柴达木盆地北缘侏罗系有效烃源岩特征及油气聚集规律

柴达木盆地北缘地区具有典型的前陆盆地特征,已发现的油气田多集中在冷湖-南八仙构造带。为了拓展勘探局面,对该盆地北缘地区有效烃源岩特征以及油气运聚规律进行了研究。通过分析野外露头及钻井取心样品的地球化学特征,明确了侏罗系烃源岩的有利分布区;在对冷湖-伊北、德令哈两大主力生烃凹陷烃源岩生烃潜力分析的基础上,预测该区侏罗系天然气的资源量为4 903.4×10⁸ m³。对油气运聚规律的研究结果表明：①该区自下而上发育有基岩古潜山、侏罗系、古近系、新近系等4套储盖组合,有自生自储、下生上储、下生侧上储、源外等4种源储组合;②在经历晚燕山期和喜马拉雅期的多次构造运动后,形成了以中下侏罗统为烃源岩,以基岩、侏罗系、古近-新近系为储集层的下生上储、自生自储和源外成藏等多种模式的油气藏;③断层、渗透性砂体及不整合面是该区油气运移的重要通道,而断裂活动、岩石破裂以及构造运动是油气运聚的主要动力。     

柴达木盆地北缘上石炭统烃源岩评价

柴达木盆地北缘(以下简称柴北缘)石炭系烃源岩主要发育在上石炭统克鲁克组,其暗色碳酸盐岩达到了烃源岩评价标准,泥岩为较好―好的烃源岩,煤为较差的烃源岩。考虑到演化作用与风化作用的影响,推测柴北缘石炭系碳酸盐岩和泥岩均达到了好烃源岩评价标准,其有机质演化处在成熟―高成熟阶段。认为该地区石炭系具有良好的油气勘探前景。     

柴达木盆地北缘井下石炭系烃源岩的发现及其地质意义

在柴达木盆地北缘,尕丘1井首次钻遇了石炭系海陆交互相地层.该井石炭系烃源岩的碳质泥岩有机碳含量平均为1.85%,灰岩有机碳含量平均为0.42%;灰岩母质类型属于Ⅱ型干酪根;烃源岩成熟度中等.尕丘1井石炭系烃源岩与马北2等井的原油生物标志物、柴达木盆地北缘不同油田(或油井)及烃源岩的伽马蜡烷/C₃₁升藿烷值分布特征以及尕丘1井周边井天然气中氩同位素分布特征均有一定的可比性和相关性,说明该套烃源岩在柴达木盆地北缘可能曾经发生过生烃、运移和聚集成藏的过程.     

柴达木盆地北缘中、下侏罗统烃源岩生烃潜力

通过对柴达木盆地北缘中、下侏罗统烃源岩地球化学特征的详细对比分析表明,中侏罗统的沉积范围大于下侏罗统,且水体更深,构成了更大范围的连通湖盆。中侏罗统烃源岩生烃母质中的藻类体丰度较下侏罗统烃源岩的高,而角质体含量相对较低。据此,中侏罗统烃源岩的有机质类型好于下侏罗统烃源岩。但根据现今残余烃源岩的分布和有机质丰度特征,下侏罗统烃源岩的生烃基础却好于中侏罗统,前者在生烃凹陷区目前已进入高过成熟演化阶段（R _o >2.0%）,而后者在不同构造单元以差异热演化为特征。综合对比分析认为,两套烃源岩均具有良好的生烃潜力,在今后的油气勘探和地质研究中,应将两套烃源岩置于同等重要位置。     

