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ESEM2020型环境扫描电镜是在常规扫描电镜(CSEM)基础上发展起来的一项新技术。近年来，它在油气工业中的应用主要局限于油气储层方面的研究。作应用环境扫描电镜具有可持续升温和对样品进行定位观察的优点，对鄂尔多斯、塔里木盆地不同类型的地质样品进行了可视化生气动态模拟。结果表明：藻类体、沥青、镜质体以及煤等有机质富集的样品可在模拟过程中直接观察到样品生气的整个过程，并且，这种生气过程并不是连续不断地进行，而是阶段性的，是源岩幕式排烃的一种直观表现；同时，源岩经过高成熟阶段的生烃演化后，岩样中产生了微裂缝，这种显微结构的细微变化也是源岩生排气机理研究的直观依据。环境扫描电镜技术为气源岩生气潜力的评价提供了一种新手段。     

塔里木盆地优质气源岩特征

塔里木盆地优质气源岩(有机碳含量大于等于0．5％)主要赋存于寒武一奥陶系、石炭一二叠系、三叠一件罗系三大层系中,它们具有不同的平面分布规律和不同的岩石学、沉积学、有机地球化学特征。据现今的生烃产物类型评价,则包括了仅能生气的气源岩与既能生油、又能生气的油一气源岩两大类型,从而区别于四川盆地和鄂尔多斯盆地。研究结果表明,特定构造背景下的特殊沉积环境与源岩的有机质类型及其热演化程度三大因素决定气源岩的发育与否及其质量优劣。     

鄂尔多斯盆地西缘奥陶系烃源岩生烃能力评价

鄂尔多斯盆地西缘深水斜坡相沉积是海相烃源岩发育的有利区带。为此，在综合研究该盆地西缘奥陶系海相烃源岩有机地球化学特征的基础上，通过对不同岩性、不同有机质丰度和不同成熟度样品的系统地化分析与比对，评价了其生烃潜力。研究表明：鄂尔多斯盆地西缘奥陶系烃源岩有机质丰度总体偏低，泥质岩和泥质灰岩的有机碳含量高于质纯的碳酸盐岩；有机质性质、生（排）烃能力与有机质丰度关系密切，随着有机碳含量增加，干酪根类型变好，生（排）烃能力也增强；下奥陶统克里摩里组-中奥陶统乌拉力克组是该区相对有利的生排烃层段，也是下古生界的主力生烃层段。     

鄂尔多斯盆地西南部与中东部奥陶系马家沟组碳酸盐岩地球化学特征对比

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组碳酸盐岩是否能够作为有效烃源岩以及有效烃源岩的主要分布区域,这对中部气田天然气来源的认识至关重要。通过对比研究鄂尔多斯盆地西部、南部和中东部地区奥陶系马家沟组碳酸盐岩有机碳含量、氯仿沥青"A"含量以及饱和烃生物标志化合物特征,分析其与鄂尔多斯盆地马家沟组沉积环境的关系,认为鄂尔多斯盆地西部和南部以开阔海相沉积为主的马家沟组碳酸盐岩沉积于弱氧化—弱还原环境,有机碳含量普遍低,TOC值高于0.3%的有效气源岩所占比例低;中东部以咸化潟湖或台地蒸发沉积为主的奥陶系马家沟组碳酸盐岩沉积于强还原环境,有机碳含量高于西部和南部马家沟组碳酸盐岩,TOC值高于0.3%的有效气源岩所占比例较高,很有可能是中部气田奥陶系来源天然气,即油型气的主要烃源岩。     

鄂尔多斯盆地上古生界深盆气形成的气源条件研究

鄂尔多斯盆地石炭－二叠系海陆交互相含煤岩系是一套良好的气源岩，具有分布面积大、厚度中等、有机质丰度较高、有机母质类型以主要生气的腐植型为主、热演化程度较高、生气量大、“广布型”生气、生气强度中等、平均生气速率较慢、生气高峰期地质时代老等特点。这套气源岩的热演化生气可划分为两个阶段，即气源岩持续深埋的大量生气阶段（Ｊ－Ｋ１）和盆地抬升的缓慢生气阶段（Ｋ１末至现今）。其中，大量生气阶段无疑是上古生界天     

鄂南台缘坳陷奥陶系烃源岩地化特征

鄂尔多斯盆地南部渭北隆起早古生代是盆地南部台缘坳陷 ,奥陶系海相碳酸盐岩烃源岩发育。源岩厚度一般为 2 0 0～ 190 0m ,残余有机碳平均值 0 .0 1%～ 0 .43% ,氯仿沥青“A”平均值在 30ppm左右 ,与盆地中部区奥陶系烃源岩相比并不逊色。根据残余有机质丰度、干酪根热解、电镜扫描、稳定碳同位素和岩石热解等分析资料 ,综合烃源岩地化特征分析认为 ,研究区中、下奥陶统的碳酸盐岩地层为主要烃源岩 ,在盆地南部形成一个下古生界生气中心 ,源岩具有机质类型好 (Ⅰ、Ⅱ1型 ) ,有机质演化程度高 (高成熟—过成熟 )的特点     

