寒武、奥陶纪海平面变化与烃源岩发育关系——以塔里木盆地为例

文章研究了寒武-奥陶纪海平面变化与烃源岩发育的关系，并探索其烃源岩的发育模式和分布规律。认为海平面变化和地壳沉降才是烃源岩发育决定性因素，其烃源岩发育模式：泥质类烃源岩主要形成于广海陆棚-半深海盆地，处于深水沉积背景；陆棚相泥质烃源岩，其形成与上升洋流的作用有关；半深海相烃源岩的形成是由于深水缺氧，沉积速率低，使得有机质富集；碳酸盐岩烃源岩分布于盆地中西部，与膏岩、盐岩有着密切的共生关系。     

塔里木盆地寒武系沉积模式与烃源岩发育

综合利用露头、钻井和地震资料,解剖了塔里木盆地中下寒武统沉积特征,并建立其沉积模式,预测烃源岩的分布。研究认为,塔里木盆地寒武系发育缓坡和台地—陆棚2种沉积模式,沉积演化总体上呈台地前缘斜坡由缓至陡、坡度由小到大的变化趋势。结合寒武系沉积格局以及烃源岩的沉积构造、岩性组合、矿物成分与成烃生物特征,认为寒武系有效烃源岩主要形成于深水陆棚环境。成烃生物与深水陆棚沉积环境协同演化,表现为深水陆棚泥质区以底栖藻生物相占优势,而深水陆棚钙质区以浮游藻生物相占优势。深水陆棚相在整个寒武纪期间不断发生空间上的变迁,形成了纵向上叠置、平面上交错的烃源岩分布特征。肖尔布拉克组下部黑色薄层泥质灰岩发育于深水陆棚相,沉积环境暗示这套岩性组合可能是塔里木盆地西部地区一套有效的烃源岩。     

塔里木盆地寒武系烃源岩沉积环境再认识

寒武系烃源岩是塔里木盆地海相油气最主要的来源之一,长期以来对该套烃源岩发育的沉积环境表述多样,对于极少资料控制的烃源岩预测带来诸多不确定性。利用露头和新的钻井、地震资料,在震旦纪—寒武纪成盆作用分析的基础上,通过沉积结构及成烃生物组合研究寒武系烃源岩发育的沉积环境,进而约束下寒武统烃源岩的分布。研究认为,塔里木盆地寒武纪西“台”东“盆”的沉积格局,经历了早寒武世缓坡到中-晚寒武世弱镶边台地的演化,下寒武统泥质烃源岩主要分布于中-外缓坡。与盆地东部下寒武统西山布拉克组烃源岩一样,盆地西部下寒武统玉尔吐斯组-肖尔布拉克组下段烃源岩的成烃生物组合表现为由底栖藻类占优向浮游藻类占优的转变,与早寒武世海进-海退沉积序列相对应。塔里木盆地寒武系烃源岩主要发育于深水陆棚环境,可进一步划分为陆棚相泥质烃源岩和陆棚相碳酸盐质烃源岩,前者以底栖藻类生物相占优势,后者以浮游藻类生物相占优势,海平面升降变化导致两类烃源岩具有叠加、交错的分布特征。     

塔里木盆地中上奥陶统碳酸盐岩烃源岩沉积环境

塔里木盆地中上奥陶统碳酸盐岩烃源岩在同一时期不同的沉积环境(台缘斜坡、台地内凹陷、陆棚、深海盆地等) 中均有发育。根据沉积相带与沉积环境的不同, 可将烃源岩划分为在不同沉积环境中发育的4 种类型烃源岩: 台地边缘灰泥丘型烃源岩、台地内凹陷型烃源岩、深水缓坡与陆棚型烃源岩、深海盆地型烃源岩。灰泥丘型烃源岩发育在上奥陶统台地边缘带, 其他3 种类型烃源岩在寒武-奥陶系均有分布。分析中上奥陶统烃源岩沉积环境, 重要的是寻找碳酸盐岩台地边缘、台地内凹陷边缘, 从而能够确定台缘斜坡、台地内凹陷、陆棚等烃源岩沉积环境。通过在地震剖面中识别台地边缘, 并结合识别生物礁丘的发育位置, 可最终确定台地边缘、台内凹陷边缘带, 因此, 从某种意义上说, 生物礁的分布对烃源岩的分布具有重要的指示意义。     

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。      

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.     

