玛湖凹陷风城组碱湖烃源岩基本特征及其高效生烃

准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷下二叠统风城组发现了古老碱湖烃源岩,为丰富极具特色的碱湖生油理论,对该套碱湖烃源岩的基本特征进行了研究。风城组岩石成分相当复杂,主要由陆源碎屑、碳酸盐组分和火山物质以不同比例混积而成,可称为碱湖白云质混积岩。风城组生烃母质以菌藻类为特色,并且随着沉积环境碱性增强,细菌活跃性增强,改造形成的无定形体有机质含量升高。碱湖烃源岩中有机质丰度总体达到中等—优质烃源岩标准,有机质类型以Ⅰ型—Ⅱ_1型为主,具备良好的生烃潜力。风城组一段到三段发育完整成碱演化旋回,风城组二段达到成碱演化高峰期,碳酸盐含量最高,生烃母质几乎全为无定形体,生烃潜力最大。烃源岩多期高效生烃,产烃率高,几乎2倍于一般湖相烃源岩,为准噶尔盆地西北缘2大百里油区的形成奠定了物质基础,未来仍有广阔的勘探空间。     

玛湖凹陷风城组碱湖烃源岩生烃机理及资源量新认识

碱湖烃源岩的生烃特征和机理是学科研究的前缘与难点。以准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组为例,采用烃源岩人工剖面、自然剖面、油气特征标定相结合的方法,对这套碱湖烃源岩的生烃特征和机理进行了研究,并据此重新计算了资源量。结果表明,风城组碱湖烃源岩的生烃特征突出表现为转化率高、连续生烃、多期高峰、生油窗长、油质轻、油多气少,不同于传统的湖相优质烃源岩。这种独特的生烃机理在于烃源岩的有机和无机组成2方面。风城组碱湖烃源岩的生烃母质以菌、藻类为主,特别是菌类发育,因此生烃具有油多气少、转化率高、连续生烃、油质轻的特色;风城组的矿物组成独特性在于兼具发育碱类矿物和火山矿物,二者对生烃分别起延滞和催化作用,使得烃源岩可以早期生烃、持续生烃、多期高峰、生油窗长。基于这种特殊的生烃特征和机理,重新评估了研究区的资源量,生油量较前期认识提高了25%,生气量减少了13%,这更贴近于目前的勘探实际,对确定下步勘探开发方向具有重要意义。     

玛湖凹陷风城组碱湖烃源岩发育的构造背景和形成环境

玛湖凹陷是准噶尔盆地重要的生烃凹陷,凹陷中下二叠统风城组的湖相优质烃源岩被认为是中国至今发现的最古老的碱湖沉积,是准噶尔盆地西北缘百里油区形成的重要基础。通过区域构造、沉积学以及岩石矿物学方面的综合研究表明,风城组沉积于西准噶尔地区古生界基底上所发育的二叠纪造山后伸展断陷中,整体上是一套扇三角洲—湖相沉积体系,其中碱湖沉积集中于玛湖凹陷的中心地带。风城组发育大量的特征性碱类矿物,包括硅硼钠石、氯碳酸钠镁石、碳酸钠钙石、水硅硼钠石、碳镁钠石、碳氢钠石和苏打石等,表征了碱湖沉积特点,碱化程度高,区别于常见的盐湖沉积。碳酸钠钙石、碳氢钠石、硅硼钠石和水硅硼钠石等碱类矿物的发育,证实玛湖凹陷风城组碱湖烃源岩形成于受深部热液作用影响的高盐度闭塞性湖泊环境,而不是蒸发成因,这也和伸展断陷背景下活跃的火山活动密切相关。     

渤中凹陷古近系优质烃源岩特征及分布

综合应用钻井、地震等地质资料,以大量烃源岩样品地球化学分析为基础,从有机质丰度、类型、成熟度、沉积环境、母质来源以及生物标志物等方面对渤中凹陷古近系烃源岩地球化学特征进行了研究,指出了渤中凹陷优质烃源岩的发育层段,阐明了优质烃源岩的形成条件和分布规律,并在此基础上剖析优质烃源岩与油气成藏的关系,进一步揭示了渤中凹陷的勘探潜力。研究结果表明,渤中凹陷沙三段、沙二段—沙一段以及东营组3套烃源岩中都存在有机质丰度高、类型好、生排烃潜力大的优质烃源岩。其中,沙三段烃源岩有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ1型为主,有机质丰度最高且已经进入生烃门限,优质烃源岩最为发育。从母质来源和沉积环境方面分析了3套烃源岩的形成条件,发现生物产率高、母源类型好、保存条件良好是优质烃源岩形成的主要原因。总结了优质烃源岩的时空展布特征,优质烃源岩的形成受控于沉积环境和沉积中心,主要发育于半深湖—深湖相带,由沉积中心向外逐渐变薄;优质烃源岩的空间分布控制了渤中凹陷油气分布,凹陷近源斜坡带是进一步油气勘探的有利地区。     