柴达木盆地北缘腹部侏罗系烃源岩热演化特征及其对油气成藏影响

侏罗系烃源岩为柴达木盆地北缘(下文简称柴北缘)腹部重要的烃源岩层系,但对其复杂的生烃演化尚未有系统的认识。在钻井、地震及分析测试等资料的基础上,应用PetroMod盆地模拟软件,根据EASY%RO模型,恢复了研究区内不同构造单元侏罗系烃源岩热演化史,分析不同生烃凹陷的差异热演化特征,为柴北缘腹部地区下一步油气勘探提供重要依据。研究表明:侏罗系烃源岩热演化程度自西向东逐渐降低,西南部昆特依凹陷、伊北凹陷的下侏罗统烃源岩在古近纪初期进入成熟阶段,古近纪末期达到生烃高峰;东北部赛什腾凹陷的中侏罗统烃源岩在上新世晚期进入生烃门限,现今仍处于生烃高峰末期。柴北缘腹部构造带总体经历了燕山运动末期和喜马拉雅运动末期2个关键成藏期,根据历史生烃时期与构造样式的匹配关系,认为冷湖七号地区为下一步勘探有利区带。     

柴达木盆地北缘块断带油气勘探前景

柴达木盆地北缘块断带油气主要来自中侏罗统和下侏罗统的河流相、湖沼相和半深湖相的暗色泥岩、页岩和煤层。烃源岩分布面积广,厚度大,有机质丰度高,类型好;圈闭发育,圈闭形成期与油气生成,运移,聚集相匹配;储盖组合齐全;油气具有多次运移聚集,多期成藏特点。勘探领域广阔,勘探目标多,是目前中国现实的油气储量接替区之一。     

柴达木盆地西部南区第三系烃源岩地球化学特征

在系统分析柴达木盆地西部南区第三系大量岩心和岩屑样品的基础上,确定了该区有效烃源岩有机碳含量下限值为0.4%,并依此厘定了红狮凹陷、扎哈泉凹陷和狮子沟地区E23和E13上部应为柴西南区第三系有效烃源岩.同时还选取了24块上述有效烃源岩进行了抽提物的饱和烃生物标志物分析,针对其典型的咸水湖相沉积环境进行了烃源岩的地球化学特征研究.结果表明:柴西南区第三系烃源岩总体呈现正构烷烃的偶奇优势,Pr/Ph<0.6,较高伽玛蜡烷和升藿烷的翘尾巴特征,但不同地区与凹陷的上述特征略有差异;Pr/Ph、C35藿烷/C34藿烷与伽玛蜡烷/C30藿烷等一系列沉积环境参数指标的差异揭示出扎哈泉凹陷第三系烃源岩自成一体,特征迥异,应该处于微咸水-弱还原沉积环境,而红狮凹陷、跃进地区和狮子沟地区第三系烃源岩处于高盐度—强还原沉积环境,只是狮子沟地区相对较弱一些.认为柴西南区2类差异较大的第三系烃源岩分布区域特征可能预示柴西南区的原油也存在2类,因而在该区可能存在2大独立的油气系统.     

柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩生物有机相

柴达木盆地北缘地区侏罗系烃源岩的主要生烃显微组分包括藻类体、角质体和孢子体,根据这3种不同显微组分在岩石中的赋存特征、丰度,以及它们之间的相对含量,将侏罗系泥岩的成烃生物相分为4类:富集有机质型(A型)、有机质密集搬运-沉积聚集型(B型)、有机质稀疏搬运-沉积聚集型(C型)、有机质碎屑状散布型(D型).从A型到D型,有机质丰度逐渐降低,类型逐渐变差.对油气勘探和地质研究具有重要意义的优质烃源岩是A型生物相泥岩,该类烃源岩发育较高丰度的层状藻类体,有机碳含量大干4.O%,有机质类型为Ⅱ1-Ⅱ2型,一般只在下侏罗统下部和中侏罗统七段的局部层段发育,往往集中在几米至十几米厚的富集有机质层段,多形成于湖泊-三角洲沉积体系中的闭塞环境.图5表3参20     

柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩沉积有机相划分及评价

根据柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩的有机岩石学、沉积学和有机地球化学特征将烃源岩的沉积有机相划分为4种类型,即高位泥炭沼泽有机相、森林泥炭沼泽有机相、滨浅湖有机相和半深湖-较深湖有机相.在4种沉积有机相类型中,半深湖-较深湖有机相腐泥组含量最高,有机质类型属Ⅰ₂或Ⅰ₁型,生烃性最好并以生油为主;滨浅湖有机相是煤系烃源岩的主体部分,腐泥组含量较低,有机质类型以Ⅱ型和Ⅲ₁型为主,生烃性变化较大,泥岩生烃性中等到差,碳质泥岩大部分生烃性较差;森林泥炭沼泽有机相镜质组含量较高,有机质类型主要为Ⅲ₁型,其生烃性相对较差,以生气为主;高位泥炭沼泽有机相惰质组含量高,有机质类型主要为Ⅲ₂型,其生烃能力最差,以生气为主.     

