油分布在下白垩统下沟组中段及以上地层,高成熟原油主要分布在深层下沟组下段与赤金堡组。青西凹陷南部的窟窿山构造带和北部的柳北构造带仅分布高成熟原油;鸭儿峡-老君庙-石油沟构造带和石北次凹西部斜坡带的古近系中仅分布中等成熟原油。青南次凹内部的油气以近源运移成藏为主,不同层段有效烃源岩的分布控制了油气的分布层位。窟窿山断裂和121断裂是控制凹陷内油气运移成藏的关键断裂,鸭509断裂是控制油气由青西凹陷向南部凸起运移的关键断裂。新近纪以来祁连山向北推覆挤压形成的背斜构造带为油气聚集成藏提供了有利的圈闭,青西凹陷不均衡沉降与抬升为油气由西向东高效运移创造了有利条件。酒西坳陷仍然具有良好的油气资源基础与勘探潜力。青南次凹中部的深层、南部窟窿山构造带东段和北部柳北构造带的中层-深层是寻找高成熟原油的有利区;鸭西及其以南地区是寻找中等成熟和高成熟原油的有利区;鸭南-庙南地区和鸭儿峡-石北次凹西部斜坡地区的古近系是寻找中等成熟原油的有利区;石北次凹中部-北部的深层是寻找赤金堡组自生自储成熟原油油藏的有利区。     

酒西盆地油气形成与勘探方向新认识(二)──烃源岩成烃演化与主力油源确认

酒西盆地各生油凹陷生油门限差异较大,下白垩统烃源岩的成熟度与上第三系和第四系沉积密切相关。可溶有机质转化率、镜质体反射率、热解、生物标志物特征等参数表明：青南凹陷中部的下白垩统烃源岩生油门限深度为４０００ｍ（相应的镜质体反射率为 ０ ６５％）,埋深 ４０００— ４４００ｍ为低成熟阶段,埋深 ４４００一５２００ｍ为成熟生油高峰阶段,因此中沟组烃源岩未成熟,下沟组上部烃源岩低成熟,下沟组下部和赤金堡组上部烃源岩处于成熟生油高峰阶段,赤金堡组下部烃源岩处于高成熟的凝析油－湿气阶段,目前尚无烃源岩达过成熟干气阶段。石北凹陷生油门限深度为３０００ｍ,只有凹陷内埋藏较深的赤金堡组烃源岩达到成熟生油阶段。烃源岩埋藏和演化历史分析揭示,下白垩统烃源岩在白垩纪末期埋藏均较浅,主要的生油期是晚第三纪以来,目前赤金堡组上部和下沟组下部烃源岩正处于生油高峰期,地质历史上只有一次生、排烃高峰。酒西盆地各油田原油十分相似,原油碳同位素和生物标志物特征等表明,下白垩统的水生有机质是形成石油的主要有机先质,赤金堡组是主要烃源岩,而下沟组是相对次要的烃源岩。图５（陈建平搞）     

酒泉盆地营尔凹陷有效烃源岩的确认及其展布特征

基于烃源岩生排烃基本原理,利用TOC含量与热解S₁,氯仿沥青"A"含量的关系确定了营尔凹陷下白垩统主要层段有效烃源岩的有机碳含量下限值,其中下沟组有效烃源岩的TOC含量下限值为0.8%,赤金堡组为0.6%。与单井的测井TOC含量预测成果相结合,识别并统计了单井有效烃源岩厚度,最终综合层序地层学和沉积相研究成果确定了主要层段有效烃源岩的展布特征。各层段的有效烃源岩均比较发育,其中以赤金堡组厚度最大,其次为下沟组上段。下沟组下段厚度总体偏低,但北部次凹有效源岩厚度最大亦可达250 m,南部次凹最大为200 m。      

酒西坳陷青南次凹烃源岩的热演化及生烃史

应用可溶有机质演化、岩石热解、生物标志物参数和镜质体反射率等方法对酒西坳陷青南次凹下白垩统烃源岩热演化史的研究表明:次凹的生油门限深度为4000～4100m,中沟组绝大部分现处于未成熟阶段,中沟组底部和下沟组上部处于低成熟阶段,下沟组下部和赤金堡组上部处于生烃的成熟阶段,赤金堡组下部则处于湿气-凝析油阶段。应用EasyRo(%)数值模拟软件对青南次凹地热史的研究表明,白垩纪与第三纪的古地温梯度分别为30℃/km和29℃/km。烃源岩生烃史具有如下特点:(1)青南次凹下白垩统烃源岩不存在二次生烃作用,其主要生油阶段为晚第三纪-第四纪;(2)下沟组下部和赤金堡组上部的烃源岩经历了油气大量生成的成熟阶段,是油气生成的主力烃源岩;(3)下沟组上部和中沟组的烃源岩层,有机质的热演化程度较低,对生烃的贡献不大;(4)赤金堡组底部的岩层热演化程度较高,但由于是一套较粗的碎屑岩,有机质丰度较低,生烃能力比较有限。     

松江盆地白垩系烃源岩地球化学特征及油源对比

松江盆地白垩系发育大砬子组和长财组两套烃源岩。通过对烃源岩及原油进行常规有机地化分析和生物标志化合物测试,研究了烃源岩和原油的地球化学特征并探讨油源关系。有机地化分析表明,其白垩系烃源岩有机质丰度高,Ⅱ₁-Ⅱ₂型有机质,低成熟-成熟。大砬子组烃源岩生烃潜力大,长财组次之。生物标志化合物分析表明,白垩系部分烃源岩和原油遭受了一定程度的生物降解作用。长财组烃源岩可分为3类,第Ⅰ和第Ⅱ类生烃母质以高等植物为主,为偏氧化的淡水和微咸水沉积,第Ⅲ类伽马蜡烷和β胡萝卜烷含量丰富,为咸水环境沉积。大砬子烃源岩为咸化的还原环境沉积,生烃母质为混合源。经油源对比表明,长财组下段原油来源于长财组第Ⅰ类烃源岩,长财组上段原油来源于第Ⅱ类烃源岩,而偏还原的大砬子组原油来源于大砬子组上段烃源岩。     