准噶尔盆地玛湖凹陷风城组常规-非常规油气有序共生与全油气系统成藏模式

基于地质、地震及钻测井新资料,对准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组全油气系统形成的基本条件、常规-非常规油藏有序共生特征以及成藏模式进行系统研究。结果表明,受风城组碱湖优质烃源岩热演化及其生排烃过程、多类型(砾岩、砂岩、白云岩、泥页岩)储集层特征的控制,形成了常规构造-岩性油藏及受源储结构控制的致密油和页岩油。平面上,自玛湖凹陷周缘斜坡区向凹陷区,呈现成熟常规油藏—中高成熟致密油—中高成熟页岩油的有序共生特征。基于风城组常规-非常规油藏有序共生特征,明确风城组油气具有大面积连续聚集的特点,存在源储一体、源储紧邻、源储分离3类成藏模式,3类成藏模式在源储结构、储集层岩性及其空间分布、烃类运移特征、油气类型等方面存在差异。明确了准噶尔盆地应加快统筹常规-非常规油气整体布控与一体化推进,实现全油气系统的整体突破。进一步丰富陆相含油气盆地油气富集地质理论,以期为其他富烃凹陷的勘探研究做类比参考。     

准噶尔盆地玛湖凹陷风城组常规-非常规油气有序共生与全油气系统成藏模式

基于地质、地震及钻测井新资料,对准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组全油气系统形成的基本条件、常规-非常规油藏有序共生特征以及成藏模式进行系统研究。结果表明,受风城组碱湖优质烃源岩热演化及其生排烃过程、多类型(砾岩、砂岩、白云岩、泥页岩)储集层特征的控制,形成了常规构造-岩性油藏及受源储结构控制的致密油和页岩油。平面上,自玛湖凹陷周缘斜坡区向凹陷区,呈现成熟常规油藏—中高成熟致密油—中高成熟页岩油的有序共生特征。基于风城组常规-非常规油藏有序共生特征,明确风城组油气具有大面积连续聚集的特点,存在源储一体、源储紧邻、源储分离3类成藏模式,3类成藏模式在源储结构、储集层岩性及其空间分布、烃类运移特征、油气类型等方面存在差异。明确了准噶尔盆地应加快统筹常规-非常规油气整体布控与一体化推进,实现全油气系统的整体突破。进一步丰富陆相含油气盆地油气富集地质理论,以期为其他富烃凹陷的勘探研究做类比参考。图10表2参30     

西湖凹陷平北地区烃源岩特征及生排烃史

为了综合确定平北地区的主力烃源岩,深化其油气成藏动力学过程研究,在烃源岩分布特征及有机质丰度、类型和成熟度分析的基础上,应用含油气盆地数值模拟技术,定量恢复了研究区主要烃源岩层系的生排烃历史。研究表明,平北地区主要发育始新统平湖组、渐新统花港组两套烃源岩系,其中平湖组暗色泥岩为主力烃源岩,具较高的有机质丰度、成熟度、生排烃强度与排烃效率;以平湖组为源岩的油气系统应是本区油气勘探的主要目标。     

珠江口盆地油气分带性及其控制因素

珠江口盆地油气分布存在明显的分带性,浅水区珠一、珠三坳陷以油为主,油气主要来源于始新统文昌组中深湖相烃源岩,其次来源于下渐新统恩平组沼泽相烃源岩;而深水区珠二坳陷以天然气为主,油气主要来源于恩平组沼泽相烃源岩和渐新统海相烃源岩。珠江口盆地油气分带性主要受控于烃源岩的有机质类型及热演化程度。珠一、珠三坳陷文昌组中深湖相烃源岩有机质类型主要为Ⅱ1型,为倾油型烃源岩,而珠二坳陷恩平组煤系烃源岩和渐新统海相烃源岩有机质类型主要为Ⅱ2—Ⅲ型,为倾气型烃源岩,所以烃源岩有机质类型的差异是珠江口盆地油气分带的内在因素。珠江口盆地总体具有"热盆"属性,但深水区比浅水区更热,对于相同层系的烃源岩,深水区烃源岩的热演化程度明显高于浅水区,所以烃源岩热演化程度的差异是珠江口盆地油气分带的外在因素。     