柴达木盆地北缘马北地区油源对比

柴达木盆地北缘马北地区不同构造上的原油分两大类。一类是该地区普遍分布的原油,包括马北1 井、马北101 井和马北3 井以及马北2 井后期注入的原油,这类原油主要来源于中侏罗统烃源岩,但在成熟度上存在显著差异: 马北1 井浅层和马北3 井原油来源于尕丘凹陷,属成熟原油; 马北1 井深层和马北101 井原油来源于赛什腾凹陷,为高成熟原油。另一类是马北2 井生物降解原油,来源于石炭系海陆交互相烃源岩。     

柴达木盆地北缘红山断陷中侏罗统烃源岩评价

在红山断陷内钻井及周边露头剖面中侏罗统烃源岩系统分析的基础上,通过对其有机质丰度和类型、烃类化合物的组成及其成烃演化阶段进行全面分析与评价,认为：红山断陷中侏罗统主要的烃源岩类型为泥岩和油页岩,有机质沉积于淡水环境,其中油页岩属Ⅱ型,泥岩、炭质泥岩和煤多属于Ⅲ1-Ⅲ2型。红山断陷地表剖面的中侏罗统烃源岩主要处在未熟-低熟阶段,地下中侏罗统烃源岩也主要处在未熟-低熟阶段,少量处于成熟阶段。总体来看,红山断陷中侏罗统具备一定的资源潜力,是值得重视的一个勘探区。     

柴达木盆地西南缘砂新1 井烃源岩评价

对柴达木盆地西部坳陷的狮子沟-油砂山构造带上砂新1 井钻遇的古近系和新近系暗色泥岩的有机质丰度、类型和成熟度进行综合评价, 并对主要层段——下干柴沟组上段(E3x)和上干柴沟组(N1s)与邻井油源进行对比。烃源岩评价结果表明, 砂新1 井暗色泥岩主体为中等烃源岩, 有机质类型以Ⅱ1 型和Ⅱ2 型为主。上油砂山组(N22s)烃源岩处于低成熟阶段, 上干柴沟组(N1s)-下干柴沟组上段(E3x)烃源岩己进入成熟阶段。油源对比证实, 砂新1 井区油源与邻近各井不同, 主要表现为自生自储型, 这在一定程度上制约了砂新1 井区的油气成藏规模。     

柴达木盆地石炭系烃源岩评价

在野外地质调查基础上,系统分析了柴达木盆地石炭系烃源岩分布以及地球化学特征,并从有机质丰度、类型和成熟度方面对烃源岩进行了综合评价。研究认为:柴达木盆地石炭系烃源岩广泛分布在全盆地大部分地区。柴北缘烃源岩厚度大\,分布广,厚度中心主要位于欧龙布鲁克山一带,最大残余厚度达900 m;柴南缘厚度次之,沿盆地边缘呈带状展布,在格尔木-乌图美仁-甘森一带厚度在400~500 m之间,盆地西北及东南角厚度较小。石炭系主要发育暗色泥岩、碳酸盐岩和煤3种类型烃源岩。暗色泥岩有机质丰度均值为1.28%,有机质类型主要为Ⅲ型与Ⅱ₂型,处于成熟-高成熟阶段,为中等-好的烃源岩;碳酸盐岩有机质丰度较低,平均值为0.37%,有机质类型为Ⅱ₁-Ⅱ₂型,综合评价为差烃源岩;石炭系煤岩则为良好的气源岩。总体而言,柴达木盆地石炭系分布广泛,具有较好的油气勘探远景。      