碳酸盐岩气源岩有机质丰度分级评价标准研究

以塔里木盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地地质参数（地层、地史、热史）为例，分别计算了不同地质条件下单位面积碳酸盐岩的生气量及源岩和围岩各种形式的残留和耗散气量（吸附气量、油溶气量、水溶气量、扩散气量），进而根据物质平衡原理计算出有效排气量（有效排气量＝生气量-吸附气量-油溶气量-水溶气量-扩散气量），以排气量为指标给出气源岩分级评价的标准，并计算出其对应的有机质丰度，建立了塔里木盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地碳酸盐岩气源岩的分级评价表。经综合分析，归纳出我国碳酸盐岩有机质类型为II型的成熟气源岩“非、无效、差、中、好、很好”各级对应的TOC界限值分别为“0.2、0.4、0.7、1.0、1.5”。     

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马五段是鄂尔多斯盆地中部气田下奥陶统主力气源岩中的主力生烃层段。通过对比４口井２３个样品下奥陶统马五段气源岩氯仿沥青“Ａ”、氯仿沥青“Ｃ”含量，族组成及饱和烃馏分生成物标记化合物地化特征，认为该段气源岩氯仿沥青“Ａ”和氯仿沥青“Ｃ”具同源性，但前者成熟度略高于后者，前者含量及其总烃含量随样品有机碳值增高而增大；相反，后者含量及其总烃含量随样品有机碳值增大而减小；二者的沥青转化率和烃转化率都随ＴＯＣ值增大而变小。根据二者含量、总烃含量以及沥青转化率和烃转化率与样品有机碳关系的综合研究，提出马五段碳酸盐岩气源岩有机碳含量下限值可确定为０．０４％。最后认为，评价高、过成熟阶段碳酸盐岩大中型气田气源岩不仅要依据有机质丰度的高低，氯仿沥青“Ａ”的数量和质量，还必须考虑到氯仿沥青“Ｃ”的数量和质量，此外还要结合沥青转化率和烃转化率加以综合判识。     

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区上古生界气源岩分析

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区上古生界天然气来源问题一直存在争议。在烃源岩沉积环境、分布特征分析的基础上,讨论了烃源岩的评价方法和标准,利用有机质类型、丰度、成熟度及生烃强度,开展烃源岩评价,确定了主力气源岩层位及分布特征。结果表明：研究区气源岩主要为上古生界太原组及山西组煤系烃源岩,岩性为煤层、炭质泥岩、暗色泥岩,其中煤层为主要的烃源岩;沉积相控制源岩展布,地质历史时期泥炭坪、扇三角洲平原、冲积扇扇缘沼泽等环境煤层发育好,泥岩厚度大;煤层有机质丰度高,炭质泥岩次之,暗色泥岩最差,参照煤系源岩评价标准,区内烃源岩为较好—非常好的烃源岩;研究区镜质体反射率值分布于0.6%~1.8%之间,呈由北向南增大趋势,全区进入生气阶段,泊尔江海子断裂附近及以南进入大量生气阶段;研究区内生气强度主要介于(10~40)×10⁸ m³/km²之间,具备形成大气田的气源条件。因此,研究区天然气来源具有原地性的特征,泊尔江海子断裂南部烃源岩优于北部烃源岩。     

河套盆地呼和坳陷浅层生物气气源条件分析

通过对呼和坳陷第四系及新近系上新统的沉积相、产气状况及气源条件研究,证实了生物气的存在,认为河套盆地呼和坳陷第四系具有浅层生物气形成的基本地质条件, 气源岩厚度大,有机碳含量为0.49%,有机质类型以混合型、腐殖型为主,少量腐泥型,有机质未成熟,目前正处于生物化学生气阶段。同时,还探讨了影响生烃能力的环境因素,认为呼和坳陷地球化学环境良好,具有生物气富集成藏的物质基础和较大规模的生气能力。     

鄂尔多斯盆地中西部马家沟组碳酸盐岩不同沉积相有机地球化学特征

鄂尔多斯盆地中西部马家沟组浅水碳酸盐沉积体系可分为滩相、开阔台地相、局限台地相和蒸发台地相等四个相带 ;本文主要讨论了该地区不同相带的有机质丰度、可溶有机质族组成及其生物标志化合物特征。研究表明 ,局限台地相有机质丰度相对较高 ,富含饱和烃和芳烃 ,正构烷烃轻组分含量相对较高 ;滩相有机质丰度相对较低 ,富含非烃和沥青质 ,正构烷烃重组分含量相对较高。这与局限台地相有利于有机质保存的水动力条件和烃类运移有关。研究表明局限台地相生烃潜力较高 ,是油气源岩良好的分布区 ,而滩相为颗粒灰岩 ,孔隙发育 ,非烃和沥青质所占比重较大 ,是良好的储集带     