北部湾盆地流二段不同类型烃源岩生排烃效率与成藏贡献对比北大核心CSCD

北部湾盆地目前的油气储量发现主要集中在涠西南和乌石凹陷这两个勘探成熟区,钻井揭示其主力烃源岩为流二段半深湖—深湖相烃源岩,包括泥岩、页岩和油页岩等3种类型。本文主要针对这两个成熟区14口井的3种类型烃源岩的岩心、岩屑及13个典型油田的原油共计173个样品进行了系统采集和分析测试,利用生排烃热模拟实验和混源油人工配比实验等手段,开展了3种类型烃源岩的生排烃效率及其对13个典型油田的成藏贡献定量对比分析。结果表明,流二段油页岩有机质丰度高、类型好,生烃潜力明显优于泥岩和页岩,是该盆地最优质的烃源岩;3种类型烃源岩的生排烃效率由高到低依次为油页岩、页岩和泥岩,其中油页岩的生油效率和排油效率最高,分别是泥岩的5.2倍和3.4倍;流二段油页岩对该盆地成熟区13个典型油田的油源贡献率超过70%,是油气成藏的主力烃源岩,因此在新区勘探潜力评价中应高度重视油页岩的分布预测及资源潜力评价。     

西宁盆地下侏罗统烃源岩有机地球化学特征

在西宁盆地下侏罗统发现了一套湖沼相烃源岩。为了研究该套烃源岩的生烃潜力和赋存页岩油气的可能性,在大茶石浪下侏罗统剖面系统地采集了有机地球化学样品,完成了湖相暗色泥岩和高位沼泽炭质泥岩有机质丰度、类型和成熟度的测试和研究。结果表明,西宁盆地下侏罗统暗色泥岩有机质丰度较高,属于中等偏好的烃源岩,炭质泥岩有机质丰度属于中等偏差的烃源岩;湖相暗色泥岩和高位沼泽相炭质泥岩有机质类型均以Ⅲ1型为主,生油能力较差,生气能力较好;其镜质组反射率分布在0.7%~0.94%之间,已进入大量生烃的成熟阶段。其地球化学特征和世界上许多页岩油气田的烃源岩有相似之处,据此推测,西宁盆地下侏罗统具有形成常规油气和页岩油气的潜力。     

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组烃源岩生烃动力学特征

准噶尔盆地玛湖凹陷及其周缘累计探明石油地质储量近30×10⁸ t,油源主要来自凹陷内的二叠系风城组碱湖相烃源岩。通过黄金管热模拟试验,并采用Kinetic软件进行计算,获得了玛湖凹陷二叠系风城组烃源岩的各类烃产率和动力学参数,建立了生烃模式,进而对该套烃源岩的生烃能力进行了综合评价。研究结果表明：①玛湖凹陷二叠系风城组碱湖相烃源岩总烃产率高达412.24 mg/（g·TOC）,其中液态烃类产率随温度升高先增加而后降低,高峰温度为420~460℃,气态烃产率持续增加,总产油率高于产气率,气态烃碳同位素具油型气特征。②风城组碱湖相烃源岩C₁,C₂—C₅,C₆—C₁₄,C₁₄₊的生成活化能主峰值分别为268 kJ/mol,255 kJ/mol,251 kJ/mol,247 kJ/mol。③玛湖凹陷风城组碱湖相烃源岩的生烃模式与国内外14个不同盆地具有相似性,均为早期出现生油高峰、晚期持续生气的特征,且单位TOC的生烃能力中等偏上。     