柴达木盆地北缘块断带油气勘探前景

柴达木盆地北缘块断带油气主要来自中侏罗统和下侏罗统的河流相、湖沼相和半深湖相的暗色泥岩、页岩和煤层。烃源岩分布面积广、厚度大,有机质丰度高、类型好;圈闭发育,圈闭形成期与油气生成、运移、聚集相匹配;储盖组合齐全;油气具有多次运移聚集、多期成藏特点。勘探领域广阔,勘探目标多,是目前中国现实的油气储量接替区之一。     

柴达木盆地北缘含油气系统及油气勘探方向

在分析研究柴北缘断陷构造演化和地质结构的基础上,指出柴中断层发育的全过程,是控制柴北缘断陷中、新生界盆地的叠加与组合、中生界深层沉积构造和喜马拉雅运动期构造反转等形成的主要动力,进而阐明了柴北缘断陷含油气系统在空间上为并列型、在时间上为连续型的特征。在研究了生储盖组合及油气成藏特征的基础上,提出了柴北缘断陷油气藏勘探的对策和建议,对该区的勘探具有重要意义。     

柴达木盆地北缘油气勘探潜力

柴达木盆地北缘从1955年开始石油勘探,除20世纪90年代末发现南八仙中型油气田外,没有发现规模油气储量,柴北缘地区油气资源量为10x10⁸t,但找到的油气储量很少,石油资源转化率只有3.2%.由于阿尔金走滑断层对柴北缘油气运移起到破坏作用、缺乏良好的区域盖层、对侏罗系基础研究工作不到位、勘探工作缺乏连续性等问题,增加了油气勘探的难度。今后勘探重点应以潜伏构造和凸起斜坡地层圈闭勘探为重点,并加强赛什腾山前逆掩推覆构造的研究。只要工作到位,柴北缘地区油气储量会大幅度增长。     

柴达木盆地乌南—绿草滩地区烃源岩地球化学特征

依据烃源岩有机质丰度、有机质类型和有机质成熟度分析,发现乌南—绿草滩地区较好—好烃源岩主要分布在下干柴沟组上段和下干柴沟组下段。烃源岩生物标志化合物主要特征为正烷烃系列中—低碳数(15～19)出现偶碳数优势,高碳数(25～29)表现为奇数碳优势。萜类化合物表现出高伽马蜡烷—高三环萜和低伽马蜡烷—低三环萜2种类型,C34、C35升霍烷含量较低,甾烷既有C27优势,也有C29优势。反映烃源岩发育区主要处在深湖相带与滨浅湖相带之间的过渡相带,水生生物与陆源高等植物有机质生源各有一定比例。值得关注的是,在绿参1井不同深度的5个古近系—新近系烃源岩样品,在其芳烃馏分中均检测到三联苯系列化合物,发现三联苯系列中不同取代位置的同分异构体相对含量和烃源岩中有机质的热演化程度表现出很好的正相关性,成为氯仿沥青"A"芳烃馏分中判识烃源岩有机质热演化程度的有意义参数。     

准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩生烃特征

中—下侏罗统烃源岩是准噶尔盆地南缘主力烃源岩,为进一步加深对其生烃特征与分布的认识,梳理了准噶尔盆地南缘9口井和9条露头剖面的沉积学和地球化学分析结果,开展了泥岩、碳质泥岩和煤3类岩性的生烃热模拟实验,并结合油源对比,开展3种岩性生烃演化特征的研究。结果表明,准噶尔盆地南缘下侏罗统八道湾组发育中等—好烃源岩,中侏罗统西山窑组和下侏罗统三工河组发育中等烃源岩,煤是重要的气源岩。侏罗系来源的原油主要来自暗色泥岩的贡献,而八道湾组泥岩在3套烃源岩中有机质类型最优,规模最大,是主力生油层。侏罗系烃源岩镜质体反射率达到0.9%~1.8%时,进入快速生气和排气阶段,是形成大规模天然气藏的关键时期,霍玛吐背斜带位于南缘侏罗系烃源岩生烃中心,镜质体反射率普遍大于2.0%,是寻找大型天然气田的有利区域。