塔里木盆地寒武系两类优质烃源岩及其形成的含油气系统

寒武系烃源岩是塔里木盆地主要烃源岩之一,包括泥页岩和碳酸盐岩。泥页岩类烃源岩有机碳平均含量为1.87%,发育于欠补偿盆地环境,主要分布于盆地的东部,有效厚度120～415m;碳酸盐岩类烃源岩有机碳平均含量为0.42%,发育于台地内的蒸发泻湖环境,主要分布于盆地西部,有效厚度288～324m。两类烃源岩形成了不同的油气系统,盆地相泥页岩类烃源岩的油气系统以满加尔凹陷为生烃中心,储层主要为寒武系-奥陶系碳酸盐岩和志留系、石炭系、三叠系和侏罗系砂岩;台地相碳酸盐岩烃源岩油气系统的生烃中心可能在巴楚凸起一带,主要储集层为下奥陶统和石炭系。     

塔西南坳陷寒武系玉尔吐斯组烃源岩分布特征

塔西南坳陷寒武系玉尔吐斯组烃源岩分布及发育模式认识是油气成藏的关键因素。利用盆地大测线恢复震旦纪末盆地古地貌,结合盆地内钻穿寒武系的11口钻井揭示信息,对比塔西南坳陷与北部坳陷震旦系—寒武系地震相特征,认为震旦纪末巴楚—麦盖提斜坡地区抬升,沉积水体较浅,在基底之上沉积了一套潮坪沉积,以其作为碳酸盐岩枢纽带南北两侧的塔西南坳陷和北部坳陷均发育震旦系—寒武系;震旦系沉积之上往往有寒武系玉尔吐斯组沉积,玉尔吐斯组的沉积与基底古地貌有关,基底隆起高部位无沉积。研究认为塔西南坳陷原地有玉尔吐斯组烃源岩发育,在麦盖提斜坡分布局限,受控于早加里东期正断层形成的洼槽,坳陷中段裂陷槽内烃源岩最为发育;昆仑山前区发育盆地相寒武系烃源岩,分布于震旦系楔状体之上,可与满加尔凹陷烃源岩发育特征对比。     

青藏高原羌塘盆地海相烃源层的沉积形成环境

羌塘盆地是青藏高原一个最大的中生代海相残留盆地。上三叠统在南、北坳陷为次深海盆地相沉积,发育一套黑色页岩烃源层;下侏罗统和中侏罗统下部为半温暖半干热—温暖炎热气候,在南坳陷南部局部地区也发育了浅海—次深海盆地相黑色页岩烃源层;中侏罗统中部和上侏罗统下部海侵规模扩大,以碳酸盐岩台地沉积为主,台地凹陷是形成烃源岩的主要场所;中侏罗统上部是一套滨海—浅海碎屑岩沉积,泻湖亚相页岩和前三角洲亚相泥岩为主要烃源岩。羌塘盆地中生界海相烃源岩的沉积发育特征与国内外碳酸盐岩大油气田的烃源岩发育特征基本一致,主要是深海—次深海盆地相沉积的黑色页岩、台地凹陷沉积泥灰岩和页岩、泻湖亚相或前三角洲亚相等沉积的页岩(油页岩)和泥岩。      

中国海相碳酸盐岩层系有机质生烃理论新解

以塔里木盆地海相碳酸盐岩层系为重点,研究烃源岩发育与油气藏之间的关系,探讨中国高热演化程度、低TOC值(小于0.5%)海相碳酸盐岩层系作为烃源岩的可能性及其生烃机理。通过对塔里木盆地烃源岩分布与塔河油田油气藏的匹配关系、烃源岩成烃生物组合及其与油气藏的地球化学特征对比分析,建立海相碳酸盐岩烃源岩成烃物质评价方法。研究得出塔里木盆地塔河油田原油并非来自泥质烃源岩,而具有来源于碳酸盐岩烃源岩的明显特征,进一步揭示高热演化碳酸盐岩中被低估的生烃物质(有机酸盐)及碳酸盐岩中优质成烃生物组合是高热演化碳酸盐岩可以作为烃源岩的关键,有机酸盐具有高温裂解成烃、主体成气和成烃转化率高的生烃特征。塔里木盆地寒武系—中下奥陶统有效碳酸盐岩烃源岩的发育模式以陆棚模式为主。     