玛湖凹陷MH1井区上乌尔禾组扇控大面积成藏条件与成藏模式

玛湖凹陷二叠系上乌尔禾组继三叠系百口泉组之后又发现了一个大型连续型砂砾岩油气藏群。针对该区域成藏特征与成藏模式认识不清的问题。综合利用地质、地球物理以及分析化验等资料,结合区域构造背景与沉积环境,从烃源供给、储盖组合、运移通道及保存条件等4个方面对MH1井区上乌尔禾组油气成藏条件及控制因素进行综合分析。研究表明MH1井区上乌尔禾组砂砾岩油藏连续成藏具有4个有利条件:①二叠系风城组烃源岩具有有机质丰度高、生烃潜量大、双峰式生油特征,为MH1井区上乌尔禾组油藏提供了优质高效的烃源条件;②上乌尔禾组退积型扇体下砂上泥式沉积模式在纵向上形成规模有效的储盖组合;③断层、不整合面和渗透性砂体的三元复合体系共同形成了良好的立体输导网络;④扇三角洲平原亚相致密带、湖相与扇间泥岩以及断裂相互配置,形成复合式多面遮挡,为扇三角洲前缘大面积成藏提供了匹配良好的保存条件。在此基础上构建了MH1井区扇控大面积成藏模式,并在MH1井区开展了勘探开发一体化部署,获得了规模储量。该研究对下步油气勘探具有一定的指导意义。     

玛湖凹陷二叠系风城组碱湖云质岩储层成岩作用

通过偏光显微镜和扫描电镜观察,结合能谱、包裹体温度、同位素、X射线衍射及有机地球化学等分析方法,研究了准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组碱湖云质岩储层的成岩作用类型和成岩演化序列。研究结果表明：①玛湖凹陷二叠系风城组云质岩储层为典型的碱湖沉积,发育多种云质岩类,以云质凝灰岩和云质沉凝灰岩为主。②云质岩中成岩作用类型较多,其中脱玻化作用较为普遍,析出矿物主要有硅质矿物、钙镁碳酸盐矿物、铝硅酸盐矿物和非钙镁碳酸盐类矿物等;云质岩中的溶蚀作用主要为铝硅酸盐矿物和盐类矿物的溶蚀,发育成岩缝和多期构造缝,具有3期油气充注。③研究区风城组多数云质岩演化已进入中成岩A期,少量进入中成岩B期,脱玻化作用发生在早成岩A期;发育3期白云石,主要发育于早成岩B期;非钙镁碳酸盐矿物主要形成于同生期;存在3期溶蚀作用,以中成岩A期为主;油气最早充注于早成岩B期,以中成岩B期充注时间最长。脱玻化作用、长石和非钙镁碳酸盐矿物溶蚀作用及构造形成的裂缝是玛湖凹陷风城组云质岩成储的关键。④脱玻化作用形成的孔隙为早期油气充注提供了储集空间,碱湖优质烃源岩热演化释放的酸性流体对云质岩中铝硅酸盐矿物和盐类矿物进行溶蚀,有效改善了储层的储集性能。     

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位于准噶尔盆地腹部的石南油田，四面分别与玛湖凹陷、盆1井西凹陷和石南凹陷相邻，其石油地质储量超过1×108t。石南凹陷二叠系烃源岩有机质成熟度低、类型差、生烃量小；盆1井西凹陷二叠系烃源岩有机质从成熟—过成熟均有分布、有机质类型好、生烃量巨大，玛湖凹陷烃源岩与盆1井西凹陷烃源岩石油地质特征相似，但因其中生界构造特征而被排除。文章运用有机地球化学方法，分析并类比了烃源岩和原油中C₂₀、C₂₁、C₂₃三环二萜烷和甾烷等生物标志化合物特征，确定：①石南油田油气主要来源于盆1井西凹陷二叠系风城组和下乌尔禾组烃源岩；②油气运移的通道主要是断层和不整合面；③油气至少有两期成藏。     