酒泉盆地营尔凹陷油—源地质分布关系

在酒泉盆地营尔凹陷白垩系原油基本物性、地球化学特征分析的基础上,主要利用饱和烃中甾、萜烷生物标志化合物指纹特征将原油分为A、B、C和D 4种类型,并明确不同类型原油的空间分布特征及其与烃源岩之间的亲缘关系。A类原油主要分布于中沟组,属于自生自储的未成熟—低熟油。B类原油为下沟组上段自生自储的正常成熟原油。C类和D类原油成熟度高于前两类,其中C类原油来自赤金堡组烃源岩,主要分布于赤金堡组和下沟组下段;D类原油属于赤金堡组和下沟组下段烃源岩生成的原油的混合,主要分布在下沟组下段和中段。不同类型原油平面上分层叠置且靠近断裂沟通位置,原油整体在长沙岭构造带聚集成藏。已发现的不同类型原油的分布明显受烃源岩、古隆起与砂地比分布等因素的控制,总体具有自生自储、汇聚成藏特征,层控特征显著。     

酒东盆地营尔凹陷下白垩统油源对比

营尔凹陷下白垩统存在3套烃源岩,分别为中沟组(K₁z)、下沟组(K₁g)和赤金堡组(K₁c),其中有效生油岩只有中沟组和赤金堡组。营尔凹陷的原油具有中等密度、高含蜡量和中凝固点的特征。通过油源对比,认为应以赤金堡组和下沟组下段2套源岩为勘探目标,而且下沟组下段的源岩具有很强的供油能力,勘探上更应重视。     

酒西盆地油气形成与勘探方向新认识（二）——烃源岩成烃演化与主力油源确认

酒西盆地各生油凹陷分隔性较强,烃源岩埋藏历史不尽相同,以往长期认为,下沟组是酒西盆地主力烃源岩,下白垩统烃源岩有身份个主要生油期（晚白垩世末,晚第三纪）,且生烃与排烃不同期,油气运移主要发生在晚第三纪,此外,还认为即使在同一凹陷很小的范围内,生烃门限度差别也很大,例如青西坳陷中部门限深度为３８００m,而边部仅２６００m,相差１２００m,石北凹陷中部为２２００m,边部仅１６００m,相差６００m,石北凹陷和青西坳陷则相差１０００－１６00m.     

酒西坳陷下白垩统新油源层研究

油源研究表明,酒西坳陷下白垩统有两类生物标记物特征差异较大的原油,即Ⅰ类原油和Ⅱ类原油。根据这两类原油生物标记物所指示的沉积环境、水体介质、可能的母源前身物和热成熟度等参数的对比及其所揭示的地质地球化学含义,Ⅰ类原油主要源于下白垩统下沟组泥质白云岩,青西凹陷下白垩统赤金堡组白云质泥岩和泥质白云岩是Ⅱ类原油的主要源岩。结合该区的地质条件分析结果表明,青西凹陷下白垩统赤金堡组是该区新的油源层。     

酒西盆地油气形成与勘探方向新认识（一）——基本石油地质条件及生油潜力

酒西盆地已有半个多世纪的勘探历程,发现了6个油田,探明石油储量约1×10     

酒西盆地油气形成与勘探方向新认识（三）——油气运移、成藏规律与勘探方向

红南凹陷和青西低凸起的发现使得对酒西盆地青西坳陷的地质结构有了新认识,虽然青西坳陷的凹陷面积减少了,但酒西盆地仍有可勘探潜力,然而,油气资源潜力及油气成藏规律如何？有利的勘探区域和方向在哪里？本文主要探讨酒西盆地油气运移和成藏规律,在此基础上提出新的勘探方向。     

廊固凹陷原油成因类型与分布规律

基于34个烃源岩与50个原油样品的分子生物标志化合物分析结果,研究了廊固凹陷主要油田的原油成因类型与分布规律。分析结果表明,沙河街组三段下亚段与沙河街组四段上亚段烃源岩有不同的分子生物标志化合物组合特征:沙河街组三段下亚段烃源岩陆源有机质的输入量较高且富含沟鞭藻类,沉积于淡水较强的还原环境;沙河街组四段上亚段烃源岩陆源有机质输入量较少且低等水生生物输入较多,沉积于咸水强还原环境。在油源对比基础上,结合原油分子生物标志物参数进行聚类分析,划分了3种成因类型的原油。第Ⅰ类原油来自沙河街组四段上亚段烃源岩,主要分布于牛坨镇凸起周边地区;第Ⅱ类原油来自沙河街组三段下亚段烃源岩,主要分布在凹陷偏北部的旧州—王居一带;第Ⅲ类原油来自沙河街组三段下亚段烃源岩与沙河街组四段上亚段烃源岩生成的混源油,以沙河街组三段下亚段烃源岩生成的原油为主,主要分布在凹陷东部的河西务构造带和曹家务—柳泉构造带南部的部分地区。廊固凹陷各油藏紧邻烃源岩聚集成藏,其分布规律受控于不同层段烃源岩的发育与分布。曹家务和中岔口地区是第一类原油下一步的有利勘探目标区域,柳泉构造带王居地区是第二类原油勘探潜力较大区域。