论四川盆地奥陶系天然气勘探

四川盆地奥陶系的天然气勘探一直未取得较好成效。为此,分析了奥陶系2组烃源岩(灯影组、九老洞组)的生油气条件:①灯影组具有生油条件,唯其时代久远,埋藏一般较深,有机质已演化到过成熟阶段(Ro2%),所生成的石油皆已裂解为天然气;②九老洞组烃源岩生气强度十分可观,以成都、乐山、自贡与资阳地区为最丰,生气强度为20×108～230×108m3/km2。通过储层物性、缝洞分析(古岩溶缝、洞穴的发育分布,古岩溶的演化,裂缝作用)及盖层条件分析,结合该区雅安—龙女寺古隆起、天井山古隆起、泸州古隆起与油气的生成关系分析结果,认为在奥陶系找气仍有较好前景,并提出了勘探建议:盆地中、西部的弧形地带,即从广元经南充、华蓥山—乐山,以及加里东期形成的泸州古隆起和威远巨型穹隆背斜构造,皆是奥陶系下一步勘探的有利区块。     

塔里木盆地海相碳酸盐岩与油气

塔里木盆地碳酸盐岩主要分布于台盆区寒武系-奥陶系，它既可以作为油气的储层和源岩。也可以作为油气的盖层或遮挡体。碳酸盐岩主要发育于碳酸盐岩台地相和斜坡相之中，其中开阔台地及台地边缘坡折带的生物碎屑滩和砂屑滩、局限台地的自云岩坪是主要的储集相带。潜山溶孔溶洞型自云岩、石灰岩及礁滩复合体中的生物碎屑灰岩、砂屑灰岩、鲕粒灰岩、礁灰岩以及潮坪自云岩是主要的储集岩。寒武系-下奥陶统、中-上奥陶统都发育有较好的碳酸盐岩烃源岩。根据油气的分布与聚集特点，对碳酸盐岩油气藏作了分类。论述了塔里木盆地碳酸盐岩油气勘探的前景和重要目标。     

塔里木盆地石炭系生烃潜力的模糊数学综合评价

运用石油资源量定量评价的一种新方法——模糊数学法,对塔里木盆地石炭系烃源岩不同沉积有机相的生烃潜力进行评价预测,该方法不同于前人常用的盆地模拟法、趋势面分析法、干酪根降解动力学法等,它是将地质变量作为模糊变量,用模糊数学的原理进行计算。将石炭系烃源岩的厚度、有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度及沉积有机相作为模糊变量,计算不同沉积有机相烃源岩生烃潜力。计算结果表明,开阔台地沉积有机相和半闭塞台地沉积有机相生烃潜力最大,蒸发台地沉积有机相和开放泻湖沉积有机相的生烃潜力次之,并根据计算结果,指出塔里木盆地西部石炭系烃源岩发育,在合适的构造条件下最有可能钻遇石炭系自生自储自盖式的大油气藏,同时应重视塔里木盆地东部地区石炭系泥质烃源岩的生烃贡献。     

羌塘盆地上侏罗统索瓦组沉积体系及生烃潜力

晚侏罗世索瓦组沉积时期羌塘盆地为一套海相沉积,主要发育有三角洲,碳酸盐台地,沉水沉积等沉积体系。盆地由北向南水体逐渐加深,依次出现海陆过海三角洲相,局限台地相,开阔台地相,台缘滩（礁）相和盆地相沉积。主要物源来自盆地北部隆起区,盆地中央隆起区为次要物源区。有机地球化学分析表明,该区盆地相,局限台地相和开阔台地相带中烃源岩有机质丰度较高,母质类型以I2型为主,具备良好生烃潜力。     