鄂尔多斯盆地南部奥陶系沥青及古油藏生气潜力

鄂尔多斯盆地南部地区奥陶系固体储集层沥青分布较为普遍但不均匀。岩心观察和镜下薄片鉴定表明,奥陶系固体沥青平面上主要分布在永参1井—旬探1井—淳探1井—耀参1井区,剖面上主要集中在马家沟组马六段顶—平凉组底部和马三段顶—马四段底部;其赋存形式常见有3种:赋存于裂缝、晶间孔和溶蚀孔隙/缝合线中。结合光性特征和沥青反射率分析,确定该区发育两期充注的沥青。固体沥青的数量、富集程度和热模拟实验资料证实了研究区古油藏的存在,其可分为3类:马六段孔隙充填型、马三段—马四段孔隙充填型和亮甲山组古油藏(?)。沉积环境分析表明古油藏烃源岩(平凉组泥页岩)发育于中奥陶世的深水斜坡沉积环境。依据固体沥青含量和古油藏的地质特征评价古油藏生烃潜力,总裂解生气量约为3.6×1012~7.7×1012m3,为南部地区奥陶系成藏提供了充足的气源。图9表2参13     

论鄂尔多斯盆地下古生界烃源岩的成藏演化特征

鄂尔多斯盆地中东部广布的下奥陶统马家沟组碳酸盐岩形成于动荡、富氧的古地理环境,因而其有机质丰度低,有机质类型差,生烃潜力低,不能成为有效烃源岩。地质和地球化学分析证实,盆地西、南缘台缘深水斜坡相的中奥陶统平凉组存在优质海相烃源岩,其形成的油气最早富集在中央古隆起及其周围;伴随着中央古隆起带轴部的向东迁移和早白垩世末盆地西倾大单斜的定型,平凉组烃源岩在早白垩世生烃高峰期生成的天然气和早期古油藏裂解气,由中央古隆起带向北东方向发生二次运聚,最终在盆地中部奥陶系马家沟组风化壳中聚集成藏,即形成靖边大气田。这一过程包含了油藏、油气共存和气藏3个成藏演化阶段,也证实了盆地西、南缘平凉组烃源岩是靖边气田油型气的主要来源。     

烃源岩生烃潜力的恢复探讨──以鄂尔多斯盆地下奥陶统碳酸盐岩为例

烃源岩生烃潜力的不同恢复方法(热模拟实验法、元素法、降解率法、动力学法)都限于干酪根降解生烃理论的范畴。原始有机质类型较好、烃产物平均H/C较低以及高成熟烃源岩中间生成的液态烃排出较完全时,计算出的有机碳恢复系数要比相反的情况大很多。生烃量的计算是否准确依赖于上述条件确定得是否合理。生烃潜力恢复结果表明鄂尔多斯盆地下奥陶统碳酸盐岩是较差的烃源岩。     

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。     

烃源岩生烃潜力的恢复探讨──以鄂尔多斯盆地下奥陶统碳酸盐岩为例

烃源岩生烃潜力的不同恢复方法(热模拟实验法、元素法、降解率法、动力学法)都限于干酪根降解生烃理论的范畴。原始有机质类型较好、烃产物平均H/C较低以及高成熟烃源岩中间生成的液态烃排出较完全时,计算出的有机碳恢复系数要比相反的情况大很多。生烃量的计算是否准确依赖于上述条件确定得是否合理。生烃潜力恢复结果表明鄂尔多斯盆地下奥陶统碳酸盐岩是较差的烃源岩。     

鄂尔多斯盆地马家沟组盐下碳酸盐岩烃源岩分布特征

针对鄂尔多斯盆地中东部盐下奥陶系内幕天然气自生自储特征及其相应烃源岩发育不清的实际,利用地球化学与测井技术相结合的方法,分析了研究区奥陶系盐下烃源岩的分布特征。奥陶系马家沟组马五₆亚段膏岩最为发育,分布最为广泛,该膏岩层之下发现的自生自储天然气出气点表明了海相碳酸盐岩烃源岩具有一定的生排气能力。研究表明:研究区马家沟组盐下碳酸盐岩烃源岩有机质丰度总体偏低,测试的有机碳含量平均值约为0.2%,大部分低于0.5%;岩石热解T_ma 平均值达484℃,处于高成熟—过成熟阶段。平面分布上,盐下碳酸盐岩烃源岩有机碳含量在西部相对较高,向东逐渐降低;有机碳含量在北部相对较高,向盆地中部降低,最南部略有升高。研究区存在3个相对较好的烃源岩有利分布区。     

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。     

鄂尔多斯盆地马家沟组烃源岩有效排烃有机质丰度下限探讨——以龙探1井为例

烃源岩残余有机碳含量下限值是划分有效烃源岩的重要指标之一。目前关于碳酸盐岩有效烃源岩有机碳含量下限值主要由经验分析来确定,取值高低存在比较大的分歧。鄂尔多斯盆地马家沟组碳酸盐岩热演化程度高、有机质类型好。笔者针对马家沟组烃源岩生成油气具有近距离运聚的成藏特征,从烃源岩吸附气定量分析出发,结合典型井不同有机碳含量的烃源岩排烃史模拟计算,综合分析认为以0.25%作为高成熟—过成熟碳酸盐岩有效排烃的烃源岩残余有机碳含量下限值。