准噶尔盆地新光地区佳木河组天然气地球化学特征及成因

通过对二叠系烃源岩生烃潜力评价及地层孔隙生烃模拟实验,明确了准噶尔盆地二叠系佳木河组、风城组和下乌尔禾组3套烃源岩生烃潜力及生烃特征,并在天然气地球化学特征研究基础上,结合与天然气伴生凝析油正构烷烃碳同位素分析,确定了准噶尔盆地中拐凸起新光地区佳木河组致密砂岩气藏天然气的来源。结果表明,二叠系3套烃源岩生烃潜力从大到小顺序为：风城组＞下乌尔禾组＞佳木河组,风城组烃源岩类型最好,以生油为主,下乌尔禾组烃源岩倾油倾气,佳木河组烃源岩倾气。新光地区佳木河组致密砂岩油藏天然气C₇轻烃组成以正庚烷为主,含量大于40%,甲基环己烷含量小于40%,乙烷碳同位素值分布在-29.0‰~-27.0‰之间,为偏腐泥型的过渡型气;与佳木河组致密砂岩天然气伴生的凝析油正构烷烃碳同位素增加呈“V”型分布,与下乌尔禾组烃源岩相一致,表明新光地区佳木河组凝析油来源于下乌尔禾组烃源岩。综合分析认为,准噶尔盆地新光地区佳木河组致密砂岩天然气主要来源于高成熟的下乌尔禾组烃源岩。     

文昌A凹陷油气成藏特征与分布规律探讨

文昌A凹陷位于珠江口盆地西部,是一个发育文昌组和恩平组两套湖相烃源岩复合成藏的油气区。根据特征生物标志化合物与碳同位素组成的油岩对比结果,可将文昌A凹陷发现的原油划分为两类,即文昌Ⅱ型和恩平型,前者来自文昌组浅湖相烃源岩,后者源于恩平组湖相烃源岩;天然气主要源于恩平组烃源岩,也可能有文昌组烃源岩凝析气或裂解气的贡献。文昌A凹陷油气两期成藏,早期成油,晚期聚气及轻质油,其油气分布主要受烃源岩有机相、热演化程度和运移分馏作用等因素的控制,凹陷中部以气为主,凹陷边缘气油共存,而凸起上以油为主。     

准噶尔盆地西北缘天然气成因来源及勘探潜力

准噶尔盆地是中国陆上四大含油气盆地之一,但天然气勘探进展缓慢,已有发现主要集中在盆地的东部和南部。基于天然气的组分和稳定碳同位素组成,在准噶尔盆地西北缘发现了4种类型的天然气。第Ⅰ类天然气主要来自下二叠统风城组湖相烃源岩,可进一步细分为Ⅰ_A（主要来自沙湾凹陷）和Ⅰ_B（主要来自玛湖凹陷）两个亚类。第Ⅱ类天然气为沙湾凹陷深部石炭系和下二叠统佳木河组高-过成熟腐殖型烃源岩生成的煤型气。第Ⅲ类天然气为第Ⅰ和第Ⅱ类天然气的混合气。第Ⅳ类天然气为油藏破坏后发生生物降解作用而形成的次生生物成因气。白垩纪,沙湾凹陷风城组、佳木河组和石炭系烃源岩生成的大量高成熟煤型气和油型气沿断裂和不整合面组成的输导体系运移至构造高部位成藏,而玛湖凹陷风城组烃源岩主体仍处在生油高峰,生成少量低熟油型气在凹陷内及边缘聚集。上述发现证实了准噶尔盆地西部上古生界发育石炭系（含佳木河组）和风城组两套规模有效气源岩,揭示了新的天然气勘探领域。研究成果提供了一个复杂地质条件下开展气-源对比和成藏过程恢复的典型案例,同时也深化了对准噶尔盆地天然气勘探潜力的认识。     

玛页1井风城组页岩油藏地质特征及甜点评价

玛湖凹陷风城组是一套以湖相暗色泥页岩与白云质岩为主的碱湖优质烃源岩,页岩油资源量大,是准噶尔盆地十分有潜力的非常规勘探领域。为明确其地质特征,针对玛页1井风城组连续取心资料,通过岩心观察、薄片鉴定、全岩分析、岩石热解、干酪根镜检、脆性评价等手段,对比分析了风城组各亚段的沉积环境、优势岩性、烃源岩品质、储集性能、天然裂缝特征、脆性和可动性。结果表明,风城组细粒沉积岩按岩石组分和层理构造可划分为12种岩石类型,结合沉积环境可将风城组划分为淡水、咸化、蒸发盐岩、弱咸化和低盐度5类沉积组合,对应风城组5个沉积亚段;风三₃亚段为一套有机质丰度中等、以Ⅱ₁型和Ⅰ型干酪根为主的成熟烃源岩,发育纹层状混积岩优势储集层,裂缝和溶孔发育,物性和含油性好,脆性指数大,油气可动性强,具有利于页岩油富集的生烃、储集等诸多优势条件,是玛湖凹陷风城组页岩油下步勘探开发的重点。