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。     

尼日尔Moul凹陷白垩系Yogou组海陆过渡相沉积与成藏条件

Termit盆地是西非裂谷系中典型的海相沉积盆地,海陆过渡相沉积特征对于盆地烃源岩、储层、盖层及油气生成、聚集的影响巨大。Moul凹陷白垩系Yogou组是Termit盆地海相油气勘探的典型成功实例。受构造沉降与海平面变化控制,Moul凹陷白垩系Yogou组发育曲流河三角洲、辫状河三角洲、远岸水下扇、混积陆棚及滨浅海等5种沉积相类型;凹陷东部发育辫状河三角洲_远岸水下扇沉积体系,凹陷西部发育曲流河三角洲_混积陆棚沉积体系,凹陷中心则以浅海和远岸水下扇沉积体系为主;Yogou组沉积相序演化垂向呈“浅海_远岸水下扇_三角洲”进积序列叠加的特点,平面具有“盆缘三角洲_盆内重力流_混积陆棚”多相匹配的特征,使烃源岩与储层呈“纵向叠置相邻、平面广泛分布”的分布格局,形成了多套“三明治”式优质生储盖组合,为油气成藏奠定坚实的基础;Yogou斜坡、Koulele帚状带及Trakes斜坡油气运聚条件优越,保存条件良好,是勘探重点区带;YSQ1、YSQ2高位域及YSQ3低位域生储盖组合条件好,是主要目的层段。在地质认识基础上,优化井位部署,多口井获工业油流,有力推动了盆地油气勘探的进程。     

塔里木盆地玉北地区上奥陶统碳酸盐岩沉积微相及沉积环境

采用微相分析的方法，对玉北地区12口钻井上奥陶统恰尔巴克组、良里塔格组碳酸盐岩的微相类型和沉积环境进行了研究。通过在显微镜下对其颗粒成分、生物组合、基质类型及结构特征等进行深入观察，划分出8种碳酸盐岩微相类型。依据各微相类型组合特征，并结合钻测井、地震剖面、古生物及地球化学等资料，认为玉北地区上奥陶统碳酸盐岩主要形成于开阔台地、台地边缘与台缘斜坡3种沉积环境，晚奥陶世的沉积相带呈东西向分异：大致以玉北5-胜和2-皮山北2井南一线为界，东部为台缘斜坡-陆棚相，中西部为碳酸盐岩台地相。玉北地区晚奥陶世纵向沉积演化为开阔台地-台地边缘-台缘斜坡-陆棚，其沉积环境的演变主要受控于区域构造运动。     

川西北地区中二叠统栖霞组沉积相与缓斜坡模式

川西北地区中二叠统栖霞组研究成果较多,但在沉积相特征和模式等的认识上存在较大差异,严重制约了其勘探效益。为了深化对研究区栖霞组沉积相特征的认识,提高油气勘探效益,在对9 口井的岩心描述和15 条野外剖面测量的基础上,结合测井相与地震相等资料,对其沉积相特征进行了研究,编制了栖霞组沉积早期和晚期的沉积相平面展布图,认为栖霞组主要发育开阔台地、台地边缘与前缘缓斜坡 等3 种沉积相带及6 种亚相和11 种微相。结合相对海平面变化,沉积微相、亚相和相带的展布特征及其纵、横向演化规律,建立了川西北地区栖霞组缓斜坡台地沉积演化模式,协调了碳酸盐台地模式与碳酸盐缓坡模式之间的关系。     

西藏伦坡拉盆地烃源岩特征及资源条件

伦坡拉盆地主要发育下第三系牛堡组烃源层系,主力烃源岩为牛二段及牛三下亚段,牛三上亚段也有一定的生烃能力。烃源岩受沉积相带的控制,主要发育于深－ 半深湖相区,蒋日阿错凹陷烃源岩厚度最大。烃源岩具有机质丰度中等,母质类型优良,成熟度主体偏高的特点。自始新世末期以来,伦坡拉盆地长期具有成藏的油源条件,早期的源岩为牛二段,晚期则以牛三下亚段为主。总体上看,伦坡拉盆地具良好的油气资源前景     

西藏伦坡拉盆地烃源岩特征及资源条件

伦坡拉盆地主要发育下第三系牛堡组烃源层系,主力烃源岩为牛二段及牛三下亚段,牛三上亚段也有一定的生烃能力。烃源岩受沉积相带的控制,主要发育于深-半深湖相区,蒋日阿错凹陷烃源岩厚度最大。烃源岩具有机质丰度中等,母质类型优良,成熟度主体偏高的特点。自始新世末期以来,伦坡拉盆地长期具有成藏的油源条件,早期的源岩为牛二段,晚期则以牛三下亚段为主。总体上看,伦坡拉盆地具良好的油气资源前景。